[发明专利]一种丙烯酸酯改性氯乙烯-异丁基乙烯基醚共聚物乳液及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可用于制备水性防腐涂料的丙烯酸酯改性氯乙烯‑异丁基乙烯基醚共聚物乳液及其制备方法，该制备方法包括步骤：将十六烷、三碘甲烷溶于异丁基乙烯基醚中后与十二烷基硫酸钠水溶液混合、超声分散得到细乳化液，然后转移到反应器中，密封排氧后加入氯乙烯，升温至35～45℃，再加入连二亚硫酸钠水溶液和碳酸氢钠水溶液，搅拌聚合，并连续滴加氯乙烯，反应至体系压力下降2.0kg/cm²后得到氯乙烯‑异丁基乙烯基醚共聚物种子乳液；向氯乙烯‑异丁基乙烯基醚共聚物种子乳液中加入丙烯酸酯混合单体、连二亚硫酸钠水溶液和碳酸氢钠水溶液，在35～45℃下反应3～5小时，脱除未反应单体即得。

技术领域

本发明涉及化学工程技术领域，具体涉及一种丙烯酸酯改性氯乙烯-异丁基乙烯基醚共聚物乳液及其制备方法和应用。

背景技术

氯乙烯共聚物、偏氯乙烯共聚物、氯化聚氯乙烯、氯磺化聚乙烯、氯化聚丙烯、氯化橡胶等含氯聚合物是制备防腐涂料的重要基体树脂。目前，含氯聚合物主要以溶解在有机溶剂(芳烃、酮类或酯类等)形式制备防腐涂料，虽具有成膜速率快、膜致密性好等优点，但挥发性有机物(VOC)含量高，会造成环境污染，制约其发展。水性化是含氯聚合物防腐涂料发展的主要趋势之一。为了实现含氯聚合物防腐涂料的水性化，主要采用以下两种途径：一是在聚合物链上键接亲水单体，使聚合物具有水相可分散或水溶特性，再将含氯聚合物水溶液或水性分散液与颜填料、分散剂、增稠剂等各种添加剂混配，制得水性防腐涂料；二是采用乳液聚合方法制备含氯单体(氯乙烯、偏氯乙烯等)与其它单体(丙烯酸类、乙烯基醚类、醋酸乙烯酯等单体)的共聚物乳液，再将共聚物乳液与各种必要的涂料添加剂混合分散而制得水性防腐涂料。

氯乙烯-异丁基乙烯基醚共聚物具有抗皂化性强、耐化学腐蚀、与塑料和金属等基材黏结力强、耐紫外光和抗粉化性等特点，是一种综合性能优良的防腐涂料黏结树脂，其涂层的防腐能力是普通防腐涂料的2～3倍，可生产用于海洋钻井平台、高档船舶和集装箱等的防腐涂料。氯乙烯-异丁基乙烯基醚共聚物最早由德国BASF公司生产，国内江苏利思德新材料有限公司、杭州电化集团、江阴汇通精细化工公司等也先后开发了氯乙烯-异丁基乙烯基醚共聚物合成技术并实现了工业化生产。

为了制备水性氯乙烯-异丁基乙烯基醚共聚物防腐涂料，兰州大学陈飞(丙烯酸改性氯醚树脂乳液的合成及水性防腐涂料的制备，兰州大学硕士学位论文，2009)以氯乙烯-异丁基乙烯基醚共聚物为基体，通过溶液接枝共聚制备了丙烯酸-甲基丙烯酸羟乙酯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物改性的氯乙烯-异丁基乙烯基醚共聚物，再通过有机胺中和和水相分散而得到丙烯酸改性氯乙烯-异丁基乙烯基醚共聚物水性分散液，并进一步制得水性防腐涂料。江苏利思德化工有限公司专利(CN102181006A)公开了一种水性氯乙烯-异丁基乙烯基醚共聚物分散液的制备方法，以质量份数为60％～75％的氯乙烯单体、质量份数为25％～40％的异丁基乙烯基醚单体，以及相对氯乙烯和异丁基乙烯基醚总质量5％～15％的(甲基)丙烯酸羟烷基酯单体、相对氯乙烯和异丁基乙烯醚总质量10％～25％的不饱和羧酸单体为原料，通过有机相溶液聚合、共聚物与有机胺类的中和反应、水相分散而得到水性氯乙烯-异丁基乙烯基醚共聚物乳液，进一步与涂料添加剂复配可制得水性防腐涂料。江苏利思德新材料有限公司(CN108359043A)也公开了由氯乙烯、异丁基乙烯基醚、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸组成的水性氯乙烯共聚物的制备方法，以烷烃为反应介质，通过氯乙烯-异丁基乙烯基醚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸分散共聚、分离干燥、水相分散得到可用于水性防腐涂料制备的氯乙烯-异丁基乙烯基醚共聚物分散液。但以上方法均以有机溶剂为介质进行聚合，依靠高含量的亲水单体或其胺化衍生物实现水相分散，制备过程较为复杂。同时，大量亲水性单体的引入，导致共聚物防腐涂料吸水性的增加和防腐性能的下降。