[发明专利]埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液及其制备方法与应用。本发明所述的埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液，其配方包括以下重量份的原料组分：水15～45份，核层埃洛石纳米管/丙烯酸酯类单体分散液30～86.2份，壳层预乳化单体15～42.4份，乳化剂0.2～4份，引发剂0.15～1.2份，己二酸二酰肼0.5～1.8份。所述埃洛石纳米管在复合乳液制备过程中可部分代替乳化剂，减少乳化剂的用量，显著提高了乳液涂层的力学性能，耐水性和耐化学稳定性。本发明所得的水性木器漆具有硬度高、涂膜平整丰满、耐水、耐沸水、不回粘、抗化学性强，具有很好的应用价值和市场前景。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体地涉及一种埃洛石纳米管改性聚丙烯酸酯复合乳液及其制备方法与应用。

背景技术

水性丙烯酸酯具有原料来源丰富、成本相对较低、环保性好等特点，特别是其涂膜的耐候性、机械强度、光泽度等性能优异，在建筑涂料、胶粘剂、水性油墨、皮革涂饰、纺织、造纸、汽车等领域有着广泛的应用。然而，普通的水性丙烯酸酯的耐水性、抗化学腐蚀性、耐热性能等方面仍有不足之处，因此有必要对其进行改性，以获得高性能的水性丙烯酸酯树脂，扩大其应用范围和领域。

目前对丙烯酸酯乳液的改性主要有以下几个方面：

1)采用先进的乳液聚合技术和粒子设计原理，如无皂聚合法、核壳聚合法等，合成特殊结构和性能的丙烯酸酯；在丙烯酸酯乳液聚合时引入具有交联(自交联)基团的功能性单体进行共聚改性；在丙烯酸酯乳液中引入具有互补性能的其他树脂，从而得到具有两种或多种树脂优良性能的乳液；

2)采用有机-无机纳米复合技术(材料)改性，如采用纳米二氧化硅等；

3)采用共混改性，如物理共混、化学共混和物理-化学共混等。有机-无机纳米复合改性是指通过向丙烯酸酯乳液中引入无机纳米组分，如纳米二氧化硅(SiO₂)及硅溶胶、二氧化钛(TiO₂)、碳酸钙(CaCO₃)、蒙脱土、碳纳米管、石墨烯等，制备高性能的复合(杂化)乳液。

由于纳米材料具有一些特殊的物理性能，将其添加到丙烯酸酯乳液中，所制得的复合材料兼具有机材料和无机材料的优点，可以很好地提高涂料的硬度、韧性、附着力、耐候性、耐洗擦性和耐溶剂性等性能。

埃洛石纳米管(HNTs)是一种天然无机纳米管,和CNTs相似的几何外形，但两者的化学结构和表面性质不同，HNTs化学成分为硅酸盐结构，具有大的长径比，和较少的表面羟基结构。HNTs是一种结构和表面性质特殊、储量丰富、开采容易、价格低廉的天然纳米管，是一种制备聚合物纳米复合材料的理想纳米材料，在制备高性能聚合物纳米复合材料上具有广阔的应用前景。近年来，HNTs已经作为一种纳米填料用于制备性能优良的纳米复合材料，在PE、PP、PVC、PA、PB、NR、SBR、FPM、EPDM、环氧树脂等聚合物中得到了研究和应用。

聚丙烯酸酯类乳液由于具有良好的颜料润湿性、高固含、低成本及良好的耐候性、保光性、耐紫外光性等优点，而广泛应用于水性木器漆行业，其市场需求量始终保持稳定快速的增长。但丙烯酸酯“热粘冷脆”、涂膜耐水性不佳等劣势也非常明显。因此，需要研制出综合性能好的水性丙烯酸树脂。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种综合性能好的丙烯酸酯复合乳液。

本发明的技术目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明所述的埃洛石纳米管改性聚的丙烯酸酯复合乳液，其配方包括以下重量份的原料组分：水15～45份，核层埃洛石纳米管/丙烯酸酯类单体分散液30～86.2份，壳层预乳化单体15～42.4份，乳化剂0.2～4份，引发剂0.15～1.2份，己二酸二酰肼0.5～1.8份。