建筑内墙涂料用丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于建筑涂料技术领域，提供一种建筑内墙涂料用丙烯酸酯乳液及其制备方法，所述丙烯酸酯乳液是由单乙烯基芳族单体、(甲基)丙烯酸烷基酯、α,β‑单烯键式不饱和C

Acrylate emulsion for building interior wall coating and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
建筑内墙涂料用丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用
本专利技术属于建筑涂料
，涉及一种建筑内墙涂料用丙烯酸酯乳液。
技术介绍
乳胶漆具有环保、安全和卓越的性能，正逐步取代传统的溶剂型涂料而广泛应用于建筑装饰、装修领域中，并且日益显示出其优点。乳液作为乳胶漆中非常重要的成分，对乳胶漆的性能有着决定性的作用。例如，在高PVC(颜料体积浓度)内墙乳胶漆的设计中，耐擦洗性能是人们关注的焦点，因为它往往影响内墙乳胶漆涂膜的附着力、耐久性、耐水性等性能。由于影响乳胶漆耐擦洗性能的主要因素是涂膜的粘结能力，而乳胶漆中提供涂膜粘结能力的主要是成膜物质——乳液，因此需要提升乳液的耐擦洗性能。传统提高乳液耐擦洗性能的办法是提高聚合物的设计Tg，使聚合物粒子表面变硬，以此来提高耐擦洗性能。由于漆膜硬度提高，最终会影响到它的柔顺性，甚至变得更脆，后期虽然可以通过涂料配方引入成膜助剂来改善漆膜的成膜性或者柔顺性，但额外的或过量的成膜助剂会产生更多的VOC，带来环境污染和健康问题，也会使乳胶漆配方成本升高；或者选用有机硅等功能单体来提高耐擦洗性，但耐擦洗性能提升有限，同时还会对乳胶漆的冻融稳定性产生很大影响。传统提高冻融稳定性的办法是在乳液中添加乙氧基数较高的非离子表面活性剂，但会降低其耐擦洗性能；或者加入较多的亲水单体形成水化层来进行乳胶粒子的包裹，但是增加了亲水单体的量，就会导致乳胶漆漆膜会很亲水，在进行耐擦洗测试时，必然会导致耐擦洗性能下降，总得来说优异的冻融稳定性和耐擦洗性能很难兼顾。另外，为了降低成膜温度，需要设计较低的理论Tg，这也在很大程度上降低了耐擦洗性能和冻融稳定性，所以低温成膜性、高耐擦洗、优异的冻融稳定性三者之间存在很大的矛盾，如果能够解决好这些矛盾，必将为涂料界带来长足的进步。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种新的建筑内墙用丙烯酸酯乳液，可以解决以上技术问题。在本专利技术的一个方面，提供一种丙烯酸酯乳液的制备方法，包括：1)预乳化液A的制备：将65％～100％的量的0.5-3.5质量份乳化剂、0.1-1.0质量份助稳定剂与25-55质量份水混匀，依次加入组分a、组分b、25％-50％的量的组分c、组分d，混匀；其中，组分a、b、c和d分别为：a)40-70质量份的至少一种单乙烯基芳族单体，优选45-60质量份，b)30-60质量份的至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯，优选35-50质量份，c)0.5-5质量份至少一种α,β-单烯键式不饱和C3-C6单羧酸或二羧酸，优选2.5-5.0质量份，和d)0.5-5.0质量份的反应型成膜助剂，优选0.5-2.0质量份；2)釜底液B的制备：加入剩余量的乳化剂、以及0.1-1.0质量份缓冲剂与40-70质量份水混匀，升温至50-90℃；3)引发剂溶液C的制备：将0.2-1.0质量份的引发剂与3.5-20质量份水混匀；4)在50-90℃，向釜底液B中加入1％-10％的预乳化液A和10％-60％的引发剂溶液C，搅拌状态下反应10-30min，待种子乳液形成后，开始同步滴加剩余的预乳化液A和引发剂溶液C，当预乳化液A剩余10％-25％时，停止滴加，一次性加入组分e和剩余的所述组分c，搅拌均匀后，再继续同步滴加剩余预乳化液A和引发剂溶液C，优选，滴加预乳化液A的总时间控制在180-300分钟，并确保引发剂溶液C比预乳化液A晚5-20分钟滴完，之后在60～90℃下保温15～90分钟；所述组分e为1.0-5.0质量份、优选1.5-3.5质量份的具有可水解的Si-有机键的单体；5)在50-70℃，向步骤4)的体系中滴加0.15-1.5质量份的氧化还原类引发剂，优选，滴加完成时间为15～30分钟，之后保温15～30分钟，降温至15-45℃，任选地加入消泡剂和杀菌剂，并使用pH调节剂将pH调至7.0-9.0，过滤得滤液，即为所述丙烯酸酯乳液。消泡剂和杀菌剂的量根据实际需要添加，这属于本领域常规技术手段。“任选地”表示“加入或不加入”。所述乳化剂优选脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，聚氧乙烯的聚合度(EO数)为2-20。所述助稳定剂优选乙烯基磺酸钠、乙烯基苯磺酸钠、3-烯丙氧基-1-羟基-丙烷磺酸钠中的至少一种，更优选乙烯基苯磺酸钠。所述缓冲剂优选碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠、磷酸二氢钠中的至少一种，更优选碳酸钠。所述引发剂优选为水溶性引发剂，包括但不限于过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的至少一种，更优选过硫酸铵；所述氧化还原类引发剂包括但不限于叔丁基过氧化氢(T-BHP)、叔戊基过氧化氢(T-AHP)、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠和异抗坏血酸等中的至少一种，优选叔丁基过氧化氢和/或异抗坏血酸，更优选质量比为2:1的叔丁基过氧化氢与异抗坏血酸；所述pH调节剂优选NaOH水溶液，可以为6％NaOH水溶液。在一种优选的实施方案中，所述组分d)的反应型成膜助剂，其结构式如下：其中，R1、R2独立地选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、仲戊基、己基、异己基、仲己基、庚基、异庚基、仲庚基、辛基、异辛基、仲辛基、壬基、异壬基、仲壬基、癸基、异癸基、乙烯基、烯丙基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、异丁烯基、戊烯基、异戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基；苯基、甲苯基、二甲苯基、枯基；环戊基、环己基、环庚基、甲基环戊基、甲基环己基中的一种。所述R1、R2更优的选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基中一种。优选地，所述反应型成膜助剂可以为2,2,4-三甲基-3-烯-戊醇异丁酸酯和/或2,2,4-三乙基-3-烯-戊醇异丁酸酯，均可购自阿拉丁。在一种优选的实施方案中，所述组分e的具有可水解的Si-有机键的单体，包括乙烯基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三丙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基硅烷)，以及乙烯基三异丙氧基硅烷中的一种或多种，优选乙烯基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或多种。在一种优选的实施方案中，所述组分c的α,β-单烯键式不饱和C3-C6单羧酸或二羧酸，优选选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、衣康酸、烯丙基乙酸、巴豆酸、乙烯基乙酸、富马酸、马来酸、2-甲基马来酸及它们任意的组合物，特别优选丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸及任意它们的组合物。在一种优选的实施方案中，所述组分a的单乙烯基芳族单体为苯乙烯、2-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-(正丁基)苯乙烯、4-(正丁基)苯乙烯和/或4-(正癸基)苯乙烯，优选苯乙烯。在一种优选的实施方案中，所述组分b的(甲基)丙烯酸烷基酯，选自丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异辛酯及它们的任意组合物，优选丙烯酸正丁酯和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丙烯酸酯乳液的制备方法，包括：/n1)预乳化液A的制备：将65％～100％的量的0.5-3.5质量份乳化剂、0.1-1.0质量份助稳定剂与25-55质量份水混匀，依次加入组分a、组分b、25％-50％的量的组分c、组分d，混匀；其中，组分a、b、c和d分别为：/na)40-70质量份的至少一种单乙烯基芳族单体，优选45-60质量份，/nb)30-60质量份的至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯，优选35-50质量份，/nc)0.5-5质量份至少一种α,β-单烯键式不饱和C

