專利名稱：丙烯酸乳膠樹脂液、乳膠型卷材涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種丙烯酸乳膠樹脂液及其制備方法，還涉及一種乳膠型卷材涂料及 其制備方法。
背景技術(shù)：
涂料工業(yè)的發(fā)展帶來了污染，對(duì)環(huán)境的污染主要是有機(jī)揮發(fā)物(V0C)向大氣中的 排放，所以降低涂料的有機(jī)揮發(fā)物是環(huán)境保護(hù)對(duì)涂料工業(yè)提出的課題之一。目前，降低涂料有機(jī)揮發(fā)物的途徑主要有(1)提高涂料固體含量的高固體涂料 (2)以粉末狀態(tài)熔融成膜的顆粒涂料(3)以水代替有機(jī)溶劑的水性涂料。乳膠漆是以水性 涂料的一個(gè)大類，所以有機(jī)揮發(fā)物很低，符合環(huán)境保護(hù)要求。乳膠涂料是以乳液聚合物為主的基料制成，又是在表面活性劑存在下進(jìn)行的，所 制得的聚合物稱為乳液，乳液聚合物的分子量很高，所以作為涂料的成膜物質(zhì)有較好的機(jī) 械性能，它不像水性合成聚合物，其分子量較小，在成膜過程中配合固化劑，固化交聯(lián)成膜 才能具備一定的機(jī)械性能，乳液的分子量雖然很高，卻出現(xiàn)較低的粘度，這對(duì)涂料的施工應(yīng) 用，提供了有利條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是提供一種丙烯酸乳膠樹脂液。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供上述丙烯酸乳膠樹脂液的制備方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之三是提供一種乳膠型卷材涂料。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之四是提供上述乳膠型卷材涂料的制備方法。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種丙烯酸乳膠樹脂液，按重量份數(shù)計(jì)，由以下組分通過反應(yīng)聚合而成甲基丙烯酸甲酯 16-20份丙烯酸甲酯7-9份甲基丙烯酸丁酯 13-15份苯乙烯2-3份甲基丙烯酸1-2份過硫酸鹽0.05-0. 15份乳化劑0.3-0. 7 份碳酸氫鈉0.1-0. 3份去離子水50-60份。本發(fā)明的丙烯酸乳膠樹脂液，主要由單體、引發(fā)劑、乳化劑和水組成。其中，單體的選擇除了應(yīng)考慮玻璃化溫度外，還要使共聚物對(duì)最終涂膜具有綜合 的性能，如附著力、柔韌性、耐擦洗性及耐候性等。丙烯酸乙烯基聚合物主鏈既要有飽和碳 氫鏈段，以發(fā)揮其內(nèi)增塑作用，它增大了聚合物的自由體積，使鏈段有較大的運(yùn)動(dòng)空間，從而提高了柔韌性，同時(shí)還設(shè)置了鏈段間的旋轉(zhuǎn)位阻，限制了旋轉(zhuǎn)的自由度，從而提高了剛 性，因而有利于涂膜硬度及機(jī)械強(qiáng)度的提高。羧酸單體在進(jìn)入乳液聚合物顆粒表面，可成為聚合物而溶在水中，這樣就起到了 穩(wěn)定乳液顆粒分散的作用。乳液聚合用引發(fā)劑，必須是水溶性的，本發(fā)明選擇過硫酸鹽，優(yōu)選的，為過硫酸鉀 鹽、過硫酸鈉鹽和過硫酸銨鹽中的一種或其混合物。引發(fā)劑熱分解的速度隨溫度而加速，共聚反應(yīng)中的溫度變化有非常大的影響，所 以在聚合反應(yīng)中控制溫度是一個(gè)重要因素。乳化劑，本發(fā)明中采用表面活性劑作為乳化劑，它的分子中存在二部份，親油部分 和親水部分，當(dāng)乳化劑加入到水中，親油部分遠(yuǎn)離水的基團(tuán)，使其排出，而親水部分保留在 水中，這樣阻止了乳化劑形成另一體系，而只能位于界面上，親水部分趨向于水，將親油部 分遠(yuǎn)離水而趨向親油表面，即將親油部分聚集于中心，而親水部分位于水中，這樣才能干擾 水的氫鍵結(jié)構(gòu)，而趨向其鍵能的最低狀態(tài)，形成穩(wěn)定體系。