[发明专利]室温自交联核壳结构的丙烯酸酯弹性乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子合成领域，尤其是涉及一种全丙烯酸酯弹性乳液。

背景技术

随着建筑乳胶漆在建筑外墙越来越多地使用，特别是国家对于外墙外保温系统在北方的强制使用。在采用普通乳胶涂料来进行维护与装饰的过程中，经常发现由于乳胶漆本身弹性差，因基层开裂导致涂层开裂从而成片剥落导致整个涂装体系的失败。在前几年这类的问题发生过太多的案例，即使是采用综合性能较好的硅丙乳液也很难解决弹性不佳的问题。通过选用合适的弹性涂料可以克服乳胶漆膜的这种缺陷。而弹性涂料的关键技术在于乳液，没有高性能的聚合物乳液就不可能有高性能的涂料。

目前提高丙烯酸酯类乳液性能的方法主要有两种：一种为向丙烯酸酯乳液中引入可交联的官能团制备交联型的丙烯酸酯乳液；另外一种方法就是采用内增塑的方法，通过化学的或者物理的方法向丙烯酸酯乳液体系中引入第二种甚至第三种的其他柔性组分实现物理性能的最优化。严格意义上来讲，通过内增塑的方法来实现乳液弹性的提高是不彻底的，随着内增塑化学物质的挥发或者缓慢析出，涂料就会逐渐失去弹性从而导致整个涂装体系出现问题，所以我们一般把这种弹性叫做假弹。而采用可交联型聚丙烯酸酯乳液为成膜物的新型热固型乳胶涂料，不仅无公害、省资源，而且由于在固化过程中形成了三维网状结构，使涂膜的耐水性、耐污染性和硬度等力学性能均得到了很大提高。

近年来，众多研究人员开展了大量的研究上作来进一步提高丙烯酸酯弹性乳液的性能。中国发明专利申请CN 258685A引入特殊交联单体，使乳液的耐水性和粘合性都有一定程度的提高，但干膜的弹性及低温柔韧性不够，仍不能完全解决涂膜龟裂问题。CN1333299A采用低温合成工艺制备丙烯酸酯弹性乳液，反应易于控制，不会出现冲釜和物料凝聚现象，制备出的丙烯酸酯高聚物的玻璃化转变温度低，弹性好，但易回粘。CN1557850A通过共聚反应将有机硅树脂接枝在丙烯酸酯大分子上，对耐水性、耐候性等方面都有较大的提高，但对乳液的柔韧性和低温抗裂性没有多大提高。CN101885889A采用核壳乳液聚合法，通过添加光固化剂的方法，使乳液在成膜时受到光照而固化交联，最外层变硬，提高了其抗污性，但是在自然界中紫外线照射不均，一般来说，建筑物的北面就很少能够接受到紫外线的照射，这样建筑物北墙上的涂料固化速度较慢，就可能产生“流挂”现象，影响了其使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有更好的耐沾污性、以及具有更优的力学性能的室温自交联核壳结构的丙烯酸酯弹性乳液及其制备方法。

为实现本发明的目的采用的技术方案是：一种室温自交联核壳结构的丙烯酸酯弹性乳液，其特征在于：所述丙烯酸酯弹性乳液的各组份按重量份计如下：

去离子水：44～50份

核层单体：30～50份

壳层单体为：5～20份

交联单体为：0.05～1.0份

交联剂为：0.05～1.0份

乳化剂：0.5～1.0份

引发剂：0.1～0.3份。

所述核层单体和壳层单体主要包括：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯中的任意几种组合或者其中的单独一种构成。

所述核层单体还可以含有至少一种α,β-不饱和羧酸，其中，主单体占单体总用量的90%～99%，更佳为95%～99%；α,β-不饱和羧酸占单体总量的1%～10%，更佳为1%～5%。

所述的α,β-不饱和羧酸采用丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸。

所述交联单体采用双丙酮丙烯酰胺DAAM。

所述交联剂采用二元与多元羧酸的酰肼，具体为碳酸二酰肼、丙二酸二酰肼、2丁二酸二酰肼、戊二酸二酰肼、己二酸二酰肼或者是聚合度100以下的含有约10mol%酰肼的Ｎ-氨基聚丙烯酰胺。

所述的乳化剂是采用包括阴离子型、非离子型以及兼具阴离子和非离子功能的乳化剂。

所述的引发剂为过硫酸盐引发剂，具体为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵。

上述室温自交联丙烯酸酯弹性乳液的制备方法包括以下步骤：

步骤1、核层单体预乳化液的制备：在预乳化烧瓶中加入去离子水、乳化剂、核层单体，高速搅拌乳化，制得核层单体预乳化液；

步骤2、壳层单体预乳化液的制备：在预乳化烧瓶中加入去离子水、乳化剂、壳层单体，交联单体等，高速搅拌乳化，制得壳层单体预乳化液；