[发明专利]一种室温多重自交联核壳型共聚物乳液及其制备方法和应用

说明书

一种室温多重自交联核壳型共聚物乳液及其制备方法和应用，属于高分子材料领域。采用种子乳液聚合工艺，以15‑35份硬单体、15‑35份软单体，1‑2份双丙酮丙烯酰胺为核层单体，采用反应型/非反应型乳化剂，以0.1‑0.3份的过硫酸盐为引发剂，温度60‑90℃，得到核层聚合物乳液；在此基础之上，以35‑15份硬单体、35‑15份软单体、1‑5份丙烯酸磷酸酯、1‑2份丙烯酰胺类单体、1‑2份乙烯基烷氧基硅烷为壳层单体，以过硫酸盐为引发剂，温度60‑90℃，得到稳定性良好的室温多重自交联核壳型共聚物乳液。添加各种功能助剂，制备得到水性防腐涂料。在钢板涂装后，漆膜干燥中自交联，所得涂层具有和好的耐蚀性。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种室温多重自交联核壳型共聚物乳液及其制备方法和应用。

技术背景

常用的金属防腐涂料多为溶剂型，分散介质是有机溶剂，多为二甲苯、汽油等，干燥过程溶剂挥发到空气中，造成了较严重的污染，并危害人体健康。涂料的水性化是解决这一问题的有效途径，水性丙烯酸聚合物乳液是具有乙烯基的各类单体，通过自由基聚合得到的聚合物体系，与双组份涂料不同，丙烯酸乳液可以自行成膜，作为单组份涂料使用，在施工操作中更为简便易行。

但在金属防腐涂料领域，由于加入乳化剂的吸水性、单体中存在亲水基团等因素，漆膜的耐水性和屏蔽性受到了影响。相关研究和应用测试结果显示，通过调整交联体系、功能单体的种类和用量，以及加入防锈颜填料、缓蚀剂等，可以有效改善水性涂料的缺陷，能够有效提高漆膜的致密度、耐腐蚀性。

发明内容

针对水性金属防腐涂料涂膜致密性差、防腐性能较差的问题，本发明合成了一种室温自交联核壳型共聚物乳液。采用种子乳液聚合工艺，将交联单体双丙酮丙烯酰胺添加到核层，将乙烯基烷氧基硅烷、丙烯酸磷酸酯和丙烯酰胺类单体加入到壳层，得到具有优良性能的单组份苯丙多重交联乳液。漆膜干燥过程中，己二酸二酰肼与乳胶粒子中的丙酮结构发生反应形成交联，同时壳层的有机硅失水形成硅氧交联结构，得到致密性、耐水性良好的漆膜。

一种室温多重自交联核壳型共聚物乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用种子乳液聚合工艺，以15-35质量份硬单体、15-35质量份软单体，1-2质量份双丙酮丙烯酰胺为总核层单体，总引发剂过硫酸盐0.1-0.3质量份，采用反应型/非反应型复合乳化剂体系进行反应：在反应容器中加入去离子水、乳化剂，加入部分硬单体、部分软单体、部分双丙酮丙烯酰胺作为核层的种子单体，然后加入部分过硫酸盐为引发剂，温度60—90℃，得到种子聚合物乳液，然后向聚合物乳液中同时滴加剩余的部分硬单体、软单体、双丙酮丙烯酰胺和引发剂，最后得到核层聚合物乳液；

(2)然后向核层聚合物乳液中再同时滴加壳层单体和引发剂制备壳层聚合物，以35—15质量份硬单体、35—15质量份软单体、1—5 质量份丙烯酸磷酸酯、1—2质量份丙烯酰胺类单体、1—2质量份乙烯基烷氧基硅烷为壳层单体，同时滴加0.1-0.3质量份过硫酸盐为引发剂，进行反应，反应温度60—90℃，反应一段时间，然后体系中还加入0.5—1质量份己二酸二酰肼，制备得到了稳定性良好的室温多重自交联核壳型共聚物乳液。

该室温多重自交联核壳型共聚物乳液，其固含量为38.0—48.0％。

其中丙烯酸磷酸酯单体为市售磷酸酯单体PP-70、PM1500、 PM1590中的一种或多种。

其中硬单体为高玻璃转变温度单体，如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、叔碳酸乙烯酯中的一种或多种单体。

其中软单体为低玻璃转变温度单体，如丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯的一种或多种。

其中丙烯酰胺类单体为甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺中的一种或多种单体。