專(zhuān)利名稱(chēng)：一種環(huán)保型涂料印花粘合劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚丙烯酸酯水性涂料粘合劑制備方法及應(yīng)用，特別是涉及一種涂料印花粘合劑制備方法。
二、技術(shù)背景隨著人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)自身所處的環(huán)境要求也越來(lái)越高，環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)格。進(jìn)入90年代以來(lái)，世界涂料需求量以3 %的速度遞增，而涂料生產(chǎn)中所使用的有機(jī)溶劑，涂裝成膜后揮發(fā)出大量的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)，且VOC在日光的作用下會(huì)發(fā)生如下的反應(yīng)V0C+N02+02+日光一03+C02+H20,生成的O3在較低的濃度下就會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生非常不利的影響。據(jù)報(bào)道，就污染大氣的VO排放而言，1995年全世界向大氣中排放占 50%，涂料中溶劑占17.5%，約為350萬(wàn)噸，可見(jiàn)涂料已成為污染大氣的第二大戶(hù)。因此為了人類(lèi)的健康安全，應(yīng)大力發(fā)展水性、高固含量和粉末等綠色環(huán)保型涂料。目前進(jìn)展最大的當(dāng)屬涂料水性化。在某些發(fā)達(dá)國(guó)家，水性涂料(包括水溶性和水分散性涂料)產(chǎn)量已達(dá)到涂料總產(chǎn)量的50%以上，全球每年水性涂料的需求量以大于10%的速度遞增。我國(guó)涂料工業(yè)已有80多年的歷史，且已成為我國(guó)現(xiàn)代精細(xì)化工的重要領(lǐng)域之一。 水性涂料是以水為溶劑或分散介質(zhì)的涂料，由于以水代替了有機(jī)溶劑，它有利于環(huán)境保護(hù)和防止火災(zāi)，且改善操作環(huán)境和勞動(dòng)條件。特別是在建筑涂料中，世界發(fā)達(dá)國(guó)家的水性涂料已有取代溶劑型涂料的趨勢(shì)。丙烯酸酯樹(shù)脂涂料因其優(yōu)異的光澤、硬度、豐滿(mǎn)度，用途越來(lái)越廣。近年來(lái)，隨著對(duì)環(huán)保及能源的重視，水性涂料已成為涂料發(fā)展的一個(gè)重要方向。乳液涂料是水性涂料中最重要的一種，乳液涂料因?qū)Νh(huán)境友好而逐漸代替溶劑涂料，但丙烯酸酯乳液聚合涂料在涂膜性能上還存在著光澤、耐水性、豐滿(mǎn)度等方面不如同類(lèi)溶劑型涂料。因?yàn)?，小分子乳化劑?huì)影響到乳液漆膜的附著力、耐水性和光澤度等，如何解決乳液聚合中的這些問(wèn)題，使乳液聚合推廣應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)大，是乳液聚合的關(guān)鍵問(wèn)題。本發(fā)明采用一種水溶性的非離子型表面活性劑代替小分子乳化劑，對(duì)丙烯酸酯類(lèi)單體進(jìn)行乳液聚合的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是合成一種具有良好穩(wěn)定性丙烯酸酯乳液，使用中顯示出以下的優(yōu)良性能防腐、耐堿、耐水、成膜性好、保色性佳，無(wú)污染等，并且容易配成施工性良好的涂料，涂裝工作環(huán)境好，使用安全。本發(fā)明的目的是提供一種聚丙烯酸酯乳液的制備方法；本發(fā)明提供的聚丙烯酸酯乳液用作涂料印花粘合劑的使用方案；本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種水性涂料及一種涂料印花粘合劑的制備方法，該涂料及粘合劑具有環(huán)保性、力學(xué)性能優(yōu)良、并且制備方法簡(jiǎn)單、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)明原理是采用非離子型乳化劑，利用兩種或兩種以上丙烯酸酯類(lèi)雙鍵的可反應(yīng)性，通過(guò)加入引發(fā)劑進(jìn)行聚合，合成一種具有良好穩(wěn)定性的聚合物乳液，用作涂料。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案1. 