涂料用复合变性淀粉乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种涂料用复合变性淀粉乳液及其制备方法，该乳液以氧化淀粉、酸解醚化淀粉交联获得变性淀粉为骨架，以硬单体、软单体、功能单体作为混合单体；其制备步骤为氧化淀粉及酸解醚化淀粉混合制备淀粉乳，碱化交联反应，升温糊化，加入乳化剂、引发剂溶液及混合单体进行接枝反应；NaOH调节pH得涂料用乳液。该乳液兼具丙烯酸酯和淀粉乳液的优点，成膜性能优异、耐洗刷性良好、透气性好、无甲醛、固含量高。相比现有涂料常用的纯丙乳液，改善了乳液成膜性、附着力及硬度大的问题，且有效降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，该乳液以氧化淀粉、酸解醚化淀粉交联获得变性淀粉为骨架，以硬单体、软单体、功能单体作为混合单体；其制备步骤为氧化淀粉及酸解醚化淀粉混合制备淀粉乳，碱化交联反应，升温糊化，加入乳化剂、引发剂溶液及混合单体进行接枝反应；NaOH调节pH得涂料用乳液。该乳液兼具丙烯酸酯和淀粉乳液的优点，成膜性能优异、耐洗刷性良好、透气性好、无甲醛、固含量高。相比现有涂料常用的纯丙乳液，改善了乳液成膜性、附着力及硬度大的问题，且有效降低了成本。【专利说明】
本专利技术属于环保涂料领域，具体涉及一种涂料用复合变性淀粉乳液及其制备方 法。
技术介绍
涂料是由高分子物质及其有关配料组成的混合物，并能涂覆在基材表面形成牢固 附着连续涂膜的新型高分子材料。其中乳液是涂料的主要成膜物质，也称基料，是涂料配方 的主要成分，它的组成、性质对涂装于建筑物表面的膜的特性起着决定性作用。目前，我国 水性涂料的主要基料品种有：丙烯酸酯乳液、苯乙烯-丙烯酸乳液、丙烯酸-醋酸乙烯酯乳 液和乙烯-醋酸乙烯酯乳液等，这些都是合成高分子树脂乳液，原料主要依赖于石油资源， 价格较贵。其中丙烯酸酯乳液具有优异的光稳定性和耐候性，良好的耐水、耐碱、耐化学品 性能和黏接性能，其制得的丙烯酸酯涂料耐候、耐污染、耐酸、耐碱，成膜性好，保色性佳，无 污染等，在建筑物户内外构造物表面涂覆等方面得到广泛应用。但丙烯酸酯类用于涂料还 存在硬度大、耐溶剂性能差和热黏冷脆等问题。 淀粉是一种可再生天然资源，来源广泛，具有良好的粘结性和生物可降解性，应用 范围十分广泛。淀粉经变性后，具有新的特质，可作为基料制备建筑涂料。以淀粉及其衍生 物为基料生产的建筑涂料流平性、涂刷性、防沉淀性均好，具有不含甲醛、对人体无危害等 优点。且淀粉基涂料生产工艺简单，产品价格低，是一种绿色环保型涂料，符合世界各国推 行的环保政策。目前，在内墙涂料中用作成膜物质的淀粉衍生物主要有氧化淀粉、交联淀 粉，但由于淀粉本身的亲水性和降解性，使得淀粉基建筑涂料在耐水性、防霉、涂膜强度等 方面还需进一步提1?。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种涂料用复合变性淀粉乳液。 本专利技术的另一个目的是提供该乳液的制备方法。 本专利技术的技术方案为：一种涂料用复合变性淀粉乳液，包含下列质量份的原料： 氧化淀粉60- 80份、酸解醚化淀粉20-40份、膨胀抑制剂0. 5- 2份、交联剂0. 01-0. 03 份、乳化剂2- 6份、引发剂1一5份、去离子水200- 400份、NaOH 1- 2份及混合单体，混 合单体包括硬单体35-160份和软单体65-150份。 优选的，所述混合单体还包含功能单体1 一2. 5份。 优选的，所述膨胀抑制剂为氯化钠。 优选的，所述交联剂为环氧氯丙烷、三氯氧磷或三偏磷酸钠中的一种。 优选的，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙稀酸乙酯或醋酸乙烯酯中的一种， 所述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。 优选的，所述功能单体为丙烯酸、甲基丙稀酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、 丙烯酸-β -羟丙酯或甲基丙烯酸-β -羟丙酯异辛酯中的一种。 优选的，所述乳化剂为阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠与非离子乳化剂BD-109按 质量比1 :1. 5- 2比例的混合物。 优选的，所述引发剂为过二硫酸钾或过二硫酸铵中的一种。 