一种核壳结构硅丙乳液及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及水性涂料技术领域，具体设及一种核壳结构娃丙乳液及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙締酸醋乳液由于原料来源丰富，价廉，成膜性好、强度高、耐候性好、附着力强 等优点而广泛应用于建筑物内墙、外墙、顶棚及地面涂装用乳胶漆生产。丙締酸树脂虽然具 有优异的成膜性和耐候性，但透湿性和耐水性较差、低溫初性较差等缺点限制了其在建筑 外墙涂料领域的应用。
[0003] 与聚丙締酸醋相比，有机娃树脂是W硅氧烷键（Si-0-Si)为主键，其键能为 452. 5kJ/mol，比碳碳键高，键长比碳碳键长，因而主链具有高度的柔顺性，其耐高、低溫性 能、紫外光老化性能特别优异；最显著的两个基本性能是高耐氧化性和低表面能，由于表面 张力小，水及其它污物不易附着，所W有机娃树脂具有良好的防潮性、抗水和水汽性。但 聚硅氧烷的分子间作用力小，内聚能密度低，因而强度偏低，对金属、橡胶和塑料等基材的 粘附性差，且价格比聚丙締酸醋高许多。运些不足限制了它的应用。
[0004] 娃丙乳液既保留了丙締酸醋聚合物和有机娃聚合物的优越性，又补充了它们各自 的缺陷，据预测，有机娃改性丙締酸醋涂料是近年来发展最快、最有开发前景，且还处于研 究开发阶段的高性能外墙涂料品种之一。目前已有不少聚硅氧烷-丙締酸醋乳液达到实用 价值，其理论研究也由宏观的聚合物共混，发展到亚微观的复合高分子乳液。
[0005] 娃丙核壳结构乳液通过种子乳液法制备，根据种子乳液成分的不同可分别制得聚 硅氧烷为壳和聚丙締酸醋为核的乳液，其核壳具有不同的功能。核壳聚合物比通常的乳液 共混物或无规共聚物具有更好的成膜性、稳定性、粘合性W及力学性能，因而在粘合剂、防 腐或装饰涂料，W及感光材料等领域有着广泛的应用。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种核壳结构娃丙乳液及其制备方法，它兼具丙締酸醋聚合物和有机 娃聚合物二者的优良特性，采用有机娃单体改性丙締酸醋聚合物，克服了丙締酸醋聚合物 耐水性差W及低溫变脆、高溫变粘失强的缺点。本发明乳液的耐高低溫性能好、疏水性好、 防潮性良好、抗水性好、耐磨性好。另外，本发明采用可聚合环保乳化剂，减少了娃丙乳液中 的乳化剂杂质，并大大提高了乳液的耐水性。
[0007] 本发明技术方案如下：
[0008] -）方案一；
[0009] 一种核壳结构娃丙乳液，其特征在于：其由W下组分按W下重量份数比配制而 成：
[0010] 甲基两婦酸甲醋 10. 00-15. 00份 丙帰酸下醋 60. 00-70. 00份 苯公饰 65. 00-75. 00份 丙帰酸单体 2. 00-5. 00悅 可聚合乳化剂 3. 69-6. 67份 引发剂 0.85-1. 3份 水136. 00-171. 00 份 每化旌 2. 10-4. 20份 氨水 1.00-L20份；
[0011] 所述的可聚合乳化剂是由可聚合阴离子乳化剂与可聚合非离子乳化剂按照 1-2:1-2的质量比混合而成的混合物。
[0012] 进一步，所述的可聚合阴离子乳化剂是指含丙締基的长链烷基锭盐，所述可聚合 非离子乳化剂含丙締基的长链烷基醇。
[0013] 締丙基可W参与到丙締酸单体的聚合中，减少了制备的娃丙乳液中的乳化剂单体 杂质，由于娃丙乳液中不含乳化剂杂质，可大大提高了乳液的耐水性。
[0014] 进一步，所述的引发剂为过硫酸锭或过硫酸钟中的一种。
[0015] 进一步地，所述有机娃由0. 70-1. 20份的八四基环四硅氧烷、0. 70-1. 50份的乙締 基Ξ乙氧基硅烷及0. 70-1. 50份的丫 -甲基丙締酷氧基丙基Ξ甲氧基硅烷混合而成。
[0016] 乙締基Ξ乙氧基硅烷与丫-甲基丙締酷氧基丙基Ξ甲氧基硅烷投入到水溶液体 系中甲氧基与乙氧基很容易水解变成娃醇，其脱水发生交联共聚，且能有效的打开八甲基 环四硅氧烷的环，使其有效的接枝到丙締酸聚合物中，完成有机娃改性丙締酸醋聚合物。
[0017] 一种核壳结构娃丙乳液的制备方法，它由下述重量配比的原料按照W下依序进行 的步骤制备而成：
[0018] 1)制备丙締酸单体预乳化储备液：
[0019] 将60. 00-75. 00份的水、2. 29-3. 97份的可聚合乳化剂、0. 45-0. 70份的引发剂、 10. 00-15. 00份的甲基丙締酸甲醋、60. 00-70. 00份的丙締酸下醋、65. 00-75. 00份的苯乙 締及2. 00-5. 00份的丙締酸单体加入到反应器A中，在1000-12(K)r/min的揽拌转速下分 散20-30分钟得到丙締酸单体预乳化储备液；
[0020] 。制备种子乳液：
