[发明专利]内增塑单体改性丙烯酸酯/无机纳米复合乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及改性丙烯酸酯乳液，具体地指一种内增塑单体改性丙烯酸酯/无机纳米复合乳液及其制备方法。 

背景技术

丙烯酸酯乳液以水作介质，生产安全，环境污染小，克服了溶剂型聚合物致命的缺点，满足了人们对化工产品环保性的要求；同时丙烯酸酯单体原料来源丰富、成本低廉、生产设备及工艺简单、操作方便、灵活性大；而且这一类乳液性能优异，具有很好的稳定性（储存、冻融、机械等），成膜透明度高、光泽度好，耐老化、耐水性和耐酸性优良。这些优点赋予了丙烯酸酯乳液广泛的用途，可用于水性涂料、书写材料、胶粘剂以及功能膜，在建筑、医药、汽车和造纸等工业中的用量与日俱增。 

随着人们对环保要求越来越高，水性丙烯酸酯乳液的用量已经远大于溶剂型丙烯酸脂的用量。但是，丙烯酸酯乳液也存在着低温变脆、高温变粘的缺点，影响涂膜的韧性和强度，一定程度上限制了其应用，而乳胶膜的韧性和强度又相互矛盾。通常的改性方法都是降低强度来提高韧性，或降低韧性来提高强度。 

现有内增塑单体改性丙烯酸酯虽然能提高乳胶膜的韧性，但是常用的内增塑单体如马来酸二丁酯、衣康酸二丁酯、富马酸二丁酯等内增塑单体与丙烯酸酯乳液共聚后会使高分子链上的侧基增加，分子链不规整程度增大，同时也使得聚合物分子链之间的距离增 大，分子间作用力减弱，因此会使拉伸强度减小，耐热性变差。 

另外，随着航空航天、汽车、军工、石油化工、冶金、电子电器、建筑等技术的不断革新，设备工作温度不断提高，高温设备的隔热防腐蚀涂层极为重要，耐高温涂料用量日益增大。如工业上的烟囱、高温蒸汽管道、模具、换热器、高温炉、高温脱硫设备、石化裂解设备、发动机部件、排气管等设备外部都需要耐高温涂料。因此，提高丙烯酸酯水性涂料的耐热性对在高温环境工作的设备及其重要，也能提高涂料在极端天气下的热稳定性。 

涂料和油墨的光泽度主要是由乳液结膜而产生的，光泽度对涂料或油墨制品的外观带来很大影响，光泽度高，则色泽鲜艳，看起来比较精神，迎合人们的心里需要；光泽度差，则色泽暗淡，给人一种陈旧，抑郁的感觉，大大降低产品的宣传效果。目前，水性油墨和水性涂料普遍存在光泽度不够的缺点，除了外在的光源、基材等原因，油墨和涂料的本身的组成和性质会对光泽度起到决定性作用。 

发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种内增塑单体改性丙烯酸酯/无机纳米复合乳液及其制备方法。 

本发明所提供的内增塑单体改性丙烯酸酯/无机纳米复合乳液，它的原料按照重量百分比由以下组分组成： 

优选的，内增塑单体改性丙烯酸酯/无机纳米复合乳液的原料按照重量百分比由以下组分组成： 

其中，所述内增塑单体为马来酸二丁酯、衣康酸二丁酯、富马酸二丁酯、衣康酸单丁酯、马来酸单丁酯、马来酸二辛酯中任意一种或多种复配使用。所述内增塑单体优选为衣康酸二丁酯或衣康酸单丁酯。 

所述无机纳米材料为碳酸钙、氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、蒙脱土中任意一种或多种复配使用。所述无机纳米材料优选为氧化铝、二氧化硅、二氧化钛或氧化锌。 

本发明中，所用乳化剂为烯丙氧基烷基醚硫酸盐、聚氧乙烯烷基醚硫酸盐、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚中任意一种或两种复配使用。 

本发明中，所用引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、亚硫酸氢钾、硫代硫酸钾中的任意一种或两种复配使用。 

本发明中，所用所述缓冲剂为碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸氢钙、氨水中的任意一种。 

上述内增塑单体改性丙烯酸酯/无机纳米复合乳液的制备方法，包括以下步骤： 

①按照重量配比将乳化剂、十二烷基硫醇、丙烯酸酯单体和内增塑单体，溶入到占所用去离子水总重量20～40%的去离子水中，常温搅拌混合均匀，制备成预乳化液； 

②将引发剂和缓冲剂溶入到占所用去离子水总重量20～40%的去离子水中，常温搅拌混合均匀，制备成引发液； 

③将无机纳米材料溶入到占所用去离子水总重量20～40%的去离子水中，升温至70～85，℃加入步骤②制备的引发液总重量的20～40%，等到温度再次升到70～85，℃加入步骤①制备的预乳化液 总重量的3～15%； 

④3～10分钟后产生蓝光，反应温度控制在70～85，℃同时滴加剩余的步骤②制备的引发液和剩余的步骤①制备的预乳化液，滴加时间控制在2～4.5小时，并使引发液在预乳化液滴加完毕后3-10分钟加入完毕；