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸酯乳液的制备方法，包括：
1)预乳化液A的制备：将65％～100％的量的0.5-3.5质量份乳化剂、0.1-1.0质量份助稳定剂与25-55质量份水混匀，依次加入组分a、组分b、25％-50％的量的组分c、组分d，混匀；其中，组分a、b、c和d分别为：
a)40-70质量份的至少一种单乙烯基芳族单体，优选45-60质量份，
b)30-60质量份的至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯，优选35-50质量份，
c)0.5-5质量份至少一种α,β-单烯键式不饱和C3-C6单羧酸或二羧酸，优选2.5-5.0质量份，和
d)0.5-5.0质量份的反应型成膜助剂，优选0.5-2.0质量份；
2)釜底液B的制备：加入剩余量的乳化剂、以及0.1-1.0质量份缓冲剂与40-70质量份水混匀，升温至50-90℃；
3)引发剂溶液C的制备：将0.2-1.0质量份的引发剂与3.5-20质量份水混匀；
4)在50-90℃，向釜底液B中加入1％-10％的预乳化液A和10％-60％的引发剂溶液C，搅拌状态下反应10-30min，待种子乳液形成后，开始同步滴加剩余的预乳化液A和引发剂溶液C，当预乳化液A剩余10％-25％时，停止滴加，一次性加入组分e和剩余的所述组分c，搅拌均匀后，再继续同步滴加剩余预乳化液A和引发剂溶液C，优选，滴加预乳化液A的总时间控制在180-300分钟，并确保引发剂溶液C比预乳化液A晚5-20分钟滴完，之后在60～90℃下保温15～90分钟；所述组分e为1.0-5.0质量份、优选1.5-3.5质量份的具有可水解的Si-有机键的单体；
5)在50-70℃，向步骤4)的体系中滴加0.15-1.5质量份的氧化还原类引发剂，优选，滴加完成时间为15～30分钟，之后保温15～30分钟，降温至15-45℃，任选地加入消泡剂和杀菌剂，并使用pH调节剂将pH调至7.0-9.0，过滤得滤液，即得。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述组分d)的反应型成膜助剂，其结构式如下：



其中，R1、R2独立地选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、仲戊基、己基、异己基、仲己基、庚基、异庚基、仲庚基、辛基、异辛基、仲辛基、壬基、异壬基、仲壬基、癸基、异癸基、乙烯基、烯丙基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、异丁烯基、戊烯基、异戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基；苯基、甲苯基、二甲苯基、枯基；环戊基、环己基、环庚基、甲基环戊基、甲基环己基中的一种；
优选地，所述反应型成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智英，侯雷刚，孙少文，马吉全，纪学顺，
申请(专利权)人：万华化学宁波有限公司，万华化学广东有限公司，万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33