[0021] 在室溫及揽拌速率为300-4(K)r/min下，在反应器B中，加入60. 00-75. 00份的水 和1. 40-2. 70份的可聚合乳化剂，然后升溫到75-80°C，接着加入引发剂水溶液和5-10%步 骤1)制备的丙締酸单体预乳化储备液，之后再保溫反应20-30分钟，至反应瓶中出现蓝光， 得到种子乳液；
[0022] 3)核壳结构丙締酸乳液的制备：
[0023] 接着在上述步骤2)制备而成的种子乳液中，滴加引发剂水溶液和80-85%步骤1) 制备的丙締酸单体预乳化储备液，所述丙締酸单体预乳化储备液滴加时间为1. 5-2小时， 所述的引发剂水溶液的滴加时间为1. 5-2小时，所述的丙締酸单体预乳化储备液和引发剂 水溶液同时滴加完成，在滴加完成后，升高溫度至82-85°C，然后再保溫反应20-30分钟，得 到核壳结构丙締酸乳液；
[0024] 4)制备核壳结构娃丙乳液：
[00巧]接着将步骤1)制备的丙締酸单体预乳化储备液的剩余部分与2. 10-4. 20份有 机娃混合，在82-85°C下，将混合液滴加入上述步骤3)制备而成的核壳结构丙締酸乳液 中，滴加时间为20-30分钟，然后在82-85°C下保溫反应2-3小时，然后降溫至室溫，加入 1. 00-1. 20份的氨水，过滤，出料；
[0026] 步骤。和步骤如所述的引发剂水溶液均是由0. 20-0. 30份的引发剂和 8. 00-12. 00份的水混合而成。
[0027] 本发明的发明原理如下：
[002引本发明W甲基丙締酸甲醋（MMA)、丙締酸下醋度A)、苯乙締（St)、丙締酸（AA)单 体共聚物作为种子乳液，W八四基环四硅氧烷值4)、乙締基Ξ乙氧基硅烷（A-171)、丫-甲 基丙締酷氧基丙基Ξ甲氧基硅烷（A-174NT)与丙締酸单体的共聚物为壳层，制备了具有核 壳结构的有机娃改性丙締酸醋乳液。选择的可聚合环保乳化剂，不含APE和甲醒，乳化剂参 与到单体的聚合过程中，减少了娃丙乳液中的乳化剂杂质，另外，娃丙乳液兼具丙締酸醋聚 合物和有机娃聚合物二者的优良特性，采用有机娃单体改性丙締酸醋聚合物，克服了丙締 酸醋聚合物耐水性差W及低溫变脆、高溫变粘失强的缺点。有机娃聚合物作为外壳大大提 高了乳液的耐高低溫性能、且由于有机娃表面能低因此乳液疏水性好、防潮性良好、抗水性 好、耐磨性好。
[0029] 本发明与现有技术相比，有如下优点：
[0030] 1)采用无皂乳液聚合，选择可聚合乳化剂，不含APE和甲醒，且乳化剂参与到单体 的聚合过程中，减少了娃丙乳液中的乳化剂杂质，并大大提高了乳液的耐水性；
[0031] 2)采用有机娃对丙締酸醋乳液改性，在丙締酸醋聚合物中引入硅氧烷键 (Si-0-Si)键，由于其键能比碳碳键高且具有低表面能，因此娃丙树脂耐高、低溫性能优异 且疏水性好，具有良好的防潮性、抗水和水汽性；
[0032] 3)本发明采用种子乳液聚合的方式制备出具有核壳结构的娃丙乳液，运不同于一 般的共聚物和共混物。在相同原料组成情况下，由于有机娃聚合物完全处于壳层，乳胶粒的 核壳化结构可W显著提高聚合物乳液的耐磨、耐水、耐候、抗污性能。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合【具体实施方式】、实施例对本
【发明内容】
进行详细说明：
[0034](一）【具体实施方式】
[0035] -种核壳结构娃丙乳液的制备方法，它由下述重量配比的原料按照W下依序进行 的步骤制备而成：
[0036] 1)制备丙締酸单体预乳化储备液：
[0037] 将60. 00-75. 00份的水、2. 29-3. 97份的可聚合乳化剂、0. 45-0. 70份的引发剂、 10. 00-15. 00份的甲基丙締酸甲醋、60. 00-70. 00份的丙締酸下醋、65. 00-75. 00份的苯乙 締及2. 00-5. 00份的丙締酸单体加入到反应器A中，在1000-12(K)r/min的揽拌转速下分 散20-30分钟得到丙締酸单体预乳化储备液；
[00測。制备种子乳液：
[0039] 在室溫及揽拌速率为300-4(K)r/min下，在反应器B中，加入60. 00-75. 00份的水 和1. 40-2. 70份的可聚合乳化剂，然后升溫到75-80°C，接着加入引发剂水溶液和5-10%步 骤1)制备的丙締酸单体预乳化储备液，之后再保溫反应20-30分钟，至反应瓶中出现蓝光， 得到种子乳液；
[0040] 3)核壳结构丙締酸乳液的制备：
[0041] 接着在上述步骤2)制备而成的种子乳液中，滴加引发剂水溶液和80-85%步骤1) 制备的丙締酸单体预乳化储备液，所述丙締酸单体预乳化储备液滴加时间为1. 5-2小时， 所述的引发剂水溶液的滴加时间为1. 5-2小时，所述的丙締酸单体预乳化储备液和引发剂 水溶液同时滴加完成，在滴加完成后，升高溫度至82-85°C，然后再保溫反应20-30分钟，得 到核壳结构丙締酸乳液；
[0042] 4)制备核壳结构娃丙乳液：