專利名稱：一種高耐水性丙烯酸酯乳液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料合成領(lǐng)域，具體為ー種主要應(yīng)用于建筑涂料的高耐水性丙烯酸酯乳液，本發(fā)明還包括該丙烯酸酯乳液的制備方法。
背景技術(shù)：
建筑涂料用丙烯酸酯類乳液近年來發(fā)展非常迅速，隨著水性建筑涂料在生活中得到越來越多的應(yīng)用，對丙烯酸酯類乳液性能的要求也越來越高。由常規(guī)方法合成的丙烯酸酯類乳液制成建筑涂料一般會面臨耐水性能差的問題，這是因為乳液在制備過程中會應(yīng)用到ー些親水性較強(qiáng)的乳化劑和親水性単體。這些親水性組分在漆膜表面會表現(xiàn)出很強(qiáng)的吸水性，特別是ー些在漆膜內(nèi)部的小分子乳化剤，會隨著時間向表面發(fā)生遷移，在重新與水接觸后會吸收水分，導(dǎo)致漆膜出現(xiàn)發(fā)白、起泡甚至脫落等現(xiàn)象。因此，如何提高乳液成膜后的耐水性能，不僅是涂料乳液合成領(lǐng)域的重要課題，是當(dāng)今乳液聚合技術(shù)的ー個重要研究方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供ー種高耐水性丙烯酸酯乳液及其制備方法，提高涂料乳液成膜后的耐水性。本發(fā)明的技術(shù)問題采用下述技術(shù)方案解決
ー種高耐水性丙烯酸酯涂料乳液，其特征在于由下述原料及配比制備而成 苯乙烯20% 25%，丙烯酸丁酯15% 20%，甲基丙烯酸甲酯3% 5%，丙烯酸1% 3%，有機(jī)硅單體1% 2%，混合乳化劑1% 2%，碳酸氫鈉0. 5%，引發(fā)劑0. 5%，余量為水。所述的引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鈉。所述的有機(jī)硅單體為Y —氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)或Y —氨丙基三甲氧基硅烷(KH551)。所述的混合乳化劑中各乳化劑的質(zhì)量配比為非離子乳化剤陰離子乳化劑反應(yīng)型乳化剤=1 :2 :1 2。所述的陰離子乳化劑為十二烷基硫酸鈉(K12);所述非離子乳化劑為0P-10 ；所述反應(yīng)型乳化劑為烯丙氧基羥丙基磺酸鈉(AHPS)或甲基丙烯酸羥丙基磺酸鈉(HMPS)。上述丙烯酸酯涂料乳液的制備エ藝流程如下
(1)用配方中水總量的10%將引發(fā)劑溶解，制成引發(fā)劑溶液，備用；
(2)將配方中混合乳化劑總量的60%和配方中水總量的40%、全部的碳酸氫鈉，以及丙烯酸，丙烯酸丁酷，苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯聚合單體進(jìn)行高速分散，制備預(yù)乳化液，將預(yù)乳化液分為A，B兩份，A =B重量比為2 :1，在B中加入有機(jī)硅單體混合均勻，
(3)將配方中混合乳化劑總量的40%，配方中水總量的50%投入反應(yīng)釜，升溫到 80-85°C，緩慢加入配置好的預(yù)乳化液A和配置好的引發(fā)劑溶液的6/10，然后滴加預(yù)乳化液 B和配置好的引發(fā)劑溶液的3/10，所有預(yù)乳化液在3-3. 5小時加完；(4)后補(bǔ)加配置好的引發(fā)劑溶液的1/10，保持反應(yīng)溫度在90°C，反應(yīng)1小吋，降溫至 40°C以下，調(diào)節(jié)乳液粘度，包裝出料。本發(fā)明主要技術(shù)特點如下
