烯类乳液和制备方法及其在涂料中的应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种烯类乳液，其特征在于，所述乳液包括烯类物质、环氧树脂、乳化剂、引发剂、缓冲调节剂和水；相对于100重量份的所述烯类物质，所述环氧树脂的用量为5-20重量份，所述乳化剂的用量为2.0-4.5重量份，所述引发剂的用量为0.3-0.8重量份，所述缓冲调节剂的用量为0.3-1.0重量份，所述水的用量为70-120重量份。利用环氧树脂强度高、粘附性好的特点，将其与耐候性好、耐水性好和耐化学品性好的烯类乳液进行结合，发挥二者的特点，并将两种物质有机结合起来，进而制成水乳型常温自交联乳液，并将乳液应用到涂料的制备中，从而使制得的涂料达到硬度较高、交联度高、吸水性差、耐水性好且储存稳定的效果。
【专利说明】烯类乳液和制备方法及其在涂料中的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及涂料乳液领域，具体地，涉及一种烯类乳液和制备方法及其在涂料中的应用。
【背景技术】
[0002]涂料在日常建设及装修过程中应用极为广泛，烯类乳液涂料作为一种方便且实用的涂料，且因其良好的耐候性、耐水性和耐化学品性能，在日常装修过程中应用尤为常见，但因烯类乳液的理化性质，使得此类涂料易出现受热粘连、受冷脆裂、硬度较低、耐水性差使得易吸水受潮等现象。使得在日常装修过程中后期墙体吸水受潮，涂料不稳定，影响正常的生活。
[0003]因此，提供一种硬度较高、交联度高、吸水性差、耐水性好且储存稳定的烯类乳液及其制备方法是本发明亟需解决的问题。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术，本发明的目的是为了克服现有烯类乳液涂料中烯类乳液受热粘连、受冷脆裂、硬度较低、耐水性差使得易吸水受潮的现象，提供一种硬度较高、交联度高、吸水性差、耐水性好且储存稳定的烯类乳液和制备方法及其在涂料中的应用。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种烯类乳液，其中，所述乳液包括烯类物质、环氧树脂、乳化剂、引发剂 、缓冲调节剂和水；相对于100重量份的所述烯类物质，所述环氧树脂的用量为5-20重量份，所述乳化剂的用量为2.0-4.5重量份，所述引发剂的用量为0.3-0.8重量份，所述缓冲调节剂的用量为0.3-1.0重量份，所述水的用量为70-120重量份。
[0006]本发明还提供了一种烯类乳液的制备方法，其中，该方法包括:
[0007](I)将缓冲调节剂、环氧树脂、50-80重量％的乳化剂和40-70重量％的水置于第一容器中，在30-50°C水浴条件下进行乳化，得到预乳液Ml ；
[0008](2)将烯类物质、余下的乳化剂和余下的水置于第二容器中，在30_50°C水浴条件下进行乳化，得到预乳液M2;
[0009](3)将预乳液Ml和引发剂同时滴加入M2中，待滴定完毕，将水浴温度升至75-95°C并保温1-2小时后降温至30-50°C，得到乳液；
[0010]各物质的用量使得制备的所述乳液中相对于100重量份的所述烯类物质，所述环氧树脂的用量为5-20重量份，所述乳化剂的用量为2.0-4.5重量份，所述引发剂的用量为
0.3-0.8重量份，所述缓冲调节剂的用量为0.3-1.0重量份，所述水的用量为70-120重量份。
[0011]本发明还提供了一种上述烯类乳液或上述制备方法制得的乳液在涂料中的应用。
[0012]本发明通过利用环氧树脂强度高、粘附性好的特点，将其与耐候性好、耐水性好和耐化学品性好的烯类乳液进行结合，发挥二者的特点，并将两种物质有机结合起来，进而制成水乳型常温自交联乳液，并将乳液应用到涂料的制备中，从而使制得的涂料达到硬度较高、交联度高、吸水性差、耐水性好且储存稳定的效果。
[0013]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0014]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0015]本发明提供了一种烯类乳液，其中，所述乳液包括烯类物质、环氧树脂、乳化剂、弓丨发剂、缓冲调节剂和水；相对于100重量份的所述烯类物质，所述环氧树脂的用量为5-20重量份，所述乳化剂的用量为2.0-4.5重量份，所述引发剂的用量为0.3-0.8重量份，所述缓冲调节剂的用量为0.3-1.0重量份，所述水的用量为70-120重量份。
