CN117106354A - 一种热塑性聚烯烃用水性底涂剂及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热塑性聚烯烃用水性底涂剂及其制备方法和用途,水性底涂剂包含丙烯酸酯树脂乳液和改性聚烯烃乳液,丙烯酸酯树脂具有核层、双壳层的核壳结构,双壳层包括第一壳层和第二壳层,核层的玻璃化转变温度大于所述第一壳层的玻璃化转变温度,所述核层的玻璃化转变温度大于所述第二壳层的玻璃化转变温度;第一壳层和第二壳层采用的功能单体为具有侧酸性基团、玻璃化转变温度低于40℃的单体。本发明通过采用双层壳结构的核壳结构丙烯酸酯树脂乳液配合改性聚烯烃乳液的使用制备的水性底涂剂,能有效提高底涂剂在热塑性聚烯烃表面的附着效果,并具有优异后涂覆效果,能够有效改善热塑性聚烯烃防水卷材和其他涂层材料的层间配伍性。
Description
技术领域
本发明属于功能涂料技术领域,具体涉及一种热塑性聚烯烃用水性底涂剂及其制备方法和用途。
背景技术
TPO防水卷材即热塑性聚烯烃类防水卷材,是以采用先进聚合技术将乙丙橡胶与聚丙烯结合在一起的合成树脂为基料,加入抗氧剂、防老剂等助剂制成的合成高分子防水卷材,兼具乙丙橡胶优异的耐候性、抗老化性与聚丙烯的可焊接性,适用于建筑外露或非外露的屋面及建筑地下防水,是工业厂房、公用建筑、光伏一体化建筑等屋面的优选防水材料之一。
但是,由于TPO独特的表面性质,在其表面涂覆涂层一直是TPO表面处理和修饰的难点。其中,以环氧树脂、聚氨酯为代表的溶剂型涂料是目前TPO卷材表面处理用涂料的主要选择,这主要由于这两种树脂在低极性表面具有良好的粘结性能。
中国专利CN 103820006 B公开了一种TPO卷材表面处理用双组分溶剂型涂料,其中A组份包括环氧树脂、活性稀释剂、功能助剂、聚烯烃树脂及功能性填料,B组分包括改性胺固化剂、偶联剂及固化促进剂,该涂料能够直接在TPO卷材表面牢固粘接且能克服TPO卷材表面变形、开裂等缺陷。中国专利CN 115768812 A公开了一种溶液或分散体形式的组合物作为TPO底漆,其包含酸酐改性聚烯烃、酸酐改性苯乙烯类嵌段共聚物和含异氰酸酯的交联剂,溶剂包含酮类以及烷基苯或烷烃溶剂,该涂料可以在热和压力作用下将TPO粘附至TPU、聚酯或PU上以改善剥离强度。上述专利虽然公开了一些可用于TPO表面增强附着力的涂料,但环氧树脂固有的韧性不足往往会导致其在使用过程中出现老化变色开裂,同时上述涂料中的有机溶剂会产生挥发性有机物而存在一定毒性和环境问题,因此开发水性涂料用于TPO表面处理具有现实意义。
然而,由于TPO表面能低,水性组分难以达到小于TPO的表面能,因此水性组分无法很好地浸润TPO,从而形成有效粘合力。相关研究已经证实水性聚氨酯、水性丙烯酸等材料对TPO表面的附着较差,无法满足应用需求。
国外相关研究表明,通过大气氧化和/或UV降解进行表面改性的TPO,特殊功能的水性丙烯酸乳胶涂料可以粘附于其表面达到修复目的,其在老化TPO表面的粘附力明显更优。然而其工艺复杂。目前鲜少有能够适用于TPO表面处理的水性底涂剂以增强TPO表面的附着力。因此,如何设计合适的水性底涂物用于TPO表面处理以增强附着力是一个兼具挑战性和应用前景的课题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足而提供一种能够应用于热塑性聚烯烃卷材表面处理以增强附着力的水性底涂剂。
为达到上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种热塑性聚烯烃用水性底涂剂,所述水性底涂剂包含丙烯酸酯树脂乳液和改性聚烯烃乳液,所述丙烯酸酯树脂具有核层、双壳层的核壳结构,所述双壳层包括第一壳层和第二壳层,所述第一壳层位于所述核层和第二壳层之间,其中,所述核层通过核层聚合单体聚合得到,所述第一壳层通过第一壳聚合单体聚合得到,所述第二壳层通过第二壳聚合单体聚合得到;
所述核层的玻璃化转变温度大于所述第一壳层的玻璃化转变温度,所述核层的玻璃化转变温度大于所述第二壳层的玻璃化转变温度;
所述第一壳聚合单体包括室温自交联单体、功能单体、硬单体和软单体;
