CN109554045A - 聚丙烯酸酯乳胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种聚丙烯酸酯乳胶及其制备方法，聚丙烯酸酯乳胶包括如下质量份的各组分：聚丙烯酸酯水性胶液90份～100份、纳米石墨烯1份～1.5份、碳纳米管0.5份～1份、纳米碳纤维1.8份～2.6份、聚醚多元醇8份～11份、低温膨胀石墨3份～5份、阻燃剂0.7份～1.2份。上述聚丙烯酸酯乳胶采用聚丙烯酸酯水性胶液为主体，再配以散热性能优良的纳米石墨烯、碳纳米管、纳米碳纤维，以及阻燃及膨胀性能优良的聚醚多元醇、低温膨胀石墨和阻燃剂，使得聚丙烯酸酯乳胶具有良好的散热及阻燃效果，能够对散热及防火要求较高的设备起着良好的装饰及保护作用。

Description

聚丙烯酸酯乳胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及乳胶领域，特别是涉及一种聚丙烯酸酯乳胶及其制备方法。

背景技术

聚丙烯酸酯乳胶是丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类与其它乙烯基酯类单体进行乳液聚合的产物，是现代建筑装饰中广泛应用的一种水溶性涂料。

在我国，人们习惯上把合成树脂乳液为基料，以水为分散介质，加入颜料、填料(亦称体质颜料)和助剂，经一定工艺过程制成的涂料，叫做乳胶，也叫乳胶涂料。由于乳胶涂料无毒无害、价格低廉，而且涂膜性能优良，克服了油溶型的缺点，因而受到越来越多人的欢迎。

然而，现有的聚丙烯酸酯乳胶，尤其针对要求散热性能及阻燃性能较好的高端设备，外部涂刷的乳胶除了优良的装饰性能，还需要具备优良的散热性能，才能够维持设备的长时间运作，另外在高温环境尤其是遇到火灾等危险情况时，还需要具备一定的阻燃性能，才能够避免设备不被轻易烧毁。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种散热性能和阻燃性能优良的聚丙烯酸酯乳胶及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一实施例的聚丙烯酸酯乳胶，包括如下质量份的各组分：

又一实施例的聚丙烯酸酯乳胶，包括如下质量份的各组分：

又一实施例的聚丙烯酸酯乳胶，包括如下质量份的各组分：

在其中一个实施例中，所述阻燃剂为三氧化二锑、微胶囊红磷、三聚氰胺、硼酸锌和氢氧化铝中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述纳米石墨烯的粒径为25nm～35nm。

在其中一个实施例中，所述碳纳米管的粒径为8nm～15nm。

在其中一个实施例中，所述纳米碳纤维的直径为10μm～20μm。

一实施例的聚丙烯酸酯乳胶的制备方法，包括以下步骤：

提供聚丙烯酸酯水性胶液、纳米石墨烯、碳纳米管、纳米碳纤维、聚醚多元醇、低温膨胀石墨和阻燃剂，其中，所述聚丙烯酸酯水性胶液、所述纳米石墨烯、所述碳纳米管、所述纳米碳纤维、所述聚醚多元醇、所述低温膨胀石墨和所述阻燃剂的质量比例为(90～100)：(1～1.5)：(0.5～1)：(1.8～2.6)：(8～11)：(3～5)：(0.7～1.2)；

将所述纳米石墨烯、所述碳纳米管、所述纳米碳纤维、所述聚醚多元醇、所述低温膨胀石墨和所述阻燃剂投入到反应釜中，在60℃～75℃的温度条件下，进行超声震荡分散操作，得到混合物；

将所述混合物进行冷却操作，将所述聚丙烯酸酯水性胶液加入至所述冷却后的混合物中，混合均匀后，得到初乳胶；

将所述初乳胶进行过滤操作，得到聚丙烯酸酯乳胶。

在其中一个实施例中，所述将所述混合物进行冷却操作中，将所述混合物的温度冷却至35℃～40℃。

在其中一个实施例中，将所述初乳胶进行过滤操作前，还将所述初乳胶的pH值调节至7.5～9.0。

上述聚丙烯酸酯乳胶及其制备方法，聚丙烯酸酯乳胶包括如下质量份的各组分：聚丙烯酸酯水性胶液90份～100份、纳米石墨烯1份～1.5份、碳纳米管0.5份～1份、纳米碳纤维1.8份～2.6份、聚醚多元醇8份～11份、低温膨胀石墨3份～5份、阻燃剂0.7份～1.2份。上述聚丙烯酸酯乳胶采用聚丙烯酸酯水性胶液为主体，再配以散热性能优良的纳米石墨烯、碳纳米管、纳米碳纤维，以及阻燃及膨胀性能优良的聚醚多元醇、低温膨胀石墨和阻燃剂，使得聚丙烯酸酯乳胶具有良好的散热及阻燃效果，能够对散热及防火要求较高的设备起着良好的装饰及保护作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例的聚丙烯酸酯乳胶制备方法的步骤流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施方式的聚丙烯酸酯乳胶，包括如下质量份的各组分：

上述聚丙烯酸酯乳胶采用聚丙烯酸酯水性胶液为主体，起着成膜剂的作用，再配以散热性能优良的纳米石墨烯、碳纳米管、纳米碳纤维，以及阻燃及膨胀性能优良的聚醚多元醇、低温膨胀石墨和阻燃剂，使得聚丙烯酸酯乳胶具有良好的散热及阻燃效果。