[0016]在上述乳液中，所述烯类物质为本领域常规使用的烯类物质，例如丙烯酸等，在本发明中，为了达到更好的交联度，所述烯类物质为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和丙烯酸丁酯；相对于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，所述苯乙烯的用量为50-80重量份，所述丙烯酸丁酯的用量为120-200重量份；优选地，所述烯类物质还包括甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和丙烯酰胺中的一种或多种；相对于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，所述甲基丙烯酸的用量为
2-15重量份，所述丙烯酸羟乙酯的用量为5-10重量份，所述丙烯酰胺的用量为5-25重量份。
[0017]为了达到更好的理化特性，更为优选地，所述烯类物质为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和丙烯酰胺的混合物，相对于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，所述苯乙烯的用量为50-80重量份，所述丙烯酸丁酯的用量为120-200重量份，所述甲基丙烯酸的用量为2-15重量份，所述丙烯酸羟乙酯的用量为5-10重量份，所述丙烯酰胺的用量为5-25重量份。
[0018]为了得到更好的理化特性，所述乳液还可以包括pH调节剂和固化剂。
[0019]在所述乳液中，所述乳化剂为本领域常规使用的乳化剂，为了达到更好的乳化效果，优选地，所述乳化剂为NP-10、MS-1和SDBS中的一种或多种。在本发明中，为了达到更好的乳化效果，所述乳化剂为NP-10、MS-1和SDBS的混合物。
[0020]所述引发剂可以为本领域所常规使用的引发剂，在本发明中，所述引发剂优选为过硫酸铵。
[0021]所述缓冲调节剂可以为本领域所常规使用的缓冲调节剂，在本发明中，所述缓冲调节剂优选为碳酸氢钠。
[0022]在所述乳液中，所述pH调节剂可以为本领域所常规使用的pH调节剂，例如NaOH，在本发明中，所述pH调节剂可以为氨水。
[0023]在本发明中，所述固化剂优选为三乙烯四胺。
[0024]本发明还提供了一种烯类乳液的制备方法，其中，该方法包括:
[0025](I)将缓冲调节剂、环氧树脂、50-80重量％的乳化剂和40-70重量％的水置于第一容器中，在 30-50°C水浴条件下进行乳化，得到预乳液Ml ；
[0026](2)将烯类物质、余下的乳化剂和余下的水置于第二容器中，在30_50°C水浴条件下进行乳化，得到预乳液M2;[0027](3)将预乳液Ml和引发剂同时滴加入M2中，待滴定完毕，将水浴温度升至75-95°C并保温1-2小时后降温至30-50°C，得到乳液。
[0028]在所述乳液的制备方法中，各物质的用量使得制备的所述乳液中相对于100重量份的所述烯类物质，所述环氧树脂的用量为5-20重量份，所述乳化剂的用量为2.0-4.5重量份，所述引发剂的用量为0.3-0.8重量份，所述缓冲调节剂的用量为0.3-1.0重量份，所述水的用量为70-120重量份。
[0029]为了使制得的乳液具有更好的理化性能，优选地，步骤(3)中还包括在冷却后的乳液中加入固化剂，并在加入固化剂后使用PH调节剂将乳液pH值调节至8-10。
[0030]在所述制备方法中，所述烯类物质、所述环氧树脂、所述乳化剂、所述引发剂、所述缓冲调节剂、所述PH调节剂和所述固化剂均与前文描述的相同。
[0031]本发明还提供了一种上述烯类乳液或上述制备方法制得的乳液在涂料中的应用。所述烯类乳液涂料可以为本领域人员所熟知的方式进行配置。例如，本发明中所使用的涂料的配置为根据本领域技术人员所常规使用的一种配置方式进行配置，具体成分如下:以所述涂料的重量为基准，所述涂料含有8重量％的钛白粉，15重量％的滑石粉，15重量％的重质碳酸钙，I重量％的分散剂，50重量％的烯类乳液、I重量％的其他助剂，10重量％的水。
[0032]根据本发明中一种优选的烯类乳液的制备方法包括:
[0033](I)将缓冲 调节剂、环氧树脂、50-80重量％的乳化剂和40-70重量％的水置于第一容器中，在30-50°C水浴条件下进行乳化，得到预乳液Ml ；
