一种用于高光泽水性工业漆丙烯酸乳液的制备方法
阅读说明：本技术 一种用于高光泽水性工业漆丙烯酸乳液的制备方法 (Preparation method of acrylic emulsion for high-gloss water-based industrial paint ) 是由 王海泉 夏林存 景国洪 缪正军 于 2021-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于高光泽水性工业漆丙烯酸乳液的制备方法,包括以下步骤：反应分为两个阶段,第一阶段是核单体进行微乳液聚合,第二阶段进行硬壳单体的常规乳液聚合；S3,第一阶段微乳液聚合,把阴离子乳化剂乳化剂、非离子乳化剂,及脱离子水加入到反应瓶中,通氮气保护,搅拌溶解并升温到预定的目标温度值75-85℃。本发明采用核壳反应工艺,里软外硬的结构,既保证较低的成膜助剂添加量,又能有较好的附着力、硬度和抗沾粘性,选用的乳液的稳定性和兼容性较高,所制水性工业漆涂料耐盐水、耐盐雾性能优异,采用分子量调节剂调节聚合物粒径分布,使合成产物能够形成光泽度较高的涂膜。(The invention discloses a preparation method of acrylic emulsion for high-gloss water-based industrial paint, which comprises the following steps: the reaction is divided into two stages, wherein the first stage is that the nuclear monomer carries out microemulsion polymerization, and the second stage carries out conventional emulsion polymerization of the hard shell monomer; s3, carrying out microemulsion polymerization in the first stage, adding an anionic emulsifier, a nonionic emulsifier and deionized water into a reaction bottle, introducing nitrogen for protection, stirring for dissolution and heating to a preset target temperature value of 75-85 ℃. The invention adopts a core-shell reaction process and a structure with soft inside and hard outside, thereby not only ensuring lower addition amount of the film-forming additive, but also having better adhesive force, hardness and anti-sticking property, the stability and compatibility of the selected emulsion are higher, the prepared water-based industrial paint has excellent salt water resistance and salt mist resistance, and the particle size distribution of the polymer is adjusted by adopting a molecular weight regulator, so that the synthesized product can form a film with higher glossiness.)
技术领域
本发明涉及高分子材料的合成制备
技术领域
，尤其涉及一种用于高光泽水性工业漆丙烯酸乳液的制备方法。背景技术
随着各国环境法规对涂料中VOC含量的限制越来越严，水性化是金属防腐涂料的必然发展趋势，尤其是近年来中国政府加强环保立法，要求尽可能多的把金属防腐涂料水性化，因此进一步推动了水性防腐涂料用的合成树脂的发展。
水性苯丙乳液防腐涂料以无毒、不燃、施工方便安全、干燥快等受到越来越多的重视。但是很多情况下存在各种各样的问题，比如有的是防腐能力不佳，比如漆膜的耐水性差，附着力不佳等。还有的产品虽然防腐性能得到一定改善，但使用了稀少昂贵的特种功能单体和复杂的合成制造工艺，造成成本的提高与防腐性能的提高不成正比，也是造成水性防腐漆的发展推广的一个不利因素，为此我们提出了一种用于高光泽水性工业漆丙烯酸乳液的制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于高光泽水性工业漆丙烯酸乳液的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于高光泽水性工业漆丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：
