本发明属于乳胶涂料领域，具体涉及一种低乳液添加量、高耐擦洗性的内墙水性乳液及其制备。
背景技术：
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随着当今世界上人们生活水平的提高，人类的追求早已从温饱问题转变到追求精神乃至延长寿命上来，简单的建筑涂层或者是简单的室内装修已不足以满足人们内心的需求。对此人们的生活环境等需要变得更加安全、更加绿色和更加健康；现有的丙烯酸酯乳液当应用于水性内墙乳胶漆时，一般最低档次的乳胶漆里边所含有的丙烯酸酯类树脂的量也不会低过整个乳胶漆的8％；由于丙烯酸酯乳液本身具有热黏冷脆的特性，所以在丙烯酸酯树脂添加量增多的情况下，由于夏天阳光的直射墙体温度高达50℃甚至更高，而墙体受热必将引起涂层中树脂的发软发粘，这样就会给涂层的耐沾污性能带来负面影响；若尝试将聚合物粒子表面硬度提高来克服其热黏冷脆并提高其耐擦洗性能，由于涂层硬度提高，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各类各样的助剂来改善涂层的成膜性能或者柔韧性，但额外的或过量的添加剂的引进最终会产生更多的VOC，从而个环境带来污染以及人类健康问题；就乳液本身来讲，在涂料配方中更低的添加量一是可以减少VOC的排放，让环境更加的环保、安全；二是基于减弱乳液热黏冷脆性质对涂层的影响，使得涂层更具耐沾污性能同时拥有出色的耐擦洗性。
技术实现要素：
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本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种在低乳液添加量的条件下同时具备高耐擦洗性能的内墙水性乳液。
所述内墙水性乳液由以下重量份数的原料制备：
苯乙烯10-25份，丙烯酸丁酯5-20份，丙烯酸异辛酯5-20份，烷基羧酸交联单体0.5-5份，硅氧烷0.5-5份，有机物油1-5份，乳化剂1.0-2.5份，过硫酸盐0.1-0.5份，水50-55份；
所述的烷基羧酸交联单体为衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或两种混合物；
所述的硅氧烷为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；
所述的乳化剂为烷基二苯基氧化物二磺酸盐、烷基聚氧乙烯醚硫酸盐中的一种或两种的混合物；
所述的烷基二苯基氧化物二磺酸盐为十二烷基二苯基氧化物二磺酸钠或者十二烷基二苯基氧化物二磺酸钾；
所述的烷基聚氧乙烯醚硫酸盐是十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠或十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钾；
所述的过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的至少一种；
所述有机物油是环氧大豆油、桐油和蓖麻油中的任意一种或两种的混合物；
本发明的另一目的是提供一种上述乳液的制备方法，包括如下工艺流程；
(1)合成阶段
a.预乳化液的制备:加入配方量45％的去离子水和28％的乳化剂，打开搅拌器，转速为300Hz，依次投入配方量的苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、烷基羧酸交联单体、硅氧烷、有机物油和过硫酸盐，继续搅拌30分钟；
b.往另一反应器内加入剩余的去离子水和乳化剂，均匀搅拌，升温至85℃；投入20％的预乳化液，搅拌20分钟；
c.连续均匀滴加剩余的预乳化液，维持保温在85-87℃，滴加4小时，滴加完保温30分钟；
(2)后处理阶段
a.降温至50℃以下；
b.待乳液温度降至室温，过滤包装。
有益效果：
1、本发明与现有技术相比，乳液具有对颜填料极佳的润湿分散和包裹能力，使得其在低乳液添加的情况下乳胶漆具备优异的耐擦洗性能。其原因有以下两点：(1)通过选择合适的烷基羧酸功能单体和硅氧烷单体，提高涂层对基材的附着力；(2)通过选择有机物油明显改善乳液对颜填料的润湿分散、包裹能力和漆膜对基材的润湿性，使乳液在涂料配方当中分散更加均匀、连续，进一步提高耐擦洗性能。