[0034](2)将烯类物质、余下的乳化剂和余下的水置于第二容器中，在30_50°C水浴条件下进行乳化，得到预乳液M2;
[0035](3)将预乳液Ml和引发剂同时滴加入M2中，待滴定完毕，将水浴温度升至75-950C并保温1-2小时后降温至30-50 V，待降温后向其中加入固化剂，然后再向其中加入pH调节剂调节pH至8-10，得到乳液。
[0036]以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0037]需要阐述的是，在本发明中，所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺为上海建峰精细化工有限公司的市售品，所述苯乙烯为南京华浦化工有限公司的市售品，所述环氧树脂为江苏三木集团有限公司生产的牌号为SM634的双酚A型环氧树脂，所述NP-10和MS-1为杭州茂昌化工有限公司的市售品，所述SDBS为中国石化金陵石化公司烷基苯厂生产的十二烷基苯磺酸钠的市售品，所述碳酸氢钠、所述三乙烯四胺、所述过硫酸铵为市售常规分析纯，所述氨水为市售含量为25%的氨水。
[0038]实施例1
[0039]将0.6g碳酸氢钠、5g环氧树脂、0.5gNP_10、IgMS-1UgSDBS和60g的水置于第一容器中，在40°C水浴条件下进行乳化，得到预乳液Ml Jf35g甲基丙烯酸甲酯、18g苯乙烯、40g丙烯酸丁酯、0.3gNP-10、0.3gMS-l、0.4gSDBS和40g水置于第二容器中，在40°C水浴条件下进行乳化，得到预乳液M2 ;将预乳液Ml和0.5g过硫酸铵同时滴加入M2中，待滴定完毕，将水浴温度升至85°C并保温1.5小时后降温至40°C，待降温后向其中加入0.2g三乙烯四胺，然后再向其中加入氨水调节PH至9.0，得到乳液。
[0040]实施例2[0041]按照实施例1的实施方式进行制备，不同的是，本实施例中环氧树脂的用量为12g。
[0042]实施例3
[0043]按照实施例1的实施方式进行制备，不同的是，本实施例中环氧树脂的用量为20g。
[0044]实施例4
[0045]按照实施例1的实施方式进行制备，不同的是，本实施例中甲基丙烯酸甲酯的用量为25g，苯乙烯的用量为22g，丙烯酸丁酯的用量为50g。
[0046]实施例5
[0047]按照实施例4的实施方式进行制备，不同的是，本实施例中环氧树脂的用量为12g。
[0048]实施例6
[0049]按照实施例4的实施方式进行制备，不同的是，本实施例中环氧树脂的用量为20g。 [0050]实施例7
[0051]按照实施例1的实施方式进行制备，不同的是，本实施例中烯类物质还包括Ig甲基丙烯酸，1.5g丙烯酸羟乙酯，1.5g丙烯酰胺。
[0052]实施例8
[0053]按照实施例2的实施方式进行制备，不同的是，本实施例中烯类物质还包括Ig甲基丙烯酸，1.5g丙烯酸羟乙酯，1.5g丙烯酰胺。
[0054]实施例9
[0055]按照实施例3的实施方式进行制备，不同的是，本实施例中烯类物质还包括Ig甲基丙烯酸，1.5g丙烯酸羟乙酯，1.5g丙烯酰胺。
[0056]实施例10
[0057]按照实施例4的实施方式进行制备，不同的是，本实施例中烯类物质还包括Ig甲基丙烯酸，1.5g丙烯酸羟乙酯，1.5g丙烯酰胺。
[0058]实施例11
[0059]按照实施例5的实施方式进行制备，不同的是，本实施例中烯类物质还包括Ig甲基丙烯酸，1.5g丙烯酸羟乙酯，1.5g丙烯酰胺。
[0060]实施例12
[0061]按照实施例6的实施方式进行制备，不同的是，本实施例中烯类物质还包括Ig甲基丙烯酸，1.5g丙烯酸羟乙酯，1.5g丙烯酰胺。
[0062]对比例I
[0063]按照实施例2的实施方式进行制备，不同的是，本实施例中环氧树脂的用量为lg。
[0064]对比例2
[0065]按照实施例2的实施方式进行制备，不同的是，本实施例中环氧树脂的用量为45g。
[0066]对比例3
[0067]按照实施例2的实施方式进行制备，不同的是，本实施例中不含有环氧树脂。[0068]测试例
[0069]将实施例1-12和对比例中制得的乳液按照之前所述的涂料的比例配置并按照常规的方式制成乳液涂料，按GB/T6739-2006检测涂料的硬度，按照GB/T18474-2001检测涂料的交联度，按照GB/T16777-2008检测涂料的吸水率和耐水性，按照GB/T6753.3-1986检测涂料的贮存稳定性，得到的检测结果如表1所示:
[0070]表1
