一种金属交联丙烯酸酯乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金属交联丙烯酸酯乳液及其制备方法，属于建筑涂料领域。所述金属交联丙烯酸酯乳液，由以下重量份数的原料制备：甲基丙烯酸甲酯30‑54份，丙烯酸异辛酯15‑35份，苯乙烯5‑13份，甲基丙烯酸2‑10份，锌氨溶液10‑30份，功能单体2‑10份，乳化剂2‑6份，过硫酸盐0.1‑0.5份，氧化剂0.1‑0.5份，还原剂0.1‑0.5份，水125‑150份。所述锌氨溶液中的氧化锌的质量百分比为10％‑30％；所述功能单体为乙烯基三甲氧基硅烷、γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸烯丙酯中至少一种；所述乳化剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。本发明专利技术的金属交联丙烯酸酯乳液具有优异的打磨性、抗回粘性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属交联丙烯酸酯乳液及其制备方法，具体说是一种易打磨，抗回粘的金属交联丙烯酸酯乳液及其制备方法，属于建筑涂料领域。
技术介绍
近年来随着人们环保意识的不断增强以及能源的紧张，水性木、器涂料越来越受到人们的关注和青睐。丙烯酸酯乳液以其优异的保光保色性、耐候性以及力学性能而被广泛运用。但常规丙烯酸酯乳液存在诸如成膜温度高、漆膜硬度较低、抗回粘性差、耐水白差等不好的缺点。因此，通常需要交联改性去提高其各项性能。通过利用金属离子交联的高分子聚合物通常具有交联密度大、通透性能好、耐溶剂及耐水白性能优异等优点。金属离子交联的丙烯酸酯乳液是通过金属离子与共聚分子链上的官能团反应，是以离子键或配位键结合形成不溶或不融的金属络合物，主要是通过离子对间的静电作用和离子对聚集作用实现涂膜的交联。离子交联具有交联速度快，效率高，其乳液成膜过程中具有快干，硬度建立快等优点。申请号为200410000997.7的中国专利公开了一种热敏性共聚物胶乳、其制备方法及应用。该专利技术的胶乳在60℃以下为稳定的共聚物水分散体，超过60℃时发生凝聚。该专利技术的热敏性共聚物胶乳通过在相对于100份重量份数单体混合物分别为0.01-5重量份数的非离子型聚合物和0-5份重量份的纳米级氧化锌存在下自由基乳液聚合20-70重量％的脂肪族共轭二烯单体、20-70重量％的丙烯酸酯单体和0-10重量％的不饱和羧酸单体而制备，其中所述重量百分数基于单体混合物的总重量。申请号为201510233011.9的中国专利公开了一种锌离子交联核壳丙烯酸离聚物乳液的制备，主要生产室内调湿涂料，属于高分子及功能功能涂料领域。该专利技术以含有羧酸根的甲基丙烯酸和苯乙烯为硬核单体，甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯(软单体)为壳单体，锌离子为交联组分制备的锌离子交联核壳丙烯酸离聚物乳液。申请号为201510669574.2的中国专利公开了一种金属蝥合的水性苯丙乳液，其特征在于：所述金属蝥合的水性苯丙乳液包括苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、蝥合剂、乳化剂、过硫酸盐、氧化剂、还原剂及水，上述组分含量按照质量百分比算分别为：苯乙烯20-25％、丙烯酸丁酯10-15％、丙烯酸异辛酯10-15％、丙烯酸1-5％、蝥合剂5-10％、乳化剂1-5％、过硫酸盐0.3-0.6％、氧化剂0.1-0.3％、还原剂0.1-0.3％，余量为水。但在反应过程中氧化锌加入易出现粉末状的沉底，焦化等现象。导致乳液制备过程中反应不稳定及后期储存稳定性。因此，如何开发一种金属交联的易打磨，抗回粘的丙烯酸酯乳液，是目前丙烯酸酯乳液行业的一道技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种易打磨，抗回粘的金属交联丙烯酸酯乳液及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种金属交联丙烯酸酯乳液，由以下重量份数的原料制备：甲基丙烯酸甲酯30-54份，丙烯酸异辛酯15-35份，苯乙烯5-13份，甲基丙烯酸2-10份，锌氨溶液10-30份，功能单体2-10份，乳化剂2-6份，过硫酸盐0.1-0.5份，氧化剂0.1-0.5份，还原剂0.1-0.5份，水125-150份。进一步地，所述锌氨溶液中的氧化锌的质量百分比为10％-30％。更进一步地，所述锌氨溶液由以下组分组成：氧化锌，碳酸铵，氨水。进一步地，所述功能单体为乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸烯丙酯中至少一种。进一步地，所述乳化剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。进一步地，所述过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中至少一种。进一步地，所述氧化剂为叔丁基过氧化氢。进一步地，所述还原剂为亚硫酸氢钠、L-抗坏血酸中至少一种。上述金属交联丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下依序进行的步骤：(1)常温常压下，在乳化缸中加入1-3份乳化剂、20-40份水，利用分散机搅拌5min使其充分混合均匀后，依次加入30-54份甲基丙烯酸甲酯、15-35份丙烯酸异辛酯、5-13份苯乙烯、2-10份甲基丙烯酸、2-10份功能单体，利用分散机搅拌20min使其充分混合均匀，即制成预乳化液。(2)在反应釜中加入1-3份乳化剂、60-80份的水，升温至75-90℃，5-20r/min转速下搅拌15-30分钟后，同时滴加经步骤(1)制得的预乳化液、用5-10份水溶解的0.1-0.5份过硫酸盐，进行聚合反应，反应温度为80-88℃，滴加时间为3-5h，滴加过程中持续以5-35r/min的转速搅拌。