優(yōu)選的，乳化劑為0P-10、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或其混合物。最優(yōu)的，乳化 劑為0P-10與十二烷基苯磺酸鈉的混合物，其中0P-10與十二烷基苯磺酸鈉的質(zhì)量比為其中，上述的0P-10是工業(yè)上使用的烷基酚聚氧乙烯醚，是一種常用的擴(kuò)散、勻 染、乳化潤濕劑。進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供了上述丙烯酸乳膠樹脂液的制備方法，由下述步驟組 成(1)將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯和甲基丙烯酸混合 均勻，形成單體混合物；(2)將去離子水加入反應(yīng)釜中，攪拌，加入乳化劑，再加入單體混合物總量的 14-16%、過硫酸鹽總量的35-45%和碳酸氫鈉，加熱升溫至60_65°C ；(3)回流；(4)以每小時(shí)加入單體混合物總量8-12%的速度滴加剩余的單體混合物，同時(shí)以 每小時(shí)加入過硫酸鹽總量的4-5%的速度滴加剩余的過硫酸鹽，在單體混合物滴加完畢后， 將最后剩余的過硫酸鹽一次加入，溫度上升至90-95°C，保溫20-40分鐘；(5)溫度冷卻到45-55°C時(shí)，凈化、包裝。進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供了一種乳膠型卷材涂料，以上述發(fā)明制備的丙烯酸乳膠 樹脂液為主要原料。具體的，該乳膠型卷材涂料，由下述組分按重量份數(shù)比組成丙烯酸乳膠樹脂液64-68份金紅石型鈦白粉11-13份酞青藍(lán)3-5份硫酸鋇3-5份分散劑1-2份流平劑0.3-0. 7 份消泡劑0. 1-0. 3 份
成膜助溶劑1-3份去離子水8-12份。下面對(duì)上述的技術(shù)方案中，具體涉及的一些原料進(jìn)行進(jìn)一步說明。所述的硫酸鋇，為超細(xì)硫酸鋇，其顆粒目數(shù)優(yōu)選250目。所述的分散劑，為穩(wěn)定型分散劑?？梢赃x自荷蘭埃夫卡助劑公司生產(chǎn)的EFKA-4560 潤濕分散劑、EFKA-5065潤濕分散劑或EFKA-4540潤濕分散劑，防止顏料聚凝、顏料浮色及 發(fā)花。所述的流平劑，為本行業(yè)通用的流平劑。例如，荷蘭埃夫卡助劑公司生產(chǎn)的 EFKA-37720所述的消泡劑，為本行業(yè)通用的消泡劑。例如，荷蘭埃夫卡助劑公司生產(chǎn)的 EFKA-25260所述的成膜助溶劑，選自乙二醇、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丁醇、乙二醇 丁醚、環(huán)己酮、丁酮中的任一種或幾種。優(yōu)選的，成膜助溶劑為乙二醇丁醚或乙二醇。最優(yōu) 的，為乙二醇。具有使涂膜外觀平整，尤其是在冬季效果更為突出。再進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供了上述乳膠型卷材涂料的制備方法，由下述步驟組 成將去離子水、金紅石型鈦白粉、酞青藍(lán)、硫酸鋇、分散劑、流平劑、消泡劑、成膜助溶 劑攪拌混合均勻，然后在分散器中研磨分散，細(xì)度控制在20微米以下，再加入丙烯酸乳膠 樹脂液，充分?jǐn)嚢杈鶆颍{(diào)節(jié)粘度，過濾凈化。采用本發(fā)明技術(shù)方案說制備的乳膠型卷材涂料，具有下述優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的乳膠型卷材涂料基本上不含有機(jī)揮發(fā)物，除水外有機(jī)揮發(fā)物不多于 2 %，對(duì)環(huán)境保護(hù)、排除火災(zāi)爆炸十分有利。2、本發(fā)明的乳膠型卷材涂料的生產(chǎn)和施工單位，不需要另外設(shè)置防火防爆裝置， 因此新建廠房造價(jià)比較便宜。