一種抗回粘彈性丙烯酸水分散體及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種抗回粘彈性丙烯酸水分散體及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 丙烯酸酯乳液綜合性能較為優異，具有色淺、保光、保色、耐候、耐腐蝕性等優點， 因此廣泛應用于涂料、膠黏劑等領域。但自身也具有一定的局限性，例如其耐水性、耐候性 不佳，硬度和柔性也往往達不到理想要求。為了克服丙烯酸酯乳液存在的這一系列問題，許 多研宄者針對此展開了不少嘗試，目前主要采用改性的方法來提高其性能，包括納米粒子 改性、交聯改性、聚氨酯改性等等，且都已取得了一定的成果。如公開號CN100584867 C公 開了一種無機納米粒子改性室溫自交聯丙烯酸酯乳液的制備方法，該方法首先制備雙鍵的 納米二氧化硅，再與丙烯酸酯及單體聚合，然后加入交聯劑，最終獲得室溫自交聯丙烯酸酯 乳液；該方法獲得的乳液具有儲存穩定性，形成的涂層有較高的鉛筆硬度、耐水性、抗粘污 性、抗化學品性及抗老化性，應用范圍廣；但其制備工藝相對較為復雜，而且，經其它改性劑 改性的丙烯酸酯乳液還存在柔性、抗回粘性不佳等問題，所以尋找相對更好的聚合方法是 研宄的重點和難點。
[0003] 傳統的丙烯酸酯乳液，由于采用線型結構，盡管可以控制分子量，但目前的乳液聚 合方法很難使分子量增長，也無法滿足抗回粘或彈性強度堅固的要求。同時其耐水性、耐 候性不佳，而含不飽和鍵的硅氧烷正是可以用于改善聚合物性能的一種理想材料。如公開 號CN 101735412 A公開了一種有機硅及納米二氧化硅改性丙烯酸樹脂無皂乳液的制備方 法。該發明采用反應性乳化劑替代常規乳化劑，首先使丙烯酸酯類單體、（甲基）丙烯酸、乙 烯基硅油和含雙鍵烷氧基硅烷進行無皂乳液聚合，然后加入正硅酸乙酯發生溶膠-凝膠反 應，制得有機硅及納米二氧化硅改性丙烯酸樹脂無皂乳液，該發明可完全消除小分子乳化 劑對丙烯酸樹脂乳液涂飾劑的不利影響，將有機硅和納米Si02的優良特性引入丙烯酸樹 月旨，克服了丙烯酸樹脂熱粘冷脆、耐水性差、抗溶劑性差等缺點，提高其力學性能、附著力、 和耐磨性。又如公開號CN 1385447 A公開了一種有機硅一丙烯酸酯納米乳液，該發明采 用直接引發劑，先制備種子乳液，再將單體經預乳化后，采用連續滴加法在3~5個小時內 將預乳液滴加到種子乳液中反應；該發明的納米乳液比同樣條件下的非硅烷基化丙烯酸酯 乳液和硅烷基化丙烯酸酯乳液具有更優越的耐水性、耐擦洗性、耐化學溶劑性、耐候性、耐 沾污性、抗粘著力、交聯度、附著力、硬度和拉伸強度，廣泛用于高檔建筑外墻涂料、水性木 器涂料、防水涂料和金屬合金板材裝潢涂料以及水性膠粘劑等。再如有專利利用不飽和鍵 的有機娃來改性丙稀酸醋乳液，公開號CN 1362429 A公開了一種有機娃丙稀酸乳液，該方 法是通過含不飽和雙鍵的有機硅單體、不飽和酸和不飽和單體在乳化劑存在下先進行乳液 共聚，再與羥基聚硅氧烷反應得到，合成有機硅丙烯酸酯乳液，不飽和雙鍵的有機硅單體的 使用量為1%_20%。此合成方法解決了以往乳液制成的涂料耐水性、耐洗刷性、耐沾污性和耐 老化性能不高的問題，可用于高性能涂料的工業生產中。
[0004] 但是上述這些方法制備的丙烯酸酯乳液，還是普遍存在柔性不佳，回粘性強等缺 點。

【發明內容】

[0005] 針對現有丙烯酸酯乳液存在的抗回粘性、硬度和柔性不佳的缺陷，本發明的目的 是提出一種抗回粘彈性丙烯酸水分散體及其制備方法。
[0006] 實現本發明目的的技術方案是：一種抗回粘彈性丙烯酸水分散體，其特征在于： 該水分散體是采用高軟化點的納米二氧化硅雜化丙烯酸乳液與低軟化點的納米二氧化硅 雜化丙烯酸乳液在硅氧烷偶聯劑的作用下，復配而成，其中高軟化點納米二氧化硅雜化丙 烯酸乳液與低軟化點納米二氧化硅雜化丙烯酸乳液的質量比為5-9:1-5。
[0007] 所述高軟化點的納米二氧化硅雜化丙烯酸乳液的軟化點為50°C至70°C;所述低軟 化點的納米二氧化硅雜化丙烯酸乳液的軟化點為_30°C至-KTC。
[0008] 所述硅氧烷偶聯劑為氫化硅油，其含氫量為1-3%。
