一種水性丙烯酸樹脂的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水性丙烯酸樹脂，按重量份計(jì)由以下組分組成：丙烯酸乙酯30-32份、丙烯酸丁酯10-12份、甲基丙烯酸甲酯4-5份、甲基丙烯酸1份、甲基丙烯酸羥乙酯1份、雙丙酮丙烯酰胺0.4-1份、乙二酰肼0.1-0.3份、三乙醇胺1份、過硫酸鉀0.2份、軟脂酸丁酯1.5份、表面活性劑2-3份、消泡劑0.05份、防腐劑0.01份和水介質(zhì)40-45份。本發(fā)明的水性丙烯酸樹脂，由預(yù)乳液經(jīng)化學(xué)混合處理得到的水性丙烯酸樹脂，其彈性、耐水性、牢固性等各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求，制備的膠漿成膜厚、牢度佳、耐水性好、表面不粘，而且穩(wěn)定性好，極為環(huán)保，是理想的水性樹脂。
【專利說明】一種水性丙烯酸樹脂
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明針對化工領(lǐng)域，具體涉及一種水性丙烯酸樹脂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]丙烯酸樹脂,英文名稱為Acrylic acid Polymers,中文別名為丙烯酸樹脂乳液，分子式為(C3H4O2)n,用于配制皮革及某些高檔商品的涂飾劑、制取丙烯酸樹脂漆類等，是一種化工中間體。水性涂料與傳統(tǒng)的溶劑型涂料相比，具有價格低、使用安全、節(jié)省資源和減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，因而已成為當(dāng)前發(fā)展涂料工業(yè)的主要方向。水性丙烯酸樹脂涂料是水性涂料中發(fā)展最快、品種最多的無污染型涂料。水性丙烯酸樹脂包括丙烯酸樹脂乳液、丙烯酸樹脂水分散體及丙烯酸樹脂水溶液。乳液主要是由油性烯類單體乳化在水中在水性自由基引發(fā)劑引發(fā)下合成的，而樹脂水分散體則是通過自由基溶液聚合或逐步溶液聚合等不同的工藝合成的。從粒子粒徑看:乳液粒徑〉樹脂水分散體粒徑〉水溶液粒徑，從應(yīng)用看以前兩者最為重要。
[0003]丙烯酸樹脂涂料實(shí)際上是指以丙烯酸樹脂為主要成膜物質(zhì)的合成樹脂涂料，其應(yīng)用廣泛。這種涂料不僅具有耐候性好、耐水性佳、附著力強(qiáng)，可通過選擇單體、改變制備方法及樹脂組分，配制出一系列丙烯酸樹脂涂料。目前，丙烯酸樹脂廣泛用于交通工具和家用電器的防護(hù)和裝飾性涂裝。但由于丙烯酸樹脂在韌性、抗沖擊性和耐熱性方面的差異，對于特殊用途的制品尚不能完全滿足要求，限制了其應(yīng)用。通過研究發(fā)現(xiàn)，不同類別的丙烯酸單體的共聚，可以不同程度的提高丙烯酸樹脂的韌性、耐熱性和抗沖擊性等性能。但目前，工業(yè)制備水性丙烯酸的預(yù) 乳液是利用水溶解乳化劑后加入丙烯酸單體進(jìn)行乳化，其受到非離子乳化劑水溶解性制約，需要溶解的時間較長，制備的丙烯酸預(yù)乳液容易分層，丙烯酸樹脂乳液穩(wěn)定性較差。
[0004]本發(fā)明是基于現(xiàn)有技術(shù)，并針對現(xiàn)有技術(shù)的不足進(jìn)行改進(jìn)發(fā)明的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種水性丙烯酸樹脂，其彈性、耐水性、牢固性等各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求，制備的膠漿成膜厚、牢度佳、耐水性好、表面不粘，而且穩(wěn)定性好，極為環(huán)保，是理想的水性樹脂。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]—種水性丙烯酸樹脂，按重量份計(jì)由以下組分組成:丙烯酸乙酯30-32份、丙烯酸丁酯10-12份、甲基丙烯酸甲酯4-5份、甲基丙烯酸1份、甲基丙烯酸羥乙酯1份、雙丙酮丙烯酰胺0.4-1份、乙二酰肼0.1-0.3份、三乙醇胺1份、過硫酸鉀0.2份、軟脂酸丁酯1.5份、表面活性劑2-3份、消泡劑0.05份、防腐劑0.01份和水介質(zhì)40-45份。
[0008]進(jìn)一步，所述表面活性劑為DNS-360試劑和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯T_40試劑的混合試劑。