所述第二壳聚合单体包括室温自交联单体、功能单体、硬单体和亲水单体;
所述功能单体为具有侧酸性基团、玻璃化转变温度低于40℃的单体。
本发明中,所述核层的理论玻璃化转变温度为-10~10℃,所述第一壳层的理论玻璃化转变温度为-25~0℃,所述第二壳层的理论玻璃化转变温度为-38~-10℃,所述核层、第一壳层、第二壳层的理论玻璃化转变温度通过Fox公式计算得到,计算时不将室温自交联单体作为第一壳层组分,也不将室温自交联单体作为第二壳层组分。
在一些实施方式中,所述侧酸性基团为侧羧酸或侧磷酸。
在一些具体实施方式中,所述功能单体为β-丙烯酰氧基丙酸(β-CEA)、乙二醇单甲基丙烯酸磷酸酯、甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、甲基丙烯酸烷基磷酸酯、乙烯基烷基磷酸酯、Lexomer TM50中的一种或几种的组合。
在一些具体实施方式中,所述功能单体为索尔维Sipomer β-CEA、索尔维SipomerPAM、Lexomer TM50中的一种或几种的组合。具体如索尔维Sipomer β-CEA、索尔维SipomerWam Ⅱ、索尔维Sipomer PAM-100、索尔维Sipomer PAM-200、索尔维Sipomer PAM-4000、索尔维Sipomer PAM-5000、Lexomer TM50中的一种或几种的组合。
本发明中,所述功能单体具有侧酸性基团,相对于普通聚合单体而言,所述功能单体具有较长的侧链,其能够给予丙烯酸酯树脂分子良好的柔顺性,促使壳层和热塑性聚烯烃表面间产生更有效的相互作用,提高持粘性。
在一些实施方式中,所述第一壳聚合单体中,所述室温自交联单体为羟乙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺及其衍生物、N-异丁氧基甲基丙烯酰胺、N-正丁氧基甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰脲中的一种或几种的组合。
在一些实施方式中,所述第二壳聚合单体中,所述室温自交联单体为甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯。
在一些实施方式中,所述第一壳聚合单体中,所述室温自交联单体、功能单体、硬单体和软单体的投料摩尔比为1:2~8:7~12:8~12。
在一些实施方式中,所述第二壳聚合单体中,所述室温自交联单体、功能单体、软单体和亲水单体的投料摩尔比为1:4~12: 8~15:1~5。
在一些实施方式中,所述硬单体为丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸环己酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯中的一种或几种的组合;所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸羟乙酯、异十三烷基丙烯酸酯、丙烯酸十六酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的一种或几种的组合;所述亲水单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯二酸、亚甲基丁二酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种的组合。
在一些实施方式中,所述核层聚合单体、第一壳聚合单体、第二壳聚合单体的投料摩尔比为1:0.4~1:0.4~1.5。
在一些实施方式中,所述核层聚合单体包括硬单体、软单体和亲水单体,所述软单体、硬单体和亲水单体的投料摩尔比为10~20:10~20:1。
在一些实施方式中,所述丙烯酸酯树脂乳液的制备方法包括分别配制核层聚合单体预乳液、第一壳聚合单体预乳液和第二壳聚合单体预乳液,使所述核层聚合单体预乳液聚合得到核层聚合物,然后加入第一壳聚合单体预乳液聚合得到第一壳层聚合物,再加入第二壳聚合单体预乳液聚合得到第二壳层聚合物的步骤。
