專利名稱：一種環(huán)保型涂料印花粘合劑的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種聚丙烯酸酯水性涂料粘合劑制備方法及應用，特別是涉及一種涂料印花粘合劑制備方法。
二、技術背景隨著人民生活水平的不斷提高，人們對自身所處的環(huán)境要求也越來越高，環(huán)保法規(guī)日趨嚴格。進入90年代以來，世界涂料需求量以3 %的速度遞增，而涂料生產(chǎn)中所使用的有機溶劑，涂裝成膜后揮發(fā)出大量的揮發(fā)性有機化合物(VOC)，且VOC在日光的作用下會發(fā)生如下的反應V0C+N02+02+日光一03+C02+H20,生成的O3在較低的濃度下就會對人體健康產(chǎn)生非常不利的影響。據(jù)報道，就污染大氣的VO排放而言，1995年全世界向大氣中排放占 50%，涂料中溶劑占17.5%，約為350萬噸，可見涂料已成為污染大氣的第二大戶。因此為了人類的健康安全，應大力發(fā)展水性、高固含量和粉末等綠色環(huán)保型涂料。目前進展最大的當屬涂料水性化。在某些發(fā)達國家，水性涂料(包括水溶性和水分散性涂料)產(chǎn)量已達到涂料總產(chǎn)量的50%以上，全球每年水性涂料的需求量以大于10%的速度遞增。我國涂料工業(yè)已有80多年的歷史，且已成為我國現(xiàn)代精細化工的重要領域之一。 水性涂料是以水為溶劑或分散介質(zhì)的涂料，由于以水代替了有機溶劑，它有利于環(huán)境保護和防止火災，且改善操作環(huán)境和勞動條件。特別是在建筑涂料中，世界發(fā)達國家的水性涂料已有取代溶劑型涂料的趨勢。丙烯酸酯樹脂涂料因其優(yōu)異的光澤、硬度、豐滿度，用途越來越廣。近年來，隨著對環(huán)保及能源的重視，水性涂料已成為涂料發(fā)展的一個重要方向。乳液涂料是水性涂料中最重要的一種，乳液涂料因?qū)Νh(huán)境友好而逐漸代替溶劑涂料，但丙烯酸酯乳液聚合涂料在涂膜性能上還存在著光澤、耐水性、豐滿度等方面不如同類溶劑型涂料。因為，小分子乳化劑會影響到乳液漆膜的附著力、耐水性和光澤度等，如何解決乳液聚合中的這些問題，使乳液聚合推廣應用進一步擴大，是乳液聚合的關鍵問題。本發(fā)明采用一種水溶性的非離子型表面活性劑代替小分子乳化劑，對丙烯酸酯類單體進行乳液聚合的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是合成一種具有良好穩(wěn)定性丙烯酸酯乳液，使用中顯示出以下的優(yōu)良性能防腐、耐堿、耐水、成膜性好、保色性佳，無污染等，并且容易配成施工性良好的涂料，涂裝工作環(huán)境好，使用安全。本發(fā)明的目的是提供一種聚丙烯酸酯乳液的制備方法；本發(fā)明提供的聚丙烯酸酯乳液用作涂料印花粘合劑的使用方案；本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種水性涂料及一種涂料印花粘合劑的制備方法，該涂料及粘合劑具有環(huán)保性、力學性能優(yōu)良、并且制備方法簡單、成本較低等優(yōu)點。發(fā)明原理是采用非離子型乳化劑，利用兩種或兩種以上丙烯酸酯類雙鍵的可反應性，通過加入引發(fā)劑進行聚合，合成一種具有良好穩(wěn)定性的聚合物乳液，用作涂料。
本發(fā)明為解決上述技術問題采用以下的技術方案1. 一種硬單體和軟單體乳液共聚制備的涂料，其特征在于所述材料采用一種非離子性表面活性劑作為乳化劑，將丙烯酸、硬單體及軟單體進行乳液聚合而成，即先按丙烯酸軟單體硬單體非離子性乳化劑水質(zhì)量比=1 5 5 1 23.3的比例進行乳化，得到一種均勻的混合物，取1/10量的乳液加入一定量去離子水及1/3量的引發(fā)劑，升溫至65°C攪拌反應1小時，至反應釜內(nèi)乳液變藍并出現(xiàn)回流，至回流停止后將剩余的單體混合物滴加到反應體系中，每隔半小時加入剩余的引發(fā)劑，滴加完畢，繼續(xù)反應0.5小時， 將溫度降低到40°C以下，加入NaH-CO3水溶液調(diào)節(jié)pH值至7-7. 