1、在乳液聚合的過程中采用反應(yīng)型的乳化劑進(jìn)行聚合反應(yīng)，乳化劑在聚合過程中參與聚合到大分子鏈上，減少了乳化劑在漆膜中的遷移，降低了漆膜的吸水率，提高了耐水性。2、通過采用核-殼聚合的エ藝，在殼層聚合部分采用有機(jī)硅進(jìn)行共聚改性，使得乳膠粒表面形成ー種疏水性結(jié)構(gòu)，提高了最終成膜后的耐水性。通過這兩種方法的協(xié)同作用，能使所制備的乳液成膜后的耐水性獲得很大的提高，可以廣泛的應(yīng)用于內(nèi)外墻涂料的生產(chǎn)制備。
具體實施例方式實施例1
苯乙烯20g，丙烯酸丁酯20g，甲基丙烯酸甲酯5g，丙烯酸lg，有機(jī)硅單體KH550 lg，混合乳化劑2g (op-10 0. 4g，K12 0. 8g，AHPS 0. 8g)，碳酸氫鈉0. 5g，過硫酸銨0. 5g，去離子水 50g。(1)將0. 5g過硫酸銨和5g水配制成引發(fā)劑溶液。(5mL)
(2)在200mL四ロ瓶中將1. 2g的混合乳化劑和20g水、0. 5g碳酸氫鈉混合均勻，然后加入丙烯酸3g、丙烯酸丁酯20g、苯乙烯20g、甲基丙烯酸甲酯5g等聚合單體進(jìn)行高速分散， 制備單體預(yù)乳化液，將預(yù)乳化液分為A，B兩份(A =B重量比為2 :1)，在B中加入有機(jī)硅單體KH550 Ig混合均勻。(3)將0. 8g混合乳化剤，25g的水投入200mL四ロ瓶中，升溫到80_85°C，先后緩慢滴加配置好的預(yù)乳化液A和預(yù)乳化液B，同時滴加引發(fā)劑溶液4. 5mL(總引發(fā)劑量的90%) 進(jìn)行聚合反應(yīng)，整個過程保持溫度在80-85°C，預(yù)乳化液和引發(fā)劑約在3-3. 5小時左右全部加完。(4)補(bǔ)加引發(fā)劑溶液0.5mL (總引發(fā)劑量的10%)，保持反應(yīng)溫度在90°C，反應(yīng)1小吋，降溫至40°C以下，用氨水調(diào)節(jié)乳液PH值至7-8，過濾、包裝。實施例2
苯乙烯25g，丙烯酸丁酯15g，甲基丙烯酸甲酯3g，丙烯酸3g，有機(jī)硅單體KH551 2g， 混合乳化劑Ig (op-10 0. 2g，K12 0. 4g,HMPS 0. 4g)，碳酸氫鈉0. 5g，過硫酸鈉0. 5g，去離子水50g。反應(yīng)エ藝如下
(1)將0. 5g過硫酸銨和5g水配制成引發(fā)劑溶液(5mL)。(2)在200mL四ロ瓶中將0. 8g的混合乳化劑和20g水、0. 5g碳酸氫鈉混合均勻，然后加入配方量的丙烯酸，丙烯酸丁酷，苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯等聚合單體進(jìn)行高速分散， 制備單體預(yù)乳化液，將預(yù)乳化液分為A，B兩份(A :B重量比為2:1)，在B中加入Ig KH-550 混合均勻。(3)將1. 2g混合乳化剤，25g的水投入200mL四ロ瓶中，升溫到80-85°C，先后緩慢滴加配置好的預(yù)乳化液A和預(yù)乳化液B，同時滴加引發(fā)劑溶液4. 32mL (總引發(fā)劑量的90%) 進(jìn)行聚合反應(yīng)，整個過程保持溫度在80-85°C，預(yù)乳化液和引發(fā)劑約在3-3. 5小時左右全部加完。(4)補(bǔ)加引發(fā)劑0. 5mL (總引發(fā)劑量的10%)，保持反應(yīng)溫度在90°C，反應(yīng)1小吋， 降溫至40°C以下，用氨水調(diào)節(jié)乳液PH值至7-8，過濾、包裝。以上所述僅為本發(fā)明涉及部分實例，本發(fā)明其他涉及實例由于篇幅所限，不能一一列出，但凡依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)原理對以上實例在本發(fā)明所規(guī)定的配方和ェ藝內(nèi)做等同修改或配比變化，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種高耐水性丙烯酸酯涂料乳液，其特征在于由下述原料及配比制備而成 苯乙烯20% 25%，丙烯酸丁酯15% 20%，甲基丙烯酸甲酯3% 5%，丙烯酸1% 3%，有機(jī)硅單體1% 2%，混合乳化劑1% 2%，碳酸氫鈉0. 