[发明专利]一种具有硬阻隔层的单组份自交联乳液、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种具有硬阻隔层的单组份自交联乳液，自交联乳液为三层核壳结构的丙烯酸酯乳液，由内向外分别是内核、硬阻隔层和外壳，使用的混合单体分别为组分A、B和C，组分A和B中包含能够与对方发生交联反应的单体，组分C与组分A或B不发生交联反应。本发明相比现有技术具有以下优点：采用硬阻隔层将可发生交联的组分分隔于乳胶微粒的内核和外壳中，利用乳液成膜过程中的压缩聚结作用来启动交联反应，从而将交联反应的启动时机控制在相对统一的时间段内，通过这样的设计来控制交联反应的时机，从而保证涂料在涂刷后能够形成性能均一的涂膜；涂层在干燥最后的阶段才发生交联，能够最大限度的发挥其阻隔保护的作用，同时耐高温运输储存。

技术领域

本发明涉及水性交联乳液领域，尤其涉及的是一种具有硬阻隔层的单组份自交联乳液。

背景技术

涂料领域，对于环保的要求越来越高，传统的有机溶剂涂料已经慢慢被淘汰，随之出现的是水性涂料。现有的水性涂料中，传统单组分乳胶漆虽然使用方便，但因其成膜不致密，导致涂膜耐水耐候等性能较差。为了解决这种问题，出现了双组份交联乳液。让涂料在涂刷面上发生交联反应，从而使涂膜的性能得到提高。但是这种方案必须要求在使用前按照比例调兑，调兑后交联反应就已经开始，在使用过程中会由于涂料的交联程度不同使涂膜的性能不均一。为解决这种问题，又开发出了失逸性交联产品，在有交联单体参与下合成乳液，聚合结束后将交联剂计量加入到乳液中，乳液或乳胶涂料在干燥过程中，由于水不断从涂膜中逸出，交联反应不断进行，这称之为失逸性交联。这种类型的乳液能够使涂料在运输过程中保持稳定。但是使用这种机理的涂料的成膜过程受到水分的影响，涂料涂覆后由于涂刷的先后顺序及干燥的程度不同，交联剂在涂膜中的分布就会产生差异，最终涂膜的成膜程度不一，从而使涂膜层的抗张强度、应力分布等等参数不均一，影响整个涂层的持久性和耐候性。总之，现有的双组份交联乳液和失逸性交联体系，自混合或涂装使用就已经启动交联反应，尽管通过各种手段控制交联的程度，但是都避免不了在使用过程中组分之间的交联，交联反应不可控，最终影响涂层的性能。

乳液成膜过程中的压缩聚结作用是指在水性漆的成膜过程中，漆面干燥成膜的最后阶段粒子之间相互挤压，再经过成膜助剂的软化溶解作用，粒子之间的界面消失形成连续均匀的膜的过程。本发明利用水性涂料成膜过程中粒子之间的压缩聚结作用来释放相互能够交联的单体，在此过程中产生交联反应，能够最大可能和最大限度的把交联反应的启动时机控制在涂料成膜的最后阶段，从而使涂膜的张力、应力等各种性能达到均匀统一，使材料本身的耐候性持久性得到最大发挥。本产品使用硬质地的阻隔层，主要是为了适应高温气候环境中使用，避免高温使乳胶粒中隔离层软化失去阻隔作用，而使交联提前造成“失效”。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种具有硬阻隔层的单组份自交联乳液、制备方法及应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种具有硬阻隔层的单组份自交联乳液，其特征在于：自交联乳液为三层核壳结构的丙烯酸酯乳液，丙烯酸酯乳液的乳胶粒具有三层核壳结构，由内向外分别是内核、硬阻隔层和外壳；内核、硬阻隔层和外壳占乳胶粒质量的42％～49％：2％～16％:42％～49％内核使用的单体为组分A，外壳使用的单体为组分B，组分A和组分B中包含能够与对方发生交联反应的单体，硬阻隔层使用的单体为组分C，组分C与组分A或组分B不发生交联反应；组分A包含甲基苯乙烯异氰酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸环己酯，组分C包含甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯，组分B包含丙烯酸羟丙酯、丙烯醛羟乙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸烷基酯，甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯。

丙烯酸烷基酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯的一种或几种。

作为对上述方案的进一步改进，组分A中甲基苯乙烯异氰酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸环己酯的质量百分含量为20％～50％、0～20％、0～50％、0～10％。