流变改性单体生成的缔合型增稠剂及其制备方法技术

本发明专利技术为一种流变改性单体生成的缔合型增稠剂及其制备方法，其特征在于：所述的增稠剂是以甲基丙烯酸MAA占单体总质量的38～42%、丙烯酸乙酯EA占单体总质量的46～50%、磷酸酯功能单体COPS-3占单体总质量的0.2～0.5%、二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯和三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯的混合物HPM-400占单体总质量的10～13%，经乳液聚合反应形成的含固量为28～32%的聚合物乳液；乳化剂的添加量为单体重量的6～9%。本发明专利技术制得的增稠剂可以显著提高水的黏度，用于水性涂料可以提高水性涂料的黏度，改善水性涂料的抗飞溅性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种涂料用增稠剂，特别是公开一种流变改性单体生成的缔合型增稠剂及其制备方法，属于涂料助剂中的增稠剂领域，本专利技术增稠剂可直接用于水性涂料，有效提高水性涂料的黏度，改善水性涂料的抗飞溅性能。
技术介绍
增稠剂是用于提高水性体系黏度和改善流变性的一种聚合物助剂。在需要增稠的体系中添加少许增稠剂，即可增大体系的表观黏度，使之达到要求。尤其在水性涂料和胶黏剂等，能够赋予产品优良的施工性能和物理化学稳定性能。在涂料中，增稠剂作为调整涂料的流变性能和保水性能的功能助剂，在涂料涂布操作和涂层性能改善中起着重要的作用，目前应用较广的是缔合型增稠剂。缔合型增稠剂实质是疏水改性的水溶性聚合物，按其结构可分为疏水改性缔合型聚氨酯( HEUR)，疏水改性碱溶胀乳液( HASE)及疏水改性羟乙基纤维素( HMHEC)。与传统涂料增稠剂相比，缔合型增稠剂拥有优良的流变性能和较好的保水性能，因此应用于涂料中有较好的效果。 随着我国经济的日益发展，中国空气质量指数PM2.5持续走高和全民环保意识的增强，无有机溶剂、低污染的水性涂料将是我国涂料行业的发展方向。 乳胶漆是以水为分散介质的一种水性体系，黏度通常较低，易造成颜料、填料的沉降，不易于施工，因此，常需要提高黏度，以保证乳胶漆的贮存稳定性和保证其涂刷性能。目前市场上的增稠剂种类繁多，其中最主要的有：黏土、改性纤维素及其衍生物；碱溶胀型聚丙烯酸酯类；缔合型增稠剂类。与传统的增稠剂相比，缔合型增稠剂以其优异的流变性能使涂料在施工中表现出涂膜丰满、防止流挂、流平性好等特点。在合成增稠剂中，丙烯酸及其低烷基酯的共聚物乳液是一类高效增稠剂。由于这类增稠剂具有自身黏度低、增稠能力强、稳定性好、不易长霉等特点，目前在国外已广泛用于水基黏合剂和水性涂料、皮革及纸加工等工业，并能部分代替天然纤维素增稠剂，已成为水性涂料中不可缺少的添加剂。 本研究利用比利时索尔维的流变改性单体和共聚稳定单体制备性能优异的疏水改性缔合型增稠剂，流变改性单体为二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯和三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯的混合物。该增稠剂对水性涂料的低剪切黏度和高剪切黏度有较好的平衡，可以满足水性涂料对储存稳定性和涂刷性能的要求。 缔合型增稠剂已有相关的专利报道，例如CN1398929A、CN1840588A、CN101787231A和CN102675951A等。其中CN1398929A公开了用二异氰酸酯、烷基醇和聚乙二醇等制备缔合增稠剂。CN1840588A公开了使用聚乙二醇和二异氰酸酯中引入缔合单体，单官能度或二官能度化合物，制备增稠剂。CN101787231A公开了采用疏水改性单体和不饱和羧酸单体、不含羧酸基团的单烯键不饱和单体制备增稠剂。CN102675951A公开了采用疏水改性单体与不饱和羧酸单体、不含羧酸基团的单烯键 不饱和单体和一种含有至少两个不饱和双键的交联剂单体制备增稠剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术产品性能不佳的问题，提供一种流变改性单体生成的缔合型增稠剂及其制备方法，是一种聚合稳定性，出渣量极少，可平衡低剪切黏度和高剪切黏度，抗飞溅性能优异的缔合型增稠剂，可用于多种体系，适用性更广。 本专利技术是这样实现的：一种流变改性单体生成的缔合型增稠剂，其特征在于：所述的增稠剂是以甲基丙烯酸MAA占单体总质量的38～42%、丙烯酸乙酯EA占单体总质量的46～50%、磷酸酯功能单体COPS-3占单体总质量的0.2～0.5%、二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯和三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯的混合物HPM-400占单体总质量的10～13%，经乳液聚合反应形成的含固量为28～32%的聚合物乳液；乳化剂的添加量为单体重量的6～9%；所述的磷酸酯功能单体是具有共聚稳定性的单体；所述的乳液聚合反应中采用的乳化剂为阴离子乳化剂； 所述的流变改性单体为具有流变改性功能的单体：二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯， 所述二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯的结构式为： ， 所述三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯的结构式为： 。 所述的阴离子乳化剂为不含烷基酚聚氧乙烯醚类化合物APEO的碳十三醇硫酸钠、直链脂肪醇硫酸钠盐、脂肪醇醚硫酸酯钠盐、十三烷基醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪磷酸酯和醇醚琥珀酸单酯钠盐中的任意一种。 一种上述流变改性单体生成的缔合型增稠剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法的具体步骤为： A、反应原料的配置，所述反应原料的组成及质量百分比为： （1）单体预乳化液： 去离子水                             15～20%， 阴离子乳化剂（碳十三醇硫酸钠）       2～3%， MAA （甲基丙烯酸）                 11～13%， EA                                  13～15%， 流变改进单体（HPM-400）             2～5%， （2）釜底料： 去离子水                             36～40%， 阴离子乳化剂（碳十三醇硫酸钠）       0.3～0.5%， 聚合稳定剂（COPS-3）                0.1～0.2%， （3）种子引发剂： 去离子水                             1～2%， 过硫酸铵                             0.05～0.1%， （4）共进引发剂： 去离子水                             8～9%， 过硫酸铵                             0.02～0.06%， （5）后添加引发剂： 去离子水                             1.5～2.0%， 叔丁基过氧化氢                       0.03～0.05%， 异抗坏血酸                           0.03～0.04； B、氮气保护，加入釜底料并加热至85℃； C、阴离子乳化剂和HPM-400单体溶解，加入EA和MAA，高速搅拌，制备预乳液； D、分别制备种子引发剂、共进引发剂和后添加引发剂； ...

