【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涂料，具体涉及一种高性能水性丙烯酸乳液及其制备方法。
技术介绍
1、水性丙烯酸乳液是水性工业涂料应用的主要原材料之一。不过，目前大多数水性丙烯酸乳液产品的耐盐雾、耐水效果并不优异，同时附着力及光泽度也难以适应最新工业涂料领域的应用需求。
2、为了提升水性丙烯酸乳液的光泽度和耐盐雾性能，现有技术cn114380934a在常规合成产品过程中引入诸如苯乙烯磺酸钠等官能团单体，并引入特定种类的乳化剂使得产品可以获得良好的光泽度和耐盐雾效果，但该产品在使用时对于基材的附着力较差。另一方面，cn114262546a则并不专注于水性丙烯酸乳液自身的耐盐雾效果改性，而是通过选用乳液粒径小、成膜光泽高和对粉料有很好的包覆作用的水性改性丙烯酸乳液制备得到高光泽的水性丙烯酸防腐涂料，再选用改性防锈颜料，并调整乳液和改性防锈颜料的用量，来提高最终应用涂层的耐盐雾效果，但是这样的工艺制备的涂层并不具备理想的耐水性，应用范围窄。
技术实现思路
1、基于现有技术存在的缺陷，本专利技术的一目的在于提供了一种高性能水性丙烯酸乳液的制备方法，该方法通过引入特定种类的功能性单体及乳化剂作为原料并通过特殊的核壳乳液聚合方式制备水性丙烯酸乳液，所得产品不仅具有理想的基材附着力，同时耐盐雾效果和耐水效果优异，光泽度高；此外，制备产品成膜温度高，成膜硬度高，因此也具有理想的耐划伤性能。
2、为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种高性能水性丙烯酸乳液的制备方法，
4、(1)将丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、功能性单体、链转移剂和阴离子乳化剂在水中混合均匀并乳化，得混合单体乳液；
5、(2)将阴离子乳化剂分散在水中并加热，随后加入中和剂、部分混合单体乳液以及引发剂混合均匀进行引发反应，得反应物a；所述混合单体乳液和阴离子乳化剂的质量之比为0.5～25；
6、(3)在反应物a中加入余下混合单体乳液、氧化剂和还原剂混合均匀进行一次氧化还原反应，得反应物b；
7、(4)将反应物b降温，随后继续加入氧化剂、还原剂、中和剂、杀菌剂和消泡剂混合均匀进行二次氧化还原反应，得高性能水性丙烯酸乳液；
8、所述功能性单体包括磷酸酯类单体和甲基丙烯酸脲基酯类单体，两者的质量之比为(1～4)：1；
9、所述阴离子乳化剂为十二烷基苯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐中的至少一种。
10、优选地，所述阴离子乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(aes)中的至少一种。
11、本专利技术所述水性丙烯酸乳液的制备方法中，采用预乳化-种子初引发-一段氧化还原-二段氧化还原的工艺流程使得产品以核壳乳液聚合的方式合成，同时以丙烯酸、苯乙烯为硬单体，丙烯酸丁酯为软单体，并采用特定的磷酸酯类单体和甲基丙烯酸脲基酯类单体这两种功能性单体作为制备原料，这两种功能性单体前者本身具备明显的耐盐雾性能，而后者则具备显著的基材附着力及耐水性，在各组分结合交联的协同作用下，产品的稳定性提升且相比于单独使用一种功能性单体具有耐盐雾、耐水以及附着力性能方面的显著提升，而若两种功能性单体的任一种替换或去除，产品的性能均会大幅度下降。
12、另一方面，在种子初引发阶段，阴离子乳化剂的种类选择及用量选择至关重要，如果替换为常规的其他类型乳化剂，或者乳化剂的添加量过少或过多，本专利技术所述体系下制备的水性丙烯酸乳液产品的光泽度、耐盐雾、耐水乃至附着力、硬度效果均会显著削弱，因此该组分的使用具有不可预料性。
13、优选地，所述步骤(1)中，混合单体乳液包括以下重量份的制备原料：
14、丙烯酸5～15份、苯乙烯35～45份、丙烯酸丁酯30～40份、功能性单体5～10份、链转移剂5～10份、阴离子乳化剂0.1～5份以及水30～50份。
15、更优选地，链转移剂正十二硫醇、叔十二硫醇、3-甲氧基丙酸甲酯、巯基丙酸中的至少一种。
16、优选地，所述步骤(1)中乳化时的温度为20～40℃，乳化时间为15～30min。
17、优选地，所述步骤(2)中加热后的温度为86～88℃。
18、优选地，所述步骤(2)中，反应物a包括以下重量份的制备原料：
19、阴离子乳化剂0.1～5份、混合单体乳液1～5份、中和剂0.1～5份、引发剂0.1～5份以及水30～50份。
20、在反应物a生成过程中，阴离子乳化剂的添加量对于成品的性质有较大影响，若添加过多，可能会导致制备的反应物a粒径较小，粘度变高甚至形成凝胶状，后续反应生成水性丙烯酸乳液时的品质变差，而如果添加过少，又会导致乳液体系不稳定，因此需要维持在特定范围内。
21、更优选地，所述中和剂为碳酸钠、碳酸氢铵、碳酸氢钠、氨水中的至少一种。
22、更优选地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的至少一种。
23、优选地，所述步骤(3)中，一次氧化还原的反应时间为100～200min，反应温度为81～83℃。
24、优选地，所述步骤(4)中，二次氧化还原的反应时间为10～30min，反应温度≤50℃。
