顏料用高光丙烯酸酯乳液及其制備方法
【專利摘要】一種顏料用高光丙烯酸酯乳液，其特征在于該乳液包括如下組分甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、雙丙酮丙烯酰胺、失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚磺基琥珀酸二鈉等。本發(fā)明還公開(kāi)了該乳液的制備方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：乳液體系中通過(guò)雙丙酮丙烯酰胺和失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚磺基琥珀酸二鈉添加，使得高光性得到有效體現(xiàn)。
【專利說(shuō)明】顏料用高光丙烯酸酯乳液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種顏料用乳液。本發(fā)明還涉及該乳液的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀(jì)40年代，美國(guó)畫(huà)家利用丙烯酸酯乳液具有耐光、耐曬、抗水沖刷的優(yōu)點(diǎn)來(lái)調(diào)制顏料并進(jìn)行繪畫(huà)，丙烯顏料由此誕生。丙烯顏料質(zhì)量的好壞對(duì)繪畫(huà)技法的表現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生很大的影響，也是決定繪畫(huà)作品壽命長(zhǎng)短的先決條件之一。因此，丙烯酸酯類乳液的性能及選擇在很大程度上決定了丙烯顏料的綜合性能。
[0003]近年來(lái)，科研工作者在乳液聚合領(lǐng)域開(kāi)展了很多工作，但是在繪畫(huà)用丙烯酸酯類乳液領(lǐng)域研究相對(duì)較少，以至于現(xiàn)有絕大多數(shù)聚合物乳液無(wú)法很好地應(yīng)用在丙烯顏料的制作中?；诖耍? 申請(qǐng)人:就該領(lǐng)域已經(jīng)公開(kāi)了如下專利文獻(xiàn):
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01010278991.1的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)《畫(huà)布涂料用本丙乳液及其制備方法》(申請(qǐng)公布號(hào)為CN102399341A)，該申請(qǐng)中的苯丙乳液包括苯乙烯、丙烯酸系單體和丙烯酸酯系單體組成的聚合單體、功能性單體、乳化劑、引發(fā)劑水和增塑劑。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?01010278986.0的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)《美術(shù)顏料用自增稠型純丙膠乳及其制備方法》(申請(qǐng)公布號(hào)為CN102399344A)，該申請(qǐng)中的純丙膠乳包括丙烯酸單體或丙烯酸烷基酯系單體、功能性交聯(lián)劑、乳化劑、引發(fā)劑和水。
[0006]上述公開(kāi)的文獻(xiàn)雖然提供了一些參考，但亮光效果佳顏料用丙烯酸酯乳液缺還沒(méi)有得到開(kāi)發(fā)和研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述的技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種顏料用高光丙烯酸酯乳液。
[0008]本發(fā)明所要解決的又一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述的技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種顏料用高光丙烯酸酯乳液的制備方法。
[0009]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種顏料用高光丙烯酸酯乳液，其特征在于該乳液包括如下組分及其重量配比:
[0010]甲基丙烯酸甲酯 16~20
[0011]丙烯酸丁酯18~22
丙烯酸2.5~4.5
雙丙酮丙烯酰胺0.4~0.6
脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉3.0~4.5
失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚磺基琥珀酸二鈉1.4~4.2
脂肪醇(14)聚氧乙烯醚(10) 0.6-0.9
過(guò)硫酸銨0.2~0.4
去離子水48~52。
[0012]作為最佳，該乳液包括如下組分及其重量配比:
[0013]
甲基丙烯酸甲酯540
丙烯酸丁酯620
丙烯酸100
雙丙酮丙烯酰胺15
脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸單酯二鈉110
失水山梨醇油酸酯·聚氧乙烯醚磺基琥珀酸二鈉80
脂肪醇(14)聚氧乙烯醚(10) 25
過(guò)硫酸銨10
去離子水1500。
[0014]所述的失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚磺基琥拍酸二鈉以Tween80或Tween20為原料，先與馬來(lái)酸酐在無(wú)水醋酸鈉為催化劑的條件下酯化反應(yīng)，然后再與無(wú)水亞硫酸鈉發(fā)生磺化反應(yīng)制得。