在一些具体实施方式中,所述丙烯酸酯树脂乳液的制备方法包括以下步骤:
步骤S1、将核层聚合单体、复合乳化剂和水混合,制得核层聚合单体预乳液;将第一壳聚合单体、复合乳化剂和水混合,制得第一壳聚合单体预乳液;将第二壳聚合单体、复合乳化剂和水混合,制得第二壳聚合单体预乳液;
步骤S2、向含有缓冲剂、复合乳化剂、水的反应釜内加入10~30%的核层聚合单体预乳液和10~30%的引发剂,引发聚合反应得到种子乳液;
步骤S3、向所述反应釜中滴加10~30%的引发剂及剩余核层聚合单体预乳液,进行核层聚合反应;
步骤S4、向所述反应釜中滴加10~30%的引发剂及第一壳聚合单体预乳液,进行第一壳层聚合反应;
步骤S5、向所述反应釜中滴加剩余引发剂及第二壳聚合单体预乳液,进行第二壳层聚合反应。
在一些实施方式中,所述制备方法还包括在步骤S5之后向所述反应釜中加入pH调节剂调节pH为7~8,以及向所述反应釜中加入乙二胺的步骤。
进一步地,步骤S2中,所述引发聚合反应的温度为60~80℃;步骤S3中,所述核层聚合反应的温度为60~80℃;和/或,
步骤S4中,所述第一壳层聚合反应的温度为70~90℃;步骤S5中,所述第二壳层聚合反应的温度为75~95℃。
进一步地,所述引发剂为过氧化物类的热分解引发剂,所述引发剂的总用量为核层聚合单体、第一壳聚合单体和第二壳聚合单体三者总用量的0.2~0.4%。
所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵等中的一种或几种的组合。
进一步地,所述复合乳化剂为非离子乳化剂、两性离子乳化剂和阴离子型乳化剂按照质量比1-2:0.5-1.5:0.1-0.5的复配,所述复合乳化剂的总用量为核层聚合单体、第一壳聚合单体和第二壳聚合单体三者总用量的2~4%。
所述非离子乳化剂是高级脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚型非离子乳化剂和多元醇酯型非离子乳化剂中的一种;两性离子乳化剂是壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、脂肪醇醚硫酸钠盐中的一种;阴离子型乳化剂是有羧酸盐、硫酸盐、磺酸盐型乳化剂中的一种。
所述丙烯酸酯树脂乳液的固含量为40~60%。
在一些实施方式中,所述改性聚烯烃乳液为水性马来酸酐改性聚烯烃乳液,所述丙烯酸酯树脂乳液与水性马来酸酐改性聚烯烃乳液的质量比为80~90:1~10。
在一些具体实施方式中,所述改性聚烯烃乳液为先进聚合物公司的AdvaBond7418、AdvaBond 7419、AdvaBond 7424、AdvaBond 7426、AdvaBond 7251,伊士曼的EastmanCP 310W中的一种或几种的组合。
在一些实施方式中,所述水性底涂剂还包含附着力促进树脂,其为具有支链聚合物结构的阳离子聚乙烯亚胺,重均分子量小于等于25000。
所述附着力促进树脂的聚乙烯亚胺具有和热塑性聚烯烃材料类似的分子结构,可以通过相似相容原料在低表面能的热塑性聚烯烃表面润湿,并以范德华力作用进行有效附着,进一步提升底涂层与热塑性聚烯烃之间的附着力。
在一些实施方式中,所述丙烯酸酯树脂乳液与附着力促进树脂的质量比为80~90:0.1~2。
在一些实施方式中,所述附着力促进树脂为Lupasol系列表面活性剂。具体如所述附着力促进树脂为巴斯夫Lupasol SNA、Lupasol SK等。
本发明采取的第二种技术方案为:一种上述所述的热塑性聚烯烃用水性底涂剂用于热塑性聚烯烃防水卷材的用途。
由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:
本发明通过采用双层壳结构的核壳结构丙烯酸酯树脂乳液配合改性聚烯烃乳液的使用制备的水性底涂剂,能有效提高底涂剂在热塑性聚烯烃表面的附着效果,并具有优异后涂覆效果,能够有效改善热塑性聚烯烃防水卷材和其他涂层材料的层间配伍性。
具体实施方式
