[发明专利]一种六方氮化硼改性丙烯酸酯核壳乳液的制备方法

说明书

本发明提供一种六方氮化硼改性丙烯酸酯核壳乳液的制备方法，属于高分子乳液技术领域，包括以下步骤，（1）将核单体混合物、壳单体混合物分别单独加入乳化剂溶液中，得到核预乳化液、壳预乳化液；（2）将缓冲剂水溶液、1/4‑1/3体积的引发剂溶液、2/5‑1/2体积的核预乳化液混合，得种子乳液；(3)向种子乳液中同时滴加剩余的核预乳化液、1/4‑1/3体积的引发剂溶液，升温、保温，得到核层乳液；(4)向核层乳液中同时加入剩下的引发剂溶液和壳预乳化液，升温，冷却后得核壳乳液。本发明制备的丙烯酸酯核壳乳液，内软外硬结构的乳胶粒子成膜后，壳层“硬”单体铺展在涂膜表面形成一层坚硬的“保护层”，使水分难以侵入，降低吸水率、提高了乳液的防水性，成膜温度低。

技术领域

本发明属于高分子乳液技术领域，具体涉及一种六方氮化硼改性丙烯酸酯核壳乳液的制备方法。

背景技术

丙烯酸酯乳液作为一种丙烯酸酯类单体通过乳液聚合自聚或共聚得到的产物，作为水性成膜物广泛应用于水性涂料中。成膜物是构成涂膜的物质，能将涂料中各个成分融合一起。成膜物的性质对涂料涂膜的性能发挥起决定性作用，要保证涂层的各个理化性能优异。乳液有较强的粘结力，当涂层干燥固化后，在被保护基材上形成一层保护膜。一般传统的乳液作为成膜物往往会有各种缺陷、如成膜温度高、附着力、防水性差等，如专利CN109929067A中公开了一种使用常规方法制备核壳结构丙烯酸乳液的制备方法，虽然其VOC低，较为环保，但仍克服不了普通丙烯酸乳液成膜温度高、防水性差的缺点，为了提高聚合物乳液的机械性能、耐水性能，降低成膜物温度，可采用乳液聚合方法对乳液进行改性，利用其核层和壳层不同的玻璃化温度，使低玻璃化温度的软相能够在成膜时变形；高玻璃化温度的硬相赋予涂膜较高的硬度，从而提高涂膜的综合性能。

常用的核壳乳液聚合的方法有间歇法、半连续法和平衡溶胀法。其中半连续法是一种饥饿态加料方式，种子乳胶粒表面及其内部的壳层单体浓度均很低，适宜合成核壳结构乳液，得到了广泛应用，如专利CN108997519A中提到的一种耐水性超细粒径丙烯酸酯乳液就是使用半连续法得到的，虽然乳液粒径小，但是固含量不够高，会影响乳液的综合性能。有研究表明，在乳液聚合过程中添加一些无机物可以提高乳液性能，如专利106750038 B中，采用蓖麻油改性乳液，提高涂料耐盐雾性能、耐腐蚀性能，但制备蓖麻油改性单体时需要真空脱水，对反应条件及设备严苛，专利CN 102391412 B的有机硅改性丙烯酸酯核壳乳液就是用有机硅对丙烯酸酯核壳乳液进行改性，虽然改性后性能大大的提高，但是由于有机硅价格较贵，不适宜广泛应用。专利CN102174143 B的含氟丙烯酸乳液，改性后固含量大于45%，涂膜接触角大于100⁰，但是含卤族元素氟，不能应用于水性环保涂料中。

发明内容

有鉴于此，为了克服丙烯酸酯在使用过程中成膜温度高、胶膜硬度低、耐水性差等缺点，本发明提供一种六方氮化硼改性丙烯酸酯核壳乳液的制备方法，该方法制备工艺简单、成膜温度低，制得的乳液具有良好的耐水性、热稳定性。

本发明为一种六方氮化硼改性丙烯酸酯核壳乳液的制备方法，包括以下步骤：

（1）预乳化液的制备:将浓度为0.02-0.03g/ml的乳化剂溶液，分成第一乳化

剂溶液、第二乳化剂溶液、第三乳化剂溶液，将由软单体、硬单体、改性六方氮化硼组成的核单体混合物加入第一乳化剂溶液，在室温下充分搅拌，进行乳化，制得1.5-2g/ml核预乳化液；将由软单体、硬单体、交联单体组成的壳单体混合物加入第二乳化剂溶液，在室温下充分搅拌，进行乳化，1.2-1.5g/ml壳预乳化液，预乳化的时间为40-60min；将缓冲剂溶解到第三乳化剂溶液，制得0.01-0.02g/ml缓冲剂水溶液；将引发剂溶解于去离子水中，制得0.02-0.03g/ml引发剂溶液；