阅读说明：本技术 一种apao改性苯丙乳液及其制备方法 (APAO modified styrene-acrylic emulsion and preparation method thereof ) 是由 张武 谢义鹏 康伦国 姚东生 于 2019-11-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种APAO改性苯丙乳液及其制备方法,按重量份计,其组成为：APAO 4.0～8.0份、丙烯酸酯硬单体10.0～25.0份、丙烯酸酯软单体6.0～20.0份、丙烯酸缩水甘油酯2.0～5.0份、苯乙烯20.0～35.0份、交联单体1.5～4.0份、丙烯酸2.5～5.0份、过硫酸铵0.1～0.3份、碳酸氢钠0.5～1.0份、中和剂2.5～6.0份、乳化剂1.5～4.5份、助溶剂5.0～10.0份、去离子水100.0～160.0份；本发明提供一种附着力好、抗流挂性能好的APAO改性苯丙乳液,无需外加抗流挂助剂。本发明制得的APAO改性苯丙乳液具有良好的附着力、耐酸碱性、耐水性、耐盐雾性、抗流挂性能好以及施工简单等性能。(The invention relates to an APAO modified styrene-acrylic emulsion and a preparation method thereof, wherein the APAO modified styrene-acrylic emulsion comprises the following components in parts by weight: 4.0-8.0 parts of APAO, 10.0-25.0 parts of acrylate hard monomer, 6.0-20.0 parts of acrylate soft monomer, 2.0-5.0 parts of glycidyl acrylate, 20.0-35.0 parts of styrene, 1.5-4.0 parts of crosslinking monomer, 2.5-5.0 parts of acrylic acid, 0.1-0.3 part of ammonium persulfate, 0.5-1.0 part of sodium bicarbonate, 2.5-6.0 parts of neutralizer, 1.5-4.5 parts of emulsifier, 5.0-10.0 parts of cosolvent and 100.0-160.0 parts of deionized water; the invention provides the APAO modified styrene-acrylic emulsion with good adhesive force and good anti-sagging performance, and an anti-sagging auxiliary agent is not required to be added. The APAO modified styrene-acrylic emulsion prepared by the invention has the advantages of good adhesive force, acid and alkali resistance, water resistance, salt spray resistance, good anti-sagging performance, simple construction and the like.)

一种APAO改性苯丙乳液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种改性苯丙乳液，尤其涉及到一种APAO改性苯丙乳液及其制备方法，属于合成树脂技术领域。

背景技术

苯丙乳液是由苯乙烯和丙烯酸丁酯单体经乳液共聚而得。苯丙乳液是乳液聚合中研究较多的体系，为重要的非交联型乳液，有着非常广泛的应用。水性苯丙乳液具有成膜性好、施工性好、涂膜的耐碱性及保色性好和无污染等优点，目前已获得广泛的应用。然而，苯丙乳液产品低温条件下容易发脆，耐高温性差，在涂料应用中最明显的缺点就是高温回粘，导致耐沾污性下降，耐水性和耐候性也较差，抗流挂性能不佳等这些因素导致其使用范围受到一定的限制。

目前为了得到性能优异的苯丙乳液涂料，人们纷纷把目光投向对苯丙乳液树脂的改性。近年来，利用含氟、硅单体对苯丙树脂进行改性，既能保持苯丙乳液共聚物原有的优点，又赋予其优异的耐候性、耐水性、耐油性、耐热性及耐沾污性等特点，因而具有广泛的应用前景。

中国专利CN109970900A公开了一种凹凸棒石改性阳离子苯丙乳液的制备方法，该乳液的制备方法包括以下步骤：将凹凸棒石原矿进行酸活化后，利用功能性有机单体对其进行表面改性；然后以改性凹凸棒石、苯乙烯和丙烯酸酯为原料，以阳离子表面活性-非离子型表面活性剂作为复合乳化剂，在引发剂的作用下进行乳液聚合反应，得到凹凸棒石改性阳离子苯丙乳液。