[0071]
【权利要求】
1.一种烯类乳液，其特征在于，所述乳液包括烯类物质、环氧树脂、乳化剂、引发剂、缓冲调节剂和水；相对于100重量份的所述烯类物质，所述环氧树脂的用量为5-20重量份，所述乳化剂的用量为2.0-4.5重量份，所述引发剂的用量为0.3-0.8重量份，所述缓冲调节剂的用量为0.3-1.0重量份，所述水的用量为70-120重量份。
2.根据权利要求1所述的乳液，其特征在于，所述烯类物质包含甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和丙烯酸丁酯；相对于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，所述苯乙烯的用量为50-80重量份，所述丙烯酸丁酯的用量为120-200重量份。
3.根据权利要求2所述的乳液，其特征在于，所述烯类物质还包括甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和丙烯酰胺中的一种或多种；相对于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，所述甲基丙烯酸的用量为2-15重量份，所述丙烯酸羟乙酯的用量为5-10重量份，所述丙烯酰胺的用量为5-25重量份。
4.根据权利要求1所述的乳液，其特征在于，所述乳液还包括PH调节剂和固化剂。
5.根据权利要求4所述的乳液，其特征在于，所述乳化剂为NP-10、MS-1和SDBS中的一种或多种； 所述引发剂为过硫酸铵； 所述缓冲调节剂为碳酸氢钠； 所述PH调节剂为氨水； 所述固化剂为三乙烯四胺。
6.一种烯类乳液的制备方法，其特征在于，该方法包括: (1)将缓冲调节剂、环氧树脂、50-80重量％的乳化剂和40-70重量％的水置于第一容器中，在30-50°C水浴条件下进行乳化，得到预乳液Ml ； (2)将烯类物质、余下的乳化剂和余下的水置于第二容器中，在30-50°C水浴条件下进行乳化，得到预乳液M2; (3)将预乳液Ml和引发剂同时滴加入M2中，待滴定完毕，将水浴温度升至75-95°C并保温1-2小时后降温至30-50°C，得到乳液； 各物质的用量使得制备的所述乳液中相对于100重量份的所述烯类物质，所述环氧树脂的用量为5-20重量份，所述乳化剂的用量为2.0-4.5重量份，所述引发剂的用量为0.3-0.8重量份，所述缓冲调节剂的用量为0.3-1.0重量份，所述水的用量为70-120重量份。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述烯类物质包含甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和丙烯酸丁酯；各物质的用量使得制备的所述乳液中相对于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，所述苯乙烯的用量为50-80重量份，所述丙烯酸丁酯的用量为120-200重量份；优选地，所述烯类物质还包括甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和丙烯酰胺中的一种或多种；各物质的用量使得制备的所述乳液中相对于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，所述甲基丙烯酸的用量为2-15重量份，所述丙烯酸羟乙酯的用量为5-10重量份，所述丙烯酰胺的用量为5-25重量份。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(3)中还包括在冷却后的乳液中加入固化剂，并在加入固化剂后使用PH调节剂将乳液pH值调节至8-10。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述乳化剂为NP-10、MS-1和SDBS中的一种或多种； 所述引发剂为过硫酸铵； 所述缓冲调节剂为碳酸氢钠； 所述PH调节剂为氨水； 所述固化剂为三乙烯四胺。
10.根据权利要求1-5所述的乳液或权利要求6-9所述的方法制得的乳液在涂料中的 应用。
【文档编号】C08F2/24GK104031511SQ201410265504
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】金瑜 申请人:安徽华业建工集团有限公司