[发明专利]一种双交联型高硬度大分子乳化剂、高硬度水性单组分丙烯酸树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双交联型高硬度大分子乳化剂、高硬度水性单组分丙烯酸树脂及其制备方法。该双交联型高硬度大分子乳化剂的原料包括：含羧基功能单体、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、第一硬单体、第一引发剂、溶剂、分子量调节剂、异氰酸酯丙烯酸乙酯；该高硬度水性单组分丙烯酸树脂的原料包括：双交联型高硬度大分子乳化剂、第二硬单体、第二引发剂、外交联剂、水、pH调节剂。双交联型高硬度大分子乳化剂能参与聚合反应与内部的硬单体生成三维网络交联结构乳液，解决了乳化剂成膜后迁移问题。本发明的水性高硬度单组分丙烯酸树脂在制成涂料后，其涂膜具有优异的抗回粘性能、耐划伤性能、高硬度性能、耐水耐酸耐碱耐溶剂性能和耐磨性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种双交联型高硬度大分子乳化剂、高硬度水性单组分丙烯酸树脂及其制备方法。

背景技术

聚丙烯酸酯类乳液是以多种不饱和丙烯酸单体通过乳液聚合而成。聚丙烯酸酯类乳液具有优良的耐候性、耐水、耐老化性能，被广泛用于涂料、纺织、家具、油墨、胶黏剂等领域。近年来，聚丙烯酸酯类乳液的聚合技术得到了快速发展，已经开发出核-壳乳液聚合法、无皂乳液聚合法、微乳液聚合法等新型技术。聚丙烯酸酯类乳液通常是线性高分子聚合而成，易出现热黏冷脆等现象，通过需要对其进行化学改性，引入可交联的官能团，形成立体网络结构。

乳化剂作为聚丙烯酸酯类乳液合成不可或缺的组分之一对产品的性能影响甚大，成膜后，传统无反应乳化剂易出现迁移膜层表面，严重影响涂膜的硬度、耐水性、耐玷污、附着力等性能。高硬度水性丙烯酸树脂通常具有更优良的打磨性能，抗回粘性能，耐划伤性能等，乳化剂的迁移也严重影响了这些力学性能。

近年来，新型乳化剂的开发显得尤为重要，很多可聚合型乳化剂，功能型乳化剂也被相继报道。公开号为CN103890014A报道了一种反应性乳化剂，能够提高聚合物分散系的稳定性并由此改善获得的聚合物薄膜的性能，但是，还有小分子反应型乳化剂会出现部分游离状态存在。公开号为CN104368271A的发明专利公开了一种聚合活性更高的N-丙烯酰氨基酸型可聚合乳化剂，并指出了诸多专利文献已经报道的可聚合乳化剂研究方向。然而，可聚合乳化剂的发展仍然停留在对小分子乳化剂进行化学改性的基础上，所得改性乳化剂仍是中低分子量的物质，并不能构成乳液成膜的主要成分。这些可聚合乳化剂在乳液聚合过程会影响其他单体的共聚速率，进而影响乳液的结构，出现凝胶现象或粒子结构大小不稳定及不易调控等不良现象，进而严重影响乳液成膜后的物理性能。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种双交联型高硬度大分子乳化剂、高硬度水性单组分丙烯酸树脂及其制备方法，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

第一方面，本发明提供的一种双交联型高硬度大分子乳化剂为采用下述按重量份数计的原料制成：含羧基功能单体1～10份、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯1～10份、第一硬单体1～200份、第一引发剂0.1～2份、溶剂30～100份、分子量调节剂0.01～1份、异氰酸酯丙烯酸乙酯0.1～10份。

优选的，所述含羧基功能单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯磺酸、顺丁烯二酸酐中的一种或多种。

优选的，所述第一硬单体选自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯腈中的一种或多种。

优选的，所述第一引发剂是含羟基的热引发剂，为4,4'-偶氮双(4-氰基戊醇)。

优选的，所述的双交联型高硬度大分子乳化剂，其特征在于，所述溶剂选自甲苯、苯、乙酸乙酯、正丁醇、异丙醇、乙醇中的一种或多种。

第二方面，本发明提供的一种如第一方面所述的双交联型高硬度大分子乳化剂的制备方法，包括如下步骤：