上述涂料用复合变性淀粉乳液的制备方法，包括如下步骤：利用氧化淀粉、酸解醚 化淀粉交联获得变性淀粉为骨架，经碱化交联反应、升温糊化、乳化，加引发剂溶液及混合 单体进行接枝反应，然后调节pH值得涂料用乳液； (1) 搅拌状态下，在去离子水中加入氧化淀粉及酸解醚化淀粉，形成淀粉乳； (2) 在步骤（1)所得淀粉乳加入膨胀抑制剂，用体积浓度为5%的氢氧化钠溶液调淀粉 乳的 pH 至 10. 5-1L 5 ; (3) 在步骤（2)所得淀粉乳加入交联剂，反应l-3h，加入体积浓度为10%的盐酸调节pH 至 8. 5-9. 5 ; (4) 在步骤（3)所得淀粉乳升温至80- 90°C，充分糊化； (5) 称取引发剂，加去离子水配制成质量浓度为5 - 8%的溶液即引发剂溶液； (6) 在步骤（4)所得淀粉乳中加入乳化剂，然后加入步骤（5)所得引发剂溶液的1/4量， 加入混合单体的1/10量；反应20- 30分钟，再匀速滴加步骤（5)所得引发剂溶液的其余 3/4量，滴加混合单体的其余9/10量，加完后，升温至80- 90°C，反应2 - 3h ; (7) 反应体系降至室温，用体积浓度为20%的NaOH水溶液调节pH至6-7,即得涂料用 乳液。 优选的上述氧化淀粉及酸解醚化淀粉为以马铃薯淀粉、糯玉米淀粉、木薯淀粉、糯 米粉、玉米淀粉中的一种或两种混合物为原料采用以下方法制得， 氧化淀粉制备方法为：淀粉加去离子水水配制成浓度为38- 40%的淀粉乳，加热至 55°C，加入浓度为30%的H202溶液作为氧化剂，氧化剂用量为淀粉干基量的6%，以浓度为 0. 5%的CuS04溶液为催化剂，催化剂用量淀粉干基量的0. 02%，以质量百分比浓度3% NaOH 溶液和质量百分比浓度5% HC1为pH调节剂，调节pH为7. 3,氧化反应3 - 4h，洗涤，干燥， 粉碎获得氧化淀粉广品； 酸解醚化淀粉为取代度为0. 1-0. 8的酸解羧甲基淀粉钠与取代度0. 05-0. 15的酸解羟 丙基淀粉以1:2-1:4的比例混合而成； 酸解羧甲基淀粉的制备过程为：在酸解淀粉中加入80- 90%的乙醇，配制成浓度35- 38%的淀粉乳，搅拌状态下，滴加质量百分比浓度为40%的NaOH乙醇液，NaOH乙醇液由NaOH 与95%乙醇液配制而成，在30°C的温度下搅拌碱化30- 40min，升温至45°C，缓慢加入氯乙 酸钠乙醇液，氯乙酸钠乙醇液由氯乙酸钠和氢氧化钠及95%乙醇液以质量比为3:1:4-6的 比例混合获得，反应3 - 4h，用5%盐酸乙醇液调节pH值至7?7. 5,过滤，用80%乙醇洗涤 3次，干燥、粉碎得白色或淡黄色粉末状产品，即为酸解羧甲基淀粉； 酸解羟丙基淀粉的制备过程为：在去离子水水中加入相对于淀粉质量比13%?15% 的膨胀抑制剂，加入占淀粉质量1. 〇%?1. 2%的氢氧化钠，混合搅拌至溶解，加入步骤（1) 制备的酸解淀粉调成35%?38 %的淀粉乳，搅拌碱化40?60min，升温至42°C，加入占淀 粉质量5%?10%的环氧丙烧，醚化反应14?18h，加入10%的盐酸调节pH至7. 0,离心脱 水、干燥、过筛后即得酸解羟丙基淀粉； 酸解羧甲基淀粉及酸解羟丙基淀粉制备过程用到的酸解淀粉的制备过程为：在淀粉中 加入质量百分比浓度为0. 6 - 0. 8%的HC1溶液中，配制成浓度38- 40%的淀粉乳，加热至 50?55°C温度，酸解反应2 - 3h ;酸解结束后，加入质量百分比浓度5% NaOH溶液调节pH 至7，过滤、洗涤、干燥得酸解淀粉。 本专利技术有益效果如下： 1.本专利技术采用的氧化淀粉和酸解醚化淀粉为骨架，其中氧化淀粉能形成强韧、清晰、 连续均匀的薄膜；酸解醚化淀粉中的酸解羟丙基淀粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂料用复合变性淀粉乳液，其特征在于它包含下列质量份的原料：氧化淀粉60—80份、酸解醚化淀粉20—40份、膨胀抑制剂0.5—2份、交联剂0.01—0.03份、乳化剂2—6份、引发剂1—5份、去离子水200—400份、NaOH 1—2份及混合单体，混合单体包括硬单体35—160份和软单体65—150份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑旺斌，田映良，马青斌，崔芸，赵倩，
申请(专利权)人：甘肃圣邦布兰卡新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62