[0009]進(jìn)一步，所述消泡劑為Defom5300改性聚硅氧烷的消泡劑。[0010]進(jìn)一步，所述防腐劑為朗盛p-91試劑。
[0011]本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用上述重量份計(jì)的組分制備水性丙烯酸樹脂的方法，包括以下步驟:
[0012]I)預(yù)乳液的制備:將丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸、雙丙酮丙烯酰胺和軟脂酸丁酯依次加入乳化釜攪拌溶解為透明液體，然后加入表面活性劑溶解后為半透明的白色液體，繼續(xù)加入18-20份的水介質(zhì)靜置后呈分層的油包水乳液，經(jīng)攪拌分散形成穩(wěn)定的乳白糊狀水包油預(yù)乳液；
[0013]2)引發(fā)劑的制備:將過硫酸鉀溶解到0.45份水介質(zhì)中攪拌后溶解；
[0014]3)種子乳液的制備:向反應(yīng)釜內(nèi)加入22份水介質(zhì)，并加熱至75_80°C時滴加5%的預(yù)乳液，待反應(yīng)釜內(nèi)溫度穩(wěn)定后繼續(xù)滴加10%的引發(fā)劑；
[0015]4)混合得成品:向種子乳液中分別滴加剩余95%的預(yù)乳液和90%的引發(fā)劑，保溫I小時后降溫至50°C以下，并依次加入消泡劑、防腐劑、三乙醇胺和乙二酰肼的水溶液，過濾即得水性丙烯酸樹脂。
[0016]步驟4)中所述的預(yù)乳液和引發(fā)劑可先后滴加，滴加時間控制在4-4.5小時，反應(yīng)釜內(nèi)溫度控制在80-82 °C。
[0017]上述制備水性丙烯酸樹脂的方法中，所述表面活性劑為DNS-360試劑和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯T-40試劑的混合試劑；所述消泡劑為德謙Defom5300改性聚硅氧烷的消泡劑；所述防腐劑為朗盛P-91試劑，有效成分為溴基硝基丙二醇和多種異噻唑啉酮混合物。
[0018]本發(fā)明利用反相法制備丙烯酸預(yù)乳液，克服了非離子乳化劑難溶于水的特性，縮短了預(yù)乳液制備時間，同時制備的預(yù)乳液穩(wěn)定45小時不分層，減少了乳化劑的使用量。由預(yù)乳液經(jīng)化學(xué)混合處理得到的水性丙烯酸樹脂，其彈性、耐水性、牢固性等各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求，制備的膠漿成膜厚、牢度佳、耐水性好、表面不粘，而且穩(wěn)定性好，極為環(huán)保，是理想的水性樹脂。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。優(yōu)選實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件。
[0020]實(shí)施例1
[0021] 取以下化學(xué)原料:丙烯酸乙酯300g、丙烯酸丁酯100g、甲基丙烯酸甲酯40g、甲基丙烯酸log、甲基丙烯酸羥乙酯10g、雙丙酮丙烯酰胺4g、乙二酰肼lg、三乙醇胺10g、過硫酸鉀2g、軟脂酸丁酯15g、表面活性劑20g、消泡劑0.5g、防腐劑0.1g和水介質(zhì)400g。
[0022]上述組分中，表面活性劑含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%的DNS-360試劑和67%的聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯T-40試劑的混合試劑；所述消泡劑為Defom5300改性聚硅氧烷的消泡劑；所述防腐劑為朗盛P-91試劑，有效成分為溴基硝基丙二醇和多種異噻唑啉酮混合物。
[0023]具體制備水性丙烯酸樹脂的方法，包括以下步驟:
[0024]I)預(yù)乳液的制備:將丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸、雙丙酮丙烯酰胺和軟脂酸丁酯依次加入乳化釜攪拌溶解為透明液體，然后加入表面活性劑溶解后為半透明的白色液體，繼續(xù)加入180g的水介質(zhì)靜置后呈分層的油包水乳液，經(jīng)攪拌分散形成穩(wěn)定的乳白糊狀水包油預(yù)乳液；
[0025]2)引發(fā)劑的制備:將2g過硫酸鉀溶解到4.5g水介質(zhì)中攪拌后溶解；
