一種彈性耐雨痕苯丙乳液及其制備方法
【專利說(shuō)明】-種彈性耐雨痕苯丙乳液及其制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及一種苯丙乳液及其制備方法，具體說(shuō)是一種彈性耐雨痕苯丙乳液及其 制備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建筑外墻裝飾涂料的應(yīng)用也日益廣泛。彈性乳液由于具有優(yōu)異的 拉伸性能，越來(lái)越受消費(fèi)者的青睞。然而，傳統(tǒng)的彈性乳液具有其自身不可克服的技術(shù)缺 陷。其一，傳統(tǒng)的彈性乳液都是由高玻璃化溫度乳液和低玻璃化溫度乳液混合而成，運(yùn)樣既 保證漆膜的彈性，又能保證耐沾污性和耐候性。但混合搭配的方式會(huì)使乳液中出現(xiàn)粒子分 布不均勻的情況，導(dǎo)致其力學(xué)性能偏低。其二，若采用單獨(dú)的彈性乳液設(shè)日陶氏AC-2468)，雖 然無(wú)需進(jìn)行混合搭配，其力學(xué)性能也能基本保證。但在戶外施工時(shí)，由于天氣多變，溫度和 濕度的差異非常明顯，特別是在多雨季節(jié)施工，涂膜極容易出現(xiàn)發(fā)花、起泡、易脫落等現(xiàn)象， 其雨痕、亮斑等情況也十分常見(jiàn)，上述情況除了會(huì)降低漆膜自身的力學(xué)性能外，還會(huì)嚴(yán)重影 響漆膜涂裝后的整體美觀。因此，如何開(kāi)發(fā)一種既具有優(yōu)良的力學(xué)強(qiáng)度，又具有較高耐候性 的苯丙乳液，是目前苯丙乳液行業(yè)的一道技術(shù)難題。 陽(yáng)0化]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既具有優(yōu)良的力學(xué)強(qiáng)度，又具 有較高耐候性的苯丙乳液。
[0007] 本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單的制備上述苯丙乳液的方法。
[0008] 本發(fā)明的發(fā)明目的是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：一種彈性耐雨痕苯丙乳液，其特征在于：所述 彈性耐雨痕苯丙乳液包括水、苯乙締、甲基丙締酸甲醋、丙締酸異辛醋、丙締酸下醋、丙締 酸、甲基丙締酸、丙締酷胺、陰離子乳化劑、反應(yīng)型乳化劑、交聯(lián)單體、引發(fā)劑、氧化劑及還原 劑，上述組分含量按質(zhì)量份數(shù)算分別為：水80-130份、苯乙締38-60份、甲基丙締酸甲醋 22-45份、丙締酸異辛醋12-18份、丙締酸下醋22-73份、丙締酸0. 5-5份、甲基丙締酸0. 5-5 份、丙締酷胺1-5份、陰離子乳化劑7-18份、反應(yīng)型乳化劑0. 5-2份、交聯(lián)單體1-5份、引發(fā) 劑0. 2-0. 9份、氧化劑0. 1-0. 5份、還原劑0. 1-0. 5份。
[0009] 所述陰離子乳化劑為十二烷基硫酸鋼或十二烷基苯橫酸鋼中的一種或上述成分 W任意比例混合。
[0010] 所述反應(yīng)型乳化劑為3-締丙氧基-1-徑基-1-丙烷橫酸鋼、3-締丙氧基-1-徑 基-1-丙烷憐酸鋼、乙締基橫酸鋼、2-丙締酸鹽酷胺基-2-甲基丙基橫酸鋼中的一種或上述 成分W任意比例混合。
[0011] 所述交聯(lián)單體為乙締基Ξ甲氧基硅烷、丫-甲基丙締酷氧基丙基Ξ甲氧基硅烷、Ξ 徑甲基丙烷Ξ甲基丙締酸醋、甲基丙締酸締丙醋中的一種或上述成分W任意比例混合。
[0012] 所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸鋼、過(guò)硫酸錠或過(guò)硫酸鐘中的一種或上述成分W任意比例混 厶1=1〇
[0013] 所述氧化劑為有機(jī)過(guò)氧化物。
[0014] 所述還原劑為亞硫酸氨鋼或k抗壞血酸中的一種或上述成分W任意比例混合。