5，過濾得到一種固含量為 40%的乳液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯酸酯涂料，其特征在于聚丙烯酸酯的粘均分子量為3. 1 X IO5,其質(zhì)量百分含量為40 % -60 %。3.本發(fā)明提供的硬單體和軟單體共聚物彈性材料，不僅具有硬單體的透明性，也具有軟單體的柔韌性，是一種可降解的環(huán)保型材料，而且能在許多方面進行性能改進，而用于更廣的領域。此材料不僅力學性能優(yōu)良，具有生物可降解性，環(huán)保性，而且制備方法簡單、 成本較低，具有原始創(chuàng)新性。本發(fā)明首次將硬單體和軟單體兩種單體用非離子型表面活性劑制備環(huán)保型的共聚物涂料，經(jīng)乳液性能及涂膜性能測試，其材料制備的膜材料具有良好的光澤度、耐水性、 豐滿度。紅外光譜見


。
四
圖1，2是硬單體甲基丙烯酸甲酯和軟單體丙烯酸丁酯的紅外光譜；圖3是聚丙烯酸酯的紅外光譜；圖4是聚丙烯酸酯廣角X射線衍射的測試圖圖5是聚丙烯酸酯的樣品圖。五、具體的實施方式下面通過實驗實施例對本發(fā)明進行具體描述，有必要在此指出的是本實施例只用于本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領域的技術熟練人員可以根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。實施例1在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮氣保護及加料裝置的三口瓶中，加入 22. 5克甲基丙烯酸甲酯，22. 5克丙烯酸丁酯，0. 45克丙烯酸，4. 5克十二烷基苯磺酸鈉和 0P-10乳化劑(質(zhì)量比為2 1)和一定量的去離子水(總水量的2/3)，在40°C溫度回流冷凝的情況下乳化90分鐘。取其中1/3的預乳液于三口瓶中，加入剩余的去離子水和1/3 的引發(fā)劑，攪拌、回流冷凝在80°C條件下進行制備，反應120分鐘，直到乳液呈淺藍色。將剩余的預乳化液在滴液漏斗中，緩緩滴入反應器，并補加剩余的引發(fā)劑，制備粘合劑，滴加完畢后，加入NaHCO3水溶液調(diào)節(jié)pH值至7-7. 5，保溫60分鐘取出。所得水性乳液的固含量為 30%，乳膠粒徑為0. 12um，粘度為80mPa · S，剝離強度為470N/m，貯存穩(wěn)定性>半年；實施例2在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮氣保護及加料裝置的三口瓶中，加入 22. 5克甲基丙烯酸甲酯，22. 5克丙烯酸丁酯，0. 45克丙烯酸，4. 5克非離子型乳化劑和一定量的去離子水(總水量的2/ ，在40°C溫度回流冷凝的情況下乳化90分鐘。取1/3預乳化液于三口瓶中，假如剩余的去離子水和1/3引發(fā)劑，攪拌、回流冷凝在80°C條件下進行制備，反應120分鐘，將剩余的預乳化液在滴液漏斗中，緩緩滴入反應器，并補加剩余的引發(fā)齊IJ，制備粘合劑，滴加完畢后，加入NaHCO3水溶液調(diào)節(jié)pH值至7-7. 5，保溫60分鐘取出。所得水性乳液的固含量為40%，乳膠粒徑為0. 10um，粘度為60mPa *S，剝離強度為460N/m，貯存穩(wěn)定性>半年；實施例3在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮氣保護及加料裝置的三口瓶中，加入 17. 5克甲基丙烯酸甲酯，5克苯乙烯，22. 5克丙烯酸丁酯，0. 45克丙烯酸，4. 5克非離子型乳化劑和一定量的去離子水(總水量的2/ ，在40°C溫度回流冷凝的情況下乳化90分鐘。 取1/3預乳化液于三口瓶中，假如剩余的去離子水和1/3引發(fā)劑，攪拌、回流冷凝在80°C條件下進行制備，反應120分鐘，將剩余的預乳化液在滴液漏斗中，緩緩滴入反應器，并補加剩余的引發(fā)劑，制備粘合劑，滴加完畢后，加入NaHCO3水溶液調(diào)節(jié)pH值至7-7. 