[发明专利]高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子技术领域，涉及一种环氧基丙烯酸酯共聚物及其制备方法，尤其涉及一种高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物及其制备；本发明同时还涉及以该高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物作为成膜物在制备室内调湿涂料中的应用。

背景技术

随着科技的发展和人民生活水平的提高，涂料正在从单纯的保护性、装饰性作用朝着专业化、功能化及智能化方向发展。此外，室内环境的安全性、舒适性一直是人们所追求的目标，其中空气的相对湿度是一个与人们生活生产密切相关的重要参数，当室内的相对湿度过高或过低时，都会影响到人类正常的生产生活，并且最适宜的相对湿度在40~60%之间。

目前，制备智能涂料的方法主要是从聚合物膜、颜填料及制作工艺等方面入手。将改性丙烯酸酯乳液与多孔多层填料复合制备出一类既能起到保护装饰作用又能够自动调节室内湿度的新型调湿涂料。当环境湿度较高或涂层遇水时，涂层吸水，降低室内的相对湿度；当湿度低时，再将吸入的水释放出来，提高室内的湿度，如此反复，调节空气湿度。对于调湿涂料而言，吸水容量和吸水速度是衡量其调湿效果的两个重要依据，因此单纯的添加多孔无机矿物并不能制备得到高性能的调湿材料。让成膜物也具有一定的吸水性，然后再与多孔填料复合，这样制备得到的涂料不但具有无机矿物吸水快的特点，而且具有高分子材料吸水容量大的优点。为了增强成膜物的吸水性，提高成膜物中亲水基团的含量是最有效的方法。

中国专利CN201010298914.2公开了低分子量带有羧基的聚丙烯酸酯丙烯酸酯的制备方法，是缩合反应将甲基丙烯酸缩水甘油酯，丙烯酸羟乙酯引入聚合物链中，而主要用于制备紫外光固化聚合物。而本发明是直接通过共聚反应将单体甲基丙烯酸缩水甘油酯和含羟基丙烯酸酯引入聚合物链中。中国专利CN200810187001.6公开了一种无皂核壳乳液型两亲聚合物树脂，由甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺等单体聚合而成。CN200810017742.X提供了一种具有亲水性和亲油性的两亲聚合物树脂，由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺，己二酰肼等单体聚合而成。CN200810187002.0提供了一种乳液型两亲聚合物树脂，由不饱和烃基酸、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸 羟乙酯、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺等单体聚合而成。CN200810187003.5提供了一种无皂乳液型两亲聚合物树脂，由不饱和烃基酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺等单体聚合而成。CN201010233081.1提供了一种马铃薯接枝乳液，是由马铃薯淀粉、不饱和烃基酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺等单体接枝聚合而成。以上述各聚合物树脂为涂料主要成膜物，结合各类无机高分子填料，制备的涂料集装饰性、调湿性、通透性、保温、防结露、耐水耐碱、抗菌等为一体，作为内墙调试涂料具有很好的应用前景。但是，这些聚合物树脂的配方及制备工艺比较复杂，而且其成膜性、吸水性及热稳定性不够理想。

利用含环氧基的单体丙烯酸酯中的活性基团，通过发生开环反应使丙烯酸酯线型分子链形成三维网状结构对丙烯酸酯自交联改性，不但可以提高乳液膜的亲水性，而且制备得到的乳液膜和涂膜的附着力也会随羟基含量的增大而提高。甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）环氧基及不饱和双键都具有较高的反应活性，将其应用于对丙烯酸酯乳液的改性，可以提高涂料的耐候性和成膜性能。除此之外，利用无皂乳液聚合技术制得的乳胶粒子较“清洁”，己成为乳液聚合技术发展的一个新亮点，因而具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物；

本发明的另一目的是提供一种上述高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物的制备方法；

本发明的目的之三，是以上述高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物作为成膜物用于制备室内调湿涂料。

（一）高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物

本发明的高吸水性自交联环氧基丙烯酸酯共聚物，是以丙烯酸酯为共聚单体，以不饱和烃基酸、羟基丙烯酸酯为吸水性功能单体，甲基丙烯酸缩水甘油酯为交联单体，经过自交联共聚反应而得。具体原料配比和制备工艺如下：

原料配比：以重量份计