一种具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及有机高分子聚合技术领域，为解决常规建筑涂料用罩光清漆多采用添加气相法二氧化硅或者蜡乳液进行消光而导致的诸如操作困难、储存不稳定、耐水性较差等问题。本发明专利技术提供了一种具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光乳液及其制备方法与应用，该乳液的原料组成包括甲基丙烯酸烷基酯，丙烯酸烷基酯，不含‑COOH基团的乙烯基单体，含‑COOH基团的乙烯基单体，有机硅单体，交联单体，pH调节剂，乳化剂，引发剂和去离子水，其特征在于核层部分随着3‑10个碳原子的烯酸功能单体中和度的不同使得乳液成膜后具有表面微相分离的粗糙结构，得到具有不同哑光度的乳液。利用该单组份丙烯酸酯乳液制备的水性罩光清漆具有优异的耐水白性、储存稳定性、良好的耐候性以及节约成本等优点。

Having an excellent waterproof performance of single matte white acrylic core-shell emulsion and preparation method and application thereof

The present invention relates to the technical field of organic polymer, in order to solve the varnish used such as difficult operation, storage stability, water resistance and poor add fumed silica or wax emulsion was caused by conventional extinction of architectural coatings. The present invention provides an excellent waterproof performance of single white matte emulsion acrylate and preparation method and application thereof, the emulsion material composition comprising alkyl methacrylate, acrylate, vinyl monomer containing COOH group, a vinyl monomer containing COOH groups, organosilicon monomer, crosslinking monomer, pH regulator, emulsifier, initiator and deionized water, which is characterized in that the core layer with 3 10 carbon atoms of the acid functional monomer neutralization degree makes the latex film with rough surface structure of micro phase separation, with different emulsion dumb luminosity. The one component acrylic emulsion prepared waterborne Varnish with white water, storage stability, good weatherability and cost saving advantages such as excellent.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机高分子聚合
，具体涉及一种具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液及其制备方法与应用。
技术介绍
随着国民生活水平的提高，对于建筑涂装有更高的需求，而外墙涂装一直是业内关注的焦点、目前的外墙涂装中以普通平涂漆，拉毛漆、外墙弹性漆、真石漆和多彩漆。近年来，由于真石漆和的装饰效果酷似大理石、花岗岩，具有天然真实的自然色泽，给人以高雅、和谐、庄重之美感，而且成本较大理石低、也无类似大理石存在脱落的危险性；而多彩漆属于多彩涂料的一种，由丙烯酸硅树脂乳液和氟碳树脂乳涂为基料，结合优质无机颜料和高性能助剂，突破涂料化工学理,经特殊工艺加工而成，水性外墙多彩涂料施工完的表面具有立体感和多色装饰美感,是任何涂料无法取代。随着技术水平的提升，真石漆和多彩涂料日渐受到青睐，但是外墙真石漆和多彩漆普遍存在着耐水性、耐水白性能较差，耐沾污性和耐候性欠佳等的缺点，所以通常真石漆和多彩漆施工和均需在其表面进行一层清漆的罩面，以解决上述问题。现有的罩面乳液以纯丙烯酸酯类、硅改性丙烯酸酯类乳液以及有机无机复合乳液为主，常规的丙烯酸乳液因其成膜性好、光泽偏高，在外墙真石质感、凹凸型多彩上罩面因光泽高容易造成罩面后出现发花以及光污染，所以市场对低光泽罩面清漆的需求量明显增大，大部分涂料厂商都是采用添加消光粉(如德固赛的TS-100气相二氧化硅)来达到哑光效果，但是消光粉在生产及应用过程中存在诸如难操作、稳定性差等缺点，同时还有部分使用大分子蜡乳液达到消光效果，但这种方法同样存在添加后储存稳定性差，且成本过高的缺点。针对上述现状，近年来以不添加消光粉便能使乳液或者清漆达到光泽较低的效果的研究逐渐兴起，中国专利CN103467639A公开了一种哑光度可控的核壳型乳液、制备方法及其应用，该方法属于水性光油
，采用乳液聚合的方法，通过改变外壳乙烯基单体中N-羟甲基丙烯酰胺的用量能够得到不同哑光度的哑光乳液，其所描述的结果中，虽然光泽较低，但尚不明确是由于乳液还是其他因素造成的哑光效果，因其最后还混合了不同的成膜乳液和蜡乳液，而两不相容相的混合物也可以使乳液形成哑光的效果，而且其应用领域为水性光油。
技术实现思路
为解决双组份哑光乳液和添加消光粉后聚合物易出现的稳定性差等问题，本专利技术提供了一种具有微相分离结构的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液，其无需添加消光粉，无需与其他聚合物混合便可以控制成膜后涂膜的光泽度，在实际工业应用中成本低，生成稳定性、储存稳定性高，具有广阔的应用前景。本专利技术的另一个目的是提供了一种具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液的制备方法。本专利技术目的是通过以下技术方案实现的：一种具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液，其原料包括以下重量份数的组分：进一步地，所述甲基丙烯酸烷基酯包括但不限于是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸异辛酯中的一种或者两种以上，优选甲基丙烯酸低级烷基酯。进一步地，所述丙烯酸烷基酯包括但不限于是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或者两种以上。进一步地，所述不含-COOH基团的乙烯基单体包括但不限于是苯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺中的一种或者两种以上。进一步地，所述含-COOH基团的乙烯基单体包括但不限于是丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸酐中的一种或者两种以上。