一種硬單體和軟單體乳液共聚制備的涂料，其特征在于所述材料采用一種非離子性表面活性劑作為乳化劑，將丙烯酸、硬單體及軟單體進(jìn)行乳液聚合而成，即先按丙烯酸軟單體硬單體非離子性乳化劑水質(zhì)量比=1 5 5 1 23.3的比例進(jìn)行乳化，得到一種均勻的混合物，取1/10量的乳液加入一定量去離子水及1/3量的引發(fā)劑，升溫至65°C攪拌反應(yīng)1小時(shí)，至反應(yīng)釜內(nèi)乳液變藍(lán)并出現(xiàn)回流，至回流停止后將剩余的單體混合物滴加到反應(yīng)體系中，每隔半小時(shí)加入剩余的引發(fā)劑，滴加完畢，繼續(xù)反應(yīng)0.5小時(shí)， 將溫度降低到40°C以下，加入NaH-CO3水溶液調(diào)節(jié)pH值至7-7. 5，過(guò)濾得到一種固含量為 40%的乳液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯酸酯涂料，其特征在于聚丙烯酸酯的粘均分子量為3. 1 X IO5,其質(zhì)量百分含量為40 % -60 %。3.本發(fā)明提供的硬單體和軟單體共聚物彈性材料，不僅具有硬單體的透明性，也具有軟單體的柔韌性，是一種可降解的環(huán)保型材料，而且能在許多方面進(jìn)行性能改進(jìn)，而用于更廣的領(lǐng)域。此材料不僅力學(xué)性能優(yōu)良，具有生物可降解性，環(huán)保性，而且制備方法簡(jiǎn)單、 成本較低，具有原始創(chuàng)新性。本發(fā)明首次將硬單體和軟單體兩種單體用非離子型表面活性劑制備環(huán)保型的共聚物涂料，經(jīng)乳液性能及涂膜性能測(cè)試，其材料制備的膜材料具有良好的光澤度、耐水性、 豐滿(mǎn)度。紅外光譜見(jiàn)


。
四
圖1，2是硬單體甲基丙烯酸甲酯和軟單體丙烯酸丁酯的紅外光譜；圖3是聚丙烯酸酯的紅外光譜；圖4是聚丙烯酸酯廣角X射線(xiàn)衍射的測(cè)試圖圖5是聚丙烯酸酯的樣品圖。五、具體的實(shí)施方式下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要在此指出的是本實(shí)施例只用于本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。實(shí)施例1在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮?dú)獗Ｗo(hù)及加料裝置的三口瓶中，加入 22. 5克甲基丙烯酸甲酯，22. 5克丙烯酸丁酯，0. 45克丙烯酸，4. 5克十二烷基苯磺酸鈉和 0P-10乳化劑(質(zhì)量比為2 1)和一定量的去離子水(總水量的2/3)，在40°C溫度回流冷凝的情況下乳化90分鐘。取其中1/3的預(yù)乳液于三口瓶中，加入剩余的去離子水和1/3 的引發(fā)劑，攪拌、回流冷凝在80°C條件下進(jìn)行制備，反應(yīng)120分鐘，直到乳液呈淺藍(lán)色。將剩余的預(yù)乳化液在滴液漏斗中，緩緩滴入反應(yīng)器，并補(bǔ)加剩余的引發(fā)劑，制備粘合劑，滴加完畢后，加入NaHCO3水溶液調(diào)節(jié)pH值至7-7. 5，保溫60分鐘取出。所得水性乳液的固含量為 30%，乳膠粒徑為0. 12um，粘度為80mPa · S，剝離強(qiáng)度為470N/m，貯存穩(wěn)定性>半年；實(shí)施例2在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮?dú)獗Ｗo(hù)及加料裝置的三口瓶中，加入 22. 5克甲基丙烯酸甲酯，22. 5克丙烯酸丁酯，0. 45克丙烯酸，4. 5克非離子型乳化劑和一定量的去離子水(總水量的2/ ，在40°C溫度回流冷凝的情況下乳化90分鐘。取1/3預(yù)乳化液于三口瓶中，假如剩余的去離子水和1/3引發(fā)劑，攪拌、回流冷凝在80°C條件下進(jìn)行制備，反應(yīng)120分鐘，將剩余的預(yù)乳化液在滴液漏斗中，緩緩滴入反應(yīng)器，并補(bǔ)加剩余的引發(fā)齊IJ，制備粘合劑，滴加完畢后，加入NaHCO3水溶液調(diào)節(jié)pH值至7-7. 5，保溫60分鐘取出。所得水性乳液的固含量為40%，乳膠粒徑為0. 10um，粘度為60mPa *S，剝離強(qiáng)度為460N/m，貯存穩(wěn)定性>半年；實(shí)施例3在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮?dú)獗Ｗo(hù)及加料裝置的三口瓶中，加入 17. 5克甲基丙烯酸甲酯，5克苯乙烯，22. 5克丙烯酸丁酯，0. 45克丙烯酸，4. 5克非離子型乳化劑和一定量的去離子水(總水量的2/ ，在40°C溫度回流冷凝的情況下乳化90分鐘。 