2、通过耐擦洗性能测试，依照国标行标GBT 9756-2009合成乳液内墙涂料试样养护的标准：
(1)本发明6％丙烯酸酯乳液添加量的乳胶漆的耐擦洗次数为RS-936W(巴德富内墙苯丙乳液)8.5％乳液添加量耐擦洗次数的72％-80％，RS-936W 8.5％乳液添加量乳胶漆的耐擦洗能达3000下；而对于相同的涂料配方，以6％乳液添加量的RS-936W得到乳胶漆的常规耐擦洗次数仅为8.5％乳液添加量的RS-936W得到乳胶漆耐擦洗次数的20％。
(2)钙离子稳定性通过(乳液与1-5％氯化钙溶液按0.25-1:1配比摇匀放置24h，无明显的增稠，凝结等现象)，本发明的内墙乳液无明显增稠或凝结现象；
(3)冻融稳定性通过(用250ml密封样品杯装2/3高度的乳液置于-18℃条件下14-18小时，无明显增稠、返粗和结块等现象)，本发明的内墙乳液无明显的增稠、返粗和结块现象。
具体实施方式：
本发明提供一种低乳液添加量、高耐擦洗性能的内墙水性乳液的制备，其原料包含以下重量份数的组分：苯乙烯10-25份、丙烯酸丁酯5-20份、丙烯酸异辛酯5-20份、烷基羧酸交联单体0.5-5份、硅氧烷0.5-5份、有机物油1-5份、乳化剂1.0-2.5份、过硫酸盐0.1-0.5份、水50-55份。
苯乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯加入到水中，以过硫酸盐作为引发剂，烷基羧酸作为交联单体，并借助硅氧烷的改性进行聚合反应，辅以乳化剂的作用形成苯-丙乳液。
本发明采用的硅氧烷是乙烯基烷氧基硅烷，由于烷氧基硅氧烷的引入，后期乳液或者漆膜在成膜过程中随着水分的挥发，体系pH值降低，硅氧烷基团转变成硅醇，硅醇之间除了可以发生自身的脱水缩合反应提高交联度，还能与基材之间形成氢键提高附着力。
本发明采用的有机油为环氧大豆油或桐油或蓖麻油，由于该类有机油的加入，使得聚合物本身对整个体系的润湿分散能力大大提高，用更少乳胶粒子包裹更多的粉料颗粒，提高粉料间的粘结力。
本发明的硫酸盐采用过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或上述成分按任意比例混合作为引发剂。因上述成分均为水性过硫酸盐，化学反应完成后可赋予乳液优良的耐水性。
本发明的一种低乳液添加量、高耐擦洗性能的内墙水性乳液的制备，其制作方法包括以下步骤：
(1)合成阶段
a.预乳化液的制备:加入配方量45％的去离子水和28％的乳化剂，打开搅拌器，转速为300Hz，依次投入苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、烷基羧酸交联单体、硅氧烷、有机物油和过硫酸盐，继续搅拌30分钟；
b.往另一反应器内加入剩余的去离子水和乳化剂，均匀搅拌，升温至85℃；投入20％的预乳化液，搅拌20分钟；
c.连续均匀滴加剩余的预乳化液，维持保温在85-87℃，滴加4小时，滴加完保温30分钟；
(2)后处理阶段
a.降温至50℃以下；
b.待乳液温度降至室温，过滤包装。
下面通过实施例对本发明作进一步描述：
实施例1一种丙烯酸酯乳液
所述丙烯酸酯乳液由以下重量份数的原料制备：
苯乙烯25份、丙烯酸丁酯8份、丙烯酸异辛酯8份、烷基羧酸交联单体2.5份、硅氧烷1份、有机物油1.5份、乳化剂1.7份、过硫酸盐0.3份与水52份；
所述的烷基羧酸交联单体为衣康酸1份、丙烯酸1.5份；
所述的硅氧烷为乙烯基三甲氧基硅烷；
所述有机物油是环氧大豆油；
所述的乳化剂为十二烷基二苯基氧化物二磺酸钠1.2份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钾0.5份；
所述的过硫酸盐为过硫酸钾；
所述丙烯酸酯乳液制作方法包括以下步骤：
(1)合成阶段
a.预乳化液的制备:加入配方量45％的去离子水和28％的乳化剂，打开搅拌器，转速为300Hz，依次投入苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、烷基羧酸交联单体、硅氧烷、有机物油和过硫酸盐，继续搅拌30分钟；