[0015]作為優(yōu)選，所述的原料與馬來(lái)酸酐、無(wú)水亞硫酸鈉及無(wú)水醋酸鈉之間的摩爾比為1:1 ~1.05:1 ~1.05:0.06 ~0.20。最佳摩爾比為 I:1.025:1.025:1.3
[0016]一種所述的顏料用高光丙烯酸酯乳液的制備方法，其特征在于包括如下步驟:
[0017]①先將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸預(yù)先混勻，得到單體液；
[0018]②將過(guò)硫酸銨、雙丙酮丙烯酰胺和部分無(wú)離子水，拌至溶解得到引發(fā)劑滴加液；
[0019]③將脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉乳化劑、脂肪醇(14)聚氧乙烯醚
(10)乳化劑、失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚磺基琥珀酸二鈉及剩余的無(wú)離子水混合，加熱至50~55°C溫度，攪拌呈透明，命名乳化劑水相液；
[0020]④取混合單體液總量的1/3，引發(fā)劑滴加液總量的1/3與全部乳化劑水相液，投入反應(yīng)鍋中，攪拌，邊升溫邊預(yù)乳化0.5~Ih，呈潔白狀體系；
[0021]⑤繼續(xù)加熱升至75~82 °C，聚合反應(yīng)引發(fā)，體系快速升溫至90~105°C，待料溫不再上升，82~85°C恒溫聚合反應(yīng)0.5~lh，呈半微乳態(tài)；
[0022]⑥分別平衡滴加剩余的2/3混合單體液與剩余的2/3的引發(fā)劑滴加液，控料溫82~86°C反應(yīng)，滴加反應(yīng)3~5h ；
[0023]⑦反應(yīng)結(jié)束后將體系冷卻至室溫，過(guò)濾，出料。[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:乳液體系中通過(guò)雙丙酮丙烯酰胺和失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚磺基琥珀酸二鈉添加，使得高光性得到有效體現(xiàn)，同時(shí)雙丙酮丙烯酰胺是一種新型的乙烯基功能單體，屬于多功能團(tuán)體單體，它的添加使得乳液在增強(qiáng)光澤度的同時(shí)附著力、耐水性、耐溶劑、耐擦洗性等明顯提高，制備的乳液用于丙烯顏料，不易產(chǎn)生裂紋，而且繪畫(huà)表面有光澤，長(zhǎng)時(shí)間不會(huì)脫落。失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚磺基琥珀酸二鈉是以Tween-20或Tween-80為基礎(chǔ)改性的新型乳化劑，相對(duì)于壬基酹聚氧乙烯醚(0P-10)及其衍生物來(lái)說(shuō)更加環(huán)保，且在提高乳液光澤度的同時(shí)能夠使乳液的穩(wěn)定性增加，特別是夏季儲(chǔ)存的穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為實(shí)施例1中聚合物乳液紅外光譜(FTIR)譜圖。
[0026]圖2為實(shí)施例1中聚合物乳液粒徑分布(PCS)譜圖。
[0027]圖3為實(shí)施例1中聚合物乳液掃描電子顯微鏡(SEM)譜圖(0.5um)。
[0028]圖4為實(shí)施例1中聚合物乳液掃描電子顯微鏡(SEM)譜圖(0.2um)。
[0029]圖5為實(shí)施例1中聚合物乳液掃描電子顯微鏡(SEM)譜圖(lOOnm)。
[0030]圖6為實(shí)施例1中聚合物乳液掃描電子顯微鏡(SEM)譜圖(50nm)。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0032]甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丁酯丙烯酸、過(guò)硫酸銨、雙丙酮丙烯酰胺、脂肪醇(14)聚氧乙烯醚(10)和脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉均為工業(yè)級(jí)；失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚磺基琥珀酸二鈉。
[0033]乳液的制備:
[0034]甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、預(yù)先混勻，將混合液分次倒入50ml恒壓滴液漏斗中攪拌混合備用，速度為300轉(zhuǎn)/分，命名為單體a液。
[0035]過(guò)硫酸銨，雙丙酮丙烯酰胺，水，拌至溶解(雙丙酮丙烯酰胺較難全溶)，倒入50ml恒壓滴液漏斗中，命名引發(fā)劑滴加液b液。
[0036]水，脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉乳化劑，脂肪醇(14)聚氧乙烯醚(10)乳化劑，失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚磺基琥珀酸二鈉，電爐加熱至溫度50°C左右，攪拌呈透明，速度為300轉(zhuǎn)/分，命名乳化劑水相液c液。
