專利名稱：內(nèi)墻涂料用苯丙乳液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種苯丙乳液的制備方法，尤其涉及一種內(nèi)墻涂料用苯丙乳液的制備方法。
背景技術(shù)：
苯丙乳液性價比高，具有優(yōu)良的耐污性，耐擦洗性，附著力強，成膜性好等特點。在內(nèi)墻涂料方面，涂料配方設(shè)計者對涂料的耐擦洗性、耐污染性、粘結(jié)強度、并且能最大程度地降低配方成本是對苯丙乳液的最主要的要求。目前市場上應(yīng)用于內(nèi)墻涂料的苯丙乳液，需要添加量大時，才能使涂料具有較好的耐擦洗性，性價比較低，不能滿足人們的需要
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)墻涂料用苯丙乳液及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。本發(fā)明所述的內(nèi)墻涂料用苯丙乳液的制備方法，包括如下步驟(I)將去離子水、復(fù)合乳化劑、丙烯酸酯單體及功能單體混合，乳化20 40分鐘，獲得預(yù)乳化液A。各個組分的重量份數(shù)如下水15-20份，復(fù)合乳化劑O. 4-1. O份，混合單體45-50份，功能單體O. 5-2份；所述復(fù)合乳化劑由陰離子乳化劑和非離子乳化劑組成，非離子乳化劑和陰離子乳化劑的重量比為I : I I :1. 5 ;所述混合單體由苯乙烯、丙烯酸酯和丙烯酸單體組成；所述丙烯酸酯選自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸異辛酯中的一種以上；所述丙烯酸單體為甲基丙烯酸或丙烯酸，優(yōu)選甲基丙烯酸；各組分重量比為苯乙烯丙烯酸酯甲基丙烯酸=(20 27) (21 28) : I ；所述功能單體為重量濃度45 55%的丙烯酰胺水溶液；(2)將反應(yīng)型有機硅加入預(yù)乳化液A中，乳化10-20min，獲得預(yù)乳化液B ；組分的重量份數(shù)如下反應(yīng)型有機硅O. 5-1份，預(yù)乳化液A55 66份；所述反應(yīng)型有機硅單體為Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基娃燒;(3)將水、復(fù)合乳化劑、甲醇和碳酸氫鈉的混合物，氮氣氣氛中，150-200r/min下攪拌，75-80°C溫度下加入步驟(I)所述的預(yù)乳化乳液A，攪拌5 lOmin，加入引發(fā)劑，反應(yīng)10 20min,獲得制得種子乳液C ；各個組分的重量份數(shù)如下水20-30份，復(fù)合乳化劑O. 5-0. 7份，甲醇1-2份，碳酸氫鈉O. 05-0. I份，預(yù)乳化乳液2. 9 3. 3份，引發(fā)劑O. 1-0. 2份；所述復(fù)合乳化劑由陰離子乳化劑和非離子乳化劑組成，非離子乳化劑和陰離子乳化劑的重量比為I : I I :1. 5 ;所述的引發(fā)劑為過硫酸鹽；(4)80_85°C下，將預(yù)乳化液B采用滴加的方式加入步驟(3)的種子乳液C，在3 5h內(nèi)滴加結(jié)束，同時滴加引發(fā)劑和水的混合溶液，滴加結(jié)束后，保溫l_2h，將乳液降溫至60-70 V ；各個組分的重量份數(shù)如下種子乳液C24 37份，預(yù)乳化液B55 66份，引發(fā)劑O. 2-0. 5份，水10份；
(5)殘留單體后處理將總重量40 60%的叔丁基過氧化氫水溶液加入步驟(4)的產(chǎn)物，60_70°C保溫攪拌5 lOmin，然后加入總重量40 60%的焦亞硫酸鈉水溶液，60_70°C保溫攪拌5 IOmin ；再加入余量的丁基過氧化氫水溶液，60_70°C保溫攪拌5 lOmin，然后再加入余量的焦亞硫酸鈉水溶液，60-70°C攪拌10 25min，獲得除去了殘留單體的乳液，降溫至10 39°C，用堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)PH至7-8，獲得所述的內(nèi)墻涂料用苯丙乳液；所述堿性物質(zhì)為重量濃度為5 25%的氫氧化鈉溶液或者是重量濃度為5 25%的氨水； 所述的叔丁基過氧化氫水溶液的重量濃度為5 10% ；所述的焦亞硫酸鈉水溶液的重量濃度為2 4% ；各個組分的重量份數(shù)如下叔丁基過氧化氫水溶液O. 5^1. O份；焦亞硫酸鈉O. 