专利名称：内墙涂料用苯丙乳液及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种苯丙乳液的制备方法，尤其涉及一种内墙涂料用苯丙乳液的制备方法。
背景技术：
苯丙乳液性价比高，具有优良的耐污性，耐擦洗性，附着力强，成膜性好等特点。在内墙涂料方面，涂料配方设计者对涂料的耐擦洗性、耐污染性、粘结强度、并且能最大程度地降低配方成本是对苯丙乳液的最主要的要求。目前市场上应用于内墙涂料的苯丙乳液，需要添加量大时，才能使涂料具有较好的耐擦洗性，性价比较低，不能满足人们的需要
发明内容
本发明的目的在于提供一种内墙涂料用苯丙乳液及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。本发明所述的内墙涂料用苯丙乳液的制备方法，包括如下步骤(I)将去离子水、复合乳化剂、丙烯酸酯单体及功能单体混合，乳化20 40分钟，获得预乳化液A。各个组分的重量份数如下水15-20份，复合乳化剂O. 4-1. O份，混合单体45-50份，功能单体O. 5-2份；所述复合乳化剂由阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成，非离子乳化剂和阴离子乳化剂的重量比为I : I I :1. 5 ;所述混合单体由苯乙烯、丙烯酸酯和丙烯酸单体组成；所述丙烯酸酯选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯中的一种以上；所述丙烯酸单体为甲基丙烯酸或丙烯酸，优选甲基丙烯酸；各组分重量比为苯乙烯丙烯酸酯甲基丙烯酸=(20 27) (21 28) : I ；所述功能单体为重量浓度45 55%的丙烯酰胺水溶液；(2)将反应型有机硅加入预乳化液A中，乳化10-20min，获得预乳化液B ；组分的重量份数如下反应型有机硅O. 5-1份，预乳化液A55 66份；所述反应型有机硅单体为Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基娃烧;(3)将水、复合乳化剂、甲醇和碳酸氢钠的混合物，氮气气氛中，150-200r/min下搅拌，75-80°C温度下加入步骤(I)所述的预乳化乳液A，搅拌5 lOmin，加入引发剂，反应10 20min,获得制得种子乳液C ；各个组分的重量份数如下水20-30份，复合乳化剂O. 5-0. 7份，甲醇1-2份，碳酸氢钠O. 05-0. I份，预乳化乳液2. 9 3. 3份，引发剂O. 1-0. 2份；所述复合乳化剂由阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成，非离子乳化剂和阴离子乳化剂的重量比为I : I I :1. 5 ;所述的引发剂为过硫酸盐；(4)80_85°C下，将预乳化液B采用滴加的方式加入步骤(3)的种子乳液C，在3 5h内滴加结束，同时滴加引发剂和水的混合溶液，滴加结束后，保温l_2h，将乳液降温至60-70 V ；各个组分的重量份数如下种子乳液C24 37份，预乳化液B55 66份，引发剂O. 2-0. 5份，水10份；
(5)残留单体后处理将总重量40 60%的叔丁基过氧化氢水溶液加入步骤(4)的产物，60_70°C保温搅拌5 lOmin，然后加入总重量40 60%的焦亚硫酸钠水溶液，60_70°C保温搅拌5 IOmin ；再加入余量的丁基过氧化氢水溶液，60_70°C保温搅拌5 lOmin，然后再加入余量的焦亚硫酸钠水溶液，60-70°C搅拌10 25min，获得除去了残留单体的乳液，降温至10 39°C，用碱性物质调节PH至7-8，获得所述的内墙涂料用苯丙乳液；所述碱性物质为重量浓度为5 25%的氢氧化钠溶液或者是重量浓度为5 25%的氨水； 所述的叔丁基过氧化氢水溶液的重量浓度为5 10% ；所述的焦亚硫酸钠水溶液的重量浓度为2 4% ；各个组分的重量份数如下叔丁基过氧化氢水溶液O. 5^1. O份；焦亚硫酸钠O. 5^1. O份；步骤(I) (5)中，所述的非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚；所述的阴离子乳化剂为烷基酚醚硫酸铵或烷基酚聚醚磺酸基琥珀酸单酯钠；所述过硫酸盐为过硫酸钠，过硫酸铵或过硫酸钾；所述反应型有机硅单体的一端含有乙烯基不饱和键，另一端含有可水解为硅醇的氧烷结构。少量加入乙烯基硅烷偶联剂，分子内的乙烯双键和丙烯酸单体共聚，形成嵌段合物。在室温固化过程中硅烷偶联剂水解出硅醇，发生乳液树脂分子之间的自交联反应和乳液树脂与底材上羟基的缩合反应以及与金属离子的络合交联，形成网络结构，提高乳液的耐擦洗性。丙烯酰胺可使共聚物的水溶性增加，并且可使聚合物交联固化，提高成膜强度，得到高性能的共聚乳液。本发明采用在乳液聚合时，同时引入反应型有机硅单体和丙烯酰胺，可使涂膜成膜时同时具有两种不同是交联方式，提高涂膜的交联密度，增强涂膜的耐擦洗性。将本发明的乳液配制成内墙涂料，同市售同类型乳液相比，添加少量的乳液，耐擦洗性也优于其他乳液，有利于降低涂料配方成本，且节约资源。其中乳液添加量为10%，涂料固体分为50%，耐擦洗性为1000次以上，其他性能优良。