S1，按质量份计准备如下原料包括：水450-600份、阴离子乳化剂5-15份、非离子乳化剂3-5份、磷酸酯乳化剂5-15份、苯乙烯200-300份、甲基丙烯酸5-15份、丙烯酸丁酯100-160份、丙烯酸异辛酯10-50份、硅烷偶联剂2-5份、引发剂0.5-3.5份、氧化剂0.5-2份、还原剂0.5-2份、分子量调节剂2-6份、丙烯酰胺3-6份、氨水5-15份；
S2，反应分为两个阶段，第一阶段是核单体进行微乳液聚合，第二阶段进行硬壳单体的常规乳液聚合；
S3，第一阶段微乳液聚合，把阴离子乳化剂乳化剂、非离子乳化剂，及脱离子水加入到反应瓶中，通氮气保护，搅拌溶解并升温到预定的目标温度值75-85℃；
S4，在另外两只单体瓶中配制两份单体，其中一只单体瓶配制单体、乳化剂和水的混合乳化液作为单体-1，在另一只单体瓶中配制壳单体作为单体-2；
S5，在预定温度75-85℃下，量取3-10%的核单体乳化液加入反应瓶，然后加入第一阶段的初始引发剂，体系将在几分钟内出现反应，体系温度自行升高几度；
S6，到初始放热峰过后，开始滴加剩下的核单体混合物和引发剂水溶液，滴加时间约120-180分钟，滴料期间控制反应温度在目标温度值75–85℃的范围内；
S7，第一阶段滴加完成后，保持温度在目标值30分钟；
S8，第二阶段的乳液聚合，先降温至65 ℃，把氧化剂加入到壳单体中，开始滴加，并同时滴加还原剂，滴加时间为1小时，滴完保温30分钟；
S9，降温到40℃以下，加入氨水中和后，然后过滤出料。
优选的，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾的一种或两种。
优选的，所述氧化剂为叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化氢的一种或两种。
优选的，所述还原剂为焦亚硫酸钠和高分子聚合新型还原剂 Bruggolite FF6M的一种或两种。
优选的，所述阴离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯琥珀酸盐、脂肪醇聚氧丙烯硫酸盐的一种或两种。
优选的，所述磷酸酯乳化剂为RS-610、RE-610、RS-710一种或两种。
优选的，所述非离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、半支链脂肪醇聚氧乙烯醚一种或两种。
优选的，所述分子量调节剂为十二烷基硫醇、正十八硫醇一种或两种，所述硅烷偶联剂为A-171，A-174一种或两种。
本发明提出的有益效果：
（1）本发明首先采用核壳反应工艺，里软外硬的结构，既保证较低的成膜助剂添加量，又能有较好的附着力、硬度和抗沾粘性。
（2）本发明的乳化剂的选用主要从考虑防腐性，乳液的稳定性和乳液与防腐配方的兼容性来综合考虑，乳化剂体系采用一种磷酸酯类，一种传统的阴离子乳化剂，一种非离子乳化剂的搭配，以便达到最好的防腐性，所制水性工业漆涂料耐盐水、耐盐雾性能优异。
（3）本发明采用分子量调节剂调节聚合物粒径分布，使合成产物能够形成光泽度较高的涂膜。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
一种用于高光泽水性工业漆丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：
S1、第一阶段乳液聚合，把阴离子乳化剂脂肪醇聚氧乙烯硫酸盐5份，非离子乳化剂（脂肪醇聚氧乙烯醚）3份及脱离子水300份加入到反应瓶中，通氮气保护，搅拌溶解并升温到预定的目标温度值（85℃）；
S2、配制两份单体，其中一只单体瓶配制核单体包括：磷酸酯乳化剂（RS-610）5份、水188份、苯乙烯200份、丙烯酸丁酯100份、甲基丙烯酸4份，十二烷基硫醇2份，丙烯酸异辛酯10份、丙烯酰胺3份;在另一只单体瓶中配制壳单体预乳液包括：苯乙烯100份、甲基丙烯酸1份、硅烷偶联剂（A-171）2份；
S3、在预定温度85℃下，称取5%的核单体乳化液加入反应瓶，然后加入第一阶段的初始引发剂包括：10份水和0.2份过硫酸铵，体系将在几分钟内出现反应，体系温度自行升高几度；
S4、到初始放热峰过后，开始滴加剩下的核单体混合物和引发剂水溶液（30份水和0.3份过硫酸铵），滴加时间约120分钟，滴料期间控制反应温度在目标温度值83-85℃范围内；
S5、第一阶段滴加完成后，保持温度在83-85℃值30分钟；
S6、第二阶段的乳液聚合，先降温至65 ℃，把叔丁基过氧化氢0.5加入到壳单体中，开始滴加，并同时滴加0.5份高分子聚合新型还原剂FF6M和30份水，滴加时间为1小时，滴完保温30分钟；
S7、降温到40℃以下，加入氨水5份中和后，然后过滤出料。
实施例二
一种用于高光泽水性工业漆丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：