(3)步骤(2)结束后，将反应釜内温度升至90-95℃，保温1-3h。(4)步骤(3)结束后，在反应釜中加入10-30份锌氨溶液，降温至80-85℃，并保温1-3h。(5)步骤(4)结束后，在反应釜中加入用5-10份水溶解的0.05-0.25份氧化剂、用5-10份水溶解的0.05-0.25份还原剂，降温至60-70℃，并保温10-15分钟。(6)步骤(5)结束后，在反应釜中再次加入用5-10份水溶解的0.05-0.25份氧化剂、用5-10份水溶解的0.05-0.25份还原剂，调温至50-60℃，并保温10-15分钟。(7)步骤(6)结束后，5-35r/min的转速下将反应釜内温度调整至40-50℃，停止搅拌并出釜过滤，即得金属交联丙烯酸酯乳液。进一步地，所述反应釜为四口烧瓶。进一步地，步骤(3)-(6)均在5-35r/min的转速下进行。有益效果：1.本专利技术的金属交联丙烯酸酯乳液，通过金属螯合技术，在乳液聚合过程中加入了锌氨溶液，通过金属锌离子与共聚分子链上的官能团反应，以离子键或配位键结合形成不溶或不融的金属络合物；通过离子对间的静电作用和离子对聚集作用实现涂膜的交联，使聚合物的交联密度更加致密，能使漆膜在成膜过程后有出色的硬度、打磨性、快干、抗回粘性；能有效改进现有技术中氧化锌在加入过程中存在不溶、储存过程中出现沉底等不稳定的现象，保证了反应的稳定性和储存稳定性。2.本专利技术的金属交联丙烯酸酯乳液，所采用的功能单体在反应体系中具有较强的活性，易于与聚合单体及乳化剂进行聚合反应；功能单体的分子结构上具有较多的活性基团，在化学反应时容易产生聚合或加成等反应，有利于互穿网络的形成。3.本专利技术的金属交联丙烯酸酯乳液，所采用的乳化剂为阴离子表面活性剂，具有良好的乳化、发泡、渗透、去污和分散性能。4.本专利技术的金属交联丙烯酸酯乳液，所采用的过硫酸盐受热容易分解成自由基，并且自由基可在反应体系中与活泼双键进行自由基接枝、共聚、交联等反应，使乳液在成膜后具有良好的性能。5.本专利技术的金属交联丙烯酸酯乳液，所采用的氧化剂自身具有弱碱性，还原剂呈现弱酸性。氧化剂、还原剂的加入，可进一步稳定化学反应体系的酸碱平衡，有利于化学反应的稳定进行。6.本专利技术的金属交联丙烯酸酯乳液，采用共聚聚合工艺制备，整个反应过程在40-95℃温度下进行，所以整个反应体系能在相对温和的环境下进行，保证了反应的稳定性，其加工工序十分简单，大大降低了丙烯酸酯乳液的加工成本。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应该理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不是用于限制本专利技术的范围。除非特别说明，实施方式中未描述的技术手段均可以用本领域技术人员所公知的方式实现。对于本领域技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属交联丙烯酸酯乳液，其特征在于，由以下重量份数的原料制备：甲基丙烯酸甲酯30‑54份，丙烯酸异辛酯15‑35份，苯乙烯5‑13份，甲基丙烯酸2‑10份，锌氨溶液10‑30份，功能单体2‑10份，乳化剂2‑6份，过硫酸盐0.1‑0.5份，氧化剂0.1‑0.5份，还原剂0.1‑0.5份，水125‑150份。

【技术特征摘要】
1.一种金属交联丙烯酸酯乳液，其特征在于，由以下重量份数的原料制备：甲基丙烯酸甲酯30-54份，丙烯酸异辛酯15-35份，苯乙烯5-13份，甲基丙烯酸2-10份，锌氨溶液10-30份，功能单体2-10份，乳化剂2-6份，过硫酸盐0.1-0.5份，氧化剂0.1-0.5份，还原剂0.1-0.5份，水125-150份。2.根据权利要求1所述的一种金属交联丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述锌氨溶液中的氧化锌的质量百分比为10％-30％。3.根据权利要求2所述的一种金属交联丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述锌氨溶液由以下组分组成：氧化锌，碳酸铵，氨水。4.根据权利要求1所述的一种金属交联丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述功能单体为乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸烯丙酯中至少一种。5.根据权利要求1所述的一种金属交联丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述乳化剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。6.根据权利要求1所述的一种金属交联丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中至少一种。7.根据权利要求1所述的一种金属交联丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述氧化剂为叔丁基过氧化氢。8.根据权利要求1所述的一种金属交联丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述还原剂为亚硫酸氢钠、L-抗坏血酸中至少一种。9.权利要求1-8任一一项所述的一种金属交联丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，包括以下依序进行的步骤：(1)常温常压下，在乳化缸中加入1-3份乳化剂、20-40份水，利用分散机搅拌5min使其充分混...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦荣正，曾庆乐，杨文涛，
申请(专利权)人：成都巴德富科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51