[0026]3)種子乳液的制備:向反應(yīng)釜內(nèi)加入220g水介質(zhì)，并加熱至75°C時滴加5%的預(yù)乳液，待反應(yīng)釜內(nèi)溫度穩(wěn)定后繼續(xù)滴加10%的引發(fā)劑；
[0027]4)混合得成品:向種子乳液中分別先后滴加剩余95%的預(yù)乳液和90%的引發(fā)劑，滴加時間控制在4-4.5小時之間，反應(yīng)釜內(nèi)溫度控制在80-82°C之間。滴加完畢后保溫I小時，然后降 溫至45°C，并依次加入消泡劑、防腐劑、三乙醇胺和乙二酰肼的水溶液，過濾后即得水性丙烯酸樹脂。
[0028]實(shí)施例2
[0029]取以下化學(xué)原料:丙烯酸乙酯320g、丙烯酸丁酯120g、甲基丙烯酸甲酯50g、甲基丙烯酸log、甲基丙烯酸羥乙酯10g、雙丙酮丙烯酰胺10g、乙二酰肼3g、三乙醇胺10g、過硫酸鉀2g、軟脂酸丁酯15g、表面活性劑30g、消泡劑0.5g、防腐劑0.1g水介質(zhì)450g。
[0030]上述組分中，表面活性劑含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%的DNS-360試劑和67%的聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯T-40試劑的混合試劑；所述消泡劑為Defom5300改性聚硅氧烷的消泡劑；所述防腐劑為朗盛P-91試劑，有效成分為溴基硝基丙二醇和多種異噻唑啉酮混合物。
[0031]具體制備水性丙烯酸樹脂的方法，包括以下步驟:
[0032]I)預(yù)乳液的制備:將丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸、雙丙酮丙烯酰胺和軟脂酸丁酯依次加入乳化釜攪拌溶解為透明液體，然后加入表面活性劑溶解后為半透明的白色液體，繼續(xù)加入200g的水介質(zhì)靜置后呈分層的油包水乳液，經(jīng)攪拌分散形成穩(wěn)定的乳白糊狀水包油預(yù)乳液；
[0033]2)引發(fā)劑的制備:將2g的過硫酸鉀溶解到4.5g的水介質(zhì)中攪拌后溶解；
[0034]3)種子乳液的制備:向反應(yīng)釜內(nèi)加入220g水介質(zhì)，并加熱至80°C時滴加5%的預(yù)乳液，待反應(yīng)釜內(nèi)溫度穩(wěn)定后繼續(xù)滴加10%的引發(fā)劑；
[0035]4)混合得成品:向種子乳液中分別先后滴加剩余95%的預(yù)乳液和90%的引發(fā)劑，滴加時間控制在4-4.5小時之間，反應(yīng)釜內(nèi)溫度控制在80-82°C之間。滴加完畢后保溫I小時，然后降溫至40°C，并依次加入消泡劑、防腐劑、三乙醇胺和乙二酰肼的水溶液，過濾后即得水性丙烯酸樹脂。
[0036]實(shí)施例3
[0037]取以下化學(xué)原料:丙烯酸乙酯310g、丙烯酸丁酯110g、甲基丙烯酸甲酯45g、甲基丙烯酸log、甲基丙烯酸羥乙酯10g、雙丙酮丙烯酰胺6g、乙二酰肼2g、三乙醇胺10g、過硫酸鉀2g、軟脂酸丁酯15g、表面活性劑25g、消泡劑0.5g、防腐劑0.1g水介質(zhì)420g。
[0038]上述組分中，表面活性劑含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%的DNS-360試劑和67%的聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯T-40試劑的混合試劑；所述消泡劑為Defom5300改性聚硅氧烷的消泡劑；所述防腐劑為朗盛P-91試劑，有效成分為溴基硝基丙二醇和多種異噻唑啉酮混合物。
[0039]具體制備水性丙烯酸樹脂的方法，包括以下步驟:
[0040]I)預(yù)乳液的制備:將丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸、雙丙酮丙烯酰胺和軟脂酸丁酯依次加入乳化釜攪拌溶解為透明液體，然后加入表面活性劑溶解后為半透明的白色液體，繼續(xù)加入190g的水介質(zhì)靜置后呈分層的油包水乳液，經(jīng)攪拌分散形成穩(wěn)定的乳白糊狀水包油預(yù)乳液；[0041]2)引發(fā)劑的制備:將2g的過硫酸鉀溶解到4.5g的水介質(zhì)中攪拌后溶解；
[0042]3)種子乳液的制備:向反應(yīng)釜內(nèi)加入22份水介質(zhì)，并加熱至78°C時滴加5%的預(yù)乳液，待反應(yīng)釜內(nèi)溫度穩(wěn)定后繼續(xù)滴加10%的引發(fā)劑；
