一种无氨苯丙乳液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及防水涂料领域，具体公开了一种无氨苯丙乳液及其制备方法和应用。所述无氨苯丙乳液主要由苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸

【技术实现步骤摘要】
一种无氨苯丙乳液及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及防水涂料
，尤其涉及一种无氨苯丙乳液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来随着人们环保意识的增强，水分散体系或者水基涂料正在逐步取代以有机溶剂为分散相的传统涂料和油漆，水基涂料在储存和施工等阶段对体系中的乳液选择具有独特的性能要求，高性能的乳液能够提高水性涂料的综合性能，而且清洁环保，并保证使用过程中的施工安全性。
[0003]苯丙乳液是一种经济实惠的水性涂料成膜物，它是由苯乙烯、丙烯酸及其酯类单体共同聚合的产物，是乳液聚合中研究较多的体系，也是当今世界有重要工业应用价值的十大非交联型乳液之一。苯丙乳液作为一类重要的中间化工产品，有着非常广泛的用途，现主要用作建筑涂料、金属表面乳胶涂料、地面涂料、粘合剂以及施胶剂等领域。
[0004]但是传统的苯丙乳液大多都是使用丙烯酰胺及含有酰胺基团的材料作为单体，酰胺基团遇到水泥后会发生反应释放出氨气，结果导致氨气的大量挥发污染环境，对施工人员造成伤害。目前市面上虽然有一些低氨、无氨的苯丙乳液产品，但是现有的低氨或无氨苯丙乳液产品抗渗性能较差，抗折、抗压强度低，粘接强度、吸水率方面也不太好。因此，研发出一种既具有吸水率低、抗渗性能强特性，又具有较高抗折、抗压强度的无氨苯丙乳液是目前水性涂料行业的发展趋势。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中苯丙乳液氨含量高、吸水率高、粘结强度低、抗渗性能差和抗折、抗压强度低等问题，本专利技术提供一种无氨苯丙乳液及其制备方法和应用。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
[0007]一种无氨苯丙乳液，包括如下重量份数的原料组分：苯乙烯：190份
‑
230份，丙烯酸正丁酯：165份
‑
195份，丙烯酸
‑2‑
乙基己酯：50份
‑
60份，丙烯酸：1.5份
‑
2.5份，丙烯酸羟乙酯：7份
‑
13份，丙烯酸羟丙酯：9份
‑
15份，聚(丙二醇)丙烯酸酯：7份
‑
13份，引发剂：1.4份
‑
2.0份，硅烷偶联剂：3份
‑
4份，pH调节剂：3份
‑
5份，消泡剂：1.3份
‑
1.8份，杀菌剂：1.6份
‑
2.4份，第一乳化剂：8份
‑
12份，第二乳化剂：0.4份
‑
0.6份，氧化剂：0.4份
‑
0.6份，还原剂：0.4份
‑
0.6份和去离子水：400份
‑
500份。
[0008]相对于现有技术，本专利技术提供的无氨苯丙乳液在乳液合成过程中引入了聚(丙二醇)丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯极性单体，这些极性单体的羟基可以与丙烯酸、丙烯酸正丁酯等单体发生交联作用，且聚(丙二醇)丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯单体具有较大的极性，使得苯丙乳液粒子具有较强的附着力，进而提高苯丙乳液与水泥、沙子和基材的粘接强度；另外，聚(丙二醇)丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯的羟基可使苯丙乳液粒子间形成稳定的网状结构，避免了苯丙乳液粒子的聚集和沉降，可以
提高苯丙乳液粒子稳定性，同时又与颜填料有很好的相容性。
[0009]引入的聚(丙二醇)丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯极性单体还可在苯丙乳液粒子表面形成极性基团，在聚合过程中，苯丙乳液粒子表面所带的乳化剂和水等极性分子易渗透到苯丙乳液粒子中，从而产生增塑作用，降低苯丙乳液最低成膜温度，在温度较低环境下不加成膜助剂仍可成膜，降低了成本，减少了成膜助剂排放。
[0010]极性疏水大单体聚(丙二醇)丙烯酸酯共聚到苯丙乳液粒子表面时，由于其比其他极性单体具有更好的疏水性，在提高极性、增加粘接强度同时又很好的控制了涂膜的亲水性，达到了更好的抗渗效果。
[0011]优选的，引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵中的至少一种。
[0012]优选的，所述硅烷偶联剂为乙烯基类硅烷偶联剂。
[0013]进一步优选的，所述硅烷偶联剂为美国联碳公司的A
‑
151。
[0014]优选的，所述pH调节剂为质量浓度为10wt％
‑
20wt％的氢氧化钠溶液。
[0015]优选的，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
[0016]进一步优选的，所述消泡剂为巴斯夫的8034。
[0017]优选的，所述杀菌剂为异噻唑啉酮类杀菌剂。
[0018]优选的，所述氧化剂为叔丁基过氧化氢。
[0019]优选的，所述还原剂为亚硫酸氢钠。
[0020]优选的，所述第一乳化剂为质量比为7.5
‑
8.5:0.8
‑
1:1的C12
