本发明专利技术涉及一种建筑内外墙弹性涂料用苯乙烯-丙烯酸酯共聚物系涂料乳液的制备方法，所述苯乙烯-丙烯酸酯系涂料乳液包括苯乙烯-丙烯酸酯种子乳液的制备方法和涂料乳液的制备方法，主要组成包括苯乙烯，丙烯酸酯，硅烷偶联剂，乳化剂，引发剂，消泡剂、pH调节剂、分子量调节剂和水。本发明专利技术利用有机纳米粒子强大的表面效应及乳胶粒子内外聚合物分布的可设计性，将种子乳液聚合法与相控扩散成膜技术相结合，实现了以常规原料制得高性能的涂料乳液；成功地解决了漆膜致密性、力学性能及耐户外老化性等问题。本发明专利技术涂料乳液可用作各类建筑内外墙乳胶漆的成膜物质，也可用于金属防腐底漆，木器门窗的清漆等的配制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种建筑内外墙弹性涂料用苯乙烯-丙烯酸酯共聚物系涂料乳液的制备方法，具体涉及一种相控成膜的苯乙烯-丙烯酸酯型涂料乳液，由乳液制备的涂料及它们的制备方法，属于建筑涂料领域。
技术介绍
苯乙烯-丙烯酸酯共聚物系涂料乳液(简称:苯丙型涂料乳液)占据着各类建筑涂料乳液的主要市场，2009年，我国各类苯丙型涂料乳液消耗近70万吨。苯丙型涂料乳液的性能与成本决定了国内建筑涂装质量的主体。1995年，德国BASF公司率先将高性能苯丙型涂料296DS引入中国市场以来，国内众多生产厂家开始竞相研究开发高性能苯丙型涂料乳液。遗憾的是，目前国内生产的苯丙型涂料乳液，一直存在无法解决耐水性与展色性，颜料承载能力与漆膜力学性能之间的平衡问题，更重要的是，国内生产的苯丙型涂料乳液的耐候性差，提高耐候性往往与MMA共聚，造成成本大幅度提高，用户难以接受。随着我国经济的高速发展，建筑涂料耗量每年均以15%的增长率递增，2009年，中国大陆共消耗建筑涂料360万吨，其中消耗各类涂料乳液近90万吨，其中高性能苯丙型涂料乳液消耗近30万吨，而到2011年，我国建筑涂料已突破450万吨，2011年实际建筑涂料耗量为460万吨。随着我国建筑涂装的规范化，高性能苯丙型涂料乳液已开始广泛用于高层建筑外墙的涂装，如何提高苯丙型的耐候性就成为制约能否在高层建筑外墙使用的技术瓶颈。因此开发高端建筑涂料乳液一直是国内涂料乳液生产厂的永恒的课题。中国专利CN102372960A公开了一种高耐污苯丙乳胶漆，它主要是由下列原料按照重量配比搅拌制成:157份苯丙乳液，13份分散剂，80份去离子水，15份己二酰肼，2份分散剂，4份消泡剂，11份防霉剂，23份高岭土，15份钛白粉，15份重钙粉，15份成膜助剂，12份聚醚类增稠剂。 中国专利CN1872888A公开了一种建筑用苯乙烯一丙烯酸酷乳液的合成方法，该共聚物乳液是以水为介质，以苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸为共聚单体，并加入乳化剂和引发剂进行乳液聚合反应合成的，各组成成分的重量百分比为:水40 55%，苯乙烯18 30%，(甲基)丙烯酸酯18 30，(甲基)丙烯酸0.5 3%，乳化剂0.5 4%，引发剂0.1 0.5%，保护胶0.1 0.5%ο中国专利CN1249111C公开了一种改性苯丙乳液的制备方法，是以苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸为聚合单体，以有机氟为改性单体，以复合乳化剂为体系的乳化剂，采用热分解引发剂为引发剂，用硅烷偶联剂对有机氟进行预处理后，以十一烷基苯磺酸作催化剂，采用核壳工艺聚合得到改性苯丙乳液。现有技术中对苯丙型涂料乳液进行了诸多改进，但仍存在颜料体积浓度小，对颜料承载能力差，展色性差及耐雨痕能力差等问题，耐候性未得到明显的改善
技术实现思路
本专利技术以解决目前建筑内外墙涂料用苯丙型涂料乳液一直存在耐候性能差，颜料体积浓度小，对颜料承载能力差，展色性差及耐雨痕能力差等问题为目的，相应对苯丙型涂料乳液进行全新设计和系统研究。利用种子可控乳液聚合技术与相控成膜技术相结合，提供了一种高性能(耐候、超耐水、耐污及高展色)的苯丙型涂料及其制备方法。常规种子乳液聚合多是在严格控制乳化剂用量在CMC以下，而且需多步单体溶胀-聚合才能完成，而且最初的种子位于乳胶粒的最内层，因每步聚合补加的乳化剂量均在CMC以下，因此粒径分布很窄，但最终乳胶粒的粒径都很大，一般均在160nm以上，这对于合成PVC增韧改性剂是优点，但对于制备涂料乳液就是缺点，因为建筑涂料乳液的粒径越细，其对颜料的承载能力，对颜料及基材的粘结性能就越好，这是因为纳米级有机聚合物同样存在超表面效应。本专利技术利用乳胶粒的颗粒形态设计将种子乳液聚合与相控成膜机制相结合，解决耐污性与低温柔性难以均衡的问题，具体是采用种子法严格控制最终乳液的粒径及最终乳液乳胶粒的壳层聚合物的组成及其亲水性的大小。