专利名称：无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液及其制备和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于高分子技术领域，涉及一种无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液及其制备；本发明同时还涉及该无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液作为成膜物在制备内墙调湿涂料中的应用。
背景技术：
调湿涂料是具有吸、放湿特性的功能涂料，可以在被涂物的表面上形成具有保护、装饰、调湿功能的涂膜。一般来说，它们都是由成膜物、多孔/层颜填料和助剂组成，能够在被涂物表面进行涂刷施工且能干燥成膜。水敏感呼吸涂料不同于一般的调湿涂料，与目前的调湿涂料相比必须具有较强的吸水性、保水性和耐水耐碱性，可在被涂物表面形成集保护、装饰、调湿、透水透气等功能于一体的涂膜，即对水的响应要快，提高/降低湿度的性能要好，具有在一定时间内保持室内空气湿度相对稳定的能力；涂层长期在潮湿状态下不能 起泡、脱粉、变形(康玉梨，吴玉庭，宋磊磊等。“复合型调湿涂料的研制及实验研究”，涂料工业，2007,37 (8) :26 29)。无皂乳液聚合是制备表面洁净的单分散聚合物微球以及提高乳液涂膜性能的有效方法。由于无皂乳液聚合中不加乳化剂(更确切地说是不加常规的小分子乳化剂)或只加入少量乳化剂(小于其临界胶束浓度)，所以通常要引入水溶性单体共聚或采用反应性表面活性剂、大分子乳化剂等。邢长民(邢长民，杨万泰，马来酸酐/醋酸乙烯酯无皂乳液聚合制备表面反应性单分散聚合物微球.2005年全国高分子学术论文报告会)用马来酸酐(顺丁烯二酸酐，Maleic anhydride俗称马来酸酐,简写MA。)与乙酸乙烯酯(VAc)两种单体在特定的有机溶剂中进行共聚，即可方便地得到一种新型化学组成的共聚物微球的稳定乳液体系。该体系的稳定性来源于共聚物微球本身含有的功能基团与特定的介质分子的相互作用。mren 等(D. mren, A. Boztu , E. Ylmaz, H. B. Zengin.Viscometric investigation of compatibilization of the poly (vinyl chloride)/poly(ethylene-co-vinyl acetate) blends by terpolymer of maleic anhydride -styrene - vinyl acetate Original Research Article. Journal of MolecularStructure, 2008, 891 (1-3) : 329 - 332.)合成了马来酸酐-苯乙烯-醋酸乙烯酯三元共聚物，用粘度法测定该共聚物的增溶性。Carja等将LDH-马来酸酐共聚物作为以新型混合材料，对该种材料的性能做了研究(G. Carja, G. C. Chitanu B, Y. Kameshima, H.Chiriac , K. Okada. LDH - maleic anhydride copolymers as new hybrid materialsand their textural organisation[J]. Applied Clay Science, 2008, 41 (3-4):107-112.)。李秀清等(李秀清，宋永强，李春萍，刘鹏。苯乙烯-马来酸酐共聚物的合成及性能研究[J].内蒙古工业大学学报.2006，25 (3) : 215-220)研究发现苯乙烯(St)-马来酸酐(MA)共聚物是一种具有优良耐热性、刚性和尺寸稳定性的新型高分子材料，被广泛应用于乳胶涂料、水处理剂、粘合剂的改性剂、农药的乳化剂、纺织助剂、印刷油墨、复合材料、环氧树脂的固化剂等领域。王立勇(王立勇，任天瑞.丙烯酸/马来酸酐高吸水树脂的合成[J].过程工程学报，2005，5(2) : 162-165.)，有研究以丙烯酸(AA)、丙烯酸盐和马来酸酐(MA)为原料，过硫酸铵(APS)为引发剂，N，N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和甘油为交联齐U，采用水溶液聚合法合成了一种新型的高吸水树脂考察了交联剂用量、引发剂用量以及马来酸酐氨化程度对高吸水树脂吸水性能的影响，并通过正交实验优化了条件，发现马来酸酐在高吸水树脂中的用量可达到15%，用马来酸酐代替丙烯酰胺合成高吸水树脂可大大降低高吸水树脂的生产成本中国专利ZL200810187001、ZL200810187002、ZL200810187003 及 CN101906189A 分
别公开了两亲性丙烯酸共聚物乳液和马铃薯淀粉接枝乳液，并将其分别应用于水敏感呼吸涂料和功能调湿涂料，尽管它们有较好的吸水性和调湿性能，但是在涂料的亲水性和耐洗刷性方面仍存在一定的缺陷。乳液型调湿涂料是目前研究最热的类型，这是因为树脂能以乳胶的形式稳定分散于水中，物化性能良好，安全环保，成本低。目前，使用纯丙、苯丙、硅丙、醋酸乙烯酯等乳液，再配加多孔层颜填料可制备乳液型调湿涂料，是调湿涂料的主体。但是用普通乳液制成的调湿涂料还存在以下问题首先，普通乳液(如苯丙、纯丙、硅丙、聚醋酸乙烯酯乳液等)仍属于疏水性树脂，通常吸水率小，吸水性差。其二，虽然传统调湿涂料也使用多孔颜填料，但与之配套的却是疏水性树脂，涂料干燥成膜后，颜填料大部分的孔道、空隙和表面被疏水树脂堵塞或包埋，所以整个涂层表现为较强的疏水性，是一种“阻水层”，调湿作用只能靠少量裸露在外的未包裹住的多孔颜填料和树脂中少量的极性基团与水结合来发挥作用，所以调湿性能大为降低。这种疏水性树脂与亲水性多层孔颜填料配合制得的调湿涂料只具有一定的吸潮性而非吸水性，调湿效果不明显，而耐水性却比普通内墙涂料降低很多。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液。本发明的另一目的是提供一种无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液的制备方法;
本发明还有一个目的，就是以无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液为成膜物用于制备内墙调湿涂料。(一)无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液
I、无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液的制备