[0037]取混合單體a液總量的1/3，引發(fā)劑滴加液b液總量的1/3與全部乳化劑水相液c液，投入500ml玻璃反應(yīng)鍋中，啟動(dòng)攪拌，速度為200轉(zhuǎn)/分，邊升溫邊預(yù)乳化40min，呈潔白狀體系。加熱升至料溫75 °C，聚合反應(yīng)引發(fā)，體系快速升溫至95 °C左右，待料溫不再上升后恒溫82°C聚合反應(yīng)30min，呈半微乳態(tài)。分別平衡滴加混合單體a液與引發(fā)劑滴加液b液，控料溫84°C反應(yīng)，滴加反應(yīng)4h。反應(yīng)結(jié)束后將體系冷卻至室溫，過(guò)濾，出料。
[0038]儀器與表征測(cè)試:
[0039]粘度采用上海精暉NDJ-79型旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)來(lái)測(cè)定；PH值采用上海越平PHS-3C型PJ計(jì)來(lái)測(cè)定光澤度；密度采用上海越平JA2003型電子密度天平來(lái)測(cè)試；光澤度采用天津永利達(dá)JWG-60型光澤度儀來(lái)測(cè)定；乳液穩(wěn)定性采用、飛鴿牌TDL-80-2B臺(tái)式離心機(jī)來(lái)測(cè)定；紅外光譜采用美國(guó)Perkin-Elmer公司Spectrum One型傅立葉紅外光譜儀測(cè)定,KBr壓片；粒徑及分布采用英國(guó)Malvern公司Autosize Loc_Fc_963型激光光散射粒度儀測(cè)定；共聚物的形貌由美國(guó)FEI公司Tecnai G20型透射電子顯微鏡觀察得到。
[0040]表1和表2為實(shí)施例1~實(shí)施例8，具體如下:
[0041]表1
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種顏料用高光丙烯酸酯乳液，其特征在于該乳液包括如下組分及其重量配比:
甲基丙烯酸甲酯16~20
丙烯酸丁酯18~22
丙烯酸2.5~4.5
雙丙酮丙烯酰胺0.4~0.6
脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉3.0~4.5
失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚磺基琥珀酸二鈉1.4~4.2
脂肪醇(14)聚氧乙烯醚(10) 0.6~0.9
過(guò)硫酸銨0.2~0.4
去離子水48-52 ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顏料用高光丙烯酸酯乳液，其特征在于該乳液包括如下組分及其重量配比:
甲基丙烯酸甲酯 540
丙烯酸丁酯620 丙烯酸100
雙丙酮丙烯酰胺15
脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸單酯二鈉110
失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚磺基琥珀酸二鈉80
脂肪醇(14)聚氧乙烯醚(10) 25
過(guò)硫酸鞍10
去離子水1500。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顏料用高光丙烯酸酯乳液，其特征在于所述的失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚磺基琥珀酸二鈉以Tween80或Tween20為原料，先與馬來(lái)酸酐在無(wú)水醋酸鈉為催化劑的條件下酯化反應(yīng)，然后再與無(wú)水亞硫酸鈉發(fā)生磺化反應(yīng)制得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顏料用高光丙烯酸酯乳液，其特征在于所述的原料與馬來(lái)酸酐、無(wú)水亞硫酸鈉及無(wú)水醋酸鈉之間的摩爾比為1:1~1.05:1~1.05:0.06~0.20。
5.權(quán)利要求1~4中任一一種所述的顏料用高光丙烯酸酯乳液的制備方法，其特征在于包括如下步驟: ①先將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸預(yù)先混勻，得到單體液； ②將過(guò)硫酸銨、雙丙酮丙烯酰胺和部分無(wú)離子水，拌至溶解得到引發(fā)劑滴加液； ③將脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉乳化劑、脂肪醇(14)聚氧乙烯醚(10)乳化劑、失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚磺基琥珀酸二鈉及剩余的無(wú)離子水混合，加熱至50~55°C溫度，攪拌呈透明，命名乳化劑水相液； ④取混合單體液總量的1/3，引發(fā)劑滴加液總量的1/3與全部乳化劑水相液，投入反應(yīng)鍋中，攪拌，邊升溫邊預(yù)乳化0.5~Ih，呈潔白狀體系； ⑤繼續(xù)加熱升至75~82°C，聚合反應(yīng)引發(fā)，體系快速升溫至90~105°C，待料溫不再上升，82~85°C恒溫聚合反應(yīng)0.5~lh，呈半微乳態(tài)；⑥分別平衡滴加剩余的2/3混合單體液與剩余的2/3的引發(fā)劑滴加液，控料溫82~86°C反應(yīng)，滴加反應(yīng)3~5h; ⑦反應(yīng)結(jié)束后將體系冷卻至室 溫，過(guò)濾，出料。
【文檔編號(hào)】C08F220/14GK103709315SQ201310648236
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】李全濤, 許觀良 申請(qǐng)人:寧波高新區(qū)康大美術(shù)新材料有限公司