一種松香/丙烯酸酯核-殼乳液及其制備方法與應用技術

本發明專利技術公開了一種松香/丙烯酸酯核?殼乳液及其制備方法與應用。本發明專利技術的松香/丙烯酸酯核?殼乳液的制備方法通過兩步驟合法，以松香為原料，先與乳化劑熔融制備成松香乳液，再與丙烯酸類單體的殼單體預乳液聚合。通過該制備方法得到的乳液兼具了水性丙烯酸酯乳液和松香本身的優點，具有環保、光澤性好、耐水性能好、附著力強和穩定性高的優點。

A rosin / acrylate core shell emulsion and preparation method and application thereof

The invention discloses a rosin / acrylate core shell emulsion and preparation method and application thereof. The preparation method of the invention Rosin / acrylate core shell emulsion through two steps method, using rosin emulsifier and prepared into molten rosin emulsion, and acrylic monomers and shell monomer pre emulsion polymerization. The emulsion obtained by the preparation method has the advantages of water, acrylic ester emulsion and rosin itself, and has the advantages of environmental protection, good gloss, good water resistance, strong adhesion and high stability.

【技術實現步驟摘要】
一種松香/丙烯酸酯核-殼乳液及其制備方法與應用
本專利技術涉及化工涂料
，具體涉及一種松香/丙烯酸酯核-殼乳液及其制備方法與應用。
技術介紹
我國已經成為汽車的生產和使用大國，使用的汽車鋼板也更多，需要使用大量的涂料對鋼板進行保護和美化。現如今市場使用的多為溶劑型涂料，在使用中的有機溶劑會危害人員的身體健康，而且隨著人們對環保、健康的愈發重視，水性涂料的研究也顯得更加重要和迫切。CN102603998B制備了一種高固含量環氧改性丙烯酸樹脂乳液，其采用雜化乳液聚合技術用環氧樹脂對丙烯酸酯改性，制備的乳液固含量很高，具有節約材料和運輸成本，降低涂料生產與使用的能耗的優點。CN102532404B制備了高耐水性丙烯酸酯乳液，其采用核-殼聚合的工藝，在殼層聚合部分采用有機硅進行共聚改性，使得乳膠粒表面形成一種疏水性結構，提高了最終成膜后的耐水性。CN102702940A制備了一種穩定的、有優異的抗石性和硬度的低溫干燥水性涂料。但是上述專利都較單一解決某個問題，對于的涂料的綜合性能都沒有同時改善，尤其是現在的汽車涂漆仍存在脫落等問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服上述技術問題，提供一種光澤性好、耐水性好、附著力強和穩定性高的松香/丙烯酸酯核-殼乳液及其制備方法。本專利技術的技術方案如下：一種松香/丙烯酸酯核-殼乳液的制備方法，包括如下步驟：步驟S1、松香乳液制備：將乳化劑A與適量的水混合均勻，得到乳化劑A溶液；在乳化劑A溶液中加入松香，加熱并攪拌使其熔融，溫度控制在90～100℃，待完全熔融后，加快攪拌速度并向其內滴加沸水，乳液轉相后，迅速加入剩余的水和少量的穩定劑，待轉相完成后降低攪拌速度，然后快速冷卻至40℃以下，篩網過濾，得到松香乳液；步驟S2、核-殼乳液聚合：將乳化劑B與適量的水混合均勻，得到乳化劑B溶液；在乳化劑B溶液中加入丙烯酸類單體，快速攪拌0.5～1h后得到殼單體預乳液；將殼單體預乳液分成兩份，取其中一份，并在其內加入適量的步驟S1所制備的松香乳液，得到松香-單體溶液；另取適量的乳化劑B和水置于反應容器中，加入剩余的殼單體預乳液和引發劑，在300～450rpm攪拌速度下攪拌使其反應，然后滴加入松香-單體溶液和剩余的引發劑，溫度控制為75～80℃并隨時調節pH值在5～6之間，在1.5～3h內滴加完畢；于80～90℃繼續反應0.5～2h，冷卻，篩網過濾，得到松香/丙烯酸酯核-殼乳液。優選的，步驟S1中，所述乳化劑A由陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉和非離子表面活性劑span80按質量比1:2組成，其用量占松香乳液質量的6～10％。優選的，步驟S1中，所述乳化劑A、松香及水的用量的質量比為1～2:4:12～14。優選的，步驟S2中，所述乳化劑B由陰離子乳化劑和非離子乳化劑按質量比1:2組成，其用量占松香/丙烯酸酯核-殼乳液質量的3～5％，其中，所述陰離子乳化劑為十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉中的一種或兩種，所述非離子乳化劑為OP-10。優選的，步驟S2中，所述丙烯酸類單體由軟單體、硬單體及功能性單體組成，三者的質量比為1:1～1.5：0.5～0.8，其中軟單體為甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸丁酯中的一種或兩種，硬單體為甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯中的一種或兩種，功能性單體為丙烯酸。