一种环保水包水型多彩涂料用基础漆乳液的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环保水包水型多彩涂料用基础漆乳液的制备方法，乳液由含非离子、反应型乳化剂、助乳化剂组成复合乳化剂，由聚氨酯大单体、含硅单体及丙烯酸类单体组成共聚单体，引入交联剂，利用核壳微乳液聚合制得聚氨酯硅丙微乳液。该硅丙微乳液可用于水包水型多彩涂料用基础漆，具有稳定性好，耐水性强，无开裂、无渗色等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种环保水包水型多彩涂料用基础漆乳液的制备方法
本专利技术涉及一种环保水包水型多彩涂料用基础漆乳液的制备方法，特别是由核壳微乳液方法制备成的纳米聚合物乳液，可作为基础漆用乳液应用于建筑涂料用水包水型多彩涂料。
技术介绍
天然石材在建筑装饰领域的应用历史悠久，以其高贵、自然、古朴、豪华的风格深得建筑师和用户青睐，也是高端建筑物外在形象的重要标志之一。大理石的开采占用矿山资源，瓷砖的烧制占用土地资源，种种不利因素，制约了大理石和瓷砖材料的广泛应用，限制了此类材料进一步的市场拓展。随着国家经济快速发展和人民生活水平的日益提高，建筑涂料业发展迅速，产量保持着高速增长，建筑涂料转型发展方向是朝着环境友好型、高端型、高功能性转变。水性多彩涂料产业化前景十分广阔，其涂料的性能及特性不但可以应用于各种外墙面，而且可以渗入多个装饰领域，如室内墙面、异型材、铝板、木材、工艺制品、金属制品等多个领域。水包水多彩涂料作为一种多相悬浮体系，包含基础漆、保护胶溶液和连续相。基础漆性能影响着最终成品漆的品质，而基础漆的优劣很大程度上取决于基础漆乳液性能的好坏，特别是如何解决与保护胶相容性差、耐水白性不好、易渗色等问题。
技术实现思路
本专利技术通过改进水性胶乳性能，制备出一种环保水包水型多彩涂料用基础漆乳液，以解决在应用过程中常存在与保护胶相容性差、耐水白性不好、易渗色等问题，扩展水包水多彩涂料的应用与推广。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种环保水包水型多彩涂料用基础漆乳液的制备方法，其特征在于：主要含有非离子和反应型乳化剂作为复合乳化剂，通过核壳微乳液聚合方法制备聚氨酯硅丙微乳液，其组分是：聚氨酯大单体1～5份，硬单体10～20份，软单体10～20份，含硅单体1～5份，非离子、反应型乳化剂：1～5份，助乳化剂0～1份，引发剂0.2～0.5份，交联剂0～0.5，去离子水50～70份。本专利技术所说的聚氨酯大单体由二异氰酸酯、聚酯多元醇和含羟基和双键的丙烯酸类单体聚合得到，具体为二异氰酸酯单体：甲苯二异氰酸酯TDI，4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯MDI或异佛尔酮二异氰酸酯IPDI等中的一种；聚酯多元醇为聚乙二醇系列如PEG400，聚环氧丙烷二醇系列如PPG400、聚己内酯二元醇等中的一种；含羟基和双键的丙烯酸类单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯中的一种。本专利技术所说的硬单体为甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，丙烯酸，醋酸乙烯酯中的一种或几种；软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯中的一种或几种；含硅单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。本专利技术所说的非离子型乳化剂为Span系列、OP系列或Tween系列中的一种；反应型乳化剂为丙烯酰胺基异丙基磺酸钠、含双键的醇醚磺基琥珀酸酯钠盐、乙烯基磺酸钠、SR-10、SR-1025中的一种或几种；助乳化剂为丁醇、正戊醇、异戊醇中的一种。本专利技术所说的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮脒类引发剂，偶氮二异丁脒盐酸盐和偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中的一种。本专利技术所说的交联剂为环氧硅烷交联剂XR-500、聚碳化二亚胺、二乙烯基苯、二聚酸、N，N-二甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的一种或几种的混合物。本专利技术所说的一种环保水包水型多彩涂料用基础漆乳液的制备方法，包括核壳微乳液聚合方法制备步骤：将非离子、反应型乳化剂、助乳化剂分散于水总含量80%以上的去离子水中，搅拌下加入聚氨酯大单体及10-35%混合单体成核，其中混合单体指硬单体、软单体和含硅单体；于50～70℃搅拌下20min后升温至75～90℃，最好是80～85℃加入10%～20%引发剂反应，出现蓝光；将剩余单体混合液和和交联剂、引发剂溶液分别滴入装有种子乳液的四口瓶中，保持温度70～90℃，最好是80～85℃，控制滴加速度使其在1.0～3.0h滴完，最好是1.5h，保温0～2.0h使反应完全，最后降温至60℃，得到半透明的聚氨酯硅丙微乳液。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本专利技术特点之一为：采用微乳液聚合法制备出聚氨酯硅丙微乳液，整个过程稳定，凝胶率在0.2%以下，能够保证整个过程顺利进行，固含量达到30%以上。本专利技术特点之二为：采用核壳微乳液聚合法制备出聚氨酯硅丙微乳液，控制粒子尺寸在纳米级；在反应过程中采用反应型乳化剂及交联剂，使漆膜的致密性得到提高，有效较少成膜后的“水通道”，提高耐水性。