目前鲜少有能够适用于TPO表面处理的水性底涂剂以增强TPO表面的附着力。本发明采用具有室温自交联性质的双壳层的核壳结构的丙烯酸酯树脂乳液和改性聚烯烃乳液复配使用,特殊的分子结构可以产生多重分子间相互作用,协同提高水性底涂剂在低表面能热塑性聚烯烃表面的附着力,产生有效粘接作用,且全水性绿色环保。具体地,第一方面,核壳结构的丙烯酸酯树脂使底涂层具有耐水、耐曲扰、防返粘、延伸性大等性能,其独特的异相结构可提高在低表面能表面的润湿性,同时双壳层均具有室温自交联性质,可构建起致密的高分子网络膜层,形成有效粘接力。第二方面,壳层分子结构中较长的侧链给予分子良好的柔顺性,促使壳层和热塑性聚烯烃表面间产生更有效的相互作用,提高持粘性。第三方面,改性聚烯烃乳液具有和聚烯烃材料类似的分子结构,可以通过相似相容原理在低表面能的聚烯烃表面润湿,并以范德华力作用进行有效附着。第四方面,丙烯酸树脂分子与聚烯烃分子通过内部缠结形成互穿结构,交联后该结构被很好地固定,进一步加强高附着力基团和基于相似相容原理的范德华力协同作用提高粘结力和持粘性。通过上述丙烯酸酯树脂乳液和改性聚烯烃乳液复配可有效提高底涂层在热塑性聚烯烃表面的附着效果,并具有优异后涂覆效果,有效改善聚烯烃和其他涂层材料的层间配伍性。
下面结合具体实施例详细说明本发明的技术方案,以便本领域技术人员更好理解和实施本发明的技术方案,但并不因此将本发明限制在所述的实例范围之中。
实施例1
本实施例提供的水性底涂剂,由80份室温自交联丙烯酸酯树脂乳液、10份改性聚烯烃乳液AdvaBond 7418、0.1份巴斯夫Lupasol SNA搅拌30min得到。
本例中,室温自交联丙烯酸酯树脂乳液通过以下方法制备得到:
(1)配制核层聚合单体预乳液:将丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯按摩尔比1:10:10充分混合后,升温至55℃,加入复合乳化剂的去离子水溶液(复合乳化剂与去离子水的质量比为1:30),预乳化20min,得到核层聚合单体预乳液,复合乳化剂的用量为核层聚合单体用量的2%;
(2)配制第一壳聚合单体预乳液:将N-羟甲基丙烯酰胺、Sipomer β-CEA、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸月桂酯按照摩尔比1:4:10:10充分混合后,升温至55℃,加入复合乳化剂的去离子水溶液(复合乳化剂与去离子水的质量比为1:30),预乳化20min,得到第一壳聚合单体预乳液,复合乳化剂的用量为第一壳聚合单体用量的2%;
(3)配制第二壳聚合单体预乳液:将甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯、Sipomer β-CEA、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸按照摩尔比为1:6:9:3充分混合后,升温至55℃,加入复合乳化剂的去离子水溶液(复合乳化剂与去离子水的质量比为1:30),预乳化20min,得到第二壳聚合单体预乳液,复合乳化剂的用量为第二壳聚合单体用量的2%;
(4)配制引发剂溶液:将过硫酸钾和去离子水配制成浓度为10%的过硫酸钾溶液;
(5)按照单体总摩尔比1:0.8:1.2分别取核层聚合单体预乳液、第一壳聚合单体预乳液和第二壳聚合单体预乳液,按照过硫酸钾的用量为所有单体总用量的0.3%取过硫酸钾溶液;
(6)在氮气氛围下,向加入有缓冲液的反应釜中加入1/4质量的核层聚合单体预乳液、1/4质量的过硫酸钾溶液,70℃下冷凝回流反应30min,得到种子乳液;保持70℃,向反应釜中缓慢滴加1/4质量的过硫酸钾溶液和剩余核层聚合单体预乳液,2h滴完,继续反应1.5h,其中,缓冲液由水、复合乳化剂和NaHCO3按质量比1:0.01:0.01构成,水的用量使最终丙烯酸酯树脂乳液的固含为50%;
(7)升温至80℃,向反应釜中滴加第一壳聚合单体预乳液和1/4质量的过硫酸钾溶液,2h滴完,保持80℃继续反应2h;
(8)保持80℃,向反应釜中滴加第二壳聚合单体预乳液和1/4质量的过硫酸钾溶液,2h滴完,升温至85℃反应2h;