【技术保护点】
一种流变改性单体生成的缔合型增稠剂，其特征在于：所述的增稠剂是以甲基丙烯酸MAA占单体总质量的38～42%、丙烯酸乙酯EA占单体总质量的46～50%、磷酸酯功能单体COPS‑3占单体总质量的0.2～0.5%、二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯和三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯的混合物HPM‑400占单体总质量的10～13%，经乳液聚合反应形成的含固量为28～32%的聚合物乳液；乳化剂的添加量为单体重量的6～9%；所述的磷酸酯功能单体是具有共聚稳定性的单体；所述的乳液聚合反应中采用的乳化剂为阴离子乳化剂；所述的流变改性单体为具有流变改性功能的单体：二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯，所述二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯的结构式为：，所述三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯的结构式为：。

【技术特征摘要】
1.一种流变改性单体生成的缔合型增稠剂，其特征在于：所述的增稠剂是以甲基丙烯酸MAA占单体总质量的38～42%、丙烯酸乙酯EA占单体总质量的46～50%、磷酸酯功能单体COPS-3占单体总质量的0.2～0.5%、二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯和三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯的混合物HPM-400占单体总质量的10～13%，经乳液聚合反应形成的含固量为28～32%的聚合物乳液；乳化剂的添加量为单体重量的6～9%；所述的磷酸酯功能单体是具有共聚稳定性的单体；所述的乳液聚合反应中采用的乳化剂为阴离子乳化剂；
所述的流变改性单体为具有流变改性功能的单体：二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯，
所述二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯的结构式为：
，
所述三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯的结构式为：
。
2.根据权利要求 1 所述的流变改性单体生成的缔合型增稠剂，其特征在于：所述的阴离子乳化剂为不含烷基酚聚氧乙烯醚类化合物APEO的碳十三醇硫酸钠、直链脂肪醇硫酸钠盐、脂肪醇醚硫酸酯钠盐、十三烷基醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪磷酸酯和醇醚琥珀酸单酯钠盐中的任意一种。
3.一种权利要求 1 或2中任意一项所述流变改性单体生成的缔合型增稠剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法的具体步骤为：
A、反应原料的配置，所述反应原料的组成及质量百分比为：
单体预乳化液：
去离子水                             15～20%，
阴离子乳化剂（碳十三醇硫酸钠）       2～3%，
MAA （甲基丙烯酸）                 11～13%，
EA                                  13～15%，
流变改...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗正新，陈凯，张海泉，
申请(专利权)人：上海正欧实业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31