【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及丙烯酸乳液，具體涉及一種無皂丙烯酸乳液及其制備方法和應用。
技術介紹
1、水性丙烯酸乳液因具有優良的防腐性、耐候性、耐水耐堿、成膜性、保色性，并且容易配成施工性良好的涂料，對環境無污染，使用安全等優點，在膠粘劑和涂料行業得到廣泛應用，同時對水性丙烯酸乳液也提出了越來越高的要求。
2、高固含量乳液具有設備利用率高、生產效率高、能耗低、運輸成本低和干燥快等優點，但對生產工藝和控制的要求也很高。由于乳液固含量較高，容易出現黏度高、易產生凝膠進而降低散熱效率和產品流動性，因此一直是乳液生產的痛點和難點。為提高乳液制備和貯存穩定性，通常需要加入乳化劑降低單體與水或乳膠粒與水之間的界面能，但表面活性劑的加入也會帶來一定負面影響，例如，降低了乳膠漆透水性和成膜性，泡沫的增加影響乳液質量，給乳液生產和使用帶來不便。
3、無皂乳液聚合是近年來新興的一種新型乳液聚合方法，即在反應過程中完全不加或者只加入很少量乳化劑的乳液聚合技術，所制備的乳液具有粒徑分布窄、成膜性好，耐擦洗和光澤度高等特點，因此越來越廣泛應用于制備涂料、粘合劑和復合材料等領域。
4、然而，目前在丙烯酸乳液聚合時加入少量反應型乳化劑進行無皂聚合時，仍難以兼顧高固含低粘度的問題，乳液粒徑分子量分布規整度也不高，如何利用無皂乳液聚合制備高固含、低粘度、乳膠粒分子量規整度高的乳液仍需進一步研究。
技術實現思路
1、本專利技術的目的就是為了解決上述問題而提供一種無皂丙烯酸乳液及其制備方法和應用。
2、本專利技術將反應型乳化劑與修飾單體進行聚合得到可聚合高分子乳化劑，將乳化劑聚合到乳膠粒中，規避了游離乳化劑的存在對乳液性能帶來負面影響，可聚合高分子乳化劑參與丙烯酸乳液聚合，利用raft聚合，聚合過程具有良好的控制性，能夠提高乳膠粒分子量的規整度，降低乳膠粒分子量分布，在乳液具有高固含的同時，降低乳液黏度。
3、本專利技術通過以下技術方案實現：
4、一種無皂丙烯酸乳液，原料包括水、引發劑、單體，還包括高分子乳化劑聚合物，所述無皂丙烯酸乳液通過含有高分子乳化劑聚合物、水和引發劑的混合物使單體進行乳液聚合而成；其中，所述高分子乳化劑聚合物是由反應型乳化劑與修飾單體通過raft聚合得到的可聚合高分子乳化劑。
5、作為本專利技術優選的技術方案，所述無皂丙烯酸乳液中，單體包括以下重量份的組分：硬單體50-70份、軟單體45-60份、功能單體和/或交聯單體0-2份；
6、優選地，單體包括以下重量份的組分：硬單體54-65份、軟單體46-57份、功能單體和/或交聯單體0-2份；
7、所述硬單體包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯中的一種或多種，優選為苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯；
8、所述軟單體包括丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸乙酯中的一種或多種，優選為丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯；
9、所述功能單體包括丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯中的一種或多種，優選為丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯；
10、所述交聯單體包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、雙丙酮丙烯酰胺、2-乙酰乙酰氧乙基甲基丙烯酸酯中的一種或多種，優選為乙烯基三乙氧基硅烷。
11、作為本專利技術優選的技術方案，所述無皂丙烯酸乳液中，以單體總重量計，所述高分子乳化劑聚合物占所述單體總量的5-30％，優選地，所述高分子乳化劑聚合物占所述單體總量的10-25％；
12、所述引發劑占所述單體總量的0.01-3％，優選為0.1-1％；
13、所述引發劑包括油溶性引發劑、水溶性引發劑，其中，油溶性引發劑包括偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰；水溶性引發劑包括過硫酸鹽、雙氧水、叔丁基過氧化氫、偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽、偶氮二異丁咪唑啉、偶氮二氰基戊酸，優選地，所述引發劑選自過硫酸鹽，例如過硫酸銨、過硫酸鈉。
14、作為本專利技術優選的技術方案，所述高分子乳化劑聚合物通過以下方法制備得到：
15、(1)按以下重量份準備原料：0.1～5份反應型乳化劑，1～20份親水性單體，5～20份疏水性單體，0～2份交聯單體和/或功能單體，10～55份溶劑，0.1～5份可逆加成斷裂鏈轉移劑，0.01～5份引發劑；
16、(2)將步驟(1)所述原料加入反應器中，攪拌混合，通入氮氣或氬氣，加熱升溫至50～90℃，反應5～12小時，降溫至30～60℃，加入中和劑調節ph＝5～9，將溶劑蒸出，即得到產物。
17、優選地，步驟(1)按以下重量份準備原料：1～3份反應型乳化劑，2～10份親水性單體，10～20份疏水性單體，0～2份交聯單體和/或功能單體，20～55份溶劑，1～3份可逆加成斷裂鏈轉移劑，0.1～1份引發劑；
18、優選地，步驟(2)加熱升溫至65～85℃，反應5～10小時，降溫至40～50℃，加入中和劑調節ph＝7～8。