又一实施例的聚丙烯酸酯乳胶，包括如下质量份的各组分：

通过调整聚丙烯酸酯乳胶的各组分的配比，能够使得制备得到的聚丙烯酸酯乳胶的散热性能和阻燃性能更好。

又一实施例的聚丙烯酸酯乳胶，包括如下质量份的各组分：

通过进一步调整聚丙烯酸酯乳胶的各组分的配比，能够使得制备得到的聚丙烯酸酯乳胶的散热性能和阻燃性能更好。

在其中一个实施例中，所述阻燃剂为三氧化二锑、微胶囊红磷、三聚氰胺、硼酸锌和氢氧化铝中的至少一种。

可以理解，阻燃剂类型的选择和用量对于聚丙烯酸酯乳胶的阻燃性能具有重要的影响，在所述聚丙烯酸酯乳胶中加入阻燃剂能够使得所述聚丙烯酸酯乳胶具有良好的阻燃性能，例如，所述阻燃剂为三氧化二锑、微胶囊红磷、三聚氰胺、硼酸锌和氢氧化铝中的至少一种，如此，在遇到高温或者火灾时，涂刷在设备表层的聚丙烯酸酯乳胶能够对设备起到良好的阻燃效果。又如，所述阻燃剂为三聚氰胺，可以理解，三聚氰胺是氨基氰的三聚体，三聚氰胺在受热分解时会释放出大量不可燃的氮气，隔绝氧气和设备的接触，另外，由于能够释放不可燃的气体，三聚氰胺还能够起到发泡剂的作用，使得聚丙烯酸酯乳胶在达到软化点的条件下发泡膨胀形成海绵状的碳化层，从而能够进一步对设备起到屏障作用，进一步提高了聚丙烯酸酯乳胶的阻燃性能。

需要说明的是，在聚丙烯酸酯乳胶中加入低温膨胀石墨，能够进一步提高所述聚丙烯酸酯乳胶的阻燃性能，可以理解，低温膨胀石墨具有良好的可膨胀性，且耐高温、防辐射、绝热、润滑性和化学稳定性优良，能够形成坚韧的炭层，同时，在膨胀过程中能够大量吸收热量，降低体系的温度，从而使得聚丙烯酸酯乳胶具有良好的阻燃与散热效果，另外，在达到同样的阻燃效果时，低温膨胀石墨的用量远小于普通膨胀石墨，在火灾发生时的高温环境下，低温膨胀石墨的体积可瞬间膨胀150～300倍，从而能够窒息火焰，需要特别说明的是，低温膨胀石墨的起始膨胀温度仅为120℃，而火灾温度一般在800℃～1000℃，如此，在火灾发生初期，所述低温膨胀石墨既能够快速膨胀，从而使得聚丙烯酸酯乳胶对设备起到阻燃和保护的作用。

需要说明的是，聚醚多元醇(简称聚醚)是由起始剂(含活性氢基团的化合物)与环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)等在催化剂存在下经加聚反应制得的一种化学品，常用于制造聚氨酯泡沫塑料、胶黏剂和弹性体等。聚醚多元醇毒性低、润湿性好、还常用于分散剂，能够使得聚丙烯酸酯乳胶体系中各组分混合的更加均匀，能够大大提高聚丙烯酸酯乳胶的整体稳定性。

为了提高聚丙烯酸酯乳胶的散热性能，还在所述聚丙烯酸酯乳胶中加入纳米石墨烯，使得聚丙烯酸酯乳胶的导热系数得到了极大地提高，具有优良的导热性能。在其中一个实施例中，所述纳米石墨烯的粒径为25nm～35nm。如此，能够进一步提高所述聚丙烯酸酯乳胶的散热性能。

为了进一步提高聚丙烯酸酯乳胶的散热性能，还在所述聚丙烯酸酯乳胶中加入了碳纳米管，在其中一个实施例中，所述碳纳米管的粒径为8nm～15nm，如此，能够进一步提高所述聚丙烯酸酯乳胶的散热性能。

为了更进一步提高聚丙烯酸酯乳胶的散热性能，还在所述聚丙烯酸酯乳胶中加入了纳米碳纤维，在其中一个实施例中，所述纳米碳纤维的直径为10μm～20μm，如此，能够进一步提高所述聚丙烯酸酯乳胶的散热性能。

请参阅图1，一实施例的聚丙烯酸酯乳胶的制备方法，包括以下步骤：

S110、提供聚丙烯酸酯水性胶液、纳米石墨烯、碳纳米管、纳米碳纤维、聚醚多元醇、低温膨胀石墨和阻燃剂，其中，所述聚丙烯酸酯水性胶液、所述纳米石墨烯、所述碳纳米管、所述纳米碳纤维、所述聚醚多元醇、所述低温膨胀石墨和所述阻燃剂的质量比例为(90～100)：(1～1.5)：(0.5～1)：(1.8～2.6)：(8～11)：(3～5)：(0.7～1.2)。

