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    一種水性丙烯酸乳液及其制備方法和應用技術
    
                            
    技術編號：44036930 閱讀：2 留言：0更新日期：2025-01-15 01:15
    
                        
    
                        
    
                            
                            本發明專利技術公開了一種水性丙烯酸乳液及其制備方法和應用。本發明專利技術的水性丙烯酸乳液中的乳液粒子具有核?殼結構，內核由甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯與丙烯酸丁酯共聚而成，外殼由甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯、丙烯酸丁酯與磷酸酯類乳化劑ANPEO<subgt;10</subgt;?P<subgt;1</subgt;共聚而成。本發明專利技術的水性丙烯酸乳液成膜后涂膜的耐腐蝕性能優異、抗閃銹性能優異、熱穩定性優異、附著力大，且其制備方法具有操作簡單、VOC排放低、環境友好等優點，適合進行大規模工業化生產和應用。
    
                            
                            
    


    
                            

                            
    【技術實現步驟摘要】
    
                                
    本專利技術涉及金屬防腐，具體涉及一種水性丙烯酸乳液及其制備方法和應用。

    技術介紹
    1、金屬腐蝕是各行業面臨的重大問題，其不僅會造成巨大的經濟損失，而且還會導致嚴重的安全隱患。因此，金屬防腐引起了人們的廣泛關注和研究。金屬防腐的方法多種多樣，表面涂層技術作為一種廣泛使用且經濟高效的金屬防腐技術脫穎而出。在工業環境中，通過在金屬表面涂覆一層防護涂層，可以大大增強金屬的耐腐蝕性，從而可以提高金屬的耐久性。水性涂料安全環保、使用方便，成膜后漆膜的耐候性好、耐化學品性能好、機械性能良好，在金屬防腐領域具有十分廣闊的應用前景。水性丙烯酸乳液是一種小粒徑、多用途、性能卓著的乳液，成膜后涂膜具有優異的耐水性和耐候性，常被用作水性涂料的成膜樹脂。然而，現有的水性丙烯酸乳液大多存在成膜后涂膜的密度較低、抗閃銹性能較差、乳化劑易發生脫附和遷移而影響涂膜性能等問題，難以完全滿足實際應用要求。
    2、因此，開發一種成膜后涂膜的密度大、抗閃銹性能優異、性能穩定的水性丙烯酸乳液具有十分重要的意義。

