本发明属于树脂与化学合成，具体地，涉及一种丙烯酸酯乳液及其制备方法。
背景技术：
1、水性丙烯酸酯乳液及其涂料组合物被用于多种场景，当此类涂料组合物做为墙面涂覆物时，不仅需要对墙面具有装饰功能，同时还需要具备某一或某些附加功能，例如：大多数的家庭开始使用led灯进行家装，因此也会带来被人们所忽视的“蓝光污染”，蓝光会产生很高的能量，能够穿透眼球晶状体直达视网膜，而蓝光照射视网膜会产生自由基，这些自由基会导致视网膜色素的上皮细胞衰亡，上皮细胞的衰亡导致黄斑病变和视力损伤，而且这些损伤是不可逆的。然而，常规涂料是不具备吸收蓝光的功能，相反会作为反射介质将光波漫反射到各个方向。因此，制备一种能够吸收蓝光的乳液和涂料，是本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种丙烯酸酯乳液及其制备方法，该丙烯酸酯乳液能够持续性地吸收蓝光，且具有良好的成膜性能。
2、根据本发明的一个方面，提供一种丙烯酸酯乳液，按照质量份数计算，丙烯酸酯乳液的原料包括丙烯酸酯单体40～168份、内增塑单体0.1～10份、乳化剂0.01～5份、引发剂0.01～2份、蓝光吸收助剂0.1～38份；丙烯酸酯单体包括单乙烯基芳族单体、(甲基)丙烯酸烷基酯和α,β-单烯键式不饱和c2-c16单羧酸或二羧酸，其中，单乙烯基芳族单体、(甲基)丙烯酸烷基酯、α,β-单烯键式不饱和c2-c16单羧酸或二羧酸的质量比为(25～85)：(15～75)：(0.01～8)；内增塑单体包括顺丁烯二酸二丁酯；丙烯酸酯乳液的ph为6～9。
3、本发明通过调控丙烯酸酯乳液的配方，特定的丙烯酸酯单体、内增塑单体和蓝光吸收助剂具有良好的相容性，能够协同搭配，降低丙烯酸酯乳液的成膜温度，提高丙烯酸酯乳液的内聚力，使得丙烯酸酯乳液具有良好的成膜特性、包裹能力和力学性能，且有利于控制丙烯酸酯乳液中乳液粒子的粒径大小和粒径分布均匀性，促进蓝光吸收助剂稳定均匀地分散于乳液粒子中，使蓝光吸收助剂持续性发挥其蓝光吸收功能，同时，促进丙烯酸酯乳液形成致密均匀的乳液膜；而且，上述配方能够在保证丙烯酸酯乳液的分散性和稳定性的前提下，提高蓝光吸收助剂的添加量，使丙烯酸酯乳液的蓝光吸收效率得到进一步提高。
4、综上，本发明通过将特定的丙烯酸酯单体、内增塑单体和蓝光吸收助剂进行合理复配，各组份能够发挥协同作用，使丙烯酸酯乳液具有持续性蓝光吸收效率和良好的成膜特性、力学性能。
5、优选地，单乙烯基芳族单体包括苯乙烯。
6、优选地，(甲基)丙烯酸烷基酯包括丙烯酸丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异辛酯中的至少一种；
7、优选地，α,β-单烯键式不饱和c2-c16单羧酸或二羧酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸、β-丙烯酰氧基丙酸、衣康酸、富马酸、马来酸、己内酯接枝羧酸中的至少一种。
8、优选地，丙烯酸酯乳液的原料还包括助稳定剂，其中，助稳定剂包括乙烯基磺酸钠、烯丙基醚羟丙基磺酸钠、2-丙烯胺基-2-甲基丙烷磺酸钠、磷酸酯单酯稳定剂中的至少一种。
9、优选地，引发剂溶液包括引发剂和水，其中，引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的至少一种。
10、优选地，乳化液包括乳化剂、缓冲剂和水，其中，缓冲剂包括碳酸氢钠、亚硫酸氢钠、碳酸氢钾、亚硫酸氢钾中的至少一种。
11、优选地，蓝光吸收助剂包括无机组分和有机组分，无机组分包括tio2，有机组分包括二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、4-羟基二苯甲酮、苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-二戊基苯基)苯并三唑中的至少一种。上述蓝光吸收助剂的蓝光吸收波长广，且稳定性和持久性良好。