通过提供聚丙烯酸酯水性胶液作为主要原料，作为成膜剂，再配以散热性能优良的纳米石墨烯、碳纳米管、纳米碳纤维，以及阻燃及膨胀性能优良的聚醚多元醇、低温膨胀石墨和阻燃剂，使得聚丙烯酸酯乳胶具有良好的散热及阻燃效果，能够对散热及防火要求较高的设备起着良好的装饰及保护作用，为了提高聚丙烯酸酯乳胶的散热和阻燃效果，其中，所述聚丙烯酸酯水性胶液、所述纳米石墨烯、所述碳纳米管、所述纳米碳纤维、所述聚醚多元醇、所述低温膨胀石墨和所述阻燃剂的质量比例为(90～100)：(1～1.5)：(0.5～1)：(1.8～2.6)：(8～11)：(3～5)：(0.7～1.2)，如此，能够进一步提高所述聚丙烯酸酯乳胶的品质。

S120、将所述纳米石墨烯、所述碳纳米管、所述纳米碳纤维、所述聚醚多元醇、所述低温膨胀石墨和所述阻燃剂投入到反应釜中，在60℃～75℃的温度条件下，进行超声震荡分散操作，得到混合物。

通过将所述纳米石墨烯、所述碳纳米管、所述纳米碳纤维、所述聚醚多元醇、所述低温膨胀石墨和所述阻燃剂投入到反应釜中，在60℃～75℃的温度条件下，进行超声震荡分散操作，能够使得上述物料充分混合均匀，得到混合物，利于后续得到性能更好的聚丙烯酸酯乳胶。

S130、将所述混合物进行冷却操作，将所述聚丙烯酸酯水性胶液加入至所述冷却后的混合物中，混合均匀后，得到初乳胶。

可以理解，在高温环境下，乳液的性质较不稳定，容易发生“破乳”等问题，如此，通过将所述混合物进行冷却操作后，再将所述聚丙烯酸酯水性胶液加入至所述冷却后的混合物中，混合均匀后，能够得到初乳胶。例如，采用循环冷却水的方式将所述混合物进行冷却，在其中一个实施例中，例如，将所述混合物的温度冷却至35℃～40℃，如此，能够保证聚丙烯酸酯乳胶制备过程的正常运行。

S140、将所述初乳胶进行过滤操作，得到聚丙烯酸酯乳胶。

通过将所述初乳胶进行过滤操作，能够得到聚丙烯酸酯乳胶。为了提高聚丙烯酸酯乳胶的品质，在其中一个实施例中，将所述初乳胶进行过滤操作前，还将所述初乳胶的pH值调节至7.5～9.0。可以理解，乳胶的pH值对乳胶的稳定性有很大影响，新鲜的乳胶呈中性，稍有弱碱性倾向，pH值为7～7.2，经过数小时到十几个小时，由于乳胶中细菌和酶的影响，pH值会有所降低而变为酸性，以致引起凝固，为了提高聚丙烯酸酯乳胶的稳定性，例如，采用氧氧化钠溶液或氧氧化钾溶液将所述初乳胶的pH值调节至7.5～9.0，如此，能够大大提高聚丙烯酸酯乳胶的稳定性和耐储存性。

为了提高聚丙烯酸酯乳胶的品质，例如，所述过滤操作具体包括如下步骤：S141：将所述初乳胶匀速注入到真空过滤机的贮液槽中，所述真空过滤机具有真空泵，在所述贮液槽上安装一个加压装置，其中，所述加压装置为空压机类似的用于鼓气加压的装置；S142：启动真空泵，进行减压过滤，过滤20～22min后关闭真空泵；启动贮液槽上的加压装置，进行加压过滤，过滤时间为5～7min；S143：关闭加压装置，启动真空泵，进行减压过滤，过滤10～12min后关闭真空泵；启动贮液槽上的加压装置，进行加压过滤，过滤时间为10～12min；S144：关闭加压装置，启动真空泵，进行减压过滤，过滤5～7min后关闭真空泵；启动贮液槽上的加压装置，进行加压过滤，过滤时间为20～22min；S145：关闭加压装置，完成过滤操作，得到聚丙烯酸酯乳胶，如此，采用上述间歇式加压和减压过滤操作方法对所述初乳胶进行过滤操作，在开始进行过滤操作时，减压过滤进行时间较长，而加压过滤进行时间较短，这是由于，过滤初期所述初乳胶的粘稠度相对较低，滤网上的杂质或大粒径聚丙烯酸酯乳胶粒子较少，过滤效率较高，故减压过滤进行时间相对长些；但随着过滤的不断进行，附着在滤网上的大粒径乳胶粒和杂质越来越多，堵塞问题出现地越来越频繁，这时采用相同的时间进行减压过滤和加压过滤；到了过滤操作后期，则采用较短的减压过滤时间，而采用更长时间来进行加压过滤，如此，结合所述初乳胶的本身特性，采用间歇式的加压和减压过滤操作方法，能够大大提高过滤效率，并缩短过滤时间，进而提高了制备得到品质更优良的聚丙烯酸酯乳胶的效率。

为了提高聚丙烯酸酯乳胶的品质，所述聚丙烯酸酯水性胶液还包括如下质量份的各组分：

其中，所述聚丙烯酸酯类混合物包括以下质量份的各组分：4份～13份丙烯酸丁酯、3份～11份丙烯酸环己酯、3份～10份甲基丙烯酸月桂酯、2份～9份甲基丙烯酸甲氧基乙酯、2份～8份甲基丙烯酸羟乙酯、1份～6份丙烯酸、1份～7份马来酸酐和2份～7份二甲基丙烯酰胺。