本发明无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液，是以乙酸乙烯酯、马来酸酐、丙烯酸丁酯、甲基丙烯β -羟乙酯为共聚单体，以硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，以碳酸氢钠为中和齐U，以去离子水为溶剂，采用无皂乳液聚合而得。其具体原料配比及制备方法如下
原料配比以重量份计
乙酸乙烯酯10 40份，马来酸酐1 10份，丙烯酸丁酯1 30份，甲基丙烯β -羟乙酯1 10份，引发剂f 3份，中和剂f 15份，去离子水7(Γ100份。制备工艺在反应器中先加入去离子水、中和剂、1/3 1/2的引发剂，升温至4(T95°C，充分搅拌使其充分溶解；再加入乙酸乙烯酯、马来酸酐、丙烯酸丁酯、甲基丙烯羟乙酯及剩余引发剂，在4(T95°C下恒温反应I飞小时，得到共聚物乳液；降温至25^65°C，用质量浓度为5 25%的氨水调pH值=7 10，过滤，即得无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液。所述中和剂碳酸氢钠配可以制成质量浓度2 10%的水溶液加入，也可以按其固有形态直接加入。所述引发剂可以配制成质量浓 度f 5%的水溶液加入，也可以按其固有形态直接加入。2、无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液的性能测试
2.I基本性能表I为无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液的基本性能指标。表I的结果显示，本发明制备的无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液达到了建筑涂料用乳液标准。表I :无皂乙酸乙烯酯共聚物乳液基本性能指标
权利要求
1.无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液，是以乙酸乙烯酯、马来酸酐、丙烯酸丁酯、甲基丙烯β -羟乙酯为共聚单体，以硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，以碳酸氢钠为中和剂，以去离子水为溶剂，采用无皂乳液聚合而得。
2.如权利要求I所述无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液，其特征在于所述各原料按以下重量份进行配比 乙酸乙烯酯10 40份，马来酸酐1 10份，丙烯酸丁酯1 30份，甲基丙烯β -羟乙酯1 10份，引发剂f 3份，中和剂f 15份，去离子水7(Γ100份。
3.如权利要求I所述无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液的制备方法，是在反应器中先加入去离子水、中和剂、1/3 1/2的引发剂，升温至4(T95°C，充分搅拌使其充分溶解；加入乙酸乙烯酯、马来酸酐、丙烯酸丁酯、甲基丙烯羟乙酯及剩余引发剂，在4(T95°C下恒温反应I飞小时，得到共聚物乳液；降温至25飞5°C，用氨水调pH值=7 10，过滤，即得无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液。
4.如权利要求3所述无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液的制备方法，其特征在于所述各原料按以下重量份进行配比 乙酸乙烯酯10 40份，马来酸酐1 10份，丙烯酸丁酯1 30份，甲基丙烯β -羟乙酯1 10份，引发剂f 3份，中和剂f 15份，去离子水7(Γ100份。
5.如权利要求3或4所述无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液的制备方法，其特征在于所述中和剂碳酸氢钠配制成质量浓度2 10%的水溶液。
6.如权利要求3或4所述无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液的制备方法，其特征在于所述引发剂配制成质量浓度广5%的水溶液。
7.如权利要求3或4所述无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液的制备方法，其特征在于所述氨水的质量浓度为5 25%。
8.如权利要求I所述无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液作为成膜物在制备内墙调湿涂料中的应用。
9.如权利要求8所述无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液作为成膜物在制备内墙调湿涂料中的应用，其特征在于是由以下重量份的原料和工艺制备而成 原料无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液20飞0份，坡缕石f 30份、膨润土 f 30份、硅藻土 2 50份、蒙脱土 30份、滑石粉5 35份、钛白粉30份，交联剂O. 03、. 3份，去尚子水60 260份； 制备工艺先将坡缕石、膨润土、硅藻土、蒙脱土、滑石粉、钛白粉混合后用去离子水调匀，向其中加入无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液及交联剂，混合均匀后研磨至细度在SOMffl以下，过滤、检验、包装，即得无皂乙酸乙烯酯共聚物乳液基调湿涂料。
10.如权利要求9所述无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液作为成膜物在制备内墙调湿涂料中的应用，其特征在于所述交联剂为双丙酮丙烯酰胺。
全文摘要
本发明提供了一种无皂乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物乳液，是以乙酸乙烯酯、马来酸酐、丙烯酸丁酯、甲基丙烯β-羟乙酯为共聚单体，以硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，以碳酸氢钠为中和剂，以去离子水为溶剂，采用无皂乳液聚合而得。以无皂乙酸乙烯酯共聚物乳液为成膜物，与坡缕石、膨润土等颜填料进行复合、研磨，制备的内墙调湿涂料，具有出色的吸水性、保水性、耐水性、通透性和防霜防结露性，可用于建筑物室内墙壁涂装，且具有调湿功能。
文档编号C08F222/06GK102643378SQ20121014355
公开日2012年8月22日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者何玉凤, 宋鹏飞, 李琛, 王荣民, 蒋梦兰 申请人:西北师范大学