[发明专利]低残余单体含量的丙烯酸酯混拼乳液的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及丙烯酸酯混拼乳液的制备方法，具体涉及一种低残余单体含量的丙烯酸酯混拼乳液的制备方法。

背景技术：

丙烯酸酯乳液是指以(甲基)丙烯酸酯类为单体制得的聚合物乳液，可作为一些乳胶涂料的主要成膜成分，随着人们的环保意识日益增强，对涂料中VOC进行限制的呼声也越来越高，而乳胶涂料的VOC主要来源于两个方面；一是乳液中未反应完全的残余单体；二是配制乳胶涂料过程中为了改善涂料综合性能而添加的一些助剂，如用于改善成膜性能的成膜助剂等，因此丙烯酸酯乳液的相关性能也受到大家的关注，得到低VOC乳胶涂料最关键的还是乳液的性能。

通常有自由基引发聚合的丙烯酸酯乳液的聚合中，由于各方面的原因聚合反应的单体转化率只能达到90-99％，乳液中存在一定的残留单体，为产品带有众多缺点，如单体刺激性的气味、品质的降低、对使用者健康的影响，鉴于这些原因，已有不少尝试通过后处理来降低残余单体含量的方法。

日本专利公开，昭56-11070提出以常用的吸附剂如活性炭、沸石、硅胶、分子筛等处理乳液降低残余单体，但此方法效果不是很明显且影响了乳液的外观。

欧洲专利650 977提出了在一种蒸汽蒸馏中用蒸汽处理去除残余单体，而欧洲专利584 458推荐使用蒸汽汽提的方法。但这些方法对乳液分散相的稳定均造成一定的影响。

美国专利4 278 582提出在丙烯酸酯乳液中，加入如氨水或碱金属盐等碱性物质与残留单体在一定的温度下反应，可消除一部分的残留单体，但真正有效除去残留单体，还需配合其它的助剂。

德国专利38 34 737提出了在乳液聚合反应结束后用特殊的自由基氧化还原引发体系的作用去除残余单体，这些氧化还原引发体系包括至少一种氧化剂、至少一种还原剂以及一种金属离子，所选还原剂必须满足不影响分散相对的稳定性和尽可能不产生挥发性的次要产品的要求。

现在发现，当在丙烯酸酯乳液主聚合反应后使用某种复合自由基引发剂体系时，能有效地降低残余单体的含量，引发体系包括一种水溶性偶氮类引发剂和一种氧化还原引发剂体系，该水溶性偶氮类引发剂包括偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐或偶氮二异丁咪唑啉；该氧化还原引发剂体系包括至少一种水溶性氧化剂和还原剂。

除了乳液中的残余单体对VOC的贡献外，在配制乳胶涂料的过程中需加入一定量的成膜助剂用以改善涂料的低温施工性并提高涂膜的最终性能，成膜助剂是一种可以挥发的暂时性增塑剂，在涂料成膜后会从聚合物膜内挥发到空气中，它也是乳胶涂料中VOC的主要来源，因此不使用或少用成膜助剂也是生产低VOC乳胶涂料需要解决的关键问题。在配制乳胶涂料时首先要考虑的就是乳液聚合物的玻璃化温度(Tg)和最低成膜温度(MFT)这两个重要参数，Tg决定乳胶涂料的硬度、耐磨性和耐沾污性等，MFT与乳胶漆的最低施工温度和成膜助剂用量等密不可分。若聚合物的Tg高，则涂膜的硬度就高，但其MFT也相应比较高，在施工温度接近或低于MFT时，乳胶涂料不能形成完整的膜或成膜不充分，从而会出现耐水性和耐久性下降、产生微观裂纹及发色不均匀等问题；若聚合物的Tg较低，即涂膜相对较软，这尽管可以克服涂料成膜性差等缺点，但涂膜的力学性能又会因硬度不够而下降，出现易划伤、耐擦洗性和耐沾污性降低等问题。为了使涂膜具有良好的力学性能和耐沾污性，乳胶涂料所选用的乳液聚合物Tg不能太低，同时也需使其MFT较低以保证其在低温时具有很好的成膜性，于是制备具有高Tg和低MFT的乳液成为生产低VOC乳胶涂料的重点。

中国专利101434674A提出了一种以核壳乳液聚合制备多元共聚丙烯酸酯乳液以减少涂料应用时成膜助剂加入量的方法，但其成本相对较高且工艺复杂，对乳液制备的过程控制带来麻烦。

发明内容：

本发明的目的是提供一种低残余单体含量的丙烯酸酯混拼乳液的制备方法，它通过复合使用水溶性偶氮类引发剂和氧化还原引发剂体系后聚合处理丙烯酸酯乳液的方法，有效除去乳液溶剂及聚合物颗粒两相中所含残余单体以达到净味的效果；使用乳液混拼的技术以期使乳液可少用乃至不用成膜助剂也能室温成膜且综合性能良好，尽量降低其用于乳胶涂料的VOC。