5^1. O份；步驟(I) (5)中，所述的非離子乳化劑為烷基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚；所述的陰離子乳化劑為烷基酚醚硫酸銨或烷基酚聚醚磺酸基琥珀酸單酯鈉；所述過硫酸鹽為過硫酸鈉，過硫酸銨或過硫酸鉀；所述反應(yīng)型有機硅單體的一端含有乙烯基不飽和鍵，另一端含有可水解為硅醇的氧烷結(jié)構(gòu)。少量加入乙烯基硅烷偶聯(lián)劑，分子內(nèi)的乙烯雙鍵和丙烯酸單體共聚，形成嵌段合物。在室溫固化過程中硅烷偶聯(lián)劑水解出硅醇，發(fā)生乳液樹脂分子之間的自交聯(lián)反應(yīng)和乳液樹脂與底材上羥基的縮合反應(yīng)以及與金屬離子的絡(luò)合交聯(lián)，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高乳液的耐擦洗性。丙烯酰胺可使共聚物的水溶性增加，并且可使聚合物交聯(lián)固化，提高成膜強度，得到高性能的共聚乳液。本發(fā)明采用在乳液聚合時，同時引入反應(yīng)型有機硅單體和丙烯酰胺，可使涂膜成膜時同時具有兩種不同是交聯(lián)方式，提高涂膜的交聯(lián)密度，增強涂膜的耐擦洗性。將本發(fā)明的乳液配制成內(nèi)墻涂料，同市售同類型乳液相比，添加少量的乳液，耐擦洗性也優(yōu)于其他乳液，有利于降低涂料配方成本，且節(jié)約資源。其中乳液添加量為10%，涂料固體分為50%，耐擦洗性為1000次以上，其他性能優(yōu)良。
具體實施例方式如沒有特別說明，實施例中，均為重量份。實施例I(I)以重量份數(shù)計，將去離子水16份，烷基酚醚硫酸銨O. 3份，壬基酚聚氧乙烯醚
O.3份混合均勻，加入由苯乙烯27份、丙烯酸丁酯21份甲基丙烯酸I份和重量濃度為50%的丙烯酰胺水溶液2. 4份組成的混合物，乳化30分鐘，制得預(yù)乳化液A。(2)將反應(yīng)型有機硅加入上述預(yù)乳化液A中，乳化15min，制得預(yù)乳化液B ；反應(yīng)型有機硅O. 7份，預(yù)乳化液A為63. 46份。
所述反應(yīng)型有機硅單體為Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；(3)將水25份，烷基酚醚硫酸銨O. 3份，壬基酚聚氧乙烯醚O. 2份，甲醇I份，碳酸氫鈉O. 08份混合，170r/min下攪拌，通氮氣，開啟冷凝水，升溫至77°C，加入預(yù)乳化乳液A3. 34份，保持溫度75°C，攪拌5min，加入引發(fā)劑過硫酸鈉O. 15份，反應(yīng)15min，制得種子乳液C ;(4)將預(yù)乳化液B滴加入種子乳液C，在4h內(nèi)滴加結(jié)束，同時滴加引發(fā)劑過硫酸鈉和水的混合溶液，在4. 5h滴加完畢，溫度保持在80°C，滴加結(jié)束后，保溫I. 5h，將乳液降溫至 60。。；各個組分的重量份數(shù)如下種子乳液C30. 07份，預(yù)乳化液B63. 46份，引發(fā)劑O. 4份，水10份；(5)將總重量50%的叔丁基過氧化氫水溶液加入步驟(4)的產(chǎn)物，60°C保溫攪拌5min，然后加入總重量50%的焦亞硫酸鈉水溶液，60°C保溫攪拌IOmin ；再加入余量的丁基過氧化氫水溶液，60°C保溫攪拌5min，然后再加入余量的焦亞硫酸鈉水溶液，60°C攪拌15min，獲得除去了殘留單體的乳液，降溫至30°C，用重量濃度為15%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH至8，獲得所述的內(nèi)墻涂料用苯丙乳液；所述的叔丁基過氧化氫水溶液的重量濃度為6% ；所述的焦亞硫酸鈉水溶液的重量濃度為3% ；各個組分的重量份數(shù)如下叔丁基過氧化氫水溶液O. 6份；焦亞硫酸鈉水溶液O. 8份。實施例2(I)以重量份數(shù)計，將水16份，烷基酚醚硫酸銨O. 3份，烷基酚聚氧乙烯醚O. 3份混合，加入已攪拌均勻的由苯乙烯25份、丙烯酸丁酯24份、甲基丙烯酸I份和50%丙烯酰胺水溶液2. 4份組成的混合物，乳化30分鐘，制得預(yù)乳化液A。(2)將反應(yīng)型有機硅加入上述預(yù)乳化液A中，乳化15min，制得預(yù)乳化液B ；反應(yīng)型有機硅O. 7份，預(yù)乳化液67. 8份；所述反應(yīng)型有機硅單體為乙烯基三乙氧基硅烷；(3)將水25份，烷基酚醚硫酸銨O. 3份，烷基酚聚氧乙烯醚O. 2份，甲醇I份，碳酸氫鈉O. 08份混合，170r/min下攪拌，通氮氣，開啟冷凝水，升溫至77°C，加入5%預(yù)乳化乳液A3. 39份，保持溫度80°C，攪拌5min，加入引發(fā)劑過硫酸銨O. 