进一步地，所述有机硅单体包括但不限于是乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或者两种以上。进一步地，所述交联单体是含有双官能团以上的丙烯酸酯类单体，包括但不限于是二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或者两种以上。进一步地，所述pH调节剂包括但不限于是氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、乙醇胺、二乙醇胺中的一种或者两种以上。进一步地，所述乳化剂包括但不限于是十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、烷基聚氧乙烯基醚、烯丙基醚羟丙基磺酸盐、烷基聚氧乙烯醚硫酸盐、日本艾迪科公司的反应型乳化剂SR-10、SR-20或SR-1025中的一种或者两种以上。进一步地，所述引发剂包括但不限于是过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中的一种或者两种以上。上述具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液的制备方法，包括以下步骤，下述百分数如无特别说明均为质量分数：(1)将10-30％的甲基丙烯酸烷基酯、60-90％的丙烯酸烷基酯、10-30％的不含-COOH基团的乙烯基单体、全量的含-COOH基团的乙烯基单体、全量的有机硅单体、60-80％的乳化剂以及10-30％的去离子水置于乳化缸中，高速搅拌30分钟，作为核层预乳化液备用；(2)取5-10％的去离子水溶解引发剂，作为引发剂水溶液备用；(3)将余量的去离子水和乳化剂置于带有温度计、回流冷凝管和搅拌装置的常压反应釜中，搅拌并升温至80-82℃；(4)取步骤(1)所述核层预乳化液的2-10％加入步骤(3)反应釜中，再加入10-40％的引发剂水溶液，80-82℃保温20-40分钟，然后滴加余量的核层预乳化液和10-40％的引发剂水溶液，滴加时间为60分钟；(5)将余量的甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、不含-COOH基团的乙烯基单体、交联单体混合均匀于另一个与步骤(1)同等规模的预乳化缸中，作为壳层单体混合物备用；(6)核层预乳化液滴加完成后升温至85-90℃，加入pH调节剂，调节pH为5-7，保温40分钟后，滴加步骤(5)所述壳层单体混合物和剩余的引发剂水溶液，滴加时间为4小时，壳层单体混合物滴加完成后，继续85-90℃保温1小时；(7)降温至40℃以下出料，得到具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液。进一步地，在上述制备方法中全程维持机械搅拌状态。进一步地，在上述制备方法中，通过pH调节剂的用量调节制备乳液的pH值，可制备具有不同哑光度的核壳乳液，随着pH值的提高，最终制备的核壳乳液在成膜后的光泽会提升。本专利技术通过预乳化液的半连续滴加方法，平衡反应热和各单体组分的竞聚率，通过预乳化法，可使不同竞聚率单体在反应过程中尽可能的都参与共聚。本专利技术通过上述方法制得的具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液，其共聚物的玻璃化转变温度为0-40℃，乳液的固含量为30-45％，外观为乳白透蓝，粘度在2000CPS以内。本专利技术所述的具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液具有良好的储存稳定性，在50±2℃下储存2个月后，仍无分水和分层的现象，外观无异常，粘度只变化了0.5-1％。本专利技术所述的具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液，其能够应用于建筑涂料中的罩面清漆。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用普通丙烯酸酯单体，原料简单易得，通过核壳乳液聚合工艺，只需改变pH调节剂的加入量和加入时间，使羧基在聚合物内部包埋的程度不同，可制备不同哑光度聚合物乳液，工艺简易可行。本专利技术制备的具有微相分离结构的单组份丙烯酸酯核壳哑光乳液，相比其他消光的方法，例如不同性质的乳液混合、添加消光粉、添加蜡乳液等，其稳定性大大提高，而且涂膜致密细腻，兼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液，其原料包括以下重量份数的组分：

【技术特征摘要】
1.一种具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液，其原料包括以下重量份数的组分：2.如权利要求1所述的一种具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液，其特征在于，所述甲基丙烯酸烷基酯是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸异辛酯中的一种或者两种以上。3.如权利要求1所述的一种具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液，其特征在于，所述丙烯酸烷基酯是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸烷基酯中的一种或者两种以上。4.如权利要求1所述的一种具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液，其特征在于，所述不含-COOH基团的乙烯基单体是苯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺中的一种或者两种以上。5.如权利要求1所述的一种具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液，其特征在于，所述含-COOH基团的乙烯基单体是丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸酐中的一种或者两种以上。6.如权利要求1所述的一种具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液，其特征在于，所述有机硅单体是乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或者两种以上。7.如权利要求1所述的一种具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液，其特征在于，所述交联单体是二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或者两种以上。8.如权利要求1所述的一种具有优异耐水白性能的单组份丙烯酸酯哑光核壳乳液，其特征在于，所述pH调节剂是氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、乙醇胺、二乙醇胺中的一种或者两种以上；所述引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中的一种或者两种以上。9.如权利要求1所述的一种具有优异耐水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张城平，彭妃湛，杨文涛，
申请(专利权)人：佛山市顺德区巴德富实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44