[0015] 所述制備方法包括W下步驟： (1) 種子乳液的制備 al:預(yù)乳化：常溫常壓下，將1-6份陰離子乳化劑和10-25份水在乳化缸中混合，充 分?jǐn)埌枞芙?，并依次加入苯乙稀、甲基丙締酸甲醋、丙締酸異辛醋、丙締酸下醋并均勻?拌，制成預(yù)乳化液，苯乙稀、甲基丙締酸甲醋、丙締酸異辛醋、丙締酸下醋的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為 (30-40):(15-25):(12-18) :(15-23)； bl:聚合：在反應(yīng)蓋的蓋底加入30-35份水和5-10份陰離子乳化劑，升溫至70-90°C， 攬拌10-30分鐘后分別滴加al步驟所得預(yù)乳化液和0. 05-0. 2份引發(fā)劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，反 應(yīng)溫度為80-90°C，反應(yīng)時(shí)間15-75分鐘； cl:后消除：把bl所得乳液升溫至80-90°C，并滴加0. 05-0. 2份引發(fā)劑，滴加完畢后保 溫10-30分鐘，然后降溫至45-55Γ，過(guò)濾備用； (2) 彈性乳液的制備 a2 :預(yù)乳化：常溫常壓下，將1-2份陰離子乳化劑和20-30份水在乳化缸中混合，充分 攬拌溶解，并依次加入反應(yīng)型乳化劑和交聯(lián)單體，攬拌5-15分鐘，再加入丙締酸、甲基丙締 酸、丙締酷胺、苯乙稀、丙締酸下醋、甲基丙締酸甲醋混合物，并攬拌20-40分鐘，制成預(yù)乳 化液，丙締酸、甲基丙締酸、丙締酷胺、苯乙稀、丙締酸下醋、甲基丙締酸甲醋的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比 為（0.5-5):(0. 5-5):(1-5):(8-20):(7-50):(7-20); b2 :聚合：在反應(yīng)蓋的蓋底加入20-40份水，升溫至80-90°C，加入cl步驟所得種子乳 液5-20份，攬拌20-40分鐘，分別滴加曰2步驟所得預(yù)乳化液和0. 04-0. 25份引發(fā)劑進(jìn)行化 學(xué)反應(yīng)，滴加時(shí)間為150-450分鐘，反應(yīng)溫度為75-90°C，反應(yīng)時(shí)間30-120分鐘； c2 :后消除：把b2所得乳液升溫至90-95 °C，并滴加余下引發(fā)劑，滴加完畢后保溫 30-90分鐘，保溫結(jié)束后降溫至70-80°C，同時(shí)滴加氧化劑和還原劑，滴加時(shí)間為30-60分 鐘，滴加結(jié)束后進(jìn)行第二次保溫，時(shí)間為15-45分鐘，第二次保溫結(jié)束后降溫至45-50°C，過(guò) 濾后即得彈性耐雨痕苯丙乳液。
[0016] 所述步驟（1)所得種子乳液的固含量為35-60%。
[0017] 所述步驟（1)所得種子乳液的抑值為5-9。
[0018] 所述步驟（1)所得種子乳液的粒徑為20-100納米。
[0019] 所述步驟（2)所得彈性乳液的固含量為35-60%。
[0020] 所述步驟（2 )所得彈性乳液的抑值為6-8。
[0021] 本發(fā)明具有W下優(yōu)點(diǎn)： 1、本發(fā)明的彈性耐雨痕苯丙乳液中，在整個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系中的聚合單體均帶丙締基 團(tuán)，因而聚合單體的玻璃化溫度比較接近。相近的玻璃化溫度除了可改善乳液的加工性能 夕F，還能有效保障乳液粒子分散的均勻性，使乳液具有較好的力學(xué)性能。而丙締基團(tuán)自身具 有較強(qiáng)的反應(yīng)活性，利于乳液聚合時(shí)化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定進(jìn)行。