‑
C14
‑
脂肪醇醚硫酸钠、对苯乙烯磺酸钠和烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚的混合物。
[0021]优选的，所述第二乳化剂为烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚。
[0022]本专利技术组分中的丙烯酸为亲水单体，丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和聚(丙二醇)丙烯酸酯为极性单体，亲水单体和极性单体在硅烷偶联剂和乳化剂的协同作用下，同种单体的羟基可以自交联形成氢键，不同单体或不同的分子链间通过羟基可以相互交联，在自交联和相互交联作用下形成致密的网状结构，极大的提高了苯丙乳液的稳定性和粘结性，同时还可提高苯丙乳液的疏水性，增强苯丙乳液制得的防水砂浆的抗压、抗折性和抗渗性能。且本专利技术原料组分中未加入含有酰胺基团的单体，使得制备的苯丙乳液不含氨，解决了氨气污染环境、对施工人员造成伤害的弊病。
[0023]本专利技术还提供了上述任一项所述的无氨苯丙乳液的制备方法，包括如下步骤：
[0024]步骤a，按照设计配比称取各组分，将称取的35wt％
‑
45wt％的引发剂和2wt％
‑
4wt％的去离子水混合均匀，得到初始引发剂水溶液；
[0025]将剩余引发剂和10wt％
‑
15wt％的去离子水混合均匀，得到滴加引发剂水溶液；
[0026]将称取的氧化剂加入2wt％
‑
4wt％的去离子水中，混合均匀，得到氧化剂溶液；
[0027]将称取的还原剂加入2wt％
‑
4wt％的去离子水中，混合均匀，得到还原剂溶液；
[0028]步骤b，将称取的35wt％
‑
45wt％的去离子水和第一乳化剂加入到预乳化釜中，混合均匀，然后加入称取的苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸
‑2‑
乙基己酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和聚(丙二醇)丙烯酸酯，混合均匀，得预乳化液；
[0029]步骤c：将所述预乳化液总量44wt％
‑
47wt％的预乳化液和称取的40wt％
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无氨苯丙乳液，其特征在于，包括如下重量份数的原料组分：苯乙烯：190份
‑
230份，丙烯酸正丁酯：165份
‑
195份，丙烯酸
‑2‑
乙基己酯：50份
‑
60份，丙烯酸：1.5份
‑
2.5份，丙烯酸羟乙酯：7份
‑
13份，丙烯酸羟丙酯：9份
‑
15份，聚(丙二醇)丙烯酸酯：7份
‑
13份，引发剂：1.4份
‑
2.0份，硅烷偶联剂：3份
‑
4份，pH调节剂：3份
‑
5份，消泡剂：1.3份
‑
1.8份，杀菌剂：1.6份
‑
2.4份，第一乳化剂：8份
‑
12份，第二乳化剂：0.4份
‑
0.6份，氧化剂：0.4份
‑
0.6份，还原剂：0.4份
‑
0.6份和去离子水：400份
‑
500份。2.如权利要求1所述的无氨苯丙乳液，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵中的至少一种；和/或所述硅烷偶联剂为乙烯基类硅烷偶联剂；和/或所述pH调节剂为质量浓度为10wt％
‑
20wt％的氢氧化钠溶液。3.如权利要求1所述的无氨苯丙乳液，其特征在于，所述消泡剂为有机硅类消泡剂；和/或所述杀菌剂为异噻唑啉酮类杀菌剂；和或所述氧化剂为叔丁基过氧化氢；和/或所述还原剂为亚硫酸氢钠。4.如权利要求1所述的无氨苯丙乳液，其特征在于，所述第一乳化剂为质量比为7.5
‑
8.5:0.8
‑
1:1的C12～C14
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脂肪醇醚硫酸钠、对苯乙烯磺酸钠和烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚的混合物；和/或所述第二乳化剂为烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚。5.一种权利要求1
‑
4任一项所述的无氨苯丙乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤a，按照设计配比称取各组分，将称取的35wt％
‑
45wt％的引发剂和2wt％
‑
4wt％的去离子水混合均匀，得到初始引发剂水溶液；将剩余引发剂和10wt％
‑
15wt％的去离子水混合均匀，得到滴加引发剂水溶液；将称取的氧化剂加入2wt％
‑
4wt％的去离子水中，混合均匀，得到氧化剂溶液；将称取的还原剂加入2wt％
‑
4wt％的去离子水中，混合均匀，得到还原剂溶液；步骤b，将称取的35wt％
‑
45wt％的去离子水和第一乳化剂加入到预乳化釜中，混合均匀，然后加入称取的苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸
‑2‑
乙基己酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：高昊，王志宽，韩彦霞，杨利鹏，郭蕾，
申请(专利权)人：广东衡光新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：