    技術實現思路
    1、本專利技術的目的在于提供一種水性丙烯酸乳液及其制備方法和應用。
    2、本專利技術所采取的技術方案是：
    3、一種水性丙烯酸乳液，其中的乳液粒子具有核-殼結構，內核由甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯與丙烯酸丁酯共聚而成，外殼由甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯、丙烯酸丁酯與磷酸酯類乳化劑anpeo10-p1共聚而成。
    4、一種如上所述的水性丙烯酸乳液的制備方法包括以下步驟：
    5、1)將表面活性劑、引發劑和ph調節劑分散在水中，再加入由甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯與丙烯酸丁酯組成的混合單體進行聚合反應，得到種子乳液；
    6、2)將引發劑加入種子乳液中，再加入由甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯、丙烯酸丁酯和磷酸酯類乳化劑anpeo10-p1加水分散制成的預乳液進行聚合反應，得到預聚乳液；
    7、3)將叔丁基過氧化氫和有機亞磺酸鈉鹽加入預聚乳液中進行聚合反應，即得水性丙烯酸乳液。
    8、優選地，步驟1)所述表面活性劑為月桂酸鉀、十二烷基二苯醚二磺酸鈉、油酸鉀、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸鈉、軟脂酸鈉中的至少一種。
    9、優選地，步驟1)所述表面活性劑的用量為混合單體質量的0.8％～3.0％。
    10、優選地，步驟1)所述引發劑為過氧化氫、過硫酸鹽、氫過氧化物、偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽中的至少一種。
    11、優選地，步驟1)所述引發劑的用量為混合單體質量的0.2％～1.5％。
    12、優選地，步驟1)所述ph調節劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀中的至少一種。
    13、優選地，步驟1)所述ph調節劑的用量為混合單體質量的0.9％～3.0％。
    14、優選地，步驟1)所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯的質量比為1:0.5～2.0。
    15、優選地，步驟1)所述苯乙烯、丙烯酸丁酯的質量比為1:0.5～2.0。
    16、優選地，步驟1)所述混合單體采用滴加的形式勻速添加，3h～4h滴加完成。
    17、優選地，步驟1)所述聚合反應在溫度為70℃～85℃的條件下進行，反應時間為1h～2h。
    18、優選地，步驟1)所述聚合反應在保護氣氛、攪拌速度為200rpm～500rpm的條件下進行。
    19、優選地，所述保護氣氛為氮氣氣氛或氬氣氣氛。
    20、優選地，步驟2)所述引發劑為過氧化氫、過硫酸鹽、氫過氧化物、偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽中的至少一種。
    21、優選地，步驟2)所述引發劑的用量為種子乳液質量的0.1％～0.6％。
    22、優選地，步驟2)所述種子乳液、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、磷酸酯類乳化劑anpeo10-p1的質量比為1:0.7～1.2:0.8～1.2:0.03～0.08。
    23、優選地，步驟2)所述種子乳液、苯乙烯、丙烯酸丁酯、磷酸酯類乳化劑anpeo10-p1的質量比為1:0.7～1.2:0.8～1.2:0.03～0.08。
    24、優選地，步驟2)所述預乳液的ph值為7～8，ph值用氨水進行調節。
    25、優選地，步驟2)所述預乳液采用滴加的形式勻速添加，3h～4h滴加完成。
    26、優選地，步驟2)所述聚合反應在溫度為65℃～75℃的條件下進行，反應時間為1h～2h。
    27、優選地，步驟2)所述聚合反應在保護氣氛、攪拌速度為200rpm～500rpm的條件下進行。
    28、優選地，所述保護氣氛為氮氣氣氛或氬氣氣氛。
    29、優選地，步驟3)所述叔丁基過氧化氫的用量為預聚乳液質量的0.07％～0.30％。
    30、優選地，步驟3)所述叔丁基過氧化氫先配制成水溶液，再采用滴加的形式勻速添加，20min～60min滴加完成。
    31、優選地，步驟3)所述有機亞磺酸鈉鹽的用量為預聚乳液質量的0.07％～0.30％。
    32、優選地，步驟3)所述有機亞磺酸鈉鹽先配制成水溶液，再采用滴加的形式勻速添加，20min～60min滴加完成。
    33、優選地，步驟3)所述叔丁基過氧化氫和有機亞磺酸鈉鹽同時添加。叔丁基過氧化氫是一種氧化劑，有機亞磺酸鈉鹽是一種活潑的還原劑，兩者共同構成氧化還原引發劑體系，具有氧化性與還原性的兩部分通過氧化還原反應產生自由基，從而引發單體聚合。
    34、優選地，步驟3)所述聚合反應在溫度為60℃～65℃的條件下進行，反應時間為1h～2h。
    35、一種水性涂料，其包含上述水性丙烯酸乳液。
    36、優選地，所述水性涂料為水性防腐涂料。
    37、本專利技術的有益效果是：本專利技術的水性丙烯酸乳液成膜后涂膜的耐腐蝕性能優異、抗閃銹性能優異、熱穩定性優異、附著力大，且其制備方法具有操作簡單、voc排放低、環境友好等優點，適合進行大規模工業化生產和應用。
    38、具體來說：
    39、1)本專利技術的水性丙烯酸乳液是采用磷酸酯類乳化劑anpeo10-p1通過種子乳液聚合法制成，其可以在常溫下快速干燥成膜，成膜后磷酸基與金屬發生了鈍化作用，使得水分子和鹽離子難以進入涂膜，賦予了涂膜優異的耐腐蝕性能和抗閃銹性能(解決了傳統的水性丙烯酸乳液存在的成膜后易出現閃銹以及由于親水基團殘留而導致的耐腐蝕性能差的問題)，適合用于金屬防腐領域；
    40、2)本專利技術的水性丙烯酸乳液的固含量高，且ca2+穩定性優異，成膜后形成的涂膜熱穩定性優異、附著力大；
    41、3)本專利技術的水性丙烯酸乳液的制備方法簡單，voc排放低，且不涉及任何額外的緩蝕劑，環境友好，有利于進行大規模工業化生產和應用。
    本文檔來自技高網    ...
                            
