CN116284551A - 一种具有强湿附着力的快干型高分子乳液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有强湿附着力的快干型高分子乳液，其以乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯作为聚合内核，通过自由基聚合，与多种丙烯酸酯类的单体进行反应后，形成星型状的大分子网状结构，具有高度的交联度和支化度，可以形成致密的膜；另外，聚合单体采用了具有强极性基团的羟基丙烯酸酯，其与硬表面的水分可以形成强烈的氢键，因此具有优异的强湿吸附力；再次，聚合单体中还含有十六烷基丙烯酸酯，其具有大体积的长烷基链，可以进一步地提升乳液成膜后的致密性、防水性、柔性和成膜性。
Description
技术领域
本发明涉及水性涂料技术领域，特别是涉及一种具有强湿附着力的快干型高分子乳液及其制备方法。
背景技术
丙烯酸乳液树脂，是以丙烯酸酯和丙烯酸单体为主要原料的乳状液体树脂。其由于多样性、通用性以及耐候性等方面的优势，再加上其VOC含量极低的环保方面的特性，使其在各个领域获得了广泛的应用。该乳液树脂在聚合过程中还要添加乳化剂、引发剂等物质，从而使得配方中的单体进行自由基聚合。
近年来，随着水性丙烯酸乳液聚合技术的不断发展，多相聚合、核壳技术、自交联技术及高分子表面活性剂的应用，和核壳聚合等技术进一步改进和提高了水性丙烯酸乳液的性质，使得水性丙烯酸乳液的适应不同施工和使用条件的需要，用武之地不断的扩大。而在众多的乳液性能中，如何保证乳液在湿润的硬表面，如木器、外墙等表面上具有优异的附着能力，同时涂覆在硬表面上，可以快速干燥成膜，从而不易被外界的环境破坏表面平整性能，是技术人员侧重考虑的研发方向。
在现有技术中，CN101942269A、CN102153691A、CN102627720A均公开了快干型涂料的原料的合成方法，但是工艺复杂，成本高昂，且并未完全使得丙烯酸乳液同时具有快干和高附着性能这两点要求。
因此亟需研发一种的新的丙烯酸乳液组合物，以解决现有技术存在的不足。
发明内容
基于此，本发明公开了一种具有强湿附着力的快干型高分子乳液，其具有以自由基聚合所形成的致密的网状结构的聚合物，聚合物结构中既含有强极性基团，又含有大体积的支链，使得该乳液涂覆于硬表面之上具有优异的附着力，并且大大加快了其实干速度，以及成膜后的致密性和耐候性。
本发明的一个目的在于公开一种具有强湿附着力的快干型高分子乳液，其包括质量份数如下的原料：
组合物中的乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，具有三官能团结构，且与其他单体所键合的形式为自由基聚合，而非现有技术中广泛采用的官能团缩聚反应(如基于异氰酸酯基团的单体)，因此其作为反应核，可以在较为温和和友好的反应条件下，与其他丙烯酸系单体进行自由基聚合反应，生成星状结构的高聚物；并且其分子结构中没有其他杂原子，因此不会引入过多的杂质。以上特点，是基于异氰酸酯基团的反应单体所不能比拟的。
进一步地，所述乳化剂选自阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂的一种或多种。
进一步地，所述引发剂包括过氧化苯甲酰、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵的一种或多种.
进一步地，所述阴离子表面活性剂选自LAS、AES、AOS、MES的一种或多种。
进一步地，所述非离子表面活性剂选自吐温或斯盘类表面活性剂。
本发明的另一个目的在于公开上述具有强湿附着力的快干型高分子乳液的制备方法，其包括如下步骤：
S1、按质量份数，称取乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、羟基丙烯酸酯和十六烷基丙烯酸酯，混合后得到混合物；
S2、将所述混合物置于反应器皿中，加入剩余组分，加热搅拌反应，冷却后出料。
进一步地，所述加热温度为70-90℃。
进一步地，所述反应时间为1-2h。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的具有强湿附着力的快干型高分子乳液，其以乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯作为聚合内核，通过自由基聚合，与多种丙烯酸酯类的单体进行反应后，形成星型状的大分子网状结构，具有高度的交联度和支化度，可以形成致密的膜；另外，聚合单体采用了具有强极性基团的羟基丙烯酸酯，其与硬表面的水分可以形成强烈的氢键，因此具有优异的强湿吸附力；再次，聚合单体中还含有十六烷基丙烯酸酯，其具有大体积的长烷基链，可以进一步地提升乳液成膜后的致密性、防水性、柔性和成膜性。
而羟基丙烯酸酯和十六烷基丙烯酸酯又是以共价键的形式与聚合物相连，因此具有高度一体化的特征，形成的网状膜还具有均匀性和稳定性，不易发生相分离、不均匀等现象。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，列举如下实施例。实施例中所出现的原料、反应和后处理手段，除非特别声明，均为市面上常见原料，以及本领域技术人员所熟知的技术手段。
应当理解，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本发明所要获得的期望性能而变化的近似值。
本发明实施例中的“份”均指质量份数。