3、乳液合成中單體制造過程中引進(jìn)酸類單體，增加了涂膜的極性，增強(qiáng)了附著性， 并在乳液分支結(jié)構(gòu)中接枝和改進(jìn)分子結(jié)構(gòu)，如某些苯環(huán)和長鏈結(jié)構(gòu)對(duì)增進(jìn)硬度，改進(jìn)柔韌 性十分有利，比普通溶劑型涂料有顯著提高。4、乳液合成中通過分子間的位阻效應(yīng)提高了涂膜的抗水解性，改善了原來聚酯樹 脂的耐水性。5、本發(fā)明的乳膠型卷材涂料組分中采用以水為溶劑，因此它的成本應(yīng)該比溶劑型 涂料要低。6、本發(fā)明的乳膠型卷材涂料，因本身的分子量比較大，同時(shí)采用丙烯酸樹脂為主 要成膜物，因此它的性能不但要比原來的品種要好，同時(shí)它的成膜溫度要比原來低10°c左 右，能夠縮短涂裝工藝，降低成膜時(shí)間，并節(jié)約能源。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1一種丙烯酸乳膠樹脂液，按重量份數(shù)計(jì)，由以下組分通過反應(yīng)聚合而成甲基丙烯酸甲酯 16份
丙烯酸甲酯甲基丙烯酸丁酯苯乙烯
9份 13份 2份 1份 0. 15 份 0.3份 0.1份 60份甲基丙烯酸過硫酸鈉鹽0P-10碳酸氫鈉去離子水采用下述方法進(jìn)行制備(1)將單體甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯和甲基丙烯酸 混合均勻，形成單體混合物；(2)將去離子水加入反應(yīng)釜中，攪拌，加入0P-10，再加入單體混合物總量的14%、 過硫酸鈉鹽總量的45%和碳酸氫鈉，加熱升溫至60°C ；(3)回流；(4)以每小時(shí)加入單體混合物總量12%的速度滴加剩余的單體混合物，同時(shí)以每 小時(shí)加入過硫酸鈉鹽總量的4%的速度滴加剩余的過硫酸鈉鹽，在單體混合物滴加完畢后， 將最后剩余的過硫酸鈉鹽一次加入，溫度上升至95°C，保溫40分鐘；(5)溫度冷卻到45°C時(shí)，凈化、包裝。實(shí)施例2—種丙烯酸乳膠樹脂液，按重量份數(shù)計(jì)，由以下組分通過反應(yīng)聚合而成甲基丙烯酸甲酯20份丙烯酸甲酯7份甲基丙烯酸丁酯 15份苯乙烯3份甲基丙烯酸2份過硫酸銨鹽0. 05份0P-100. 3 份十二烷基苯磺酸鈉 0. 4份碳酸氫鈉0. 3份去離子水50份采用下述方法進(jìn)行制備(1)將單體甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯和甲基丙烯酸 混合均勻，形成單體混合物；(2)將去離子水加入反應(yīng)釜中，攪拌，加入0P-10和十二烷基苯磺酸鈉，再加入單 體混合物總量的16%、過硫酸銨鹽總量的35%和碳酸氫鈉，加熱升溫至65°C ；(3)回流；(4)以每小時(shí)加入單體混合物總量8%的速度滴加剩余的單體混合物，同時(shí)以每 小時(shí)加入過硫酸銨鹽總量的5%的速度滴加剩余的過硫酸銨鹽，在單體混合物滴加完畢后， 將最后剩余的過硫酸銨鹽一次加入，溫度上升至90°C，保溫20分鐘；
7
(5)溫度冷卻到55 °C時(shí)，凈化、包裝。實(shí)施例3一種丙烯酸乳膠樹脂液，按重量份數(shù)計(jì)，由以下組分通過反應(yīng)聚合而成
0097]甲基丙烯酸甲酯18份
0098]丙烯酸甲酯8份
0099]甲基丙烯酸丁酯14份
0100]苯乙烯2. 5份
0101]甲基丙烯酸1.5份
0102]過硫酸鉀鹽0.1份
0103]0P-100.2 份
0104]十二烷基苯磺酸鈉的 0. 3份
0105]碳酸氫鈉0.2份