本专利技术所涉的种子乳液粒径小、分布较窄，且有适中的亲水性，可保证后续滴加聚合的单体全部在种子乳液的每个乳胶粒的内部进行聚合，因这些极细粒子的超表面效应带来的极大吸附功，将所有后续单体以黑洞的功能进行增容、聚合，因此壳层聚合物不是后续单体形成的聚合物而是种子聚合物，而当乳液固含量较高时，壳层聚合物开始破裂，软聚合物以碎片或颗粒分布在最终乳胶粒的表层，进而提高涂料的展色性和降低涂料的成膜温度。为实现本专利技术的目的，根据本专利技术的第一方面，提供了一种苯乙烯-丙烯酸酯型涂料的种子乳液及其制备方法。根据本专利技术的第二方面，提供了苯乙烯-丙烯酸酯型乳液及其制备方法。本专利技术的技术方案概括如下:1.苯乙烯-丙烯酸酯型种子乳液，该乳液是由作为单体组分的苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯，在含有烯属双键(或含有碳-碳双键)的反应型乳化剂以及阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠和水的存在下，通过添加水溶性自由基引发剂进行乳液聚合反应而制备的，其中所述单体组分苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)的比例(按重量份)为St:MMA:EA:BA=(7 25): (15 40): (10 30): (20 70 或 20 60)，优选是(8 20): (25 35): (12 27): (30 40)，更优选是(8 20): (25 30): (15 25): (30 35)。优选，阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠的用量是单体总量的2 12wt%,优选3 9wt%,更优选3.2 8wt%,进一步优选3.5 7wt%,更优选4 6wt%,例如5wt%。优选，反应型乳化剂的用量是单体总量的2- 2wt%,优选3 9wt%,更优选3.2 8wt%,进一步优选3.5 7wt%,更优选4 6wt%,例如5wt%。优选，自由基引发剂的用量是单体总量的0.4 2.0wt%，优选0.45 1.5wt%，优选 0.45 1.0wt%,更优选 0.5-0.9wt%,进一步优选 0.55-0.85wt%,更优选 0.6-0.8wt%,例如 0.7wt%0优选，全部单体与去离子水(DW)的相对用量之比(按wt)是28 50:50 72，优选30 40:60 70，更优选 32 37:63 68，其中全部单体与去离子水(DW)的重量之和是100重量份。2.根据以上I项的种子乳液，其中种子乳液中的聚合物的汉克常数(Hansch)为2.25 3.10，优选为 2.30 3.00 ;优选 2.35 2.90，优选为 2.35 2.55 或 2.55 2.8 ;和/或该聚合物具有5.0 10.(TC，优选5.5 9.5°C或6.0 9.(TC，进一步优选为6.5 8.5°C或7.0 8.(TC的玻璃化转变温度(Tg)。其中汉克(Hansch)常数反映了单体聚合后形成的据我的亲水亲油性大小。3.根据以上I项或2项所述的种子乳液，其特征在于所述种子乳液的固含量在20-60wt%,优选在25-58wt%之间，更优选30_56wt%之间，更优选35_45wt%之间，优选在40-53wt%之间，更优选在48 51wt%之间。更优选，固含量也可以是在30_40wt%，优选在33-37wt% 之间，例如 35wt本文档来自技高网...
【技术保护点】
苯乙烯?丙烯酸酯共聚物型种子乳液，该乳液是由作为单体组分的苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯，在含有烯属双键(或含有碳?碳双键)的反应型乳化剂以及阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠和水的存在下，通过添加自由基引发剂进行乳液聚合反应而制备的，其中所述单体组分苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)的比例(按重量份)为St:MMA:EA:BA=(7～25):(15～40):(10～30):(20～70或20～60)，优选是(8～20):(25～35):(12～27):(30～40)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：田立壮，田海水，高昊，王志宽，赵玉涛，
申请(专利权)人：衡水新光化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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