可以理解，聚丙烯酸酯是以丙烯酸酯类为单体的均聚物或共聚物，能形成光泽好而耐水的膜，粘合牢固，不易剥落，在室温下柔韧而有弹性，耐候性好。且以丙烯酸或丙烯酸酯类为主要原料合成的丙烯酸酯类乳液具有优异的光稳定性和耐候性，良好的耐水、耐碱、耐化学品性能和粘接性能，如此，将聚丙烯酸酯类混合物作为聚丙烯酸酯乳胶的主要准备原料，能够提高所述聚丙烯酸酯乳胶的附着性，涂刷到设备上后附着力更强，同时具有更好的耐候性。

可以理解，单体是形成聚合物的基础，单体决定着其乳液产品的物理、化学及机械性能。硬单体使乳胶膜具有一定的硬度，软单体使乳胶膜具有一定的弹性，功能性单体赋予乳胶膜一些反应特性，如亲水性、耐水性、耐碱性、耐候性、交联性。以丙烯酸酯为主要单体制备得到的乳液，粘接性和附着性良好，同时以它为主要成膜物质所配制的乳胶无毒、无污染，有很好的的耐候性、保色性、耐水性、耐碱性等特点，能很好的应用于建筑乳胶等行业中。

为了提高聚丙烯酸酯乳胶的性能，在其中一个实施例中，所述聚丙烯酸酯类混合物包括以下质量份的各组分：4份～13份丙烯酸丁酯、3份～11份丙烯酸环己酯、3份～10份甲基丙烯酸月桂酯、2份～9份甲基丙烯酸甲氧基乙酯、2份～8份甲基丙烯酸羟乙酯、1份～6份丙烯酸、1份～7份马来酸酐和2份～7份二甲基丙烯酰胺。可以理解，丙烯酸丁酯和丙烯酸环己酯属于软单体，能够与各种硬单体及官能性单体如甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸、马来酸酐和二甲基丙烯酰胺进行共聚、交联和接枝，能够乳液型的聚丙烯酸类混合物。为了进一步提高聚丙烯酸酯乳胶的性能，例如，所述聚丙烯酸酯类混合物包括以下质量份的各组分：6份～10份丙烯酸丁酯、5份～8份丙烯酸环己酯、4份～7份甲基丙烯酸月桂酯、4份～8份甲基丙烯酸甲氧基乙酯、3份～6份甲基丙烯酸羟乙酯、2份～5份丙烯酸、3份～6份马来酸酐和3份～5份二甲基丙烯酰胺，又如，所述聚丙烯酸酯类混合物包括以下质量份的各组分：8份丙烯酸丁酯、7份丙烯酸环己酯、5份甲基丙烯酸月桂酯、4份甲基丙烯酸甲氧基乙酯、3份甲基丙烯酸羟乙酯、3份丙烯酸、4份马来酸酐和4份二甲基丙烯酰胺，如此，能够使得所述聚丙烯酸酯类混合物的附着性更好，更易于涂刷，且耐候性更好。

需要说明的是，本发明提供的聚丙烯酸酯水性胶液采用纯水作为溶剂，消除了施工时火灾危险性，降低了对大气污染，且更易于涂刷、干燥迅速、涂膜耐水、耐擦洗性好，环保性能和安全性能更好。

可以理解，引发剂是用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应，也可用于不饱和聚酯的交联固化和高分子交联反应的一类化合物，在制备胶液时必须用到引发剂，它还可以直接影响聚合反应过程能否顺利进行，也会影响聚合反应速率，还会影响产品的储存期。为了制备得到性能更加稳定的聚丙烯酸酯水性胶液，在其中一个实施例中，所述引发剂为可溶性过硫酸盐。例如，所述可溶性过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵中的至少一种，如此，能够使得制备聚丙烯酸酯水性胶液的过程中，进行聚合反应时能够更加顺利进行，同时，也能够提高聚合反应的速率，使得制备得到的聚丙烯酸酯水性胶液的品质更好。当然，所述引发剂还可以为其他能够引发聚合反应的物质，例如，所述引发剂还可以为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异戊腈、偶氮二环己基甲腈和偶氮二异丁酸二甲酯中的至少一种，如此，能够使得聚丙烯酸酯水性胶液的性能更加稳定，品质更好。

为了制备得到环保性和安全性更好的聚丙烯酸酯水性胶液，在其中一个实施例中，所述乳化剂包括如下质量份的各组分：2份～6份淀粉糖苷表面活性剂、1份～4份脂肪醇聚氧乙烯醚和1份～5份椰子油烷基乙二酰胺。