0106]去離子水55份具體采用下述方法制備將單體甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯和甲基丙烯酸混合 均勻，形成單體混合物。將去離子水加入反應(yīng)釜中，在攪拌下，加入乳化劑，再加入單體混合物的15%，再 加入過硫酸鉀鹽(總量的40% )和碳酸氫鈉，加熱升溫，加熱升溫到60-65°C，停止加熱， 一般在65°C左右開始回流，由于放熱反應(yīng)溫度自然上升，達(dá)到84°C左右，當(dāng)回流平穩(wěn)后，以 每小時(shí)加入總量10%的速度滴加單體混合物，同時(shí)以每小時(shí)加入總量的4-5%的速度滴加 過硫酸鉀鹽，在單體混合物加完后，將余下的過硫酸鉀鹽依次加入，溫度自然上升到95°C左 右，保溫30分鐘，停止反應(yīng)，加熱，當(dāng)釜內(nèi)溫度冷卻到50°C左右，凈化包裝，制得固含量為 45%的丙烯酸乳膠樹脂液。實(shí)施例4
一種乳膠型卷材涂料，由下述組分按重量份數(shù)比組成
實(shí)施例3制得的丙烯酸乳膠樹脂液64份
金紅石型鈦白粉13份
酞青藍(lán)3份
硫酸鋇5份
EFKA-5065潤濕分散劑1份
EFKA-3772流平劑0.7份
EFKA-2526消泡劑0.3份
乙二醇丁醚1份
去離子水12份。
上述乳膠型卷材涂料的制備方法，由下述步驟組成
將去離子水、金紅石型鈦白粉、酞青藍(lán)、硫酸鋇(細(xì)度250目)、EFKA-5065潤濕分
散劑、EFKA-3772流平劑、EFKA-2526消泡劑和乙二醇丁醚攪拌混合均勻，然后在分散器中 研磨分散，細(xì)度控制在20微米以下，再加入實(shí)施例3制備的丙烯酸乳膠樹脂液，充分?jǐn)嚢杈?勻，調(diào)節(jié)粘度，過濾凈化，制得本發(fā)明的乳膠型卷材涂料。0123]實(shí)施例50124]一種乳膠型卷材涂料，由下述組分按重量份數(shù)比組成0125]實(shí)施例3制得的丙烯酸乳膠樹脂液68份0126]金紅石型鈦白粉11份0127]酞青藍(lán)5份0128]硫酸鋇3份0129]EFKA-4560潤濕分散劑2份0130]EFKA-3772流平劑0.3份0131]EFKA-2526消泡劑0.1份0132]乙二醇3份0133]去離子水8份。0134]上述乳膠型卷材涂料的制備方法，由下述步驟組成0135]將去離子水、金紅石型鈦白粉、酞青藍(lán)、硫酸鋇(細(xì)度250目)、EFKA-4560潤濕分
散劑、EFKA-3772流平劑、EFKA-2526消泡劑和乙二醇攪拌混合均勻，然后在分散器中研磨 分散，細(xì)度控制在20微米以下，再加入實(shí)施例3制備的丙烯酸乳膠樹脂液，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?調(diào)節(jié)粘度，過濾凈化，制得本發(fā)明的乳膠型卷材涂料。
0136]實(shí)施例60137]一種乳膠型卷材涂料，由下述組分按重量份數(shù)比組成0138]實(shí)施例3制得的丙烯酸乳膠樹脂液66份0139]金紅石型鈦白粉12份0140]酞青藍(lán)(BGS型)3. 8份0141]硫酸鋇4份0142]EFKA-4560潤濕分散劑1.5份0143]EFKA-3772流平劑0.5份0144]EFKA-2526消泡劑0.2份0145]乙二醇2份0146]去離子水10份0147]上述乳膠型卷材涂料的制備方法，由下述步驟組成0148]將去離子水、金紅石型鈦白粉、酞青藍(lán)(BGS型)、硫酸鋇(細(xì)度250目)、EFKA-4560
潤濕分散劑、EFKA-3772流平劑、EFKA-2526消泡劑和乙二醇攪拌混合均勻，然后在分散器 中研磨分散，細(xì)度控制在20微米以下，再加入實(shí)施例3制備的丙烯酸乳膠樹脂液，充分?jǐn)嚢?均勻，調(diào)節(jié)粘度，過濾凈化，制得本發(fā)明的乳膠型卷材涂料。 毫無疑問，本發(fā)明，還可以具有多種變換及改型，并不限于上述實(shí)施方式的具體實(shí) 施例?？傊景l(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)包括那些對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說顯而易見的變換 或替代以及改型。
權(quán)利要求