[0043]4)混合得成品:向種子乳液中分別先后滴加剩余95%的預(yù)乳液和90%的引發(fā)劑，滴加時間控制在4-4.5小時之間，反應(yīng)釜內(nèi)溫度控制在80-82°C之間。滴加完畢后保溫I小時，然后降溫至42°C，并依次加入消泡劑、防腐劑、三乙醇胺和乙二酰肼的水溶液，過濾后即得水性丙烯酸樹脂。
[0044]但目前，工業(yè)制備水性丙烯酸的預(yù)乳液是利用水溶解乳化劑后加入丙烯酸單體進(jìn)行乳化，其受到非離子乳化劑水溶解性制約，需要溶解的時間較長，制備的丙烯酸預(yù)乳液容易分層，穩(wěn)定性較差。本發(fā)明的上述實(shí)施例1-3，針對預(yù)乳液的制備及其性能檢測如下表:
[0045]表1
[0046]
【權(quán)利要求】
1.一種水性丙烯酸樹脂，其特征在于，按重量份計(jì)由以下組分組成:丙烯酸乙酯30-32份、丙烯酸丁酯10-12份、甲基丙烯酸甲酯4-5份、甲基丙烯酸1份、甲基丙烯酸羥乙酯1份、雙丙酮丙烯酰胺0.4-1份、乙二酰肼0.1-0.3份、三乙醇胺1份、過硫酸鉀0.2份、軟脂酸丁酯1.5份、表面活性劑2-3份、消泡劑0.05份、防腐劑0.01份和水介質(zhì)40-45份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸樹脂，其特征在于，所述表面活性劑為DNS-360試劑和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯T-40試劑的混合試劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸樹脂，其特征在于，所述消泡劑為DefOm5300改性聚硅氧烷的消泡劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸樹脂，其特征在于，所述防腐劑為朗盛P-91試劑。
5.利用權(quán)利要求1所述重量份計(jì)的組分制備水性丙烯酸樹脂的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)預(yù)乳液的制備:將丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸、雙丙酮丙烯酰胺和軟脂酸丁酯依次加入乳化釜攪拌溶解為透明液體，然后加入表面活性劑溶解后為半透明的白色液體，繼續(xù)加入18-20份的水介質(zhì)靜置后呈分層的油包水乳液，經(jīng)攪拌分散形成穩(wěn)定的乳白糊狀水包油預(yù)乳液； 2)引發(fā)劑的制備:將過硫酸鉀溶解到0.45份水介質(zhì)中攪拌后溶解； 3)種子乳液的制備:向反應(yīng)釜內(nèi)加入22份水介質(zhì)，并加熱至75-80°C時滴加5%的預(yù)乳液，待反應(yīng)釜內(nèi)溫度穩(wěn)定后繼續(xù)滴加10%的引發(fā)劑； 4)混合得成品:向種子乳液中分別滴加剩余95%的預(yù)乳液和90%的引發(fā)劑，保溫I小時后降溫至50°C以下，并依次加入消泡劑、防腐劑、三乙醇胺和乙二酰肼的水溶液，過濾即得水性丙烯酸樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備水性丙烯酸樹脂的方法，其特征在于，步驟4)中所述的預(yù)乳液和引發(fā)劑的滴加時間為4-4.5小時，反應(yīng)釜內(nèi)溫度控制在80-82°C。
7.根 據(jù)權(quán)利要求5所述的制備水性丙烯酸樹脂的方法，其特征在于，所述表面活性劑為DNS-360試劑和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯T-40試劑的混合試劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備水性丙烯酸樹脂的方法，其特征在于，所述消泡劑為Defom5300改性聚硅氧烷的消泡劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備水性丙烯酸樹脂的方法，其特征在于，所述防腐劑為朗盛P-91試劑。
【文檔編號】C08F220/14GK103965393SQ201410189278
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】簡基連 申請人:江門驊弘顏料有限公司