一种用于耐候交联型软瓷的丙烯酸乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于耐候交联型软瓷的丙烯酸乳液及其制备方法，该制备方法是采用种子乳液聚合方式，称取丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸单体、丙烯酸单体、含环氧基团的丙烯酸功能单体、硅烷偶联剂，混合搅拌均匀制备混合单体备用；将乳化剂、碳酸氢钠、去离子水和30~50%的引发剂置于三颈烧瓶中，取5~15%的混合单体滴加至烧瓶中，稳定5~20 min后，得到种子乳液；将剩余的混合单体和引发剂在2~4 h内滴加完成，经升温、熟化、降温、中和及保温后出料等到丙烯酸酯乳液；将上述环氧类硅丙乳液与填料、胺类固化剂混合制备耐候交联型软瓷，该软瓷具有优良的柔韧性、与基材的强附着力及优异的耐候性能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于耐候交联型软瓷的丙烯酸乳液及其制备方法


[0001]本专利技术属于乳液领域，具体涉及一种用于耐候交联型软瓷的丙烯酸乳液及其制备方法。

技术介绍

[0002]软瓷是一种新型的节能低碳装饰材料，通常以城建废弃泥土、水泥弃块、瓷渣、石粉等无机物为原料，通过粉碎，筛选出优质的无机粉料，再辅以粘接剂等专用溶液溶剂，经过混和搅拌形成流动浆料，导入准备好的膜具进行塑形成型，最后放进烘房进行高温烘烤，待烘烤成型的软瓷拿出来冷却过后，再根据不同的需求进行上色、打磨等。如今，软瓷广泛应用于建筑内外墙和地面。
[0003]随着现代建筑装修技术的发展，人们对装修效果、环境质量有了更高的要求，传统的溶剂型涂料逐渐被淘汰，水性环保型材料逐渐兴起，而原料为90％的泥土、10％的水溶剂添加剂烘烤制成的软瓷材料逐渐得到了人们的认可，其丰富的表现力和低碳环保的属性是得到人们认可的重要因素，但从实际工程施工效果看，软瓷还存在一定的技术问题，其中粘接剂粘接强度低，耐候性不好是其重要的影响因素。因此，开发出一种具有高性能的软瓷粘接剂是我们所面临的难点，使其能满足良好的力学性能和耐候性，能够更好的推广这款低碳环保新型绿色材料。
[0004]中国专利CN112029453A公开了一种以聚氨酯为主体材料粘接剂的制备技术，通过聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸酯相互之间的化学反应，形成互穿网络结构聚合物，极大的提升了其力学性能，但仍未解粘接剂材料在高温下易分解的，耐候性差的现象，而且根据实际工业生产考察，聚氨酯价格高昂，不适合其软瓷工业的发展需求。中国专利CN110642553A公开了一种双组分聚氨酯粘接剂，主体材料包括聚氨酯、脂肪酸三甘油酯、二苯基甲烷二异氰酸酯，通过含羟基的预聚物和含异氰酸酯的预聚物改性了聚氨酯，使其粘接强度得到了极大的提升，但根据实际工业考察，根据温度环境的变化，双组分的配合比例也在变化，给施工工人以及厂家都带来了极大的考验，同时双组分聚氨酯材料添加了大量改性材料，提高了产品的成本。
[0005]本专利技术主要以丙烯酸树脂作主体材料，通过对它进行改性使它获得了优异的耐候性能。活泼的碳碳双键使它拥有了良好的化学稳定性和成膜性，是它被选为主体材料的重要因素之一，通过引入含有环氧基团的功能性丙烯酸单体与丙烯酸单体、甲基丙烯树脂、丙烯酸酯等单体混和在制备乳液中发生了化学反应，使它与其他化合物进行了交联固化，极大提高了分子间的稳定性，增强了乳液成膜的疏水性和与基材表面的氢键作用力。硅烷偶联剂的引入，大大的提高了乳液与无机材料之间的张力，由于硅元素的原子特性，提高了混合物的耐水特性。在最后制成的软瓷中，耐候性能得到了显著的提升。同时，丙烯酸酯低廉的价格，极大的提高了本产品的性价比。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的问题，提供了一种实现调节丙烯酸乳液玻璃化温度，使不同结构、不同分子量的多种丙烯酸乳液与填料相结合，形成耐候交联型软瓷的制备方法。
[0007]本专利技术目的通过以下技术方案实现：用于耐候交联型软瓷的丙烯酸乳液及其制备方法，包括以下步骤：1)以质量分数计，称取丙烯酸酯单体15～25份、甲基丙烯酸酯单体15～25份、丙烯酸单体0.5～5份，含环氧基团的丙烯酸功能单体0.5～5份，含有机官能团的硅烷偶联剂0.5～5份混合搅拌均匀制备混合单体备用；2)以质量分数计，将0.5～3份乳化剂、0.05～0.3份碳酸氢钠、15～50％的引发剂和50～90份去离子水加入到反应釜中，升温至70～85℃，在10～30分钟内滴加5
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15％的混合单体，稳定5～20分钟，将剩余的混合单体和引发剂在2～4小时内滴加完成，升温至80～90℃熟化1～2小时，降温至40～60℃，加入0.5～1.5份中和剂中和，保温20～40分钟后降温出料得到水性丙烯酸乳液。
[0008]所述的丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯的一种或多种；所述的甲基丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯的一种或多种；所述的丙烯酸单体为丙烯酸和/或甲基丙烯酸；所述的含环氧基团的丙烯酸功能单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯和/或丙烯酸缩水甘油酯；所述的硅烷偶联剂为乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ
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氯丙基三氯硅烷、γ
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氯丙基三甲氧基硅烷、γ
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(2，3