S1、第一阶段乳液聚合，把阴离子乳化剂脂(肪醇聚氧乙烯琥珀酸盐)15份，非离子乳化剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)5份及脱离子水300份加入到反应瓶中，通氮气保护，搅拌溶解并升温到预定的目标温度值（85℃）；
S2、配制两份单体，其中一只单体瓶配制硬核单体包括：磷酸酯乳化剂(RE-610)15份、水130份、苯乙烯150份、丙烯酸丁酯160份、甲基丙烯酸14份，正十八硫醇6份，丙烯酸异辛酯30份，丙烯酰胺6份;在另一只单体瓶中配制软壳单体预乳液包括：苯乙烯50份、甲基丙烯酸1份、硅烷偶联剂（A-174）5份；
S3、在预定温度85℃下，称取5%的核单体乳化液加入反应瓶，然后加入第一阶段的初始引发剂包括：10份水和1份过硫酸钠，体系将在几分钟内出现反应，体系温度自行升高几度；
S4、到初始放热峰过后，开始滴加剩下的核单体混合物和引发剂水溶液（30份水和1.5份过硫酸钠），滴加时间约120分钟，滴料期间控制反应温度在目标温度值83-85℃范围内；
S5、第一阶段滴加完成后，保持温度在83-85℃值30分钟；
S6、第二阶段的乳液聚合，先降温至65 ℃，把二叔丁基过氧化氢2份加入到壳单体中，开始滴加，并同时滴加2份焦亚硫酸钠和30份水，滴加时间为1小时，滴完保温30分钟；
S7、降温到40℃以下，加入氨水15份中和后，然后过滤出料。
实施例三
一种用于高光泽水性工业漆丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：
S1、第一阶段乳液聚合，把阴离子乳化剂脂(肪醇聚氧乙烯琥珀酸盐)10份，非离子乳化剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)4份及脱离子水300份加入到反应瓶中，通氮气保护，搅拌溶解并升温到预定的目标温度值（85℃）；
S2、配制两份单体，其中一只单体瓶配制硬核单体包括：磷酸酯乳化剂(RS-710)9份、水153份、苯乙烯190份、丙烯酸丁酯150份、甲基丙烯酸9份，十二烷基硫醇3份，丙烯酸异辛酯50份，丙烯酰胺4份;在另一只单体瓶中配制软壳单体预乳液包括：苯乙烯50份、甲基丙烯酸1份、硅烷偶联剂（A-174）3份；
S3、在预定温度85℃下，量取5%的核单体乳化液加入反应瓶，然后加入第一阶段的初始引发剂包括：10份水和1份过硫酸钾，体系将在几分钟内出现反应，体系温度自行升高几度；
S4、到初始放热峰过后，开始滴加剩下的核单体混合物和引发剂水溶液（30份水和1份过硫酸钾），滴加时间约120分钟，滴料期间控制反应温度在目标温度值83-85℃范围内；
S5、第一阶段滴加完成后，保持温度在83-85℃值30分钟；
S6、第二阶段的乳液聚合，先降温至65 ℃，把叔丁基过氧化氢1份加入到壳单体中，开始滴加，并同时滴加1份高分子聚合新型还原剂FF6M和30份水，滴加时间为1小时，滴完保温30分钟；
S7、降温到40℃以下，加入氨水10份中和后，然后过滤出料。
实施例四
一种用于高光泽水性工业漆丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：
S1、第一阶段乳液聚合，把阴离子乳化剂脂(脂肪醇聚氧丙烯硫酸盐)12份，非离子乳化剂(半支链脂肪醇聚氧乙烯醚)4份及脱离子水300份加入到反应瓶中，通氮气保护，搅拌溶解并升温到预定的目标温度值（85℃）；
S2、配制两份单体，其中一只单体瓶配制硬核单体包括：磷酸酯乳化剂(RS-610)12份、水120份、苯乙烯150份、丙烯酸丁酯140份、甲基丙烯酸10份，正十八硫醇4份，丙烯酸异辛酯40份，丙烯酰胺5份;在另一只单体瓶中配制软壳单体预乳液包括：苯乙烯70份、甲基丙烯酸2份、4份硅烷偶联剂A-171；
S3、在预定温度85℃下，量取5%的核单体乳化液加入反应瓶，然后加入第一阶段的初始引发剂包括：10份水和1份过硫酸铵，体系将在几分钟内出现反应，体系温度自行升高几度；
S4、到初始放热峰过后，开始滴加剩下的核单体混合物和引发剂水溶液（30份水和1份过硫酸铵），滴加时间约120分钟，滴料期间控制反应温度在目标温度值83-85℃范围内；
S5、第一阶段滴加完成后，保持温度在83-85℃值30分钟；
S6、第二阶段的乳液聚合，先降温至65 ℃，把叔丁基过氧化氢1.5份加入到壳单体中，开始滴加，并同时滴加1.5份高分子聚合新型还原剂FF6M和30份水，滴加时间为1小时，滴完保温30分钟；
S7、降温到40℃以下，加入氨水12份中和后，然后过滤出料。
各实施例统计如下表格
综上所述，本方案具有如下效果：
（1）本发明首先采用核壳反应工艺，里软外硬的结构，既保证较低的成膜助剂添加量，又能有较好的附着力、硬度和抗沾粘性。
（2）本发明的乳化剂的选用主要从考虑防腐性，乳液的稳定性和乳液与防腐配方的兼容性来综合考虑，乳化剂体系采用一种磷酸酯类，一种传统的阴离子乳化剂，一种非离子乳化剂的搭配，以便达到最好的防腐性，所制水性工业漆涂料耐盐水、耐盐雾性能优异。
（3）本发明采用分子量调节剂调节聚合物粒径分布，使合成产物能够形成光泽度较高的涂膜。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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