水性涂料用相变微胶囊乳液及其制备方法技术

本发明专利技术特别涉及一种水性涂料用相变微胶囊乳液及其制备方法，属于功能性水性涂料领域。该相变微胶囊乳液，由以下原料按以下质量配比通过以下步骤制备而成：(1)将水和乳化分散剂加入到分散容器中，分散并加热使其溶解为水相，接着加入pH调节剂和芯材，并加热，之后乳化反应得到分散液；(2)调整转速，在分散液中缓慢添加壳材和引发剂，之后聚合反应；(3)停止加热，加入交联剂，分散至混合溶液温度降为室温；本发明专利技术所制备的水性涂料用相变微胶囊乳液不仅能够满足在不同温度下的使用要求，而且在热成型、热加工过程中不会发生性能变化，为芯材提供良好的密封性，还能够针对壳材上的羟基进行交联提高耐热和耐候性，以及提高储存稳定性。

【技术实现步骤摘要】
水性涂料用相变微胶囊乳液及其制备方法
本专利技术涉及一种相变微胶囊乳液及其制备方法，特别涉及一种水性涂料用相变微胶囊乳液及其制备方法，属于功能性水性涂料领域。
技术介绍
相变材料是以相-相变化释放或吸收的热量来调节环境温度相对稳定的一类绿色环保材料。相变材料包括无机类和有机类，与无机相变材料相比，有机相变材料具有无过冷及析出现象，性能稳定，无毒，无腐蚀。对于石蜡这一类固相-液相循环变化的相变有机材料，最大的缺点就是材料易以液体的形式而流失，对于这个缺点，其中一个最有效的解决方法是对材料进行包封。包封所用壳层材料有很多，如聚苯乙烯、聚脲、聚氨酯等等。近年来，由于聚丙烯酸酯类优异的包封性、耐热性、耐候性、耐紫外性和易加工性能等许多优点，作为壳层材料来研究层出不穷。为了再次提高聚丙烯酸酯壳层材料的耐热性、耐候性，更有研究者在聚合过程中，加入多双键交联单体，合成交联结构的聚丙烯酸酯，提高耐热性和耐候性。然而，现有技术中尚未有能够针对壳材上的羟基进行交联提高耐热、耐候性的相变微胶囊材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种水性涂料用相变微胶囊乳液及其制备方法，本专利技术所制备的水性涂料用相变微胶囊乳液不仅能够满足在不同温度下的使用要求，而且在热成型、热加工过程中不会发生性能变化，为芯材提供良好的密封性，还能够针对壳材上的羟基进行交联提高耐热和耐候性，以及提高储存稳定性。本专利技术技术方案一如下：一种水性涂料用相变微胶囊乳液，由以下原料按以下质量配比通过以下步骤制备而成：(1)将40-60份水和0.2-0.8份乳化分散剂加入到分散容器中，在350-550rpm转速下分散3-5分钟并加热使其溶解为水相，接着在350-550rpm转速下，依次加入0.15-0.6份pH调节剂和10-40份芯材，并加热至60℃以上，之后调整转速至800-1200rpm，分散25-35分钟，乳化反应得到分散液；(2)调整转速至350-550rpm，在分散液中缓慢添加10-20份壳材和0.03-0.2份引发剂，之后在65-75℃温度，350-550rpm转速下聚合反应5-7h；(3)停止加热，加入2-10份交联剂，在350-550rpm转速下分散至混合溶液温度降为室温；所述壳材由6.4-11.4份重量份的丙烯酸乙酯和3.60-8.60份重量份的甲基丙烯酸羟丙酯配制而成；所述芯材采用油性固体芯材，如直链烷烃、脂肪酸类、石蜡类、聚乙二醇等低熔点油性芯材。进一步的，所述油性固体芯材采用石蜡。所述乳化分散剂采用聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯或者聚乙烯醇与十二烷基苯磺酸钠按照0.7-0.8：1的重量配比配制而成的复配液。所述引发剂采用偶氮二异丁腈。所述pH调节剂采用碱性pH调节剂。所述碱性pH调节剂采用碳酸氢钠。所述交联剂采用戊二醛或者二乙烯基砜。