[发明专利]石墨烯改性水性苯丙乳液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯改性水性苯丙乳液及其制备方法，按重量份计,其组成为：丙烯酸酯单体5.0～10.0份、苯乙烯15.0～25.0份、低聚物聚醚多元醇3.0～6.0份、二羟甲基丙酸2.5～4.5份、多异氰酸酯4.0～8.0份、特种石墨烯1.5～2.5份、羟基丙烯酸单体1.5～2.5份、过硫酸铵0.1～0.2份、二月桂酸二丁基锡0.03～0.06份、中和剂2.5～5.0份、去离子水45.0～62.0份；本发明制得的石墨烯改性水性苯丙乳液，无需外加乳化剂、防腐蚀剂，其具有良好的附着力、高硬度、柔韧性好、无环境污染、防腐蚀性能、耐盐雾、施工简单等性能。

技术领域

本发明涉及一种改性水性苯丙乳液的制备方法，尤其涉及到一种石墨烯改性水性苯丙乳液及其制备方法，属于合成树脂技术领域。

背景技术

苯丙乳液是一种经济实惠的水性涂料成膜物，它是由苯乙烯与丙烯酸酯等单体共聚而得的乳液，称为苯乙烯-丙烯酸酯乳液，简称为苯丙乳液。苯丙乳液是乳液聚合中研究较多的体系，其工艺简单成本低廉，也是当今世界有重要工业应用价值的十大非交联型乳液之一，可广泛应用于内外墙涂料、水性油墨、粘合剂以及施胶剂等领域；但这种乳液的耐碱性、耐水性、封闭性、耐温性、耐候性等都不够理想，而且苯丙乳液高温时粘稠，低温时变脆，防腐蚀性能较差，限制了其应用。

苯丙乳液制备过程往往会加入较多的乳化剂，乳化剂在乳液聚合中是不可缺少的一部分，但传统的小分子乳化剂在给乳液带来优良性能的同时也产生一系列问题，使用小分子乳化剂制备的苯丙乳液往往存在一些缺点。比如：产品稳定性差，防腐蚀性能较差，影响成膜速度，造成环境污染，以及影响聚合产物及漆膜的性能。

目前，我国每年金属腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的3～5％，损失超过火灾、风灾和地震造成损失的总和。长期以来，为了减少腐蚀的损失，人们采取了很多措施，如金属的电化学保护法、腐蚀介质处理法、覆盖层保护法等等。但迄今为止最普遍、最经济、最实用的保护措施还是涂料保护，涂料防腐以其施工简便、经济适用、不受设备面积、形状的约束以及具有一定的装饰效果等特点而被广泛的应用。

中国专利CN105273117A公开了一种防闪锈的苯丙乳液，其特征在于：所述防闪锈的苯丙乳液包括水、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、苯乙烯、亲水单体、乳化剂及引发剂，此发明的防闪锈的苯丙乳液可防止施工时闪锈的产生。但此发明需加入小分子乳化剂，影响漆膜性能。

中国专利CN103923271A公开了一种有机硅改性苯丙乳液，涉及化工技术领域，1）首先将去离子水、叔丁醇及异丙醇投入反应釜中搅拌混合均匀，加热至60～70℃，制得溶液a；2）将苯乙烯、丙烯酸异辛酯、硅酸乙酯、有机硅单体及阴离子开环聚合乳液溶入溶液a中，充分搅拌均匀，至温度达到80～90℃保温2小时，制得溶液b；3）将乙烯基硅油、二氧化硅气凝胶及二甲基甲酰胺投入溶液b中，搅拌均匀，搅拌30分钟，制得溶液c；4）将溶液c的温度控制在60～65℃，然后滴加过硫酸钾，在0.5小时内滴加结束，冷却至室温，制得溶液d；5）用氨水调解溶液d的pH值至中性，过来出料，制得苯丙乳液。本发明增加有机硅单体、硅酸乙酯等成分，提高了乳胶膜的交联度，从而使苯丙乳液的耐候性得到很大提高。但其防腐蚀性能不佳。

中国专利103951778A公开了一种超浓苯丙乳液制备石墨烯/苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯导电复合材料的方法。首先采用改进的Hummurs方法制备石墨烯的分散液，在搅拌的条件下将其逐滴滴加到苯丙乳液油相中，从而制备出石墨烯/苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯复合材料。本方法通过原位聚合的方法，将掺杂的石墨烯包覆在苯丙乳液中，使其分散均匀，纳米石墨烯的聚积，得到的导电通路均匀的复合材料。此发明的石墨烯采用掺杂方式加入，易形成团聚，稳定性较差。

上述发明需要外加乳化剂，防腐蚀性能不明显，石墨烯采用物理包覆加入，均具有一定的局限性，因此，开发一种无需外加乳化剂，防腐蚀性能良好的苯丙乳液符合目前市场的急切需求。

发明内容