[发明专利]一种核壳结构丙烯酸酯乳液及其制备方法

说明书

本发明提供了一种核壳结构丙烯酸酯乳液及其制备方法，该乳液使用的原料价格便宜易得，合成工艺简单易操作，采用种子乳液聚合，核层混合单体中的羟基能更容易与树脂中的官能团反应固化，交联密度高，使漆膜有优异的硬度、耐磨性、抗冲击强度、耐酸碱性。在壳层混合单体中使用己内酯改性的丙烯酸根据接枝己内酯的数量差异，其Tg为‑16.5℃～‑57℃，远低于市面上普遍使用的丙烯酸(106℃)、羧乙基丙烯酸酯(37℃)等羧基单体，使得基于该乳液形成的漆膜具有优异的低温柔韧性和低温附着力，便于涂料在低温环境下使用。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，涉及一种丙烯酸酯乳液，尤其涉及一种核壳结构丙烯酸酯乳液及其制备方法。

背景技术

传统的涂料主要采用有机溶剂作为分散介质，在生产及使用过程中都容易排放大量的有机溶剂，而大部分的有机溶剂对环境有较大的危害，且严重危害人体健康，近年来由于对环保的呼声越来越高，水性涂料得到了快速的发展。水性涂料一般使用水作为分散介质，使水性涂料具有环保无毒害、气味小、挥发物少等优点，但同时由于水的表面张力比较大，导致水性涂料与基材的接触角比较大，难以润湿基材表面，使得水性涂料的附着力比较差，涂层容易发生破损、脱落等现象，影响整体美观且对基材起不到比较好的保护作用。

目前市面上有使用核壳结构丙烯酸酯的乳液作为水性涂料的主要成膜物，其壳层混合单体中加入部分丙烯酸或羧乙基丙烯酸酯等羧基单体以提高最终涂料的附着力，但这类羧基单体的玻璃化转变温度Tg(以下简称Tg)都较高，在常温下效果良好，在低温下分子链难以运动，柔韧性和附着力下降严重，影响了其在低温条件下的使用。

专利CN104327711A提供了一种耐磨高附着力环保型涂料，配方中使用聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、甘油环氧树脂作为成膜物质，同时添加改性石墨烯、有机膨润土、云母粉等物料，提升了涂料的耐磨性以及附着力，但其配方使用物料价格比较昂贵，且工艺复杂，难以实现工业化生产，同时该涂料由于添加了甘油环氧树脂这类含大分子基团的物质，同时添加了高Tg的丙烯酸树脂，使得涂料应用于低温环境时柔韧性、附着力下降严重，影响使用效果甚至无法使用。

专利CN109929067A提供了一种核壳结构的丙烯酸酯乳液，配方中使用甲基丙烯酸叔丁酯作为主单体，再添加丙烯酸羟丁酯、带羧基的(甲基)乙烯基单体和己内酯改性的丙烯酸酯作为功能单体，基于该乳液制备的漆膜具有良好的光泽、耐盐雾、耐醇擦和抗冲击性能，但该配方中缺少大的刚性基团，使得最终的漆膜硬度、耐磨性较差；同时其使用的带羧基的(甲基)乙烯基单体，也即羧乙基丙烯酸酯的Tg较高为37℃，在低温条件下附着力下降严重。同时配方中使用的原料价格均比较昂贵，只能应用与高端领域，一般化使用难以接受。

发明内容

基于背景技术中存在的问题，本发明提供了一种核壳结构丙烯酸酯乳液，使得基于该乳液制备的涂膜既具有优异的硬度、耐磨性、抗冲击强度，同时也具有优异的低温柔韧性及低温附着力。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

在一个方面，提供一种核壳结构的丙烯酸酯乳液，包括核层聚合物和壳层聚合物：

所述的核层聚合物所用原料及用量(按质量百分比计)如下：

上述原料质量百分比之和为100％，上述核层混合单体是由5％-20％乙烯基单体、40％-80％(甲基)丙烯酸烷基酯、5％-20％(甲基)丙烯酸羟烷基酯组成的混合单体，单体总质量百分比之和为100％；

所述的壳层聚合物所用原料及用量(按质量百分比计)如下：

上述原料质量百分比之和为100％，上述壳层混合单体是由5％-20％乙烯基单体、40％-80％(甲基)丙烯酸烷基酯、5％-20％(甲基)丙烯酸羟烷基酯、5％-20％己内酯改性丙烯酸组成的混合单体，单体总质量百分比之和为100％；