12、优选地，乳化剂包括支链烷基醇聚氧乙烯醚磷酸单酯。由于蓝光吸收助剂的分散性不佳，且上述蓝光吸收助剂中的无机组分tio2容易团聚，因此，通过采用特定的乳化剂，该乳化剂分子中含有聚氧乙烯醚基团和磷酸单酯基团，聚氧乙烯醚基团和磷酸单酯基团稳定性高，且具有良好的乳化、分散和润湿性能，能够促进粒子在乳液中均匀分散，阻止液滴聚集，使丙烯酸酯乳液的稳定性提高，促进其形成稳定牢固的乳化膜。此外，该乳化剂能够进一步提高由此制得的涂料的附着力。
13、优选地，丙烯酸酯乳液的原料还包括分散剂，分散剂包括聚羧酸钠盐。由于在聚合过程中引入蓝光吸收助剂容易导致乳液出现絮凝，因此，通过采用聚羧酸钠盐作为分散剂将蓝光吸收助剂以分散液的形式引入反应体系中，由于聚羧酸钠盐对蓝光吸收助剂具有良好的分散性，能够促进蓝光吸收助剂均匀分散，从而能够在保证乳液稳定性的前提下，进一步提高蓝光吸收助剂的分散性和丙烯酸酯乳液的蓝光吸收效率。
14、根据本发明的另一个方面，提供一种涂料，包括上述丙烯酸酯乳液。本发明所提供的涂料具有优异的蓝光吸收效率和持续性蓝光吸收能力，保护室内人群免受持续性蓝光对眼睛的伤害，且具有良好的附着力和力学特性。
15、根据本发明的另一个方面，提供一种丙烯酸酯乳液的制备方法，包括如下操作：s1.将蓝光吸收助剂、丙烯酸酯单体、乳化剂和水混合，制备预乳化液；s2.于85～90℃下向乳化液中加入部分的预乳化液和引发剂溶液，得到种子乳液；然后向种子乳液中加入部分的预乳化液和引发剂溶液，然后向由此得到的混合液中加入内增塑单体；s3.向s2完成后得到的混合液中加入剩余的预乳化液和引发剂溶液并于85～90℃下保温，得到第一中间液；随后向第一中间液中加入蓝光吸收助剂，得到第二中间液；s4.调节第二中间液的ph至6～9，得到第三中间液，然后向第三中间液中加入蓝光吸收助剂，由此制得丙烯酸酯乳液。
16、本发明采用种子乳液聚合法，有利于制得粒径可控且分布均匀的丙烯酸酯乳液；基于此，通过进一步控制蓝光吸收助剂的投料时机，分别在预乳化阶段、乳液聚合阶段、后处理阶段向体系中引入蓝光吸收助剂，3个阶段搭配能够使蓝光吸收助剂充分分散于乳液粒子的内侧、中间以及乳液粒子与水相之间的界面，由此，蓝光吸收剂能够均匀地分布于乳液中，持续性地发挥其蓝光吸收功能，从而使由此制得的丙烯酸酯乳液具有优异的蓝光吸收能力和持续性蓝光吸收效果。且利用该制备方法能够在保证乳液的分散性和稳定性的前提下，提高蓝光吸收助剂的添加量，从而使丙烯酸酯乳液的蓝光吸收效率得到进一步提高。
17、其中，在预乳化阶段，将蓝光吸收助剂与丙烯酸酯单体、乳化剂、水一起进行预乳化处理，有利于促进蓝光吸收助剂分布于乳液粒子的内部；然后，在乳液聚合阶段，将蓝光吸收助剂引入反应体系中，有利于使蓝光吸收助剂均匀分布于乳液粒子的中间区域(由于在聚合反应过程中蓝光吸收助剂容易在乳液粒子的内侧沉积，因此，在剩余的预乳化液发生聚合后向体系中第二次引入蓝光吸收助剂，有利于使蓝光吸收助剂均匀分布于乳液粒子的中间区域)；然后，在后处理阶段，通过调节体系的ph值以确保乳液的稳定性，在调节ph后向体系中引入蓝光吸收助剂，能够在保证丙烯酸酯乳液的分散性和稳定性的前提下，进一步提高乳液中蓝光吸收助剂的含量，并使蓝光吸收助剂分布于乳液粒子与水相之间的界面，提高丙烯酸酯乳液的蓝光吸收效率。
18、优选地，在s3中，蓝光吸收助剂以分散液的形式加入，分散液包括蓝光吸收助剂和分散剂，分散剂包括聚羧酸钠盐，分散剂与蓝光吸收助剂的质量比为1：(1.5～2.5)。
19、优选地，按照预乳化液中丙烯酸酯单体的质量：s1中蓝光吸收助剂的质量：s3中分散液的质量：s4中蓝光吸收助剂的质量＝(50～168)：(0.1～4)：(1～38)：(2～10)确定蓝光吸收助剂的投料量。由于蓝光吸收助剂的引入可能导致乳液出现分层、沉淀等现象，因此，通过精确地控制s1、s2、s3中蓝光吸收助剂的投料量，能够在确保乳液稳定性的前提下，使蓝光吸收助剂均匀分散于乳液中，从而使乳液的蓝光吸收效果和持续性蓝光吸收能力得到进一步提升，有效地避免了添加较多的蓝光吸收助剂造成乳液的稳定性下降、蓝光吸收效果和持续性蓝光吸收能力劣化的问题。
