一种丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用。该丙烯酸酯乳液包括如下重量份数的组分：甲基丙烯酸甲酯40

【技术实现步骤摘要】
一种丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及乳液，特别涉及一种丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，对于木器漆，水性木器漆由于其更加环保健康的特点已逐步取代油性木器漆，而丙烯酸酯乳液便是水性木器漆常用的成膜物质。但是，水通常在0℃左右便会结冰，而水性木器漆在生产、运输、储存过程中难免会遇到低温情况，这就要求水性木器漆具有较好的冻融稳定性。目前，往丙烯酸酯乳液中添加防冻剂是改善丙烯酸酯乳液的冻融稳定性，进而改善水性木器漆的冻融稳定性最简单直接的方法。但是，防冻剂也是VOC的主要来源之一。因此，如何在减少甚至避免使用防冻剂的同时确保丙烯酸酯乳液和水性木器漆具有良好的冻融稳定性，是人们亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种丙烯酸酯乳液。在避免使用防冻剂时，该丙烯酸酯乳液依然具有良好的冻融稳定性。
[0004]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种丙烯酸酯乳液，包括如下重量份数的组分：甲基丙烯酸甲酯40-50份丙烯酸丁酯40-50份偶氮二异丁脒盐酸盐0.4-0.6份乳化剂1-2份去离子水60-80份所述乳化剂包括十六烷基三甲基氯化铵和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，按照重量比，十六烷基三甲基氯化铵和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸重量比为1-3:1。
[0005]本专利技术进一步设置为：按照重量份，所述丙烯酸酯乳液还包括2-4份N-羟甲基丙烯酰胺。
[0006]本专利技术另一目的在于提供一种如上述的丙烯酸酯乳液的制备方法，包括如下步骤：步骤1：按照重量份，称取甲基丙烯酸甲酯40-50份、丙烯酸丁酯40-50份、N-羟甲基丙烯酰胺2-4份、偶氮二异丁脒盐酸盐0.4-0.6份、乳化剂1-2份、去离子水60-80份；步骤2：将5%-10%总重量的甲基丙烯酸甲酯、5%-10%总重量的丙烯酸丁酯、5%-10%总重量的N-羟甲基丙烯酰胺、5%-10%总重量的乳化剂和30%-40%总重量的去离子水混合均匀后，升温至75-85℃，加入40%-60%总重量的偶氮二异丁脒盐酸盐，反应至呈现蓝光即得到种子乳液；步骤3：将剩余的水溶解剩余的偶氮二异丁脒盐酸盐得到偶氮二异丁脒盐酸盐溶液，备用；将剩余的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、N-羟甲基丙烯酰胺、乳化剂混合至呈现乳白色
即得到预乳化液；步骤4：将偶氮二异丁脒盐酸盐溶液、预乳化液加入至种子乳液中，保持温度为75-85℃反应3-5h，然后降温至室温后过滤即可。
[0007]本专利技术进一步设置为：在步骤4中，偶氮二异丁脒盐酸盐溶液和预乳化液同时加入至种子乳液中。
[0008]本专利技术还有一目的在于提供一种如上述的丙烯酸酯乳液在水性木器漆中的应用。
[0009]本专利技术进一步设置为：所述水性木器漆包括如下重量份数的组分：丙烯酸酯乳液15-25份丙二醇丁醚1-2份十二醇聚氧乙烯醚0.5-1份分散剂0.5-1份消泡剂0.2-0.5份增稠剂1-2份去离子水70-80份。
[0010]本专利技术进一步设置为：所述分散剂包括聚丙烯酸铵和聚磷酸钠，所述聚丙烯酸铵和聚磷酸钠的重量比为0.5-2:1。
[0011]本专利技术进一步设置为：所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物。
[0012]本专利技术进一步设置为：所述增稠剂为羟乙基纤维素。
[0013]本专利技术进一步设置为：按照重量份，所述水性木器漆还包括氨水0.05-0.1份。
[0014]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1、甲基丙烯酸甲酯属于硬单体，能够大幅度提升漆膜的硬度、耐磨性。丙烯酸丁酯属于软单体，能够赋予漆膜较好的柔韧性，有助于漆膜成膜；2、N-羟甲基丙烯酰胺属于功能单体，能够提升漆膜附着力。同时，N-羟甲基丙烯酰胺含有亲水的羟基，能够与水分子形成氢键，在聚合过程中倾向于分布在乳胶粒子表面使得聚合物长链尾端带有羟基基团，降低乳胶粒与水相之间的界面能，乳液粒径相应减小，提高乳液冻融稳定性；3、偶氮二异丁脒盐酸盐作为引发剂，溶于水，而副反应和诱导反应；4、十六烷基三甲基氯化铵为阳离子乳化剂，亲水性较强。十六烷基三甲基氯化铵依靠在乳胶粒子表面产生的静电斥力影响乳液的稳定性。