[发明专利]一种水性防水丙烯酸酯乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性防水丙烯酸酯乳液及其制备方法。

 

技术背景

传统的溶剂型涂料所使用的溶剂挥发后对环境有很大的污染，在施工、储存、运输过程中存在易燃易爆的安全隐患，而水性涂料所用到的分散介质为水，所以具有绿色、安全、作用方便等特点，而且水性涂料漆膜具有更强的附着力、耐磨性能、干燥时间短、阻燃效果好等优点。相对于溶剂型涂料，水性涂料无论从环保性、经济性、安全性。快捷方便性都具有很大的优势。水性丙烯酸酯涂料发展较快，丙烯酸酯涂料由于具有原料来源丰富，成膜性能良好，因此已经广泛应用于涂料的成膜物质。普通的丙烯酸酯乳液中，树脂分子由于没有交联，乳液的成膜物存在致密性差、水蒸气和氧气透过率高、最低成膜温度偏高等缺点，尤其在用于防腐蚀涂料时，这些缺点更是被加倍放大，难于达到对涂料的耐水性等要求。为了提高乳液的性能，在其分子中引入了硅氧或氟碳等疏水性官能团使得具有良好的疏水性、防水性、防污性等。制备得到的漆膜的水接触角通常是大于90度，水不能润湿其表面，只能滑落。通过有机硅或有机氟疏水性单体的改性，能大大提高丙烯酸酯类聚合物乳液漆膜的耐水性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种水性防水丙烯酸酯乳液及其制备方法。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种水性防水丙烯酸酯乳液，是核壳结构，所述核由如下重量百分数的组分制成：40-60%苯乙烯、31-51%丙烯酸酯、 1-5%的甲基丙烯酸、0.1-2%甲基丙烯酸酯、0.1-2%丙烯酰胺；所述壳由如下重量百分数的组分制成：40-60%苯乙烯、30-50%丙烯酸酯、1-5%的甲基丙烯酸、0.1-2%甲基丙烯酸酯、0.1-2%丙烯酰胺、1-8%的防水功能单体。

在上述水性防水丙烯酸酯乳液中，所述的防水功能单体优选为

乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三异丙氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基硅油或全氟辛基乙基丙烯酸酯或2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯或N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯。

在上述水性防水丙烯酸酯乳液中，所述的丙烯酸酯优选为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯中的任意一种或几种的混合物。

在上述水性防水丙烯酸酯乳液中，所述的甲基丙烯酸酯优选为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸羟丙酯。

在上述水性防水丙烯酸酯乳液中，所述的丙烯酰胺优选为N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺或N,N'-亚甲基双丙烯酰胺。

一种水性防水丙烯酸酯乳液的制备方法，包括如下步骤和工艺条件： 

（1）核单体的预混合

将40-60%苯乙烯、31-51%丙烯酸酯、 1-5%的甲基丙烯酸、 0.1-2%甲基丙烯酸酯和0.1-2%丙烯酰胺在乳化剂的作用下均匀分散在水中，得到预乳化单体混合物。

（2）壳单体的预混合

    将40-60%苯乙烯、30-50%丙烯酸酯、1-5%的甲基丙烯酸、0.1-2%甲基丙烯酸酯、0.1-2%丙烯酰胺和1-8%的防水功能单体在乳化剂的作用下均匀分散在水中，得到预乳化单体混合物。

（3）聚合反应

    将缓冲剂和乳化剂加入到反应介质水中，在反应容器中充分搅拌并升温到80-100℃，待达到反应温度后，先用1-3h滴加核单体的预混合物和引发剂，恒温反应0.5-2h后再用1-3h滴加壳单体的预混合物和引发剂，滴加完后继续恒温反应0.5-2h，保温完后终止反应。

相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：

经过改性的丙烯酸酯乳液，加入的功能性防水单体使得聚合物链间产生交联结构，从而增加乳胶膜的硬度，耐水性和耐候性。利用加入的功能性防水单体具有表面能低，易于向膜表面迁移的特性，改善膜表面的结构性能，赋予涂膜表面憎水性和防水性。而且还可以起到提高涂膜的光泽度、附着力、耐蚀性、耐热性、耐污性、机械性能、耐老化性能等。所得水性防水丙烯酸酯乳液的粒径为100-150nm，玻璃化温度在0-40℃之间，乳液分子量为10⁵-10⁶。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表达的范围之内。

实施例1

一种水性防水丙烯酸酯乳液及其制备：