(9)降温至室温,用氨水调节pH至7~8,加入质量浓度20%的乙二胺水溶液,乙二胺的用量是甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯质量的1/4,搅拌20min后过滤后得到核壳结构的丙烯酸酯树脂乳液。
本例中使用的复合乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、十二烷基硫酸钠按质量比1:0.5:0.5的复配。
实施例2
本实施例提供的水性底涂剂,与实施例1的不同之处在于:
步骤(2)中,N-羟甲基丙烯酰胺、Sipomer β-CEA、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸月桂酯的摩尔比为1:7.5:8:8.5;
步骤(3)中,甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯、Sipomer β-CEA、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸的摩尔比为1:11:15:5。
实施例3
本实施例提供的水性底涂剂,与实施例1的不同之处在于:
步骤(5)中,按照单体总摩尔比1:0.5:0.5分别取核层聚合单体预乳液、第一壳聚合单体预乳液和第二壳聚合单体预乳液。
实施例4
本实施例提供的水性底涂剂,与实施例1的不同之处在于:
步骤(1)中,丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯的摩尔比为1:5:5。
步骤(2)、步骤(3)中,采用索尔维Sipomer PAM-100代替Sipomer β-CEA。
实施例5
本实施例提供的水性底涂剂,由85份室温自交联丙烯酸酯树脂乳液、5份改性聚烯烃乳液Eastman CP 310W、1份巴斯夫Lupasol SNA搅拌30min得到,其中,室温自交联丙烯酸酯树脂乳液的制备同实施例1。
对比例1
本对比例提供的水性底涂剂,与实施例1的不同之处在于:丙烯酸酯树脂乳液制备时,不添加第一壳聚合单体预乳液。
对比例2
本对比例提供的水性底涂剂,与实施例1的不同之处在于:第一壳聚合单体预乳液和第二壳聚合单体预乳液配制时不添加功能单体Sipomer β-CEA。
对比例3
本对比例提供的水性底涂剂,与实施例1的不同之处在于:第一壳聚合单体预乳液配制时不添加N-羟甲基丙烯酰胺,第二壳聚合单体预乳液配制时不添加甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯和乙二胺。
对比例4
本对比例提供的水性底涂剂,与实施例1的不同之处在于:不添加改性聚烯烃乳液。
采用Fox公式,对实施例1~5和对比例1~3制得的丙烯酸酯树脂乳液中的核层、第一壳层、第二壳层共聚物的理论玻璃化转变温度进行计算,计算时,第一壳层中的室温自交联单体不视为共聚物的组分,第二壳层中的室温自交联单体不视为共聚物的组分。如实施例1中,计算第一壳层共聚物的理论玻璃化转变温度时,仅将β-CEA、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸月桂酯作为第一壳层共聚物的各个组分;计算第二壳层共聚物的理论玻璃化转变温度时,仅将β-CEA、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸作为第二壳层共聚物的各个组分。结果如表1所示。
表1 实施例1~4和对比例1~3的丙烯酸酯树脂乳液的理论玻璃化转变温度
将实施例1~5和对比例1~4的水性底涂剂参照GBT9286-2021采用划格法测试在TPO表面的附着力,结果见表2和表3。
具体方法:先在TPO表面用50μm线棒涂覆水性底涂剂,在标准规定的养护条件下养护7天后,在其表面用200μm线棒涂覆立邦竹炭抗污五合一白色涂料。
表2实施例1~5的水性底涂剂用于TPO上的附着力测试结果
表3对比例1~4的水性底涂剂用于TPO上的附着力测试结果
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
Claims (17)