中国专利CN103923271A公开了一种有机硅改性苯丙乳液，1）首先将去离子水、叔丁醇及异丙醇投入反应釜中搅拌混合均匀，加热至60～70℃，制得溶液a；2）将苯乙烯、丙烯酸异辛酯、硅酸乙酯、有机硅单体及阴离子开环聚合乳液溶入溶液a中，充分搅拌均匀，至温度达到80～90℃保温2小时，制得溶液b；3）将乙烯基硅油、二氧化硅气凝胶及二甲基甲酰胺投入溶液b中，搅拌均匀，搅拌30分钟，制得溶液c；4）将溶液c的温度控制在60～65℃，然后滴加过硫酸钾，在0.5小时内滴加结束，冷却至室温，制得溶液d；5）用氨水调解溶液d的pH值至中性，过来出料，制得苯丙乳液，提高了乳胶膜的交联度，从而使苯丙乳液的耐候性得到很大提高。

中国专利CN102617786A公开了一种氟单体改性苯丙乳液，它由如下质量百分比的组分制成：甲基丙烯酸氟烷基酯1～6％，甲基丙烯酸甲酯5～8％，十二烷基苯磺酸钠0.2～0.8％，脂肪醇聚氧乙烯酯0.2～0.6％，苯乙烯20～22％，丙烯酸丁酯22～25％，烷基酚聚氧乙烯醚1～3％，碳酸氢钠0.1～0.5％，过硫酸钾0.3～1％，氨水0.2～0.8％，其余为水。利用C-F键能大于Si-O键能和C-C键能以及氟原子优异的物理化学特性，提高了乳液的综合性能。

上述发明针对苯丙乳液做了一定的改性，其性能也有一定提高，但还是不理想，特别是在抗流挂性能较差，因此，开发一种抗流挂性能良好的苯丙乳液符合目前市场的急切需求。

发明内容

为解决上述所述的技术问题，本发明采用APAO对苯丙乳液进行改性，APAO是一种低分子量的非晶态塑性体材料，微观结构上是一种非晶态的、无规则的排列状态，故该材料具有许多结晶性聚合物所不具备的特性，能有效改善材料的加工性能和相容性，APAO具有有很好的粘性，不易迁移，防流挂性好，通过化学键引入APAO，能有效提高硅丙乳液的附着力以及防流挂性能，且稳定性能好。

本发明的首要目的在于提供一种APAO改性苯丙乳液。

本发明的另一目的在于提供一种APAO改性苯丙乳液的制备方法，所述制备方法具有工艺简便、易于控制、聚合体系稳定的特点。

为了解决上述所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：

本发明涉及一种APAO改性苯丙乳液，按重量份计,其组成为：APAO 4.0～8.0份、丙烯酸酯硬单体10.0～25.0份、丙烯酸酯软单体6.0～20.0份、丙烯酸缩水甘油酯2.0～5.0份、苯乙烯20.0～35.0份、交联单体1.5～4.0份、丙烯酸2.5～5.0份、过硫酸铵0.1～0.3份、碳酸氢钠0.5～1.0份、中和剂2.5～6.0份、乳化剂1.5～4.5份、助溶剂5.0～10.0份、去离子水100.0～160.0份。

所述的丙烯酸酯硬单体为丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、2-丙基庚基丙烯酸酯的中一种或几种的组合。

所述的丙烯酸酯软单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸月桂醇酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十八酯中的一种或几种的组合。