[0009] 所述納米二氧化硅雜化丙烯酸乳液是通過以下具體方法制備而成：以質量分數 計，首先，將總質量為20-50份多種含雙鍵可聚合單體投入單體罐內混合均勻，配制成混合 單體，待用；其次，將〇. 1-0. 3份引發劑、0. 1-0. 3份乳化劑、0. 15份pH調節劑投入引發劑 罐中，加入50%去離子水攪拌溶解配制引發劑-乳化劑緩沖溶液，去離子水的總量為40-60 份，待用；接著，在帶有滴加裝置、冷凝管、攪拌棒、溫度計的四口燒瓶中投入3-20份二氧化 硅含量為30%的硅溶膠、0. 5-2份有機硅單體和剩下的50%去離子水，在攪拌條件下緩慢 加入配制好的引發劑-乳化劑緩沖溶液以及50%混合單體，分散15-25min，其中攪拌速度 110-130r/min ;再者，升溫至80-85°C攪拌反應l_2h后，開始勻速加入剩余的50%混合單 體，I. 5-3. Oh加完，保溫反應l-3h，降溫，出料，過濾后得到納米二氧化硅雜化丙烯酸乳液。
[0010] 所述有機硅單體包括但不限于乙烯基三乙氧基硅烷（A-151)、甲基丙烯酰氧基丙 基三甲氧基硅烷（A-174)等含不飽和雙鍵的有機硅氧烷單體。
[0011] 所述的含雙鍵可聚合單體包括但不限于苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙 烯酸乙酯、丙烯酸。
[0012] 所述的乳化劑為陰離子型乳化劑或非離子型乳化劑，其中陰離子型乳化劑為十二 烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、油酸鈉中的至少一種，非離子型乳化劑為壬基酚聚氧乙烯 醚、辛基酚聚氧乙烯醚、油酸中的至少一種。
[0013] 所述的引發劑為過硫酸鉀、過硫酸銨中的至少一種。
[0014] 所述的PH調節劑為碳酸氫鈉、碳酸氫二鈉中的至少一種。
[0015] 所述抗回粘彈性丙烯酸水分散體的制備方法，包括以下步驟：（1)分別制備出高 軟化點納米二氧化硅雜化丙烯酸乳液和低軟化點納米二氧化硅雜化丙烯酸乳液；（2)按 照比例將高、低軟化點的納米二氧化硅雜化丙烯酸乳液放置于常溫下混合均勻，低速攪拌 20-25min后，緩慢加入硅氧烷偶聯劑并攪拌均勻，即得抗回粘彈性丙烯酸水分散體。
[0016] 本發明的優點是：本發明制備的抗回粘彈性丙烯酸水分散體，相比于傳統的丙烯 酸酯乳液，具有更好的柔性和抗回粘性，以及良好的硬度和極好的耐水性，可應用于塑料表 面涂裝(如PVC，ABS，PC，PMMA，PS等)，效果得到有效提升。
【具體實施方式】
[0017] 現結合具體實施例，對本發明的技術內容作進一步的描述。
[0018] 實施例1 本實施例中抗回粘彈性丙烯酸水分散體的配方：軟化點為50至70°C的高軟化點納米 二氧化硅雜化丙烯酸乳液、軟化點為-30°C至-KTC的低軟化點納米二氧化硅雜化丙烯酸 乳液以及含氫量為1-3%的氫化硅油。
[0019] 其制備方法包括如下步驟： a、 高軟化點納米二氧化硅雜化丙烯酸乳液的制備：以質量分數計，將全部的含雙鍵可 聚合單體(苯乙烯30份，丙烯酸丁酯9份，甲基丙烯酸甲酯10份，丙烯酸1份）投入單體罐 混合均勻，配制成混合單體，待用；其次，將0. 15份過硫酸銨引發劑、0. 15份十二烷基硫酸 鈉乳化劑、〇. 15份碳酸氫鉀pH調節劑投入引發劑罐中，加入20份的去離子水攪拌溶解配制 引發劑-乳化劑緩沖溶液，待用；接著，在帶有滴加裝置、冷凝管、攪拌棒、溫度計的四口燒 瓶中投入9份二氧化硅含量為30%的硅溶膠、1份A-151和剩下的20份去離子水，在攪拌條 件下緩慢加入配制好的引發劑-乳化劑緩沖溶液以及50%混合單體，分散15-25min，攪拌速 度120 r/min，；升溫至80°C攪拌反應I h后，開始勻速加入剩余的50%混合單體，I. 5 h加 完，保溫反應2 h，降溫，出料，過濾后得到高軟化點納米二氧化硅雜化丙烯酸酯乳液； b、 低軟化點納米二氧化硅雜化丙烯酸乳液的制備：只是改變含雙鍵可聚合單體的用 量為苯乙烯14份，丙烯酸丁酯30份，甲基丙烯酸甲酯5份，丙烯酸1份，其他配方及工藝與 步驟a相同，得低軟化點納米二氧化硅雜化丙烯酸乳液； c、 抗