19、作為本專利技術優選的技術方案，所述的反應型乳化劑包括烯丙氧基異構醇醚、烯丙氧基異構醇醚硫酸銨鹽、烯丙氧基羥丙基磺酸鈉、烯丙基烷基琥珀酸酯磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一種或多種；
20、結構式如下：
21、
22、上式中，m為1～30，優選8-15；n為1～30，優選10-15。
23、和/或，所述的交聯單體包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、雙丙酮丙烯酰胺、2-乙酰乙酰氧乙基甲基丙烯酸酯中的一種或多種；
24、和/或，所述親水性單體包括丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、衣康酸、富馬酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、n-乙烯基吡咯烷酮、乙烯基磺酸、對苯乙烯磺酸鈉中的一種或多種；
25、和/或，所述疏水性單體包括苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬酯基酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬酯基酯、甲基丙烯酸異冰片酯中的一種或多種；
26、和/或，所述功能單體包括丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯中的一種或多種；
27、和/或，所述溶劑包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、異丙醇、丙二醇、丙二醇甲醚、乙酸乙酯、乙二醇丁醚和甲苯中的一種或多種；
28、和/或，所述的可逆加成斷裂鏈轉移劑為二硫代或三硫代碳酸酯，包括2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、s,s’-二(α,α’-甲基-α”-乙酸)三硫代碳酸酯、3-苯甲巰基硫代羰基丙酸、4-氰基-4-[[(十二烷硫基)硫酮甲基]硫基]戊酸、4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酸、2-氰基-2-丙基苯并本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種無皂丙烯酸乳液，原料包括水、引發劑、單體，其特征在于，還包括高分子乳化劑聚合物，所述無皂丙烯酸乳液通過含有高分子乳化劑聚合物、水和引發劑的混合物使單體進行乳液聚合而成；
2.根據權利要求1所述的一種無皂丙烯酸乳液，其特征在于，所述無皂丙烯酸乳液中，單體包括以下重量份的組分：硬單體50-70份、軟單體45-60份、功能單體和/或交聯單體0-2份；
3.根據權利要求1所述的一種無皂丙烯酸乳液，其特征在于，所述無皂丙烯酸乳液中，以單體總重量計，所述高分子乳化劑聚合物占所述單體總量的5-30％，優選地，所述高分子乳化劑聚合物占所述單體總量的10-25％；
4.根據權利要求1所述的一種無皂丙烯酸乳液，其特征在于，所述高分子乳化劑聚合物通過以下方法制備得到：
5.根據權利要求4所述的一種無皂丙烯酸乳液，其特征在于，所述的反應型乳化劑包括烯丙氧基異構醇醚、烯丙氧基異構醇醚硫酸銨鹽、烯丙氧基羥丙基磺酸鈉、烯丙基烷基琥珀酸酯磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一種或多種；
6.如權利要求1所述的一種無皂丙烯酸乳液的制備方法，其
7.根據權利要求6所述的一種無皂丙烯酸乳液的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述的后處理包括：加入氧化劑和還原劑進行后消除，保溫0.1-1小時，降溫至30-50℃，再加入中和劑調節乳液pH＝7～9，
8.根據權利要求7所述的一種無皂丙烯酸乳液的制備方法，其特征在于，
9.根據權利要求6所述的一種無皂丙烯酸乳液的制備方法，其特征在于，
10.如權利要求1所述的一種無皂丙烯酸乳液的應用，其特征在于，所述無皂丙烯酸乳液用于制備涂料或膠黏劑。
...【技術特征摘要】
1.一種無皂丙烯酸乳液，原料包括水、引發劑、單體，其特征在于，還包括高分子乳化劑聚合物，所述無皂丙烯酸乳液通過含有高分子乳化劑聚合物、水和引發劑的混合物使單體進行乳液聚合而成；
2.根據權利要求1所述的一種無皂丙烯酸乳液，其特征在于，所述無皂丙烯酸乳液中，單體包括以下重量份的組分：硬單體50-70份、軟單體45-60份、功能單體和/或交聯單體0-2份；
3.根據權利要求1所述的一種無皂丙烯酸乳液，其特征在于，所述無皂丙烯酸乳液中，以單體總重量計，所述高分子乳化劑聚合物占所述單體總量的5-30％，優選地，所述高分子乳化劑聚合物占所述單體總量的10-25％；
4.根據權利要求1所述的一種無皂丙烯酸乳液，其特征在于，所述高分子乳化劑聚合物通過以下方法制備得到：
5.根據權利要求4所述的一種無皂丙烯酸乳液...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張樹鵬，季永新，孫丹丹，張棚，
申請(專利權)人：上海保立佳新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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