b.往另一反应器内加入剩余的的去离子水和乳化剂，均匀搅拌，升温至85℃；投入20％的预乳化液，搅拌20分钟；
c.连续均匀滴加剩余的预乳化液，维持保温在85-87℃，滴加4小时，滴加完保温30分钟；
(2)后处理阶段
a.降温至50℃以下；
b.待乳液温度降至室温，过滤包装。
通过耐擦洗性能测试，采用本发明的内墙乳液配制的6％乳液添加量的乳胶漆耐擦洗次数能达2400下；钙离子稳定性通过(乳液与1％氯化钙溶液按1:1比例放置24小时)，无明显增稠或凝结现象；冻融稳定性通过(250ml密封样品杯装2/3高度乳液于-18℃放置15h)，无明显增稠、返粗和结块等现象。
实施例2一种丙烯酸酯乳液
所述丙烯酸酯乳液由以下重量份数的原料制备：
苯乙烯25份、丙烯酸丁酯10份、丙烯酸异辛酯6.2份、烷基羧酸交联单体2.5份、硅氧烷1.5份、有机物油1份、乳化剂1.5份、过硫酸盐0.3份与水53份；
所述的烷基羧酸交联单体为丙烯酸；
所述的硅氧烷为乙烯基三乙氧基硅烷；
所述有机物油为桐油；
所述的乳化剂为十二烷基二苯基氧化物二磺酸钾；
所述的过硫酸盐为过硫酸铵；
其制作方法与实施例1相同。
通过耐擦洗性能测试，采用本发明的内墙乳液配制的6％乳液添加量的乳胶漆耐擦洗次数能达2450下；钙离子稳定性通过(乳液与2％氯化钙溶液按0.8:1比例放置24小时)，无明显增稠或凝结现象；冻融稳定性通过(250ml密封样品杯装2/3高度乳液于-18℃放置17h)，无明显增稠、返粗和结块等现象。
实施例3一种丙烯酸酯乳液
所述丙烯酸酯乳液由以下重量份数的原料制备：
苯乙烯10份、丙烯酸丁酯5份、丙烯酸异辛酯5份、烷基羧酸交联单体0.5份、硅氧烷0.5份、有机物油1份、乳化剂1份、过硫酸盐0.1份与水50份。
所述的烷基羧酸交联单体为衣康酸0.3份、丙烯酸0.2份；
所述的硅氧烷为3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；
所述有机物油为蓖麻油；
所述的乳化剂为十二烷基二苯基氧化物二磺酸钠；
所述的过硫酸盐为过硫酸钠；
其制作方法与实施例1相同。
通过耐擦洗性能测试，采用本发明的内墙乳液配制的6％乳液添加量的乳胶漆耐擦洗次数能达2350下；钙离子稳定性通过(乳液与4％氯化钙溶液按0.4:1比例放置24小时)，无明显增稠或凝结现象；冻融稳定性通过(250ml密封样品杯装2/3高度乳液于-18℃放置16h)，无明显增稠、返粗和结块等现象。
实施例4一种丙烯酸酯乳液
所述丙烯酸酯乳液由以下重量份数的原料制备：
苯乙烯23份、丙烯酸丁酯20份、丙烯酸异辛酯20份、烷基羧酸交联单体5份、硅氧烷5份、有机物油5份、乳化剂2.5份、过硫酸盐0.5份与水55份；
所述的烷基羧酸交联单体为衣康酸3.7份、甲基丙烯酸1.3份；
所述的硅氧烷为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等量混合；
所述有机物油是环氧大豆油、桐油等量混合；
所述的乳化剂为十二烷基二苯基氧化物二磺酸钾1.6份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠0.9份；
所述的过硫酸盐为过硫酸钠0.4份、过硫酸铵0.1份；
其制作方法与实施例1相同。
通过耐擦洗性能测试，采用本发明的内墙乳液配制的6％乳液添加量的乳胶漆耐擦洗次数能达2250下；钙离子稳定性通过(乳液与5％氯化钙溶液按0.2:1比例放置24小时)，无明显增稠或凝结现象；冻融稳定性通过(250ml密封样品杯装2/3高度乳液于-18℃放置18h)，无明显增稠、返粗和结块等现象。
实施例5对比试验
样品1本发明实施例4制备的丙烯酸酯乳液，添加量6％；
样品2 RS-936W(巴德富内墙苯丙乳液)，添加量6％和8.5％；
样品3市售内墙乳液，添加量6％和8.5％；
分别以上述三种样品作为乳液，根据不同的添加量配置乳胶漆，依照国标行标GBT 9756-2009合成乳液内墙涂料试样养护的标准测定耐擦洗次数，每个样品及添加量重复4次，结果如下表；