15份，反應(yīng)15min，制得種子乳液C ;(4)將預(yù)乳化液B滴加入種子乳液C，在4h內(nèi)滴加結(jié)束，同時滴加引發(fā)劑過硫酸銨和水的混合溶液，在4. 5h滴加完畢，溫度保持在85°C ;滴加結(jié)束后，保溫I. 5h，將乳液降溫至 60。。；各個組分的重量份數(shù)如下種子乳液C30. 12份，預(yù)乳化液B64. 41份，引發(fā)劑O. 4份，水10份；(5)將總重量50%的叔丁基過氧化氫水溶液加入步驟(4)的產(chǎn)物，70°C保溫攪拌5min，然后加入總重量50 %的焦亞硫酸鈉水溶液，70°C保溫攪拌IOmin ；再加入余量的丁基過氧化氫水溶液，70°C保溫攪拌5min，然后再加入余量的焦亞硫酸鈉水溶液，70°C攪拌20min，獲得除去了殘留單體的乳液，降溫至30°C，用重量濃度為15%的氨水調(diào)節(jié)PH至7，獲得所述的內(nèi)墻涂料用苯丙乳液；所述的叔丁基過氧化氫水溶液的重量濃度為4% ；所述的焦亞硫酸鈉水溶液的重量濃度為3% ；各個組分的重量份數(shù)如下叔丁基過氧化氫水溶液O. 6份；焦亞硫酸鈉溶液O. 8份。實施例3(I)以重量份數(shù)計，將去離子水16份，烷基酚聚醚磺酸基琥珀酸單酯鈉O. 4份，壬基酚聚氧乙烯醚O. 35份混合，加入由苯乙烯20份、甲基丙烯酸甲酯7份、丙烯酸丁酯21份、甲基丙烯酸I份和重量濃度為50%丙烯酰胺水溶液2. O份組成的混合物，乳化30分鐘，制得預(yù)乳化液A。(2)將反應(yīng)型有機硅加入上述預(yù)乳化液A中，乳化15min，制得預(yù)乳化液B ；反應(yīng)型有機硅O. 7份，預(yù)乳化液A66. 75份；所述反應(yīng)型有機硅單體為乙烯基三乙氧基硅烷；(3)將水25份、烷基酚聚醚磺酸基琥珀酸單酯鈉O. 25份、壬基酚聚氧乙烯醚O. 15份、甲醇I份和碳酸氫鈉O. 08份混合，170r/min下攪拌，通氮氣，開啟冷凝水，升溫至77°C，加入5%預(yù)乳化乳液A3. 39份，保持溫度78°C，攪拌5min，加入引發(fā)劑過硫酸鉀O. 15份，反應(yīng)15min，制得種子乳液C;(4)將預(yù)乳化液B滴加入種子乳液C，在4h內(nèi)滴加結(jié)束，同時滴加引發(fā)劑過硫酸銨和水的混合溶液，在4. 5h滴加完畢，溫度保持在85°C ;滴加結(jié)束后，保溫I. 5h，將乳液降溫至 60。。；各個組分的重量份數(shù)如下種子乳液C29. 8份，預(yù)乳化液B63. 41份，引發(fā)劑O. 4份，水10份；(5)將總重量60%的叔丁基過氧化氫水溶液加入步驟(4)的產(chǎn)物，65°C保溫攪拌5min，然后加入總重量60%的焦亞硫酸鈉水溶液，65°C保溫攪拌IOmin ；再加入余量的丁基過氧化氫水溶液，65°C保溫攪拌5min，然后再加入余量的焦亞硫酸鈉水溶液，65°C攪拌20min，獲得除去了殘留單體的乳液，降溫至30°C，用重量濃度為15%的氨水調(diào)節(jié)PH至7，獲得所述的內(nèi)墻涂料用苯丙乳液；所述的叔丁基過氧化氫水溶液的重量濃度為4% ；所述的焦亞硫酸鈉水溶液的重量濃度為3% ；各個組分的重量份數(shù)如下叔丁基過氧化氫水溶液O. 6份；焦亞硫酸鈉溶液O. 8份。
實施例4采用如下的配方配制內(nèi)墻涂料，對實施例I 3的產(chǎn)物進行試驗，結(jié)果如下。內(nèi)墻涂料配方見下表一。表一中，各個組分的用量為質(zhì)量份數(shù)。表一內(nèi)墻涂料配方
權(quán)利要求
1.內(nèi)墻涂料用苯丙乳液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將去離子水、復(fù)合乳化劑、丙烯酸酯單體及功能單體混合，乳化，獲得預(yù)乳化液A;(2)將反應(yīng)型有機硅加入預(yù)乳化液A中，乳化，獲得預(yù)乳化液B；(3)將水、復(fù)合乳化劑、甲醇和碳酸氫鈉的混合物，加入步驟(I)所述的預(yù)乳化乳液A，攪拌，加入引發(fā)劑，反應(yīng)，獲得制得種子乳液C ；(4)將預(yù)乳化液B采用滴加的方式加入步驟(3)的種子乳液C，同時滴加引發(fā)劑和水的混合溶液，滴加結(jié)束后，保溫，將乳液降溫；(5)除去殘留單體，用堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)PH至7-8，獲得所述的內(nèi)墻涂料用苯丙乳液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(I)中，各個組分的重量份數(shù)如下 水15-20份，復(fù)合乳化劑O. 