需要说明的是，乳化剂类型的选择和用量的确定是决定乳液聚合体系稳定性的两个关键因素，聚合反应前乳化剂可分散增溶单体，形成较稳定的单体乳化液，聚合过程中乳化剂提供引发聚合反应的场所-单体增溶胶束，聚合反应后乳化剂吸附于乳胶粒子表面，稳定乳胶粒子，使之不产生凝聚。例如，采用非离子型表面活性剂为乳化剂的乳液聚合反应，温度将明显影响聚合反应的稳定性，因为当温度升高时，水分子的布朗运动加快，水合作用减小，水合保护层遭破坏，聚合物乳液粒子便聚集成更大的粒子而沉降，例如，采用阴离子型表面活性剂作为乳化剂，聚合物粒子表面吸附已电离的乳化剂阴离子而带负电，这种带电的乳胶粒子是靠同种电荷的斥力而稳定的，因而具有较好的机械稳定性，如此，采用复配的乳化剂如既有非离子型表面活性剂又有阴离子型表面活性剂的乳化剂能够获得较稳定的聚合过程，且转化率也较高。而随着人们环保意识的增强，采用环保性能及配伍性能良好的乳化剂是一个趋势，如此，本发明采用以天然可再生资源脂肪醇和淀粉为原料准备得到的环保型非离子型淀粉糖苷表面活性剂和脂肪醇聚氧乙烯醚以及椰子油烷基乙二酰胺进行复配得到的乳化剂，在协同增效的作用下，乳化性能大大提高，同时，相比传统采用烷基酚聚氧乙烯醚或烷基磺酸盐的乳化体系，大大提高了聚丙烯酸酯水性胶液的环保性能和安全性能。为了进一步提高了聚丙烯酸酯水性胶液的环保性能和安全性能，又如，所述乳化剂包括如下质量份的各组分：2份～6份淀粉糖苷表面活性剂、1份～4份脂肪醇聚氧乙烯醚和1份～5份椰子油烷基乙二酰胺，如此，所述乳化剂具有更强的表面活性，乳化能力大大提高，同时还保证了聚丙烯酸酯水性胶液的环保性和安全性。

为了提高聚丙烯酸酯乳胶的遮盖力和着色力以及环保性能，在其中一个实施例中，所述颜料为钛白、铁红、炭黑、灯黑、黑色氧化铁、红色氧化铁、铬黄、酞菁绿、酚红、喹吖啶酮红、明矾、氢氧化镁、氧化镁和白土中的至少一种。可以理解，乳胶的一个主要功能是赋予被涂物外表以彩色，同时能够将被涂覆物的外表遮盖起来使其不能显露，如此，本发明提供的聚丙烯酸酯乳胶采用的颜料为钛白、铁红、炭黑、灯黑、黑色氧化铁、红色氧化铁、铬黄、酞菁绿、酚红、喹吖啶酮红、明矾、氢氧化镁、氧化镁和白土中的至少一种，不仅能够提高聚丙烯酸酯乳胶的遮盖力和着色力，同时还不会使得聚丙烯酸酯乳胶中的可溶性重金属超标，提高了环保性能和安全性能。

为了提高聚丙烯酸酯乳胶的品质，在其中一个实施例中，所述填料为重质碳酸钙、碳酸钡、沉淀硫酸钡、滑石粉、云母粉、硅灰石、煅烧高岭土和硅藻土中的至少一种。可以理解，在聚丙烯酸酯乳胶中，填料一方面起到体质填充的作用，另一方面也起到一定的遮盖作用，如此，本发明提供的聚丙烯酸酯乳胶采用重质碳酸钙、碳酸钡、沉淀硫酸钡、滑石粉、云母粉、硅灰石、煅烧高岭土和硅藻土中的至少一种，能够大大提高聚丙烯酸酯乳胶的品质，例如，具有多孔结构的煅烧高岭土和硅藻土能够对甲醛和挥发性有机化合物等有害物质进行吸附和讲解，大大提高了聚丙烯酸酯乳胶的环保性能和安全性能。

为了进一步提高聚丙烯酸酯乳胶的附着性和耐候性，同时提高其环保性能和安全性能，在其中一个实施例中，所述助剂为分散剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、纳米无机负离子除甲醛助剂、纳米聚合物空心微球和防腐剂中的至少一种。

可以理解，助剂是乳胶中不可缺少的组分，它可以改进生产工艺，保持贮存稳定，改善施工条件，提高产品质量，赋予特殊功能。例如，所述助剂为分散剂和润湿剂，如此，能够使得聚丙烯酸酯乳胶内的颜料和填料等与乳液混合的更加均匀，进而使得聚丙烯酸酯乳胶的稳定性更高，例如，所述分散剂为月桂酸钠、硬质酸钠、焦磷酸钠和甲基羟乙基纤维素中的至少一种，如此，能够使得聚丙烯酸酯乳胶体系分散的更加均匀，稳定性更好；例如，所述助剂为流平剂，如此，能够使得聚丙烯酸酯乳胶在干燥成膜的过程中形成一个更加平整、光滑和均匀的涂膜，大大改善聚丙烯酸酯乳胶的渗透性，有效减少聚丙烯酸酯乳胶在刷涂时产生斑点和斑痕的可能性，增加覆盖性，例如，所述流平剂为聚丙烯酸或羟甲基纤维素，如此，能够使得聚丙烯酸酯乳胶形成更加平整、光滑和均匀的涂膜；例如，所述助剂为消泡剂，如此，能够消除在生产过程中物料形成的泡沫，大大提高聚丙烯酸酯乳胶的品质，例如，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷，聚二甲基硅氧烷的消泡速度快，分散性能优异，特别是在稀释后不易破乳漂油，抑泡时间长，效率高，用量低，而且无毒，无腐蚀，无不良副作用，由于在水中极易分散，能与液体产品很好的相溶，不易破乳漂油，是一种物美价廉的通用常温型消泡剂；例如，所述消泡剂为聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚，聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚的抑泡时间长、效果好、消泡速度快、热稳定性好；例如，所述消泡剂为高碳醇，高碳醇是强疏水弱亲水的线型分子，在水体系里是很有效的消泡剂；又如，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和高碳醇配制而得的混合消泡剂，其中，所述聚二甲基硅氧烷、所述聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和所述高碳醇的质量比例为(0.5～0.8)：(0.2～0.5)：(0.3～0.7)，如此，能够消除在生产过程中物料形成的泡沫，大大提高聚丙烯酸酯乳胶的品质；例如，所述助剂为增稠剂，如此，能够增加乳胶的黏度，减小流动性的物质，提高聚丙烯酸酯乳胶的成膜性，例如，所述增稠剂为羟乙基纤维素、季戊四醇硬脂酸酯、聚丙烯酸钠和三羟基硬脂酸甘油酯中的至少一种，如此，能够大大提高聚丙烯酸酯乳胶的粘稠度和稳定性，更利于成膜。