1. 一種丙烯酸乳膠樹脂液，其特征在于，按重量份數(shù)計(jì)，由以下組分通過反應(yīng)聚合而成甲基丙烯酩甲酯16-20 份丙烯酸甲酯J7-9份甲基丙烯酩〖丁酯13-15 份苯乙烯2-3份甲基丙烯酩1-2份過硫酸鹽0. 05-0. 15 份乳化劑0. 3-0. 7 份碳酸氫鈉0. 1-0. 3 份去離子水50-60 份。
2.如權(quán)利要求1所述的丙烯酸乳膠樹脂液，其特征在于，所述的過硫酸鹽為過硫酸鉀 鹽、過硫酸鈉鹽和過硫酸銨鹽中的一種或其混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的丙烯酸乳膠樹脂液，其特征在于，所述的乳化劑為0P-10、十二 烷基苯磺酸鈉中的一種或其混合物。
4.如權(quán)利要求3所述的丙烯酸乳膠樹脂液，其特征在于，所述的乳化劑為0P-10與十二 烷基苯磺酸鈉的混合物，其中0P-10與十二烷基苯磺酸鈉的質(zhì)量比為2 3。
5.如權(quán)利要求1所述丙烯酸乳膠樹脂液的制備方法，其特征在于，由下述步驟組成(1)將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯和甲基丙烯酸混合均勻， 形成單體混合物；(2)將去離子水加入反應(yīng)釜中，攪拌，加入乳化劑，再加入單體混合物總量的14-16%、 過硫酸鹽總量的35-45%和碳酸氫鈉，加熱升溫至60-65°C ；(3)回流；(4)以每小時(shí)加入單體混合物總量8-12%的速度滴加剩余的單體混合物，同時(shí)以每小 時(shí)加入過硫酸鹽總量的4-5%的速度滴加剩余的過硫酸鹽，在單體混合物滴加完畢后，將最 后剩余的過硫酸鹽一次加入，溫度上升至90-95°C，保溫20-40分鐘；(5)溫度冷卻到45-55°C時(shí)，凈化、包裝。
6.一種乳膠型卷材涂料，其特征在于，由下述組分按重量份數(shù)比組成權(quán)利要求1所述的丙烯酸乳膠樹脂液64-68 份金紅石型鈦白粉11-13 份酞青藍(lán)3-5份硫酸鋇3-5份分散劑1-2份流平劑0. 3-0. 7 份消泡劑0. 1-0. 3 份成膜助溶劑1-3份去離子水8-12 份。
7.如權(quán)利要求6所述的乳膠型卷材涂料，其特征在于，所述的分散劑為EFKA-4560潤濕分散劑，所述的流平劑為EFKA-3772流平劑，所述的消泡劑為EFKA-2526消泡劑。
8.如權(quán)利要求6所述的乳膠型卷材涂料，其特征在于，所述的成膜助溶劑選自乙二醇、 甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丁醇、乙二醇丁醚、環(huán)己酮、丁酮中的一種或其混合物。
9.如權(quán)利要求8所述的乳膠型卷材涂料，其特征在于，所述的成膜助溶劑為乙二醇。
10.如權(quán)利要求6所述的乳膠型卷材涂料的制備方法，其特征在于，由下述步驟組成 將去離子水、金紅石型鈦白粉、酞青藍(lán)、硫酸鋇、分散劑、流平劑、消泡劑、成膜助溶劑攪拌混合均勻，然后在分散器中研磨分散，細(xì)度控制在20微米以下，再加入權(quán)利要求1所述的 丙烯酸乳膠樹脂液，攪拌均勻，調(diào)節(jié)粘度，過濾凈化。
全文摘要
本發(fā)明公開一種丙烯酸乳膠樹脂液及其制備方法，還公開了一種乳膠型卷材涂料及其制備方法。所述丙烯酸乳膠樹脂液按重量份數(shù)計(jì)，由以下組分通過反應(yīng)聚合而成甲基丙烯酸甲酯16-20份、丙烯酸甲酯7-9份、甲基丙烯酸丁酯13-15份、苯乙烯2-3份、甲基丙烯酸1-2份、過硫酸鹽0.05-0.15份、乳化劑0.3-0.7份、碳酸氫鈉0.1-0.3份、去離子水50-60份。利用該丙烯酸乳膠樹脂液所制備出的乳膠型卷材涂料基本上不含有機(jī)揮發(fā)物，對(duì)環(huán)境保護(hù)、排除火災(zāi)爆炸十分有利；并具有較好的硬度、柔韌性、涂膜的抗水解性和耐水性，且生產(chǎn)成本較低。
文檔編號(hào)C09D133/12GK102002126SQ20091019482
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者周筱禎, 汪茂軍 申請(qǐng)人:無錫市金箭造漆有限公司