本专利技术特点之三为：采用微乳液聚合法制备出聚氨酯硅丙微乳液，可以与水包水多彩涂料中的保护胶、连续相适配性好；聚氨酯的引入赋予漆膜一定柔性，对于渗色和开裂起到一定的抑制作用。具体实施方式实例一：在带有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口瓶中，加入定量的甲苯二异氰酸酯（TDI），40℃缓慢滴加等物质的量的丙烯酸羟乙酯，在氮气保护下反应，用二正丁胺法监测反应进度至接近理论值，缓慢滴加定量PEG400（TDI与PEG400按等摩尔比），保温反应至—NCO全部反应完全后减压蒸馏提纯，即得到以双键封端的聚氨酯大单体。将4gOP-10、6gSR-1025、3g丁醇、溶于400mL的去离子水，搅拌下加入7g聚氨酯大单体、5g丙烯酸、3g甲基丙烯酸甲酯、1g乙烯基三异丙基硅烷、5g丙烯酸乙酯；70℃搅拌下20min得到种子乳液；升温至85℃，然后在搅拌下滴加9ml偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐（1.5g溶于30ml去离子水），约滴加6分钟，然后滴加10g丙烯酸、55g甲基丙烯酸甲酯、8g乙烯基三异丙基硅烷、95g丙烯酸乙酯组成单体混合液、交联剂4g二乙烯基苯，同时滴加剩余引发剂，控制单体和引发剂滴加速度，使其在2.0h滴完，保温1.0h使反应完全，最后降温至60℃，得到半透明的聚氨酯硅丙微乳液，粒径分析粒径100nm以下。实例二：在带有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口瓶中，加入定量的异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），40℃缓慢滴加等物质的量的甲基丙烯酸羟乙酯，在氮气保护下反应，用二正丁胺法监测反应进度至接近理论值，缓慢滴加定量聚环氧丙烷二醇（IPDI与PEG400按等摩尔比），保温反应至—NCO全部反应完全后减压蒸馏提纯，即得到以双键封端的聚氨酯大单体。将3gTween20、8gSR-10、2g正戊醇、溶于360mL的去离子水，搅拌下加入8g聚氨酯大单体、5g丙烯酸、3g甲基丙烯酸甲酯、1g乙烯基三甲氧基硅烷、5g丙烯酸丁酯；60℃搅拌下20min得到种子乳液;升温至80℃，然后在搅拌下滴加6ml过硫酸铵（1.5g溶于30ml去离子水），约滴加6分钟，然后滴加10g丙烯酸、55g甲基丙烯酸甲酯、12g乙烯基三甲氧基硅烷、85g丙烯酸丁酯组成单体混合液；滴加混合单体的同时滴加引发剂及交联剂4g聚碳化二亚胺，控制单体和引发剂滴加速度，使其在1.5h滴完，保温1.5使反应完全，最后降温至60℃，得到半透明的聚氨酯硅丙微乳液，粒径分析粒径100nm以下。实例三：在带有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口瓶中，加入定量的4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），40℃缓慢滴加等物质的量的丙烯酸羟乙酯，在氮气保护下反应，用二正丁胺法监测反应进度至接近理论值，缓慢滴加定量聚己内酯二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保水包水型多彩涂料用基础漆乳液的制备方法，其特征在于：主要含有非离子和反应型乳化剂作为复合乳化剂，通过核壳微乳液聚合方法制备聚氨酯硅丙微乳液，其组分是：聚氨酯大单体1～5份，硬单体10～20份，软单体10～20份，含硅单体1～5份，非离子、反应型乳化剂：1～5份，助乳化剂0～1份，引发剂0.2～0.5份，交联剂0～0.5，去离子水50～70份。

【技术特征摘要】
1.一种环保水包水型多彩涂料用基础漆乳液的制备方法，其特征在于：主要含有非离子和反应型乳化剂作为复合乳化剂，通过核壳微乳液聚合方法制备聚氨酯硅丙微乳液，其组分是：聚氨酯大单体1～5份，硬单体10～20份，软单体10～20份，含硅单体1～5份，非离子、反应型乳化剂：1～5份，助乳化剂0～1份，引发剂0.2～0.5份，交联剂0～0.5，去离子水50～70份。2.如权利要求1所述的聚氨酯大单体由二异氰酸酯、聚酯多元醇和含羟基和双键的丙烯酸类单体聚合得到，具体为二异氰酸酯单体：甲苯二异氰酸酯TDI、4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯MDI或异佛尔酮二异氰酸酯IPDI等中的一种；聚酯多元醇为聚乙二醇系列如PEG400，聚环氧丙烷二醇系列如PPG400、聚己内酯二元醇等中的一种；含羟基和双键的丙烯酸类单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯中的一种。3.如权利要求1所述的硬单体为甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，丙烯酸，醋酸乙烯酯中的一种或几种；软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯中的一种或几种；含硅单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。4.如权利要求1所述的非离子型乳化剂为Span系列、OP系...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐朝华，李珩，孙宁，谢守明，
申请(专利权)人：江门职业技术学院，江门市华石涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44