所述戊二醛采用质量百分比浓度为25％的戊二醛溶液；所述二乙烯基砜采用质量百分比浓度为25％的二乙烯基砜溶液。本专利技术技术方案二如下：一种用于制备方案一所述的水性涂料用相变微胶囊乳液的制备方法，它包括以下依序进行的步骤：(1)将40-60份水和0.2-0.8份乳化分散剂加入到分散容器中，在350-550rpm转速下分散3-5分钟并加热使其溶解为水相，接着在350-550rpm转速下，依次加入0.15-0.6份pH调节剂和10-40份芯材，并加热至60℃以上，之后调整转速至800-1200rpm，分散25-35分钟，乳化反应得到分散液；(2)调整转速至350-550rpm，在分散液中缓慢添加10-20份壳材和0.03-0.2份引发剂，之后在65-75℃温度，350-550rpm转速下聚合反应5-7h；(3)停止加热，加入2-10份交联剂，在350-550rpm转速下分散至混合溶液温度降为室温。本专利技术所述的水性涂料用相变微胶囊乳液的专利技术原理如下：石蜡是烃类的混合物，作为亲水性固体芯材,可根据混合物的不同组成，具有不同的熔点。影响石蜡熔点的主要因素是所选用原料馏分的轻重，从较重馏分脱出的石蜡的熔点较高。此外，含低熔点烃类的量(含油量)对石蜡的熔点也有很大的影响，石蜡中含油越多，则其熔点就越低。根据需要可以选取对内外墙涂料合适的石蜡。相变微胶囊具有不同的相变温度。EA-HPMA共聚物作为壳层材料，戊二醛或者二乙烯基砜作为壳材交联剂，具有很好的热稳定性，为芯材良好的密封性提供理论依据。壳材上存在的大量羟基并不会全部交联，剩余的部分羟基还能保证该相变微胶囊乳液稳定的存在。本专利技术所提供的水性涂料用相变微胶囊乳液有如下优点：(1)本专利技术提供的水性涂料用相变微胶囊乳液的相变微胶囊的相变温度可调，能够满足相变微胶囊在不同温度下的使用要求。(2)本专利技术提供的水性涂料用相变微胶囊乳液能够保证在热成型、热加工过程中不会发生性能变化，为芯材提供良好的密封性。(3)本专利技术提供的水性涂料用相变微胶囊乳液的壳材上存在的大量羟基并不会全部交联，剩余的部分羟基还能保证该相变微胶囊乳液稳定的存在，提高产品储存稳定性。附图说明图1为本专利技术的空白共聚物、石蜡和相变微胶囊乳液的差示扫描量热仪(DSC)对比图。图2为本专利技术的相变微胶囊乳液的扫描式电子显微镜(SEM)图。图3为本专利技术的丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸羟丙酯(EA-HPMA)、丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸羟丙酯(BA-HPMA)和甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸羟丙酯(MMA-HPMA)分别作为壳材的相变微胶囊乳液的T份图。图4为本专利技术的未交联的相变微胶囊乳液和戊二醛交联的相变微胶囊乳液的T份图。图5为本专利技术的丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸羟丙酯(EA-HPMA)壳材合成路线图具体实施方式下面结合具体实施方式和具体实施例来对本专利技术进行详细的说明。(一)具体实施方式如下：一种水性涂料用相变微胶囊乳液，它由以下原料按以下质量配比通过以下步骤制备而成：(1)将40-60份水和0.2-0.8份乳化分散剂加入到分散容器中，在350-550rpm转速下分散3-5分钟并加热使其溶解为水相，接着在350-550rpm转速下，依次加入0.15-0.6份pH调节剂和10-40份芯材，并加热至60℃以上，之后调整转速至800-1200rpm，分散25-35分钟，乳化反应得到分散液；(2)调整转速至350-550rpm，在分散液中缓慢添加10-20份壳材和0.03-0.2份引发剂，之后在65-75℃温度，350-550rpm转速下聚合反应5-7h；(3)停止加热，加入2-10份交联剂，在350-550rpm转速下分散至混合溶液温度降为室温。