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环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ
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甲基丙烯酰氧丙基三氯硅烷、或γ
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甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；所述的乳化剂为N
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十二烷基二甲胺、季胺盐阳离子型乳化剂或聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、多元醇脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚非离子型乳化剂、十二烷基磺酸钠、或十二烷基苯磺酸钠阴离子型乳化剂的一种或多种；所述的引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵的一种或多种；所述的中和剂为氨水、三乙胺、N，N
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二甲基乙醇胺、或氢氧化钠溶液的一种或多种。
[0009]一种用于耐候交联型软瓷的丙烯酸乳液，所述的水性丙烯酸乳液，其固含量为30～55％，粘度为1500～6000cP，乳液粒径为100～300nm，玻璃化温度为
‑
15～25℃。
[0010]所述的丙烯酸乳液在软瓷领域的应用，包括以下步骤：以质量分数计，将水性丙烯酸乳液10～30份、20～40份钙粉、40～60份石英砂、0.5～5份粗纤维和10～30份水加入到搅拌釜中，分散10～20分钟，过滤出料。
[0011]优选地，所述的钙粉为重质钙粉、轻质钙粉、烟气脱硫钙粉的一种或多种。
[0012]优选地，所述的粗纤维为聚丙烯纤维、丙烯酸纤维的一种或多种。
[0013]所得耐候交联型软瓷具有柔韧性好、与基材附着力高、耐候性优异等性能。可广泛应用于建筑内外墙以及地面的装饰。
[0014]本专利技术的用于耐候交联型软瓷的丙烯酸乳液及其制备方法与现有技术相比，具有
如下有点和有益效果：(1)从合成工艺的角度，调整不同结构、不同分子量及不同玻璃化温度的丙烯酸乳液，制备出耐候性优良的丙烯酸乳液。
[0015](2)采用含环氧基团的功能性丙烯酸单体，增强了与基材表面的附着力，提高了软瓷的粘接强度。
[0016](3)采用硅烷偶联剂改性水性丙烯酸乳液，增强了交联固化强度，提高了无机材料的机械强度。
[0017](4)本专利技术合成的产品具有柔韧性好、与基材附着力高、耐候性优良等性能且还具有价格低廉的特性。
具体实施方式
[0018]以下结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
[0019]实施例1：(1)丙烯酸乳液的制备，各组分的原料类型及用量如表1.1：表1.1：表1.1：制备工艺：以质量份数计，称取丙烯酸丁酯19.5份、甲基丙烯酸甲酯20.5份、丙烯酸1.2份，甲基丙烯酸缩水甘油酯0.9份、硅烷偶联剂0.9份混合搅拌均匀制备混合单体备用；将0.5份EH...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于耐候交联型软瓷的丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）以质量分数计，称取丙烯酸酯单体15~25份、甲基丙烯酸酯单体15~25份、丙烯酸单体0.5~5份，含环氧基团的丙烯酸功能单体0.5~5份，含有机官能团的硅烷偶联剂0.5~5份混合搅拌均匀制备混合单体备用；2）以质量分数计，将0.5~3份乳化剂、0.05~0.3份碳酸氢钠、15~50%的引发剂和50~90份去离子水加入到反应釜中，升温至70~85 o
C，在10~30分钟内滴加步骤1）中的质量分数为5
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15%的混合单体，稳定5~20分钟，将剩余的混合单体和引发剂在2~4小时内滴加完成，升温至80~90 o
C熟化1~2小时，降温至40~60 o
C，加入0.5~1.5份中和剂中和，保温20~40分钟后降温出料得到丙烯酸乳液。2.根据权利要求1所述的用于耐候交联型软瓷的丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述的丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯的一种或多种；所述的甲基丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯的一种或多种；所述的丙烯酸单体为丙烯酸和/或甲基丙烯酸；所述的含环氧基团的丙烯酸功能单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯和/或丙烯酸缩水甘油酯。3.根据权利要求1所述的用于耐候交联型软瓷的丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ
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氯丙基三氯硅烷、γ
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氯丙基三甲氧基硅烷、γ
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（2，3...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪磊，张武，郭朵颖，陈曦，柯景川，李想，周昌林，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：