5%，引發(fā)劑0. 5%，余量為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種高耐水型丙烯酸酯乳液，其特征在于所述的引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種高耐水型丙烯酸酯乳液，其特征在于所述的有機(jī)硅單體為Y —氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)或Y —氨丙基三甲氧基硅烷(KH551)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種高耐水型丙烯酸酯乳液，其特征在于所述的混合乳化劑中各乳化劑的質(zhì)量配比為非離子乳化劑陰離子乳化劑反應(yīng)型乳化劑=1 :2 :1 2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的ー種高耐水性丙烯酸酯乳液，其特征在于所述的陰離子乳化劑為十二烷基硫酸鈉(K12)；所述非離子乳化劑為0P-10 ；所述反應(yīng)型乳化劑為烯丙氧基羥丙基磺酸鈉(AHPS)或甲基丙烯酸羥丙基磺酸鈉(HMPS)。
6.權(quán)利要求1所述的ー種高耐水性丙烯酸酯乳液的制備方法，其特征在于按下述エ藝制備(1)用配方中水總量的10%將引發(fā)劑溶解，制成引發(fā)劑溶液，備用；(2)將配方中混合乳化劑總量的60%和配方中水總量的40%、全部的碳酸氫鈉，以及丙烯酸，丙烯酸丁酷，苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯聚合單體進(jìn)行高速分散，制備預(yù)乳化液，將預(yù)乳化液分為A，B兩份，A =B重量比為2 :1，在B中加入有機(jī)硅單體混合均勻；(3)將配方中混合乳化劑總量的40%，配方中水總量的50%投入反應(yīng)釜，升溫到 80-850C，緩慢加入配置好的預(yù)乳化液A和配置好的引發(fā)劑溶液的6/10，然后滴加預(yù)乳化液 B和配置好的引發(fā)劑溶液的3/10，所有預(yù)乳化液在3-3. 5小時加完；(4)后補(bǔ)加配置好的引發(fā)劑溶液的1/10，保持反應(yīng)溫度在90°C，反應(yīng)1小吋，降溫至 40°C以下，調(diào)節(jié)乳液粘度，包裝出料。
全文摘要
一種高耐水性丙烯酸酯涂料乳液，原料及配比苯乙烯20%～25%，丙烯酸丁酯15%～20%，甲基丙烯酸甲酯3%～5%，丙烯酸1%～3%，有機(jī)硅單體1%～2%，混合乳化劑1%～2%，碳酸氫鈉0.5%，引發(fā)劑0.5%，余量為水。本發(fā)明在乳液聚合的過程中采用反應(yīng)型的乳化劑進(jìn)行聚合反應(yīng)，乳化劑在聚合過程中參與聚合到大分子鏈上，減少了乳化劑在漆膜中的遷移，降低了漆膜的吸水率，提高了耐水性。通過采用核-殼聚合的工藝，在殼層聚合部分采用有機(jī)硅進(jìn)行共聚改性，使得乳膠粒表面形成一種疏水性結(jié)構(gòu)，提高了最終成膜后的耐水性。通過這兩種方法的協(xié)同作用，使所制備的乳液耐水性得到很大提高，可廣泛應(yīng)用于內(nèi)外墻涂料的生產(chǎn)制備。
文檔編號C08F220/18GK102532404SQ201110457958
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者曹新剛, 白玉宏, 程金奎 申請人:甘肅金盾化工有限責(zé)任公司