[发明专利]一种室温多重自交联纳米丙烯酸酯共聚物乳液及其制备方法和以该乳液为基料的水性木器漆

摘要

本发明实施例公开了一种室温多重自交联纳米丙烯酸酯共聚物乳液及其制备方法和以该乳液为基料的水性木器漆，该乳液的制备合成成分包括乙烯基不饱和羧酸、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、苯乙烯、改性SiO₂与丙烯酸酯单体的分散液、交联单体A、乙烯基硅氧烷、交联单体B等，并且通过引入改性纳米SiO₂、交联单体、乙烯基硅氧烷三种交联方法贯穿室温多重自交联纳米丙烯酸酯共聚物乳液的制备中，三种交联技术相互协同，使得最终以该乳液为基料制备的水性木器漆形成致密的保护膜，具有优异的耐水、耐醇、抗划伤、抗高温回粘以及比较高的硬度，漆膜性能可以和溶剂型家具漆相媲美。

主权项

1.一种室温多重自交联纳米丙烯酸酯共聚物乳液，其特征在于，包括：去离子水40～50份；乳化剂A 0.1～1份；乳化剂B 0.1～1份；pH值缓冲剂0.02～0.09份；过硫酸铵0.3份；乙烯基不饱和羧酸0.3～0.9份；甲基丙烯酸酯25～35份；丙烯酸酯4～6份；苯乙烯4～6份；改性SiO₂与丙烯酸酯单体的分散液8～12份；交联单体A 0.3～1.0份；乙烯基硅氧烷0.5～0.9份；交联单体B 0.3～1.0份；叔丁基过氧化氢0.04份；亚硫酸氢钠0.04份；消泡剂0.05份；防腐剂0.05份和氨水1份；所述的改性SiO₂与丙烯酸酯单体的分散液是以正硅酸乙酯为二氧化硅前驱体，丙烯酸酯单体为分散介质，稀硫酸为催化剂，γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷作为活性接枝改性剂，室温搅拌24小时水解制得；所述交联单体A选自双丙酮丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种；所述交联单体B选己二酸二肼、碳酸二酰肼、草酸二酰肼、丁二酸二酰肼中的一种；所述室温多重自交联纳米丙烯酸酯共聚物乳液由以下方法制备而成；(1)制备改性SiO₂与丙烯酸酯单体的分散液：在烧杯中称取乳化剂A和去离子水，用玻璃棒搅拌充分溶解，得乳化剂水溶液；然后称取适量的正硅酸乙酯，γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，溶于甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的混合单体中，得到油相混合物；然后在高速均质机的剧烈搅拌下，将所述油相混合物滴加进上述的乳化剂水溶液中，并用稀硫酸调节pH值，继续高速分散30min，随之转移到带塞的磨口平底烧瓶中，在室温下磁力搅拌24小时，使其充分反应，得到改性SiO₂与丙烯酸酯单体的分散液；(2)制备纳米复合乳液：在四口圆底烧瓶加入去离子水，然后置于水浴搅拌并升温，当温度达到75℃时，取2/5反应用量的过硫酸钾溶于5g去离子水中，加进圆底烧瓶，随后10min内匀速滴加步骤(1)制备的1/5的改性SiO₂与丙烯酸酯单体的分散液入圆底烧瓶，待烧瓶内反应液出现蓝光时，将剩余的3/5的过硫酸钾溶于5g去离子水中，随后将其与剩余的改性SiO₂与丙烯酸酯单体的分散液同时滴加入圆底烧瓶中，约3小时内滴加完，然后保温1小时，制得纳米复合乳液；(3)制备单体预乳化液：将去离子水、乳化剂A、乳化剂B、以及乙烯基不饱和羧酸、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、苯乙烯和交联剂A依次投入单体预乳化罐，高速搅拌乳化1小时形成单体预乳化液；(4)制备室温多重自交联纳米丙烯酸酯共聚物乳液：向聚合釜中加去离子水，计量的步骤(2)制备的纳米复合乳液，开启搅拌，升温至80℃‑84℃，稳定15min后，同时滴加步骤(3)中制备的单体预乳化液和过硫酸铵溶液，待滴加到剩余单体预乳化液1/5时，停止滴加；加入乙烯基硅氧烷单体搅拌10min之后继续滴加，控制整个滴加时间在210min‑240min内，滴加温度控制在78℃‑82℃；滴加完毕后在滴加温度下保温1小时；保温完毕后降温至60℃‑70℃，加叔丁基过氧化氢水溶液，10min后滴加亚硫酸氢钠水溶液，滴加时间为30min，滴加温度控制在63℃‑67℃，滴加完毕后继续保温30min，最后降温至40℃以下，用氨水调节pH至7‑9，加入计量的交联剂B搅拌30min，再加消泡剂、防腐剂后，用200‑500目滤网过滤，制得室温多重自交联纳米丙烯酸酯共聚物乳液。