20、优选地，s2中预乳化液的投料量为制备方法所采用的预乳化液的总量的60～95wt％；内增塑单体的质量：制备方法所采用的预乳化液中丙烯酸酯单体的总质量＝(0.1～10)：(40～168)。通过在制备丙烯酸酯乳液的过程中引入内增塑单体并精确地控制内增塑单体的投料时机，使内增塑单体在聚合反应发生至一定程度后加入，有利于控制聚合反应速率，保证聚合反应平稳地进行，同时，能够确保内增塑单体充分地参与聚合反应并均匀地分布于聚合产物中，使聚合产物的塑性和稳定性得到提升，避免了其添加较晚使产物中残留较多未反应的内增塑单体、使其有效利用率降低，或其添加较早使单体局部浓度高造成聚合速率不可控、聚合产物分子量分布不均等问题。
21、优选地，内增塑单体包括顺丁烯二酸二丁酯。顺丁烯二酸二丁酯作为内增塑单体能够降低乳液的成膜温度，提高乳液的内聚力，且其与丙烯酸酯单体具有良好的相容性，由此，通过向乳液中引入顺丁烯二酸二丁酯，有利于在确保乳液稳定性的前提下，使其兼具良好的柔韧性和拉伸强度，使由此制得的涂料的成膜性能、力学特性和附着力得到进一步提升。
22、优选地，在s2完成后还包括：于55～80℃下向第二反应液中加入氧化还原类引发剂并保温。通过在聚合反应后期加入适量的氧化还原类引发剂，一方面，氧化还原类引发剂能够产生自由基，可以进一步促进未完全反应的单体继续参与聚合，从而提高单体的转化率，降低乳液中单体的残留量，提高乳液的质量和稳定性；另一方面，能够控制聚合反应的速率，调控聚合产物的聚合度和分子量分布，促进蓝光吸收助剂和乳液粒子的均匀分散，使乳液的持续性蓝光吸收能力提升。
23、优选地，氧化还原类引发剂包括叔丁基过氧化氢和亚硫酸氢钠，其中，叔丁基过氧化氢与亚硫酸氢钠的质量比为(1.2～1.3)：1。
24、根据本发明的另一个方面，提供一种丙烯酸酯乳液，由上述丙烯酸酯乳液的制备方法制备得到。本发明所提供的丙烯酸酯乳液具有优异的蓝光吸收效率、持续性蓝光吸收能力以及良好的成膜特性和力学性能，能够保护室内人群免受持续性蓝光对眼睛的伤害，且该丙烯酸酯乳液中不含有挥发性有机化合物(voc)，更加环保。
25、根据本发明的另一个方面，提供一种涂料，包括上述丙烯酸酯乳液。
1.一种丙烯酸酯乳液，其特征在于，按照质量份数计算，所述丙烯酸酯乳液的原料包括丙烯酸酯单体40～168份、内增塑单体0.1～10份、乳化剂0.01～5份、引发剂0.01～2份、蓝光吸收助剂0.1～38份；
2.如权利要求1所述丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述蓝光吸收助剂包括无机组分和有机组分，所述无机组分包括tio2，所述有机组分包括二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、4-羟基二苯甲酮、苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-二戊基苯基)苯并三唑中的至少一种。
3.如权利要求2所述丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述乳化剂包括支链烷基醇聚氧乙烯醚磷酸单酯。
4.如权利要求2所述丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述丙烯酸酯乳液的原料还包括分散剂，所述分散剂包括聚羧酸钠盐。
5.一种涂料，其特征在于，包括如权利要求1～4任一项所述丙烯酸酯乳液。
6.一种丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯乳液的制备方法包括如下操作：
7.如权利要求6所述丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，
8.如权利要求7所述丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，
9.如权利要求6所述丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，
10.一种涂料，其特征在于，包括丙烯酸酯乳液，所述丙烯酸酯乳液由如权利要求6～9任一项所述丙烯酸酯乳液的制备方法制备得到。