需要说明的是，所述助剂还可以为纳米无机负离子除甲醛助剂、纳米聚合物空心微球和防腐剂中的至少一种。例如，所述纳米无机负离子除甲醛助剂为纳米稀土元素混合物，如此，能够利用稀土元素价态变化过程中转移的电子激活并参与光化反应，降低水分子缔和度，促进羟基自由基产生，而由于羟基自由基具有很强的氧化能力，可分解有机物，从而能够将室内的甲醛和挥发性有机化合物等活性气体进行分解，大大提高了聚丙烯酸酯乳胶的环保性能和安全性能；为了进一步提高聚丙烯酸酯乳胶的环保性能和安全性能，在其中一个实施例中，所述纳米聚合物空心微球为聚甲基丙烯酸-二乙烯苯空心微球，其中，所述聚甲基丙烯酸-二乙烯苯空心微球的粒径为40nm～100nm，如此，所述聚甲基丙烯酸-二乙烯苯空心微球的纳米级细小且规则而均匀的孔隙能够有效吸附房间中的甲醛和挥发性有机化合物等极性有害物质；再如，所述助剂为防腐剂，可以理解，水性乳胶中含有大量的水分和养料，若存储不当，容易受到细菌的污染，从而造成水性乳胶的黏度减退、腐败、造气、破乳以及其它有害的物理和化学变化，如此，本发明提供的聚丙烯酸酯乳胶还加入了防腐剂，例如，所述防腐剂为山梨酸钾，如此，能够大大提高聚丙烯酸酯乳胶的贮存稳定性。

又一实施方式中，一种聚丙烯酸酯水性胶液的制备方法，包括以下步骤：

S111、提供聚丙烯酸酯类混合物、纯水、引发剂、乳化剂、颜料、填料和助剂，其中，所述聚丙烯酸酯类混合物、所述纯水、所述引发剂、所述乳化剂、所述颜料、所述填料和所述助剂的质量比例为(20～40)：(15～35)：(4～9)：(3～8)：(8～20)：(3～35)：(3～9)。

通过采用聚丙烯酸酯类混合物、纯水、颜料和填料作为主要制备原料，再配以引发剂、乳化剂和助剂，能够制备得到聚丙烯酸酯乳胶，其中，所述聚丙烯酸酯类混合物、所述纯水、所述引发剂、所述乳化剂、所述颜料、所述填料和所述助剂的质量比例为(20～40)：(15～35)：(4～9)：(3～8)：(8～20)：(3～35)：(3～9)，如此能够制备得到易于涂刷、附着性和耐候性良好，尤其是挥发性有机化合物含量更低，环保性能和安全性能更好的，更适用于墙内涂刷的聚丙烯酸酯乳胶。

为了提高聚丙烯酸酯乳胶的性能，在其中一个实施例中，所述聚丙烯酸酯类混合物包括以下质量份的各组分：4份～13份丙烯酸丁酯、3份～11份丙烯酸环己酯、3份～10份甲基丙烯酸月桂酯、2份～9份甲基丙烯酸甲氧基乙酯、2份～8份甲基丙烯酸羟乙酯、1份～6份丙烯酸、1份～7份马来酸酐和2份～7份二甲基丙烯酰胺。可以理解，丙烯酸丁酯和丙烯酸环己酯属于软单体，能够与各种硬单体及官能性单体如甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸、马来酸酐和二甲基丙烯酰胺进行共聚、交联和接枝，能够乳液型的聚丙烯酸类混合物。为了进一步提高聚丙烯酸酯乳胶的性能，例如，所述聚丙烯酸酯类混合物包括以下质量份的各组分：6份～10份丙烯酸丁酯、5份～8份丙烯酸环己酯、4份～7份甲基丙烯酸月桂酯、4份～8份甲基丙烯酸甲氧基乙酯、3份～6份甲基丙烯酸羟乙酯、2份～5份丙烯酸、3份～6份马来酸酐和3份～5份二甲基丙烯酰胺，又如，所述聚丙烯酸酯类混合物包括以下质量份的各组分：8份丙烯酸丁酯、7份丙烯酸环己酯、5份甲基丙烯酸月桂酯、4份甲基丙烯酸甲氧基乙酯、3份甲基丙烯酸羟乙酯、3份丙烯酸、4份马来酸酐和4份二甲基丙烯酰胺，如此，能够使得所述聚丙烯酸酯类混合物的附着性更好，更易于涂刷，且耐候性更好。