1.一种热塑性聚烯烃用水性底涂剂,其特征在于:所述水性底涂剂包含丙烯酸酯树脂乳液和改性聚烯烃乳液,所述丙烯酸酯树脂具有核层、双壳层的核壳结构,所述双壳层包括第一壳层和第二壳层,所述第一壳层位于所述核层和第二壳层之间,其中,所述核层通过核层聚合单体聚合得到,所述第一壳层通过第一壳聚合单体聚合得到,所述第二壳层通过第二壳聚合单体聚合得到;
所述核层的玻璃化转变温度大于所述第一壳层的玻璃化转变温度,所述核层的玻璃化转变温度大于所述第二壳层的玻璃化转变温度;
所述第一壳聚合单体包括室温自交联单体、功能单体、硬单体和软单体;
所述第二壳聚合单体包括室温自交联单体、功能单体、软单体和亲水单体;
所述功能单体为具有侧酸性基团、玻璃化转变温度低于40℃的单体。
2.根据权利要求1所述的热塑性聚烯烃用水性底涂剂,其特征在于:所述侧酸性基团为侧羧酸或侧磷酸。
3.根据权利要求1所述的热塑性聚烯烃用水性底涂剂,其特征在于:所述功能单体为β-丙烯酰氧基丙酸、聚乙二醇单甲基丙烯酸磷酸酯、甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、甲基丙烯酸烷基磷酸酯、乙烯基烷基磷酸酯、Lexomer TM50中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求3所述的热塑性聚烯烃用水性底涂剂,其特征在于:所述功能单体为Sipomer β-CEA、Sipomer PAM、Lexomer TM50中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的热塑性聚烯烃用水性底涂剂,其特征在于:所述第一壳聚合单体中,所述室温自交联单体为羟乙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺及其衍生物、N-异丁氧基甲基丙烯酰胺、N-正丁氧基甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰脲中的一种或几种的组合;和/或,所述第二壳聚合单体中,所述室温自交联单体为甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯。
6.根据权利要求1所述的热塑性聚烯烃用水性底涂剂,其特征在于:所述第一壳聚合单体中,所述室温自交联单体、功能单体、硬单体和软单体的投料摩尔比为1:2~8:7~12:8~12;和/或,所述第二壳聚合单体中,所述室温自交联单体、功能单体、软单体和亲水单体的投料摩尔比为1:4~12: 8~15:1~5。
7.根据权利要求1或6所述的热塑性聚烯烃用水性底涂剂,其特征在于:所述硬单体为丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸环己酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯中的一种或几种的组合;和/或,所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸羟乙酯、异十三烷基丙烯酸酯、丙烯酸十六酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的一种或几种的组合;和/或,所述亲水单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯二酸、亚甲基丁二酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种的组合。
8.根据权利要求1所述的热塑性聚烯烃用水性底涂剂,其特征在于:所述核层聚合单体、第一壳聚合单体、第二壳聚合单体的投料摩尔比为1:0.4~1:0.4~1.5。
9.根据权利要求1或8所述的热塑性聚烯烃用水性底涂剂,其特征在于:所述核层聚合单体包括硬单体、软单体和亲水单体,所述硬单体、软单体和亲水单体的投料摩尔比为10~20:10~20:1。