所述的交联单体为丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丁酯中的一种或几种的组合。

所述的乳化剂为OP-10。

所述的助溶剂为乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种的组合。

所述的中和剂为三乙胺、氨水、二甲基乙醇胺中的一种或者组合。

本发明提供一种APAO改性苯丙乳液的制备方法，包括以下步骤：

1)、按比例称量，依次加入丙烯酸酯硬单体、丙烯酸酯软单体、交联单体、丙烯酸并搅拌均匀，得到混合液Ⅰ；

2)、按比例称量，依次加入苯乙烯、APAO、助溶剂、丙烯酸缩水甘油酯并搅拌均匀，得到混合液Ⅱ；

3)、预先配制好5%过硫酸铵水溶液，将乳化剂、碳酸氢钠、部分去离子水和1/6过硫酸铵水溶液加入多功能反应釜中，开启搅拌加温，升温至76～80℃时，匀速加入1/3混合液Ⅰ，搅拌反应，直到出现蓝光为止；

4)、同时匀速滴加混合液Ⅱ、剩余的混合液Ⅰ以及2/3过硫酸铵水溶液，滴加时间4.0～5.0h，滴加过程中温度控制在80～82℃，滴加完毕后，升温至84～85℃，加入剩下的1/6过硫酸铵水溶液，保温搅拌反应1.5～2.0h，然后开启冷却水开始降温，将温度降至45℃以下，用中和剂调节pH值至7.5～8.0，加入余下的去离子水，即得到一种APAO改性苯丙乳液。

本发明提供一种附着力好、抗流挂性能好的APAO改性苯丙乳液，无需外加抗流挂助剂。本发明制得的APAO改性苯丙乳液具有良好的附着力、抗流挂性能好、耐酸碱性、耐水性、耐盐雾以及施工简单等性能。

具体实施方式

本发明结合以下实例对APAO改性苯丙乳液的制备做进一步描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。

实施例1

一种APAO改性苯丙乳液，按重量份计,其组分为：APAO 6.0份、甲基丙烯酸甲酯15.0份、丙烯酸丁酯12.0份、丙烯酸缩水甘油酯4.0份、苯乙烯28.0份、丙烯酸羟乙酯2.5份、丙烯酸3.8份、过硫酸铵0.2份、碳酸氢钠0.7份、三乙胺4.5份、乳化剂3.0份、乙二醇单丁醚7.0份、去离子水130.0份。

本实施例中一种APAO改性苯丙乳液的制备方法，包括以下步骤：

1)、按比例称量，依次加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸并搅拌均匀，得到混合液Ⅰ；

2)、按比例称量，依次加入苯乙烯、APAO、乙二醇单丁醚、丙烯酸缩水甘油酯并搅拌均匀，得到混合液Ⅱ；

3)、预先配制好5%过硫酸铵水溶液，将乳化剂、碳酸氢钠、部分去离子水和1/6过硫酸铵水溶液加入多功能反应釜中，开启搅拌加温，升温至76～80℃时，匀速加入1/3混合液Ⅰ，搅拌反应，直到出现蓝光为止；

4)、同时匀速滴加混合液Ⅱ、剩余的混合液Ⅰ以及2/3过硫酸铵水溶液，滴加时间5.0h，滴加过程中温度控制在80～82℃，滴加完毕后，升温至84～85℃，加入剩下的1/6过硫酸铵水溶液，保温搅拌反应1.5h，然后开启冷却水开始降温，将温度降至42℃，用三乙胺调节pH值至7.5～8.0，加入余下的去离子水，即得到一种APAO改性苯丙乳液，记为样品1。

实施例2

一种APAO改性苯丙乳液，按重量份计,其组分为：APAO 5.0份、甲基丙烯酸甲酯12.0份、丙烯腈5.0份、丙烯酸丁酯6.0份、甲基丙烯酸月桂醇酯9.0份、丙烯酸缩水甘油酯4.0份、苯乙烯30.0份、丙烯酸羟丁酯2.0份、丙烯酸3.8份、过硫酸铵0.3份、碳酸氢钠0.8份、氨水4.0份、乳化剂3.5份、二乙二醇丁醚7.0份、去离子水140.0份。

本实施例中一种APAO改性苯丙乳液的制备方法，包括以下步骤：

1)、按比例称量，依次加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂醇酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸并搅拌均匀，得到混合液Ⅰ；