4-1. O份，混合單體45-50份，功能單體O. 5-2份；所述復(fù)合乳化劑由陰離子乳化劑和非離子乳化劑組成，非離子乳化劑和陰離子乳化劑的重量比為I : I I :1. 5 ;所述混合單體由苯乙烯、丙烯酸酯和丙烯酸單體組成；所述丙烯酸酯選自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸異辛酯中的一種以上；所述丙烯酸單體為甲基丙烯酸或丙烯酸；各組分重量比為苯乙烯丙烯酸酯甲基丙烯酸=(20 27) (21 28) : I ;所述功能單體為重量濃度45 55%的丙烯酰胺水溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，組分的重量份數(shù)如下反應(yīng)型有機硅O. 5-1份，預(yù)乳化液A55飛6份；所述反應(yīng)型有機硅單體為Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，在氮氣氣氛中，150-200r/min下攪拌，75-80°C溫度下加入步驟(I)所述的預(yù)乳化乳液A，攪拌ClOmin，加入引發(fā)劑，反應(yīng)10 20min，獲得制得種子乳液C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，各個組分的重量份數(shù)如下水20-30份，復(fù)合乳化劑O. 5-0. 7份，甲醇1-2份，碳酸氫鈉O. 05-0. I份，預(yù)乳化乳液2.9 3. 3份，引發(fā)劑O. 1-0. 2份；所述復(fù)合乳化劑由陰離子乳化劑和非離子乳化劑組成，非離子乳化劑和陰離子乳化劑的重量比為I : I I :1. 5 ;所述的引發(fā)劑為過硫酸鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，80-85°C下，將預(yù)乳化液B采用滴加的方式加入步驟(3)的種子乳液C，在3 5h內(nèi)滴加結(jié)束，同時滴加引發(fā)劑和水的混合溶液，滴加結(jié)束后，保溫l_2h，將乳液降溫至60-70°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，各個組分的重量份數(shù)如下種子乳液C24 37份，預(yù)乳化液B55 66份，引發(fā)劑O. 2-0. 5份，水10份。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7任一項所述的方法，其特征在于，步驟(I) (5)中，所述的非離子乳化劑為烷基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚；所述的陰離子乳化劑為烷基酚醚硫酸銨或烷基酚聚醚磺酸基琥珀酸單酯鈉；所述過硫酸鹽為過硫酸鈉，過硫酸銨或過硫酸鉀。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 8任一項所述方法制備的內(nèi)墻涂料用苯丙乳液。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種內(nèi)墻涂料用苯丙乳液及其制備方法，制備方法包括如下步驟(1)將水、復(fù)合乳化劑、丙烯酸酯單體及功能單體混合，乳化，獲得預(yù)乳化液A；(2)將反應(yīng)型有機硅加入預(yù)乳化液A中，乳化，獲得預(yù)乳化液B；(3)將水、復(fù)合乳化劑、甲醇和碳酸氫鈉的混合物，加入步驟(1)預(yù)乳化乳液A，加入引發(fā)劑反應(yīng)，獲得制得種子乳液C；(4)將預(yù)乳化液B加入步驟(3)的種子乳液C，同時加入引發(fā)劑水溶液，滴加結(jié)束后，保溫，將乳液降溫；(5)除去殘留單體，調(diào)節(jié)PH至7-8，獲得內(nèi)墻涂料用苯丙乳液。將本發(fā)明的乳液配制成內(nèi)墻涂料，添加少量的乳液，耐擦洗性也優(yōu)于其他乳液，降低了涂料成本，節(jié)約資源。
文檔編號C08F2/26GK102827320SQ201210344780
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者劉勇, 朱強, 劉志剛 申請人:上海富臣化工有限公司, 展辰涂料集團股份有限公司, 北京展辰化工有限公司, 青島富臣化工有限公司, 成都展辰化工有限公司