優選的，步驟S2中，所述松香乳液、丙烯酸類單體及水的用量的質量比為1:3～4:4～6。優選的，步驟S2中，所述引發劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀和過硫酸銨中的一種或多種，其用量占丙烯酸類單體質量的0.3～0.6％。其中所述水優選為去離子水。同時本專利技術還提供一種松香/丙烯酸酯核-殼乳液，其通過以上所述的制備方法制得。另外，本專利技術還提供上述制得的松香/丙烯酸酯核-殼乳液的應用，其在涂料和油漆中進行應用。相較于現有技術，本專利技術提供的松香/丙烯酸酯核-殼乳液的制備方法具有以下有益效果：一、以松香為原料，制得的乳液更加光亮平滑；松香本身黏性很大，使用松香可以增加乳液的黏性，成膜的剝離強度；松香分子本身含有憎水基團，制備成核-殼乳液，可以在乳膠粒表面形成一層憎水的結構，可以明顯改善乳液成膜的干燥性和耐水性；二、制備得到的乳液兼具了水性丙烯酸酯乳液和松香本身的優點，具有環保、光澤性好、耐水性能好、附著力強和穩定性高的優點。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術作進一步詳細的描述，但本專利技術的實施方式不限于此。實施例1本松香/丙烯酸酯核-殼乳液的制備方法包括如下步驟：步驟S1、松香乳液制備：步驟S11、將乳化劑A(3.0g十二烷基硫酸鈉和6.0gspan80)與10g水混合均勻，得到乳化劑A溶液；步驟S12、在乳化劑A溶液中加入20g松香，加熱并攪拌使其熔融，溫度控制在95℃左右，攪拌速度保持在450rpm，待完全熔融后，此時將溫度控制在100℃左右，加快攪拌速度至800rpm并向其內滴加沸水，乳液轉相后，迅速加入剩余的水和0.1g穩定劑(聚乙烯醇)，待轉相完成后降低攪拌速度至200rpm，繼續攪拌5分鐘，然后快速冷卻至40℃以下，100目篩網過濾，得到松香乳液；在步驟S1中，水的總用量為65g，在滴加沸水時，速度要慢，乳液轉相后，則迅速加入剩余的水。步驟S2、核-殼乳液聚合：步驟S21、室溫下，將乳化劑B(0.4g十二烷基硫酸鈉和0.8gOP-10)與25g水混合均勻，得到乳化劑B溶液；步驟S22、在乳化劑B溶液中加入丙烯酸類單體(依次加入13g甲基丙烯酸甲酯、6g甲基丙烯酸丁酯、6.5g丙烯酸丁酯和4.5g丙烯酸)，快速攪拌0.5h后得到殼單體預乳液；步驟S23、將殼單體預乳液平均分成兩份，取其中一份，并在其內加入10g步驟S1所制備的松香乳液，得到松香-單體溶液；步驟S24、另取適量的乳化劑B(0.6g十二烷基硫酸鈉和1.2gOP-10)和5g水置于反應容器中，加入剩余的殼單體預乳液和引發劑，在350rpm攪拌速度下攪拌0.5h使其反應，然后滴加入松香-單體溶液和剩余的引發劑，溫度控制為80℃并隨時用緩沖劑調節pH值在5～6之間，在2.5h內滴加完畢；其中所述引發劑為將1g過硫酸鉀溶解于5g去離子水中配制成溶液得到，并平均分成兩份，分兩次加入；所述緩沖劑為將1gNaHCO3溶解于5g去離子水中配制成溶液得到。步驟S25、于85℃繼續反應0.5h，冷卻至室溫，120目篩網過濾，得到松香/丙烯酸酯核-殼乳液。在步驟S2中，制備所述殼單體預乳液時，乳化劑B的用量占其總用量的40％，水的用量占其總用量的60％，其中水的總用量包括兩次溶解乳化劑B所用的水、配制引發劑和緩沖劑所用的水。實施例2本松香/丙烯酸酯核-殼乳液的制備方法包括如下步驟：步驟S1、松香乳液制備：步驟S11、將乳化劑A(3.0g十二烷基硫酸鈉和6.0gspan80)與10g水混合均勻，得到乳化劑A溶液；步驟S12、在乳化劑A溶液中加入20g松香，加熱并攪拌使其熔融，溫度控制在95℃左右，攪拌速度保持在500rpm，待完全熔融后，此時將溫度控制在100℃左右，加快攪拌速度至800rpm并向其內滴加沸水，乳液轉相后，迅速加入剩余的水和0.1g穩定劑(聚乙烯醇)，待轉相完成后降低攪拌速度至200rpm，繼續攪拌5分鐘，然后快速冷卻至40℃以下，100目篩網過濾，得到松香乳液；在步驟S1中，水的總用量本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種松香/丙烯酸酯核?殼乳液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟S1、松香乳液制備：將乳化劑A與適量的水混合均勻，得到乳化劑A溶液；在乳化劑A溶液中加入松香，加熱并攪拌使其熔融，溫度控制在90～100℃，待完全熔融后，加快攪拌速度并向其內滴加沸水，乳液轉相后，迅速加入剩余的水和少量的穩定劑，待轉相完成后降低攪拌速度，然后快速冷卻至40℃以下，篩網過濾，得到松香乳液；步驟S2、核?殼乳液聚合：將乳化劑B與適量的水混合均勻，得到乳化劑B溶液；在乳化劑B溶液中加入丙烯酸類單體，快速攪拌0.5～1h后得到殼單體預乳液；將殼單體預乳液分成兩份，取其中一份，并在其內加入適量的步驟S1所制備的松香乳液，得到松香?單體溶液；另取適量的乳化劑B和水置于反應容器中，加入剩余的殼單體預乳液和引發劑，在300～450rpm攪拌速度下攪拌使其反應，然后滴加入松香?單體溶液和剩余的引發劑，溫度控制為75～80℃并隨時調節pH值在5～6之間，在1.5～3h內滴加完畢；于80～90℃繼續反應0.5～2h，冷卻，篩網過濾，得到松香/丙烯酸酯核?殼乳液。