2)、按比例称量，依次加入苯乙烯、APAO、二乙二醇丁醚、丙烯酸缩水甘油酯并搅拌均匀，得到混合液Ⅱ；

3)、预先配制好5%过硫酸铵水溶液，将乳化剂、碳酸氢钠、部分去离子水和1/6过硫酸铵水溶液加入多功能反应釜中，开启搅拌加温，升温至76～80℃时，匀速加入1/3混合液Ⅰ，搅拌反应，直到出现蓝光为止；

4)、同时匀速滴加混合液Ⅱ、剩余的混合液Ⅰ以及2/3过硫酸铵水溶液，滴加时间4.5h，滴加过程中温度控制在80～82℃，滴加完毕后，升温至84～85℃，加入剩下的1/6过硫酸铵水溶液，保温搅拌反应2.0h，然后开启冷却水开始降温，将温度降至42℃，用氨水调节pH值至7.5～8.0，加入余下的去离子水，即得到一种APAO改性苯丙乳液，记为样品2。

实施例3

一种APAO改性苯丙乳液，按重量份计,其组分为：APAO 7.0份、丙烯酸异冰片酯10.0份、丙烯酰胺6.0份、甲基丙烯酸十八酯7.0份、甲基丙烯酸异辛酯5.0份、丙烯酸缩水甘油酯5.0份、苯乙烯31.0份、甲基丙烯酸羟乙酯2.0份、丙烯酸4.0份、过硫酸铵0.3份、碳酸氢钠0.8份、三乙胺5.4份、乳化剂3.2份、乙二醇单丁醚8.0份、去离子水143.0份。

本实施例中一种APAO改性苯丙乳液的制备方法，包括以下步骤：

1)、按比例称量，依次加入丙烯酸异冰片酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸并搅拌均匀，得到混合液Ⅰ；

2)、按比例称量，依次加入苯乙烯、APAO、乙二醇单丁醚、丙烯酸缩水甘油酯并搅拌均匀，得到混合液Ⅱ；

3)、预先配制好5%过硫酸铵水溶液，将乳化剂、碳酸氢钠、部分去离子水和1/6过硫酸铵水溶液加入多功能反应釜中，开启搅拌加温，升温至76～80℃时，匀速加入1/3混合液Ⅰ，搅拌反应，直到出现蓝光为止；

4)、同时匀速滴加混合液Ⅱ、剩余的混合液Ⅰ以及2/3过硫酸铵水溶液，滴加时间5.0h，滴加过程中温度控制在80～82℃，滴加完毕后，升温至84～85℃，加入剩下的1/6过硫酸铵水溶液，保温搅拌反应2.0h，然后开启冷却水开始降温，将温度降至43℃，用三乙胺调节pH值至7.5～8.0，加入余下的去离子水，即得到一种APAO改性苯丙乳液，记为样品3。

性能指标测试：将上述实例中样品1、样品2、样品3与常规苯丙乳液4，按照表1的原料配方制备成涂料，对应的涂料样品分别记为涂料1、涂料2、涂料3、涂料4，并分别测试其性能。

表1：涂料配方

将配置好的涂料按照相关标准耐水性（GB/T1733-1993）、附着力（GB/T9286-1998）、柔韧性（GB/T1731-1993）、耐冲击性（GB/T1732-1993）、铅笔硬度（GB/T6739-1996）、耐酸性（（10%HCl）GB/T1763-1979）、耐碱性（（10%NaOH）GB/1763-1979）、耐溶剂性（GB/T9274-88）、耐人工老化（GB/T14522）、抗流挂性（GB/T9264-2012）等进行性能指标测试，测试结果如表2所示。

表2：涂层的性能技术指标

由表2可以看出本发明的实施例1、实施例2、实施例3样品的耐水性、附着力、耐人工老化性、耐酸碱性、抗流挂等性能远远超过常规的苯丙乳液。

尽管本发明已作了详细说明并引证实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。