10.根据权利要求1~6或8中任一项所述的热塑性聚烯烃用水性底涂剂,其特征在于:所述丙烯酸酯树脂乳液的制备方法包括分别配制核层聚合单体预乳液、第一壳聚合单体预乳液和第二壳聚合单体预乳液,使所述核层聚合单体预乳液聚合得到核层聚合物,然后加入第一壳聚合单体预乳液聚合得到第一壳层聚合物,再加入第二壳聚合单体预乳液聚合得到第二壳层聚合物的步骤。
11.根据权利要求10所述的热塑性聚烯烃用水性底涂剂,其特征在于:所述丙烯酸酯树脂乳液的制备方法包括以下步骤:
步骤S1、将核层聚合单体、复合乳化剂和水混合,制得核层聚合单体预乳液;将第一壳聚合单体、复合乳化剂和水混合,制得第一壳聚合单体预乳液;将第二壳聚合单体、复合乳化剂和水混合,制得第二壳聚合单体预乳液;
步骤S2、向含有缓冲剂、复合乳化剂、水的反应釜内加入10~30%的核层聚合单体预乳液和10~30%的引发剂,引发聚合反应得到种子乳液;
步骤S3、向所述反应釜中滴加10~30%的引发剂及剩余核层聚合单体预乳液,进行核层聚合反应;
步骤S4、向所述反应釜中滴加10~30%的引发剂及第一壳聚合单体预乳液,进行第一壳层聚合反应;
步骤S5、向所述反应釜中滴加剩余引发剂及第二壳聚合单体预乳液,进行第二壳层聚合反应。
12.根据权利要求11所述的热塑性聚烯烃用水性底涂剂,其特征在于:
步骤S2中,所述引发聚合反应的温度为60~80℃;和/或,
步骤S3中,所述核层聚合反应的温度为60~80℃;和/或,
步骤S4中,所述第一壳层聚合反应的温度为70~90℃;和/或,
步骤S5中,所述第二壳层聚合反应的温度为75~95℃;和/或,
所述引发剂为过氧化物类的热分解引发剂,所述引发剂的总用量为核层聚合单体、第一壳聚合单体和第二壳聚合单体三者总用量的0.2~0.4%;和/或,
所述复合乳化剂为非离子乳化剂、两性离子乳化剂和阴离子型乳化剂按照质量比1~2:0.5~1.5:0.1~0.5的复配;和/或,
所述制备方法还包括在步骤S5之后向所述反应釜中加入pH调节剂调节pH为7~8,以及向所述反应釜中加入乙二胺的步骤。
13.根据权利要求1~6或8中任一项所述的热塑性聚烯烃用水性底涂剂,其特征在于:所述改性聚烯烃乳液为水性马来酸酐改性聚烯烃乳液,所述丙烯酸酯树脂乳液与水性马来酸酐改性聚烯烃乳液的质量比为80~90:1~10。
14.根据权利要求13所述的热塑性聚烯烃用水性底涂剂,其特征在于:所述改性聚烯烃乳液为AdvaBond 7418、AdvaBond 7419、AdvaBond 7424、AdvaBond 7426、AdvaBond 7251、Eastman CP 310W中的一种或几种的组合。
15.根据权利要求13所述的热塑性聚烯烃用水性底涂剂,其特征在于:所述水性底涂剂还包含附着力促进树脂,其为具有支链聚合物结构的阳离子聚乙烯亚胺,重均分子量小于等于25000。
16.根据权利要求15所述的热塑性聚烯烃用水性底涂剂,其特征在于:所述丙烯酸酯树脂乳液与附着力促进树脂的质量比为80~90:0.1~2;和/或,所述附着力促进树脂为Lupasol系列表面活性剂。
17.一种权利要求1~16中任一项所述的热塑性聚烯烃用水性底涂剂用于热塑性聚烯烃防水卷材的用途。
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Application publication date: 20231124 Assignee: Suzhou Kailun polymer new material technology Co.,Ltd. Assignor: JIANGSU CANLON BUILDING MATERIALS Co.,Ltd. Contract record no.: X2025980029843 Denomination of invention: A waterborne primer for thermoplastic polyolefin and its preparation method and application Granted publication date: 20240105 License type: Common License Record date: 20251024 |