S112、将所述聚丙烯酸酯类混合物、所述纯水、所述引发剂和所述乳化剂投入到聚合反应釜中，进行预乳化操作，得到预乳液。

通过将所述聚丙烯酸酯类混合物、所述纯水、所述引发剂和所述乳化剂投入到聚合反应釜中，进行预乳化操作，能够得到预乳液。

可以理解，在制备水性乳胶的过程中，除了原料选择至关重要外，合成工艺也是非常关键的环节，预乳化工艺是指在乳液聚合前先将乳化剂和单体混合，将单体分散成由乳化剂分子包覆的液滴，形成利于滴加、状态稳定的乳状液，是乳液合成中使用最为普遍的一种工艺路线，该工艺可以使单体组分和乳化剂均匀地参与到聚合反应中去，保证乳胶粒形成和聚合深度的同步，保证聚合反应的稳定性和可控性，因此，制备出合适的预乳化单体混合液是合成之初的关键环节。为了得到品质更高的预乳液，例如，将所述聚丙烯酸酯类混合物、所述纯水、所述引发剂和所述乳化剂投入到聚合反应釜中后，采用400转/分钟的搅拌速度，持续搅拌30min，使预乳化反应体系中的各物料混合的更加均匀，然后在30℃～50℃的温度条件下，进行20min的预乳化反应，如此，能够形成稳定性更好的预乳液，利于后续制备得到品质更优良的聚丙烯酸酯乳胶。

S113、将所述颜料、所述填料和所述助剂加入到所述预乳液中进行聚合反应，得到共聚物。

通过将所述颜料、所述填料和所述助剂加入到所述预乳液中进行聚合反应，能够得到共聚物。为了得到品质更好的共聚物，例如，在其中一个实施例中，所述聚合反应的温度为55℃～85℃。可以理解，在乳液聚合反应的过程中，聚合反应的温度高低对乳液体系的稳定性和聚合效率有较大的影响，通过将聚合反应的温度控制在55℃～85℃，能够使得聚合反应的效率大大提高，且能够得到品质更好的共聚物。

为了制备得到易于涂刷、附着性和耐候性良好，且环保性能和安全性能更好的聚丙烯酸酯乳胶，例如，所述聚合反应的方式为辐射乳液聚合方式、细乳液聚合方式、原位乳液聚合方式和种子乳液聚合方式中的一种，如此，能够得到品质更好的共聚物，进而利于后续制备得到易于涂刷、附着性和耐候性良好，且环保性能和安全性能更好的聚丙烯酸酯乳胶。

S114、将所述共聚物冷却后，进行过滤操作，得到聚丙烯酸酯水性胶液。

通过将所述共聚物冷却后，再进行过滤操作，能够得到聚丙烯酸酯水性胶液。可以理解，在所述聚合反应中，会产生大量废热，需及时用传热介质将其转移到自然环境中，以保证聚丙烯酸酯水性胶液生产过程的正常运行，例如，采用循环冷却水的方式将所述共聚物进行冷却，如此，能够保证生产体系的正常运行，又能循坏利用及节约能源。

通过将所述共聚物冷却后，进行过滤操作，能够去除反应体系中一些未反应的原料或杂质沉淀，能够得到品质更好的聚丙烯酸酯水性胶液。

下面为具体实施例部分。

实施例1

提供90g聚丙烯酸酯水性胶液，1g纳米石墨烯，0.5g碳纳米管，1.8g纳米碳纤维，8g聚醚多元醇，3g低温膨胀石墨和0.7g微胶囊红磷；

将1g纳米石墨烯，0.5g碳纳米管，1.8g纳米碳纤维，8g聚醚多元醇，3g低温膨胀石墨和0.7g微胶囊红磷投入到反应釜中，在60℃的温度条件下，进行超声震荡分散操作，得到混合物；

采用循环冷却水的方式将混合物的温度冷却至35℃，再将90g聚丙烯酸酯水性胶液加入至冷却后的混合物中，混合均匀后，得到初乳胶；

再将所述初乳胶的pH值调节至7.5，再进行过滤操作，具体包括如下步骤：将初乳胶匀速注入到真空过滤机的贮液槽中，所述真空过滤机具有真空泵，在所述贮液槽上安装一个加压装置，其中，所述加压装置为空压机类似的用于鼓气加压的装置；启动真空泵，进行减压过滤，过滤20min后关闭真空泵；启动贮液槽上的加压装置，进行加压过滤，过滤时间为5min；关闭加压装置，启动真空泵，进行减压过滤，过滤10min后关闭真空泵；启动贮液槽上的加压装置，进行加压过滤，过滤时间为10min；关闭加压装置，启动真空泵，进行减压过滤，过滤5min后关闭真空泵；启动贮液槽上的加压装置，进行加压过滤，过滤时间为20min；关闭加压装置，完成过滤操作，得到实施例1的聚丙烯酸酯乳胶。

实施例2

提供100g聚丙烯酸酯水性胶液，1.5g纳米石墨烯，1g碳纳米管，2.6g纳米碳纤维，11g聚醚多元醇，5g低温膨胀石墨和1.2g硼酸锌；

将1.5g纳米石墨烯，1g碳纳米管，2.6g纳米碳纤维，11g聚醚多元醇，5g低温膨胀石墨和1.2g硼酸锌投入到反应釜中，在75℃的温度条件下，进行超声震荡分散操作，得到混合物；