    
                            
    【技術保護點】
    
                                
    1.一種水性丙烯酸乳液，其特征在于，乳液粒子具有核-殼結構，內核由甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯與丙烯酸丁酯共聚而成，外殼由甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯、丙烯酸丁酯與磷酸酯類乳化劑ANPEO10-P1共聚而成。
    2.一種如權利要求1所述的水性丙烯酸乳液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
    3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟1)所述表面活性劑為月桂酸鉀、十二烷基二苯醚二磺酸鈉、油酸鉀、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸鈉、軟脂酸鈉中的至少一種；步驟1)所述引發劑為過氧化氫、過硫酸鹽、氫過氧化物、偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽中的至少一種；步驟1)所述pH調節劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀中的至少一種。
    4.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于：步驟1)所述表面活性劑的用量為混合單體質量的0.8％～3.0％；步驟1)所述引發劑的用量為混合單體質量的0.2％～1.5％；
    5.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于：步驟1)所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯的質量比為1:0.5～2.0；步驟1)所述苯乙烯、丙烯酸丁酯的質量比為1:0.5～2.0。
    6.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于：步驟1)所述聚合反應在溫度為70℃～85℃的條件下進行，反應時間為1h～2h。
    7.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟2)所述引發劑為過氧化氫、過硫酸鹽、氫過氧化物、偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽中的至少一種；步驟2)所述引發劑的用量為種子乳液質量的0.1％～0.6％；步驟3)所述叔丁基過氧化氫的用量為預聚乳液質量的0.07％～0.30％；步驟3)所述有機亞磺酸鈉鹽的用量為預聚乳液質量的0.07％～0.30％。
    8.根據權利要求2或7所述的制備方法，其特征在于：步驟2)所述種子乳液、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、磷酸酯類乳化劑ANPEO10-P1的質量比為1:0.7～1.2:0.8～1.2:0.03～0.08；步驟2)所述種子乳液、苯乙烯、丙烯酸丁酯、磷酸酯類乳化劑ANPEO10-P1的質量比為1:0.7～1.2:0.8～1.2:0.03～0.08。
    9.根據權利要求2或7所述的制備方法，其特征在于：步驟2)所述聚合反應在溫度為65℃～75℃的條件下進行，反應時間為1h～2h；步驟3)所述聚合反應在溫度為60℃～65℃的條件下進行，反應時間為1h～2h。
    10.一種水性涂料，其特征在于，包含權利要求1所述的水性丙烯酸乳液。
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    【技術特征摘要】
    
                                
    1.一種水性丙烯酸乳液，其特征在于，乳液粒子具有核-殼結構，內核由甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯與丙烯酸丁酯共聚而成，外殼由甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯、丙烯酸丁酯與磷酸酯類乳化劑anpeo10-p1共聚而成。
    2.一種如權利要求1所述的水性丙烯酸乳液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
    3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟1)所述表面活性劑為月桂酸鉀、十二烷基二苯醚二磺酸鈉、油酸鉀、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸鈉、軟脂酸鈉中的至少一種；步驟1)所述引發劑為過氧化氫、過硫酸鹽、氫過氧化物、偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽中的至少一種；步驟1)所述ph調節劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀中的至少一種。
    4.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于：步驟1)所述表面活性劑的用量為混合單體質量的0.8％～3.0％；步驟1)所述引發劑的用量為混合單體質量的0.2％～1.5％；
    5.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于：步驟1)所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯的質量比為1:0.5～2.0；步驟1)所述苯乙烯、丙烯酸丁酯的質量比為1:0.5～2.0。
    6.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于：步...
                            
    
                            
    【專利技術屬性】
    
                                技術研發人員：蔡敏釗，田巧，黃琨，趙玉明，顧林，袁瑞，唐知星，
    
        申請(專利權)人：廣東珠江化工涂料有限公司，
    
        類型：發明
    
        國別省市：
    
                            
    
                            
                        
    
                    
    
                    
                    
                     
                
    
                
                
    
                    
    
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