2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为可聚合乳化剂，能够通过共价键键合在乳胶粒表面，避免低温下乳化剂的解吸附，大大提高乳液的冻融稳定性；若采用阴离子乳化剂，则体系中需要加入缓冲剂进行乳液pH的调节，因为阴离子乳液所用的引发剂容易水解，不利于反应，加入缓冲剂是为了抑制其水解。而十六烷基三甲基氯化铵的水溶液呈现弱酸性，因此聚合体系在都是中性偏酸性下反应，偶氮二异丁脒盐酸盐也不会水解，所以无需加入缓冲剂，也无需在出料前调解pH值。同时，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸能够增加体系的酸性，从而充分避免碱性物质对弱酸性的十六烷基三甲基氯化铵产生影响，使得聚合稳定性受阻，最终影响水性木器漆的冻融稳定性和封闭效果；4、N-羟甲基丙烯酰胺中的-NH-容易与体系中的-OH发生交联反应，温度越高越容易，因此会生成大量的凝胶。因此，反应温度为75-85℃能够避免产生过多的凝胶；
5、木材中普遍含有单宁酸等极性基团，而十六烷基三甲基氯化铵能够与其产生相互作用，起到良好的封闭效果，防止木质基材因素引起的涂层变色，并且成膜后也不会因为外在环境的因素引发自身涂层变色。此外，十六烷基三甲基氯化铵依靠阳离子吸附在细菌细胞壁表面，与细胞壁上的磷脂分子层紧密结合，细胞膜受到攻击后，其通透性和流动性随之发生变化，细胞内的成分泄漏出来，破坏细胞成分导致细胞死亡。因此，十六烷基三甲基氯化铵能够赋予乳液良好的抗菌性能，尤其是作为水性木器漆的成膜物质，有效遏制木器霉变，延长涂层变色所需时间；6、丙二醇丁醚作为乳液聚合物的强溶剂能够有效提高水性木器漆的低温成膜性，改善涂膜的附着力、致密性和耐擦洗性能；十二醇聚乙烯醚含义较长碳链，通过空间位阻效应增加体系的冻融稳定性；7、聚丙烯酸铵水解极性弱但分子量高，能够充分发挥其空间位阻的稳定作用。聚磷酸钠水解性极强，电荷密度高，其较强的静电作用能够维持体系的稳定；8、聚醚硅氧烷共聚物既具有消泡迅速，抑泡时间长、安全无毒的特点，还具有水溶性好，耐高温、耐强碱性强的特点；9、羟乙基纤维素是天然纤维素中的羟基被羟乙基取代后的产物，它能溶于水、增稠效果好，使用方便；10、丙烯酸乳液的体系整体呈酸性，而木材中普遍含有单宁酸等极性基团，因此氨水、聚丙烯酸铵和聚磷酸钠的使用，适当降低水性木器漆的酸性，以增加水性木器漆和木材的附着力。
具体实施方式
[0015]实施例1-5用于说明丙烯酸酯乳液的组分。
[0016]表1、实施例1-5丙烯酸酯乳液组分表 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5甲基丙烯酸甲酯/份4043454750丙烯酸丁酯/份4043454750偶氮二异丁脒盐酸盐/份0.60.50.50.40.6乳化剂/份121.521.5十六烷基三甲基氯化铵和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸重量比1:12:13:11:12:1去离子水/份7065607580羟丙基丙烯酰胺/份24324...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸酯乳液，其特征是：包括如下重量份数的组分：甲基丙烯酸甲酯40-50份丙烯酸丁酯40-50份偶氮二异丁脒盐酸盐0.4-0.6份乳化剂1-2份去离子水60-80份所述乳化剂包括十六烷基三甲基氯化铵和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，按照重量比，十六烷基三甲基氯化铵和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸重量比为1-3:1。2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸酯乳液，其特征是：按照重量份，所述丙烯酸酯乳液还包括2-4份N-羟甲基丙烯酰胺。3.一种如权利要求2所述的丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征是：包括如下步骤：步骤1：按照重量份，称取甲基丙烯酸甲酯40-50份、丙烯酸丁酯40-50份、N-羟甲基丙烯酰胺2-4份、偶氮二异丁脒盐酸盐0.4-0.6份、乳化剂1-2份、去离子水60-80份；步骤2：将5%-10%总重量的甲基丙烯酸甲酯、5%-10%总重量的丙烯酸丁酯、5%-10%总重量的N-羟甲基丙烯酰胺、5%-10%总重量的乳化剂和30%-40%总重量的去离子水混合均匀后，升温至75-85℃，加入40%-60%总重量的偶氮二异丁脒盐酸盐，反应至呈现蓝光即得到种子乳液；步骤3：将剩余的水溶解剩余的偶氮二异丁脒盐酸盐得到偶氮二异丁脒盐酸盐溶液，备用；将剩余的甲基丙烯酸甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凤英，
申请(专利权)人：深圳市蓝博环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：