5，保溫60分鐘取出。所得水性乳液的固含量為40%，乳膠粒徑為0. lOum，粘度為60mPa *S，剝離強度為 460N/m，貯存穩(wěn)定性 > 半年；實施例4在500ml裝有攪拌器、冷凝管、氮氣保護及加料裝置的三口瓶中，加入 22. 5克甲基丙烯酸丁酯，22. 5克丙烯酸丁酯，0. 45克丙烯酸，4. 5克非離子型乳化劑和一定量的去離子水(總水量的2/ ，在40°C溫度回流冷凝的情況下乳化90分鐘。取1/3預乳化液于三口瓶中，假如剩余的去離子水和1/3引發(fā)劑，攪拌、回流冷凝在80°C條件下進行制備，反應120分鐘，將剩余的預乳化液在滴液漏斗中，緩緩滴入反應器，并補加剩余的引發(fā)齊IJ，制備粘合劑，滴加完畢后，加入NaHCO3水溶液調(diào)節(jié)pH值至7-7. 5，保溫60分鐘取出。所得水性乳液的固含量為40%，乳膠粒徑為0. 08um，粘度為60mPa *S，剝離強度為500N/m，貯存穩(wěn)定性> 半年。
權(quán)利要求
1.一種水性聚丙烯酸酯涂料粘合劑的制備方法，由含不飽和雙鍵的硬單體、軟單體及丙烯酸三種單體在一定的乳化劑乳化作用下通過自由基乳液聚合而成，所述的乳化劑是分子式為R(OCH2CH2)nOH的一種非離子型表面活性劑，其R為C8_18的烷基、環(huán)氧烷基，η為 10-20 ；硬單體為以下所述的A和B其中的一種或兩種，軟單體為以下所述的C ；其引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨。
2.按照權(quán)利要求書中所述的水性聚丙烯酸酯涂料，其特征是所述的聚合物單體選自以下A或B和C中結(jié)構(gòu)式所述的化合物的一種或兩種。ACH3 =CH2 COOR1BCH=CH9 6CHC=CH5 I 2 COOR2其中式中R1和&分別為-CH3 ；-C4H7。
3.水性聚丙烯酸酯涂料粘合劑，其特征在于，包括去離子水，引發(fā)劑，混合單體，乳化劑和中和劑，混合單體包括硬單體、軟單體、丙烯酸。混合單體包括混合單體一和混合單體二， 混合單體一采用如下組分用量MW用量(總重量份loo)甲基丙烯酸甲酷1445丙烯酸丁酯14-15丙烯酸2.8-3混合單體二采用如下組分用量組分 ^用量(總重量份100) “甲基丙烯酸甲酷 445丙烯酸丁酯14-15苯乙烯10丙烯酸2.8-3乳化劑包括乳化劑一和乳化劑二，其中乳化劑為非離子型表面活性劑，乳化劑二采用如下組分用量
4.本發(fā)明提供的聚丙烯酸酯類材料，可用于涂料印花粘合劑、裝飾紙膜材料等用途。該聚丙烯酸酯涂料可用作涂料印花粘合劑，其印花處方為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水性聚丙烯酸酯涂料粘合劑的制備方法，系由兩種不飽和性硬單體、軟單體及丙烯酸三種單體在一種非離子型乳化劑乳化作用下通過乳液共聚而成，屬水性涂料制備工藝技術領域。本發(fā)明的內(nèi)容是在反應器中，以半連續(xù)法方式加入一定量的水介質(zhì)、乳化劑、引發(fā)劑、甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸等在70-85℃進行聚合反應4-7小時。使用本發(fā)明合成具有高度貯存穩(wěn)定性，其成膜性能良好，具有良好的光澤度。將其沉聚，也可制得一種具有透明優(yōu)良彈性的材料。由于其合成過程中無對環(huán)境有污染的單體，降解過程也不會產(chǎn)生污染性的化合物，這將是一種具有優(yōu)越環(huán)保性能的涂料，也可作為印花粘合劑及紡織上的漿料使用。該制備方法步驟簡單、易于操作、便于推廣，既有經(jīng)濟效益，又有社會效益。
文檔編號C08F2/30GK102477119SQ201010570739
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者朱虹, 潘勇軍, 陸必泰 申請人:武漢紡織大學