[发明专利]一种丙烯酸酯聚合物乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸酯聚合物乳液，特别是涉及一种丙烯酸酯聚合物乳液及其制备方法。

背景技术

可再分散聚合物乳胶粉是聚合物乳液经干燥粉化技术得到一种可自由流动的粉末，加水再分散后，可生成和原来聚合物乳液性能相同、用途相似的再生乳液。制备出这种聚合物母体乳液及其乳胶粉，并在此基础上开发的干粉建筑涂料有重要的经济意义和社会意义。丙烯酸酯类聚合物以其优良的耐候性、耐水性、耐酸碱性、耐玷污性、无毒、对环境友好、廉价等性能广泛运用于建筑材料领域。制备和开发丙烯酸类聚合物乳胶成为建筑材料研究的一个新方向。但在现有丙烯酸酯常规乳液聚合中，乳化剂是低分子量双亲物质，乳化剂只是物理吸附在乳胶粒表面，在乳液喷雾干燥过程中，体系从多相变为单相，低分子量乳化剂在制备工艺中易产生迁移，脱离乳胶粒表面，造成乳胶粒表面的活性物质缺乏，使乳胶粉在水中分散时不具有再分散性能。另外，为了满足常温成膜性能，现有的丙烯酸酯常规乳液的玻璃化转变温度比较低，在喷雾干燥中会发生粘连而失去再分散性。有专利通过设计制备了内软外硬的乳液以减少喷雾干燥过程中发生粘连来制备可再分散聚合物乳胶粉，同时为了满足乳胶粉的再分散性，在壳层加了大量亲水单体，制备的可再分散聚合物乳胶粉虽然具有很好的流动性和再分散性，但再分散液成的膜耐水性差，且在低温下不成膜，限制了丙烯酯类可再分散乳胶粉的使用。

发明内容

本发明的目的针对上述可再分散乳胶粉使用的乳液存在的不足，提供一种组成胶粒的聚合物玻璃化温度(Tg)从胶粒中心至表面逐渐变化，同时引入具有内增塑的交联型功能单体的丙烯酸酯聚合物乳液；该丙烯酸酯聚合物乳液具有很好的成膜性，所成膜致密硬度高，可用于制备可再分散聚合物乳胶粉及满足各种高性能涂料的要求。

为达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种丙烯酸酯聚合物乳液，由以下质量百分数的组分制成：

其中，将丙烯基酰胺引进到聚合物链上不仅能够提高丙烯酸酯聚合物乳液的耐离子稳定性，同时能提高乳液与基材的粘结强度；而酰肼能与烷基羧酸反应，反应方程式如下：

一方面可以提高聚合物的交联度和耐水性，同时提高聚合物分子链的柔韧性，降低乳液的最低成膜温度，使得乳液在低温下能够成膜。

所述甲基丙烯酸烷基酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯和/或甲基丙烯酸异辛酯。

所述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、丙烯酸己酯和/或丙烯酸异辛酯。

所述羟烷基酯为丙烯酸‐2‐羟基乙酯、丙烯酸‐3‐羟基丙酯、丙烯酸‐2‐羟基丁酯、丙烯酸‐5‐羟基戊酯、丙烯酸‐6‐羟基己酯、甲基丙烯酸‐2‐羟基乙酯和/或甲基丙烯酸‐3‐羟基丙酯。

所述烷基羧酸为甲基丙烯酸和/或丙烯酸。

所述丙烯基酰胺为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N，N'‐亚甲基双丙烯酰胺、N‐羟甲基丙烯酰胺和/或N‐异丙基丙烯酰胺，其引进到聚合物链上不仅能够提高丙烯酸酯聚合物乳液的耐离子稳定性，同时能提高乳液与基材的粘结强度。

所述酰肼为对甲苯磺酰肼、N,N'‐二乙酰肼、顺丁烯二酰肼、己二酰肼和/或癸二酸二酰肼，酰肼能与烷基羧酸反应，反应方程式如下，一方面提高聚合物的交联度和耐水性，同时提高聚合物分子链的柔韧性，降低乳液的最低成膜温度，使得乳液在低温下能够成膜。

所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠和/或过硫酸铵等过硫酸盐类引发剂。

所述乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂复配而成，阴离子乳化剂是十二烷基二苯醚磺酸二钠(DSB)，十二烷基苯磺酸钠(LAS)和/或十二烷基硫酸钠(SDS)；非离子乳化剂是吐温20(Tween‐20)，吐温80(Tween‐80)，聚氧乙烯仲辛酚醚‐10(OP‐10)、和/或壬基酚聚氧乙烯醚(TX‐10)，其中阴离子乳化剂是为了提高乳液的机械稳定性，而非离子乳化剂是为了提高乳液的离子稳定性两者的比例为1：1‐4：1。

所述水优选为去离子水。

丙烯酸酯聚合物乳液中组成胶粒的聚合物玻璃化温度(Tg)从胶粒中心至表面逐渐变化，同时引入具有内增塑和交联功能的的酰肼。

所述丙烯酸酯聚合物乳液的制备方法，其包括的步骤如下：