【技術特征摘要】
1.一種松香/丙烯酸酯核-殼乳液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟S1、松香乳液制備：將乳化劑A與適量的水混合均勻，得到乳化劑A溶液；在乳化劑A溶液中加入松香，加熱并攪拌使其熔融，溫度控制在90～100℃，待完全熔融后，加快攪拌速度并向其內滴加沸水，乳液轉相后，迅速加入剩余的水和少量的穩定劑，待轉相完成后降低攪拌速度，然后快速冷卻至40℃以下，篩網過濾，得到松香乳液；步驟S2、核-殼乳液聚合：將乳化劑B與適量的水混合均勻，得到乳化劑B溶液；在乳化劑B溶液中加入丙烯酸類單體，快速攪拌0.5～1h后得到殼單體預乳液；將殼單體預乳液分成兩份，取其中一份，并在其內加入適量的步驟S1所制備的松香乳液，得到松香-單體溶液；另取適量的乳化劑B和水置于反應容器中，加入剩余的殼單體預乳液和引發劑，在300～450rpm攪拌速度下攪拌使其反應，然后滴加入松香-單體溶液和剩余的引發劑，溫度控制為75～80℃并隨時調節pH值在5～6之間，在1.5～3h內滴加完畢；于80～90℃繼續反應0.5～2h，冷卻，篩網過濾，得到松香/丙烯酸酯核-殼乳液。2.根據權利要求1所述的松香/丙烯酸酯核-殼乳液的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述乳化劑A由陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉和非離子表面活性劑span80按質量比1:2組成，其用量占松香乳液質量的6～10％。3.根據權利要求1或2所述的松香/丙烯酸酯核-殼乳液的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述乳化劑A、松香及水的用量的質量比為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：易爭明，王慶藝，李瑋昱，
申請(專利權)人：湘潭大學，
類型：發明
國別省市：湖南,43