25、优选地，所述步骤(3)和步骤(4)中，氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢中的至少一种，还原剂为异抗坏血酸、吊白块、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠中的至少一种。
26、优选地，所述杀菌剂可以为市售品种，具体可以为陶氏化学kathan lxe、霍夫曼d-35、霍夫曼m-10、德谦ds-125中的至少一种。
27、优选地，所述消泡剂可以为市售品种，具体可以为陶氏化学nxz、万华化学a-10、霍夫曼s10中的至少一种。
28、本专利技术所述水性丙烯酸乳液在最后的二次氧化还原反应制备过程中，需要引入杀菌剂进行灭菌以及引入消泡剂对其进行反应气泡消除，而这两种试剂可以采用现有公知的常规品种，只要可以达到本专利技术产品的相同效果均可，并不局限于上述的这些市售品种。
29、优选地，所述步骤(4)中使用的中和剂的种类同步骤(2)。
30、本专利技术的另一目的在于提供所述高性能水性丙烯酸乳液的制备方法制备得到的高性能水性丙烯酸乳液。
31、优选地，所述高性能水性丙烯酸乳液的固含量为45～50wt％，平均粒径为60～100nm，ph为7～9，在25℃下的粘度为200～1000mpa.s。
32、更优选地，所述高性能水性丙烯酸乳液的固含量为48～50wt％，平均粒径为80～100nm，ph为7～9，在25℃下的粘度为600～800mpa.s。
33、本专利技术所述高性能水性丙烯酸乳液在特定的工艺下具有合适的乳液粒径及固含量，粘度适中，使用性能优异，在5％氯化钠条件下的耐盐雾时长最长可以达到900h以上，耐水时长最长可以达到800h以上，附着力优异，同时光泽度最高可以达到95°以上。
34、本专利技术的有益效果在于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高性能水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述高性能水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，混合单体乳液包括以下重量份的制备原料：
3.如权利要求1所述高性能水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中乳化时的温度为20～40℃，乳化时间为15～30min。
4.如权利要求1所述高性能水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中加热后的温度为86～88℃。
5.如权利要求1所述高性能水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，反应物A包括以下重量份的制备原料：
6.如权利要求1所述高性能水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，一次氧化还原的反应时间为100～200min，反应温度为81～83℃。
7.如权利要求1所述高性能水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，二次氧化还原的反应时间为10～30min，反应温度≤50℃。
8.如权利要求1所述高性能水性丙烯酸乳液的制备方法，其特
9.如权利要求1～8任一项所述高性能水性丙烯酸乳液的制备方法制备得到的高性能水性丙烯酸乳液。
10.如权利要求9所述的高性能水性丙烯酸乳液，其特征在于，所述高性能水性丙烯酸乳液的固含量为45～50wt％，平均粒径为60～100nm，pH为7～9，在25℃下的粘度为200～1000mPa.s。
...【技术特征摘要】
1.一种高性能水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述高性能水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，混合单体乳液包括以下重量份的制备原料：
3.如权利要求1所述高性能水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中乳化时的温度为20～40℃，乳化时间为15～30min。
4.如权利要求1所述高性能水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中加热后的温度为86～88℃。
5.如权利要求1所述高性能水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，反应物a包括以下重量份的制备原料：
6.如权利要求1所述高性能水性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：范自全，
申请(专利权)人：广东恒和永盛集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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