[0022] 2、本發(fā)明的彈性耐雨痕苯丙乳液中，采用陰離子乳化劑和反應(yīng)型乳化劑的搭配使 用而形成復(fù)合乳化體系。首先，陰離子乳化劑自身能提供較強(qiáng)的反應(yīng)電荷，其與聚合物單體 的反應(yīng)能力十分優(yōu)秀，在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中不易出現(xiàn)副產(chǎn)物及副反應(yīng)。其次，反應(yīng)型乳化劑自 身的反應(yīng)活性較強(qiáng)，在與聚合物單體、交聯(lián)單體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)能產(chǎn)生細(xì)密的互穿型交聯(lián) 網(wǎng)絡(luò)，使乳液形成致密、力學(xué)性能優(yōu)異且具有較強(qiáng)彈性的涂膜，改善涂膜的耐沾污性和耐候 性。此外，陰離子乳化劑和反應(yīng)型乳化劑在化學(xué)反應(yīng)體系中具有協(xié)同效應(yīng)，乳液聚合時(shí)上述 協(xié)同效應(yīng)可大幅提高互穿交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的形成效率，改善涂膜的力學(xué)強(qiáng)度。
[0023] 3、本發(fā)明的彈性耐雨痕苯丙乳液采用種子乳液法制備，使乳液在聚合時(shí)形成類似 核殼結(jié)構(gòu)的包圍型分子鏈結(jié)構(gòu)，使乳液在聚合時(shí)具有與高玻璃化溫度乳液和低玻璃化溫度 乳液搭配使用相似的效果。同時(shí)，種子乳液和最后制備的彈性乳液的聚合物液相十分相近， 且其都具有丙締基團(tuán)，所W在乳液聚合時(shí)可提高核和殼之間連接的化學(xué)鍵能，提高乳液的 耐沾污性和耐候性。
[0024] 4、本發(fā)明的彈性耐雨痕苯丙乳液制備方法中，采用二次滴加聚合工藝，并在種子 乳液和彈性乳液的制備后期引入后消除工藝。后消除工藝可在引發(fā)劑或其他助劑介入的情 況下使乳液聚合時(shí)游離的單體充分反應(yīng)，使乳液粒子的分布更加均勻，改善涂膜的彈性、致 密性和耐候性。 陽(yáng)0巧]
【具體實(shí)施方式】
[00%] 本發(fā)明的彈性耐雨痕苯丙乳液包括水、苯乙締、甲基丙締酸甲醋、丙締酸異辛醋、 丙締酸下醋、丙締酸、甲基丙締酸、丙締酷胺、陰離子乳化劑、反應(yīng)型乳化劑、交聯(lián)單體、引發(fā) 劑、氧化劑及還原劑，上述組分含量按質(zhì)量份數(shù)算分別為：水80-130份、苯乙締38-60份、甲 基丙締酸甲醋22-45份、丙締酸異辛醋12-18份、丙締酸下醋22-73份、丙締酸0. 5-5份、甲 基丙締酸0. 5-5份、丙締酷胺1-5份、陰離子乳化劑7-18份、反應(yīng)型乳化劑0. 5-2份、交聯(lián) 單體1-5份、引發(fā)劑0. 2-0. 9份、氧化劑0. 1-0. 5份、還原劑0. 1-0. 5份。通過(guò)利用玻璃化 溫度相近的同族聚合單體搭配使用，并采用陰離子乳化劑和反應(yīng)型乳化劑的搭配使用而形 成的復(fù)合乳化體系，改善乳液粒子的分散性、乳液的力學(xué)強(qiáng)度、耐沾污性及耐候性。
[0027] 本發(fā)明彈性耐雨痕苯丙乳液的陰離子乳化劑為十二烷基硫酸鋼或十二烷基苯橫 酸鋼中的一種或上述成分W任意比例混合。由于上述鋼鹽具有較強(qiáng)極性，可提高乳化劑在 聚合過(guò)程中的反應(yīng)強(qiáng)度，并改善涂裝后涂膜的力學(xué)強(qiáng)度。
[0028] 本發(fā)明彈性耐雨痕苯丙乳液的反應(yīng)型乳化劑為3-締丙氧基-1-徑基-1-丙烷橫 酸鋼、3-締丙氧基-1-徑基-1-丙烷憐酸鋼、乙締基橫酸鋼、2-丙締酸鹽酷胺基-2-甲基丙 基橫酸鋼中的一種或上述成分W任意比例混合。上述組分在化學(xué)反應(yīng)體系中具有較強(qiáng)活 性，并可與陰離子乳化劑產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，可提高互穿交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的形成效率，改善涂膜的力學(xué) 強(qiáng)度。
[0029] 本發(fā)明彈性耐雨痕苯丙乳液的交聯(lián)單體為乙締基Ξ甲氧基硅烷、丫-甲基丙締酷 氧基丙基Ξ甲氧基硅烷、Ξ徑甲基丙烷Ξ甲基丙締酸醋、甲基丙締酸締丙醋中的一種或上 述成分W任意比例混合。首先，上述交聯(lián)單體在反應(yīng)體系中具有較強(qiáng)的活性，