(二)实施例如下：下面通过实施例结合对比例进一步说明本专利技术：实施例1(最佳实施例)一种水性涂料用相变微胶囊乳液，它由以下原料按以下质量配比通过以下步骤制备而成：(1)将53份水和0.65份聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯与十二烷基苯磺酸钠按照0.75：1的重量配比配制而成的复配液加入到分散容器中，在450rpm转速下分散4分钟并加热使其溶解为水相，接着在350-550rpm转速下，依次加入0.25份碳酸氢钠和27份石蜡，并水浴加热至60℃，之后调整转速至1000rpm，分散30分钟，乳化反应得到分散液；(2)调整转速至450rpm，在分散液中缓慢添加8.4份丙烯酸乙酯、2.24份的甲基丙烯酸羟丙酯和0.1份偶氮二异丁腈，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性涂料用相变微胶囊乳液，其特征在于：它由以下原料按以下质量配比通过以下步骤制备而成：(1)将40‑60份水和0.2‑0.8份乳化分散剂加入到分散容器中，在350‑550rpm转速下分散3‑5分钟并加热使其溶解为水相，接着在350‑550rpm转速下，依次加入0.15‑0.6份pH调节剂和10‑40份芯材，并加热至60℃以上，之后调整转速至800‑1200rpm，分散25‑35分钟，乳化反应得到分散液；(2)调整转速至350‑550rpm，在分散液中缓慢添加10‑20份壳材和0.03‑0.2份引发剂，之后在65‑75℃温度，350‑550rpm转速下聚合反应5‑7h；(3)停止加热，加入2‑10份交联剂，在350‑550rpm转速下分散至混合溶液温度降为室温；所述壳材由6.4‑11.4份重量份的丙烯酸乙酯和3.60‑8.60份重量份的甲基丙烯酸羟丙酯配制而成；所述芯材采用油性固体芯材。

【技术特征摘要】
1.一种水性涂料用相变微胶囊乳液，其特征在于：它由以下原料按以下质量配比通过以下步骤制备而成：(1)将40-60份水和0.2-0.8份乳化分散剂加入到分散容器中，在350-550rpm转速下分散3-5分钟并加热使其溶解为水相，接着在350-550rpm转速下，依次加入0.15-0.6份pH调节剂和10-40份芯材，并加热至60℃以上，之后调整转速至800-1200rpm，分散25-35分钟，乳化反应得到分散液；(2)调整转速至350-550rpm，在分散液中缓慢添加10-20份壳材和0.03-0.2份引发剂，之后在65-75℃温度，350-550rpm转速下聚合反应5-7h；(3)停止加热，加入2-10份交联剂，在350-550rpm转速下分散至混合溶液温度降为室温；所述壳材由6.4-11.4份重量份的丙烯酸乙酯和3.60-8.60份重量份的甲基丙烯酸羟丙酯配制而成；所述芯材采用油性固体芯材；所述引发剂采用偶氮二异丁腈；所述交联剂采用戊二醛或者二乙烯基砜。2.根据权利要求1所述的水性涂料用相变微胶囊乳液，其特征在于：所述油性固体芯材采用石蜡。3.根据权利要求1所述的水性涂料用相变微胶囊乳液，其特征在于：所述乳化分散剂采用聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯或者聚乙烯醇与十二烷基苯磺酸钠按照0....

【专利技术属性】
技术研发人员：洪杰，方江海，林金斌，
申请(专利权)人：三棵树涂料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35