[发明专利]一种水性木器漆用苯丙乳液制备方法

说明书

本发明公开了一种水性木器漆用苯丙乳液制备方法，该方法首先通过细乳液聚合制备出粒径分布较均一苯丙种子乳液，接着再聚合一层含室温自交联的硬壳。具体包括去离子水、引发剂、助稳定剂、乳化剂、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯等，并加入适量的双交联功能单体对其改性。所得的产品具有粒径分布较均一，透明度较高，可打磨性好，硬度和耐受性好的特点，适用于单组份或双组份木器漆。

技术领域

本发明涉及高分子材料的合成制备领域，该方法可获得高性能的苯丙乳液，可适用于水性木器漆领域。

背景技术

在一般的乳液聚合体系中，少量单体溶解在水相，其他单体以液滴和增溶在乳化剂胶束中两种形式存在。体系中胶束数目远大于单体液滴的数目，聚合反应首先在单体增溶的胶束中被引发，而单体液滴则充当单体库，不断补充胶束中消耗的单体，直至消失。由于单体必须经由连续相扩散至增溶胶束的表面，乳胶粒的生长实际上是一个动力学控制的过程，这就带来了共聚单体种类受限，最终生成的乳胶粒组成不均匀，粒径分布宽等一系列问题。细乳液聚合是用助稳定剂与乳化剂共同作乳化剂时，在高速搅拌下可以使单体在水中分散成稳定的亚微米单体液滴。由于乳化剂的用量在其临界胶束浓度(CMC)以下，体系中几乎没有胶束存在。此时，单体液滴便成为主要的聚合反应场所，每一个液滴就相当于一个独立的微反应器，而单体在水相中的扩散不再是聚合反应的必要条件。反应生成的聚合物乳胶粒的大小和数目几乎和聚合前单体液滴的完全相同。这类乳液体系中液滴的尺寸在亚微米(50～500nm)的范围内，介于传统乳液和微乳液的液滴尺寸之间。

自2015年以来，随着新环保法的实施，涂料消费税的征收及家具制造行业VOC排放标准等环保法规的相继出台，水性木器涂料以其低VOC排放量的优势，在目前的涂料行业市场上得到了较快的发展，水性木器漆采用传统乳液聚合方法制备丙烯酸酯类乳液来复配，这样得到的乳胶粒组成不均匀，粒径分布宽的问题。

发明内容

本发明目的在于利用细乳液聚合制备的乳胶粒特点，以此为种子，制备具有核壳结构、组成较均匀、粒径分布窄，尺寸介于亚微米范围内的苯丙乳液，该方法的原材料比较普遍易得，生产工艺简单，用此苯丙乳液配制的水性木器漆具有高透明度、耐水性好、硬度较高。

本发明首先通过细乳液聚合制备出乳胶粒组成较均匀，粒径分布窄的苯丙种子乳液，接着再通过种子乳液聚合制备壳层。采用反应型阴离子乳化剂和非离子乳化剂复配的乳化体系，以苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯为单体，并加入适量的双交联功能单体对其改性，从而获得高性能的苯丙乳液。

具体的，本发明包括如下步骤：

1)第一阶段细乳液聚合制备种子乳液，将0.08重量份的引发剂溶解在1.0重量份的去离子水中配成1.08重量份细乳液聚合用引发剂-1；反应釜中加入33.67-32.35重量份的去离子水中，然后加入0.1重量份的乳化剂成配制33.77-32.45重量份的乳化剂溶液；将0.3-0.5重量份甲基丙烯酸甲酯、2.0-2.4重量份苯乙烯、1.8-2.0重量份甲基丙烯酯正丁酯、0.2-0.4重量份丙烯酸羟乙酯、0.05-0.07重量份甲基丙烯酸、0.4-0.6重量份双交联功能单体、0.2-0.3重量份助稳定剂得到5.25-6.57重量份混合单体-1，搅拌20分钟混合均匀，然后加入到上述33.77-32.25重量份的乳化剂溶液中，高速搅拌乳化40分钟；

2)将反应釜升温至70度，加入1.08重量份的引发剂溶液，待体系变蓝后将温度升到80度，继续反应30分钟；