[发明专利]一种阻燃性核壳型水性丙烯酸酯类树脂涂料的制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种的水性丙烯酸酯类树脂的制备方法，特别涉及阻燃性核壳型水性丙烯酸酯类树脂涂料的制备方法。

背景技术

与传统的溶剂型涂料相比，水性涂料具有价格低、使用安全，节省资源和能源，减少环境污染和公害等优点，因而已成为当前发展涂料工业的主要方向。水性丙烯酸酯类树脂涂料是水性涂料中发展最快、品种最多的无污染型涂料。

水性丙烯酸酯类树脂包括丙烯酸酯类树脂乳液、丙烯酸酯类树脂水分散体（亦称水可稀释丙烯酸）及丙烯酸酯类树脂水溶液。乳液主要是由油性烯类单体乳化在水中在水性自由基引发剂引发下合成的，而树脂水分散体则是通过自由基溶液聚合或逐步溶液聚合等不同的工艺合成的。从粒子粒径看：乳液粒径>树脂水分散体粒径>水溶液粒径。从应用看以前两者最为重要。

丙烯酸酯类乳液主要用于乳胶漆的基料，在建筑涂料市场占有重要的应用，目前其应用还在不断扩大；近年来丙烯酸酯类树脂水分散体的开发、应用日益引起人们的重视，在工业涂料、民用涂料领域的应用不断拓展。根据单体组成通常分为纯丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液、硅丙乳液、叔醋（叔碳酸酯-醋酸乙烯酯）乳液、叔丙（叔碳酸酯-丙烯酸酯）乳液等 。

丙烯酸酯类水性漆分为水分散型和水溶性两大类，前者是以水乳胶或水溶胶为基质的涂料。水溶性丙烯酸酯涂料采用具有活性可交联官能基团的共聚树脂制成，多系热固性涂料，在制漆时外加或不加交联树脂，使活性官能团间在成膜时交联而成体型结构的漆膜。发展水性丙烯酸酯涂料能在保证丙烯酸酯涂料的各种特有性能条件下，将大部分有机挥发溶剂替代为水，从而达到大幅度降低大气污染的目的。

丙烯酸酯类树脂涂料最大的市场为轿车漆，此外在轻工、家用电器、金属家庭用具、铝制品、卷材工业、仪器仪表、修建、纺织品、份子化合物塑料制品、木制品、造纸等工业均有广泛应用。丙烯酸酯类树脂涂料以遵照着向水性化、多功能化和高机能的方向发展。

但丙烯酸酯类树脂的存在于熱粘冷脆和易燃的缺陷,热粘冷脆可用核壳聚合方式改进,而目前丙烯酸酯类树脂容易燃烧采用磷系阻燃剂进行阻燃,但磷会造成水质的富营养化,卤系阻燃剂燃烧释放烟雾大,且会造成的二恶英问题。

 

发明内容

本发明旨在提供一种阻燃性核壳型水性丙烯酸酯类树脂涂料的制备方法，通过将乙硼烯和乙硼炔用于分别用在核层和壳层进行自由基聚合，聚合到丙烯酸酯类树脂的主链，并在季鏻盐、硼烷协效下阻燃，提高了丙烯酸酯类树脂涂料的阻燃性。

    本发明采用以下技术方案：

    一种阻燃性核壳型水性丙烯酸酯类树脂涂料的制备方法，其特征在于：

（1）向反应容器中加入以下重量配比的原料：水50~70份、乳化剂0.5~1.8份、甲基丙烯酸0.3~3.0份，升温至40℃，搅拌15min，加入A单体，乳化30~45min，升温到70℃开始通回流水，升温到75℃后保温，滴加引发剂0.2~0.4重量份，滴加时间持续1~3h，滴加完后搅拌反应3~5h，再加入季鏻盐1~3重量份，滴加完后搅拌反应1~3h，得核层乳液；

   所述A单体是由：丙烯酸丁酯6~8重量份、甲基丙烯酸甲酯4~6重量份、丙烯酸乙酯2.5~3.5重量份、乙硼烯3~6重量份混合而成；

（2）向步骤（1）所得核层乳液中同时滴加B单体和0.3~0.5重量份的引发剂，滴加时间持续1~3h，滴加完后保温75~85℃搅拌反应2h，再滴加硼烷10~20重量份，保温75~85℃搅拌反应1~3h，再滴加交联剂0.5~1.0重量份，保温75~85℃搅拌反应时间1~2h，降温到50℃，加入乳化剂0.3重量份，反应时间30min，加氨水调pH值至7~8，得所述的阻燃性核壳型水性丙烯酸类树脂；

   所述B单体是由：丙烯酸丁酯3~5重量份、甲基丙烯酸甲酯3.5~5.5重量份、丙烯酸乙酯3.5~6.5重量份、苯乙烯0~1.5重量份、乙硼炔2~4重量份混合组成。

    所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚按重量比2:1混合的混合物；引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中的任意一种；季鏻盐为十二烷基三苯基氯化鏻、十烷基三苯基溴化鏻中的任意一种；硼烷为邻碳硼烷、间碳硼烷、三苯基硼烷、五硼烷、三(二甲胺基)硼烷、三异丙叉丙酮基硼烷中的任意一种；交联剂为3-羧基苯硼酸频那醇酯、N-[4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)苯基]琥珀酰胺酸、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯的任意一种。

本发明的有益效果在于：