取1/3預(yù)乳化液于三口瓶中，假如剩余的去離子水和1/3引發(fā)劑，攪拌、回流冷凝在80°C條件下進(jìn)行制備，反應(yīng)120分鐘，將剩余的預(yù)乳化液在滴液漏斗中，緩緩滴入反應(yīng)器，并補(bǔ)加剩余的引發(fā)劑，制備粘合劑，滴加完畢后，加入NaHCO3水溶液調(diào)節(jié)pH值至7-7. 5，保溫60分鐘取出。所得水性乳液的固含量為40%，乳膠粒徑為0. lOum，粘度為60mPa *S，剝離強(qiáng)度為 460N/m，貯存穩(wěn)定性 > 半年；實(shí)施例4在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮?dú)獗Ｗo(hù)及加料裝置的三口瓶中，加入 22. 5克甲基丙烯酸丁酯，22. 5克丙烯酸丁酯，0. 45克丙烯酸，4. 5克非離子型乳化劑和一定量的去離子水(總水量的2/ ，在40°C溫度回流冷凝的情況下乳化90分鐘。取1/3預(yù)乳化液于三口瓶中，假如剩余的去離子水和1/3引發(fā)劑，攪拌、回流冷凝在80°C條件下進(jìn)行制備，反應(yīng)120分鐘，將剩余的預(yù)乳化液在滴液漏斗中，緩緩滴入反應(yīng)器，并補(bǔ)加剩余的引發(fā)齊IJ，制備粘合劑，滴加完畢后，加入NaHCO3水溶液調(diào)節(jié)pH值至7-7. 5，保溫60分鐘取出。所得水性乳液的固含量為40%，乳膠粒徑為0. 08um，粘度為60mPa *S，剝離強(qiáng)度為500N/m，貯存穩(wěn)定性> 半年。
權(quán)利要求
1.一種水性聚丙烯酸酯涂料粘合劑的制備方法，由含不飽和雙鍵的硬單體、軟單體及丙烯酸三種單體在一定的乳化劑乳化作用下通過(guò)自由基乳液聚合而成，所述的乳化劑是分子式為R(OCH2CH2)nOH的一種非離子型表面活性劑，其R為C8_18的烷基、環(huán)氧烷基，η為 10-20 ；硬單體為以下所述的A和B其中的一種或兩種，軟單體為以下所述的C ；其引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸銨。
2.按照權(quán)利要求書(shū)中所述的水性聚丙烯酸酯涂料，其特征是所述的聚合物單體選自以下A或B和C中結(jié)構(gòu)式所述的化合物的一種或兩種。ACH3 =CH2 COOR1BCH=CH9 6CHC=CH5 I 2 COOR2其中式中R1和&分別為-CH3 ；-C4H7。
3.水性聚丙烯酸酯涂料粘合劑，其特征在于，包括去離子水，引發(fā)劑，混合單體，乳化劑和中和劑，混合單體包括硬單體、軟單體、丙烯酸?；旌蠁误w包括混合單體一和混合單體二， 混合單體一采用如下組分用量MW用量(總重量份loo)甲基丙烯酸甲酷1445丙烯酸丁酯14-15丙烯酸2.8-3混合單體二采用如下組分用量組分 ^用量(總重量份100) “甲基丙烯酸甲酷 445丙烯酸丁酯14-15苯乙烯10丙烯酸2.8-3乳化劑包括乳化劑一和乳化劑二，其中乳化劑為非離子型表面活性劑，乳化劑二采用如下組分用量
4.本發(fā)明提供的聚丙烯酸酯類(lèi)材料，可用于涂料印花粘合劑、裝飾紙膜材料等用途。該聚丙烯酸酯涂料可用作涂料印花粘合劑，其印花處方為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水性聚丙烯酸酯涂料粘合劑的制備方法，系由兩種不飽和性硬單體、軟單體及丙烯酸三種單體在一種非離子型乳化劑乳化作用下通過(guò)乳液共聚而成，屬水性涂料制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的內(nèi)容是在反應(yīng)器中，以半連續(xù)法方式加入一定量的水介質(zhì)、乳化劑、引發(fā)劑、甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸等在70-85℃進(jìn)行聚合反應(yīng)4-7小時(shí)。使用本發(fā)明合成具有高度貯存穩(wěn)定性，其成膜性能良好，具有良好的光澤度。將其沉聚，也可制得一種具有透明優(yōu)良彈性的材料。由于其合成過(guò)程中無(wú)對(duì)環(huán)境有污染的單體，降解過(guò)程也不會(huì)產(chǎn)生污染性的化合物，這將是一種具有優(yōu)越環(huán)保性能的涂料，也可作為印花粘合劑及紡織上的漿料使用。該制備方法步驟簡(jiǎn)單、易于操作、便于推廣，既有經(jīng)濟(jì)效益，又有社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C08F2/30GK102477119SQ201010570739
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者朱虹, 潘勇軍, 陸必泰 申請(qǐng)人:武漢紡織大學(xué)