采用循环冷却水的方式将混合物的温度冷却至40℃，再将100g聚丙烯酸酯水性胶液加入至冷却后的混合物中，混合均匀后，得到初乳胶；

再将所述初乳胶的pH值调节至9.0，再进行过滤操作，具体包括如下步骤：将初乳胶匀速注入到真空过滤机的贮液槽中，所述真空过滤机具有真空泵，在所述贮液槽上安装一个加压装置，其中，所述加压装置为空压机类似的用于鼓气加压的装置；启动真空泵，进行减压过滤，过滤22min后关闭真空泵；启动贮液槽上的加压装置，进行加压过滤，过滤时间为7min；关闭加压装置，启动真空泵，进行减压过滤，过滤12min后关闭真空泵；启动贮液槽上的加压装置，进行加压过滤，过滤时间为12min；关闭加压装置，启动真空泵，进行减压过滤，过滤7min后关闭真空泵；启动贮液槽上的加压装置，进行加压过滤，过滤时间为22min；关闭加压装置，完成过滤操作，得到实施例2的聚丙烯酸酯乳胶。

实施例3

提供95g聚丙烯酸酯水性胶液，1.2g纳米石墨烯，0.8g碳纳米管，2.1g纳米碳纤维，9.0g聚醚多元醇，3.8g低温膨胀石墨和0.9g氢氧化铝；

将1.2g纳米石墨烯，0.8g碳纳米管，2.1g纳米碳纤维，9.0g聚醚多元醇，3.8g低温膨胀石墨和0.9g氢氧化铝投入到反应釜中，在65℃的温度条件下，进行超声震荡分散操作，得到混合物；

采用循环冷却水的方式将混合物的温度冷却至37℃，再将95g聚丙烯酸酯水性胶液加入至冷却后的混合物中，混合均匀后，得到初乳胶；

再将所述初乳胶的pH值调节至8.0，再进行过滤操作，具体包括如下步骤：将初乳胶匀速注入到真空过滤机的贮液槽中，所述真空过滤机具有真空泵，在所述贮液槽上安装一个加压装置，其中，所述加压装置为空压机类似的用于鼓气加压的装置；启动真空泵，进行减压过滤，过滤21min后关闭真空泵；启动贮液槽上的加压装置，进行加压过滤，过滤时间为6min；关闭加压装置，启动真空泵，进行减压过滤，过滤11min后关闭真空泵；启动贮液槽上的加压装置，进行加压过滤，过滤时间为11min；关闭加压装置，启动真空泵，进行减压过滤，过滤6min后关闭真空泵；启动贮液槽上的加压装置，进行加压过滤，过滤时间为21min；关闭加压装置，完成过滤操作，得到实施例3的聚丙烯酸酯乳胶。

经实验佐证，实施例1～实施例3的聚丙烯酸酯乳胶均具有突出的散热性能和阻燃性能，且环保性能也较好，涂刷后到设备上后的成膜性非常好，且对于设备具有良好的散热效果。尤其是实施例3的聚丙烯酸酯乳胶的散热性能和阻燃性能最突出。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种聚丙烯酸酯乳胶，其特征在于，包括如下质量份的各组分：

2.根据权利要求1所述的聚丙烯酸酯乳胶，其特征在于，包括如下质量份的各组分：

3.根据权利要求2所述的聚丙烯酸酯乳胶，其特征在于，包括如下质量份的各组分：

4.根据权利要求1所述的聚丙烯酸酯乳胶，其特征在于，所述阻燃剂为三氧化二锑、微胶囊红磷、三聚氰胺、硼酸锌和氢氧化铝中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的聚丙烯酸酯乳胶，其特征在于，所述纳米石墨烯的粒径为25nm～35nm。

6.根据权利要求1所述的聚丙烯酸酯乳胶，其特征在于，所述碳纳米管的粒径为8nm～15nm。

7.根据权利要求1所述的聚丙烯酸酯乳胶，其特征在于，所述纳米碳纤维的直径为10μm～20μm。

8.一种聚丙烯酸酯乳胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供聚丙烯酸酯水性胶液、纳米石墨烯、碳纳米管、纳米碳纤维、聚醚多元醇、低温膨胀石墨和阻燃剂，其中，所述聚丙烯酸酯水性胶液、所述纳米石墨烯、所述碳纳米管、所述纳米碳纤维、所述聚醚多元醇、所述低温膨胀石墨和所述阻燃剂的质量比例为(90～100)：(1～1.5)：(0.5～1)：(1.8～2.6)：(8～11)：(3～5)：(0.7～1.2)；

将所述纳米石墨烯、所述碳纳米管、所述纳米碳纤维、所述聚醚多元醇、所述低温膨胀石墨和所述阻燃剂投入到反应釜中，在60℃～75℃的温度条件下，进行超声震荡分散操作，得到混合物；

将所述混合物进行冷却操作，将所述聚丙烯酸酯水性胶液加入至所述冷却后的混合物中，混合均匀后，得到初乳胶；

将所述初乳胶进行过滤操作，得到聚丙烯酸酯乳胶。

9.根据权利要求8所述的聚丙烯酸酯乳胶的制备方法，其特征在于，所述将所述混合物进行冷却操作中，将所述混合物的温度冷却至35℃～40℃。

10.根据权利要求8所述的聚丙烯酸酯乳胶的制备方法，其特征在于，将所述初乳胶进行过滤操作前，还将所述初乳胶的pH值调节至7.5～9.0。