[发明专利]一种高附着力净味水性丙烯酸酯乳液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高附着力净味水性丙烯酸酯乳液及其制备方法。所述高附着力净味水性丙烯酸酯乳液主要成分为侧链含有咪唑及其衍生物基团的改性聚丙烯酸酯，内聚力强，稳定性好，成膜后透明度高；在合成过程中咪唑及其衍生物与残留的丙烯酸酯单体发生加成反应生成无臭无味不挥发，表面张力低的化合物，作为高效基材润湿剂，明显提高乳液对基材的润湿性，同时作为界面剂，一端与基材紧密作用，另一端与含有咪唑结构的丙烯酸酯聚合物结合，提高聚合物在难附着基材表面的附着力。

技术领域

本发明涉及一种高附着力净味水性丙烯酸酯乳液及其制备方法。

背景技术

随着环保法规的逐渐加强以及国家对节能减排的控制和人们环保意识的增强，低VOC甚至零VOC无毒、无污染的新材料得到广泛认可和飞速发展。水性涂料因此得到人们的大力追捧。水性涂料是由水性乳液在水为载体时添加水性助剂及颜填料等制作而成，其表面张力高，对某些低表面张力的基材的附着力极差，严重影响涂料的通用性。水性乳液在合成过程随着反应程度提高，其笼蔽效应、玻璃化效应、单体竞聚率等的影响越来越大，将阻止单体进一步聚合，加之游离的单体浓度低，与自由基碰撞的几率大幅下降，因此常规水性乳液中存在一定量的单体，造成水性乳液气味较难闻，影响乳液性能，损害消费者身心健康。

为了使水性涂料更好地在基材上铺展和附着，本领域技术人员常常通过加入低表面张力的润湿剂的方式提高水性涂料对基材的附着力，但对于某些特定基材，如聚乙烯、聚丙烯、或含有脱模剂的基材表面，加入润湿剂依然无法满足客户需求。

另一种方式就是在合成过程中引入低表面张力的基团，如有机硅类链段，降低胶乳颗粒的界面张力，达到提高附着力的目的。但由于胶乳颗粒在基材表面的铺展和扩散不如小分子润湿剂迅速，部分基材，尤其是表面存在大量微孔或凹陷的基材，其附着力效果不佳。

本领域技术人员研发了多种方式去除单体残留：蒸馏法、汽提法、补加引发剂法、氧化还原体系法、碱性物质转化法等。

蒸馏法和汽提法是以蒸馏或者蒸汽抽提的形式将单体挥发出体系。两者均需消耗大量热量，延长生产周期，同时，由于两者均需在较高温度下操作，对乳液的性能有一定影响，效果不佳。

补加引发剂法则通过后期补加引发剂，提高体系自由基浓度，达到充分聚合的目的。由于残留单体不多，加入的引发剂过量，在有限的反应时间内未完全分解，留在体系中，可能对乳液后期性能及存储稳定性造成很大的影响。

氧化还原体系法通过加入氧化剂和还原剂，通过氧化还原形成自由基，提高体系自由基浓度，降低单体残留。对比补加引发剂法，氧化还原体系法最终可实现无氧化剂和还原剂，对乳液后期性能及存储稳定性影响不大，现在的乳液合成工艺基本上都采用此方法。通常使用的氧化还原体系有过氧化氢-吊白块，叔丁基过氧化氢-吊白块，叔丁基过氧化氢-FF6M，过氧化氢-抗坏血酸，过氧化氢-亚硫酸氢钠等，但由于氧化还原体系生成的自由基寿命短，其与残留单体反应的效率不高，常常无法完全消除残留单体，影响产品质量。

碱性物质反应法是利用碱性物质与丙烯酸单体中的双键发生加成反应，将丙烯酸单体与碱性物质结合，达到消除气味的目的。常用的碱性物质包括氨水、有机胺、水合肼等。氨水、有机胺等需要在很高的温度下与体系中的残留单体反应，可能造成乳液爆聚、破乳等问题，并且无法完全消除残留单体；水合肼与丙烯酸酯类单体在加热条件下反应活性较高，效果较好，但由于水合肼自身毒性高、易挥发，存储不当可能造成爆炸等严重后果，并且残留的水合肼常规分离方式无法从体系中去除，在乳液聚合后处理时必须确保用量准确，在实际应用中无法实现大规模批量放大生产。

发明内容