本发明实施例和对比例的乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，采购自广州尚合化学科技有限公司。
实施例1
一种具有强湿附着力的快干型高分子乳液，其包括质量份数如下的原料：
上述具有强湿附着力的快干型高分子乳液的制备方法包括如下步骤：
S1、按上述质量份数，称取乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、羟基丙烯酸酯和十六烷基丙烯酸酯，混合后得到混合物；
S2、将所述混合物置于反应釜中，加入剩余组分，调试反应体系的pH值，确保丙烯酸基团被中和完毕，加热至75℃，搅拌反应1h，冷却后出料，得到产物高分子乳液。
实施例2
一种具有强湿附着力的快干型高分子乳液，其包括质量份数如下的原料：
上述具有强湿附着力的快干型高分子乳液的制备方法包括如下步骤：
S1、按上述质量份数，称取乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、羟基丙烯酸酯和十六烷基丙烯酸酯，混合后得到混合物；
S2、将所述混合物置于反应釜中，加入剩余组分，调试反应体系的pH值，确保丙烯酸基团被中和完毕，加热至85℃，搅拌反应2h，冷却后出料，得到产物高分子乳液。
实施例3
一种具有强湿附着力的快干型高分子乳液，其包括质量份数如下的原料：
上述具有强湿附着力的快干型高分子乳液的制备方法包括如下步骤：
S1、按上述质量份数，称取乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、羟基丙烯酸酯和十六烷基丙烯酸酯，混合后得到混合物；
S2、将所述混合物置于反应釜中，加入剩余组分，调试反应体系的pH值，确保丙烯酸基团被中和完毕，加热至80℃，搅拌反应1.5h，冷却后出料，得到产物高分子乳液。
实施例4
一种具有强湿附着力的快干型高分子乳液，其包括质量份数如下的原料：
上述具有强湿附着力的快干型高分子乳液的制备方法包括如下步骤：
S1、按上述质量份数，称取乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、羟基丙烯酸酯和十六烷基丙烯酸酯，混合后得到混合物；
S2、将所述混合物置于反应釜中，加入剩余组分，调试反应体系的pH值，确保丙烯酸基团被中和完毕，加热至85℃，搅拌反应1.5h，冷却后出料，得到产物高分子乳液。
对比例1
对比例1与实施例1的所用原料、原料份数和制备方法均相同，唯一区别在于，对比例1中除去乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，以等质量份数的甲基丙烯酸酯替代。
对比例2
对比例2与实施例1的所用原料、原料份数和制备方法均相同，唯一区别在于，对比例2中的羟基丙烯酸酯，以等质量份数的甲基丙烯酸酯替代。
对比例3
对比例3与实施例1的所用原料、原料份数和制备方法均相同，唯一区别在于，对比例3中的十六烷基丙烯酸酯，以等质量份数的甲基丙烯酸酯替代。
测试例
对实施例1和对比例1-3制备的防水涂料进行性能测试。
测试方法：
附着力：根据GB/T9286-1998进行测试；
表干时间：根据GB/T1728-1979中的吹棉球法进行测试；
柔韧性：根据GB/T1731-1993进行测试。
测试结果如表1所示。
表1防水涂料性能测试结果
根据表1可以看出，本发明实施例1制备的高分子乳液，同时兼有优秀的附着力、快干以及柔韧性，而对比例1-3均体现出不同程度的性能下降，主要原因是由于替换或不含有本发明技术方案中所具备的核心成分，无法形成有效的具有强极性基团和柔性链段的三维网状结构，导致后续在硬表面的成膜性能明显下降。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种具有强湿附着力的快干型高分子乳液，其特征在于，所述具有强湿附着力的快干型高分子乳液包括质量份数如下的原料：
引发剂
水。
2.根据权利要求1所述具有强湿附着力的快干型高分子乳液，其特征在于，所述乳化剂选自阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂的一种或多种。
3.根据权利要求1所述具有强湿附着力的快干型高分子乳液，其特征在于，所述引发剂包括过氧化苯甲酰、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵的一种或多种。
4.根据权利要求2所述具有强湿附着力的快干型高分子乳液，其特征在于，所述阴离子表面活性剂选自LAS、AES、AOS、MES的一种或多种。
5.根据权利要求2所述具有强湿附着力的快干型高分子乳液，其特征在于，所述非离子表面活性剂选自吐温或斯盘类表面活性剂。
6.如权利要求1-5任一项所述具有强湿附着力的快干型高分子乳液的制备方法，其特征在于，所述具有强湿附着力的快干型高分子乳液的制备方法包括如下步骤：
S1、按质量份数，称取乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、羟基丙烯酸酯和十六烷基丙烯酸酯，混合后得到混合物；
S2、将所述混合物置于反应器皿中，加入剩余组分，加热搅拌反应，冷却后出料。
7.根据权利要求6所述具有强湿附着力的快干型高分子乳液的制备方法，其特征在于，所述加热温度为70-90℃。
8.根据权利要求6所述具有强湿附着力的快干型高分子乳液的制备方法，其特征在于，所述反应时间为1-2h。
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