具体实施例方式如没有特别说明，实施例中，均为重量份。实施例I(I)以重量份数计，将去离子水16份，烷基酚醚硫酸铵O. 3份，壬基酚聚氧乙烯醚
O.3份混合均匀，加入由苯乙烯27份、丙烯酸丁酯21份甲基丙烯酸I份和重量浓度为50%的丙烯酰胺水溶液2. 4份组成的混合物，乳化30分钟，制得预乳化液A。(2)将反应型有机硅加入上述预乳化液A中，乳化15min，制得预乳化液B ；反应型有机硅O. 7份，预乳化液A为63. 46份。
所述反应型有机硅单体为Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；(3)将水25份，烷基酚醚硫酸铵O. 3份，壬基酚聚氧乙烯醚O. 2份，甲醇I份，碳酸氢钠O. 08份混合，170r/min下搅拌，通氮气，开启冷凝水，升温至77°C，加入预乳化乳液A3. 34份，保持温度75°C，搅拌5min，加入引发剂过硫酸钠O. 15份，反应15min，制得种子乳液C ;(4)将预乳化液B滴加入种子乳液C，在4h内滴加结束，同时滴加引发剂过硫酸钠和水的混合溶液，在4. 5h滴加完毕，温度保持在80°C，滴加结束后，保温I. 5h，将乳液降温至 60。。；各个组分的重量份数如下种子乳液C30. 07份，预乳化液B63. 46份，引发剂O. 4份，水10份；(5)将总重量50%的叔丁基过氧化氢水溶液加入步骤(4)的产物，60°C保温搅拌5min，然后加入总重量50%的焦亚硫酸钠水溶液，60°C保温搅拌IOmin ；再加入余量的丁基过氧化氢水溶液，60°C保温搅拌5min，然后再加入余量的焦亚硫酸钠水溶液，60°C搅拌15min，获得除去了残留单体的乳液，降温至30°C，用重量浓度为15%的氢氧化钠溶液调节PH至8，获得所述的内墙涂料用苯丙乳液；所述的叔丁基过氧化氢水溶液的重量浓度为6% ；所述的焦亚硫酸钠水溶液的重量浓度为3% ；各个组分的重量份数如下叔丁基过氧化氢水溶液O. 6份；焦亚硫酸钠水溶液O. 8份。实施例2(I)以重量份数计，将水16份，烷基酚醚硫酸铵O. 3份，烷基酚聚氧乙烯醚O. 3份混合，加入已搅拌均匀的由苯乙烯25份、丙烯酸丁酯24份、甲基丙烯酸I份和50%丙烯酰胺水溶液2. 4份组成的混合物，乳化30分钟，制得预乳化液A。(2)将反应型有机硅加入上述预乳化液A中，乳化15min，制得预乳化液B ；反应型有机硅O. 7份，预乳化液67. 8份；所述反应型有机硅单体为乙烯基三乙氧基硅烷；(3)将水25份，烷基酚醚硫酸铵O. 3份，烷基酚聚氧乙烯醚O. 2份，甲醇I份，碳酸氢钠O. 08份混合，170r/min下搅拌，通氮气，开启冷凝水，升温至77°C，加入5%预乳化乳液A3. 39份，保持温度80°C，搅拌5min，加入引发剂过硫酸铵O. 15份，反应15min，制得种子乳液C ;(4)将预乳化液B滴加入种子乳液C，在4h内滴加结束，同时滴加引发剂过硫酸铵和水的混合溶液，在4. 5h滴加完毕，温度保持在85°C ;滴加结束后，保温I. 5h，将乳液降温至 60。。；各个组分的重量份数如下种子乳液C30. 12份，预乳化液B64. 41份，引发剂O. 4份，水10份；(5)将总重量50%的叔丁基过氧化氢水溶液加入步骤(4)的产物，70°C保温搅拌5min，然后加入总重量50 %的焦亚硫酸钠水溶液，70°C保温搅拌IOmin ；再加入余量的丁基过氧化氢水溶液，70°C保温搅拌5min，然后再加入余量的焦亚硫酸钠水溶液，70°C搅拌20min，获得除去了残留单体的乳液，降温至30°C，用重量浓度为15%的氨水调节PH至7，获得所述的内墙涂料用苯丙乳液；所述的叔丁基过氧化氢水溶液的重量浓度为4% ；所述的焦亚硫酸钠水溶液的重量浓度为3% ；各个组分的重量份数如下叔丁基过氧化氢水溶液O. 6份；焦亚硫酸钠溶液O. 8份。实施例3(I)以重量份数计，将去离子水16份，烷基酚聚醚磺酸基琥珀酸单酯钠O. 4份，壬基酚聚氧乙烯醚O. 35份混合，加入由苯乙烯20份、甲基丙烯酸甲酯7份、丙烯酸丁酯21份、甲基丙烯酸I份和重量浓度为50%丙烯酰胺水溶液2. O份组成的混合物，乳化30分钟，制得预乳化液A。(2)将反应型有机硅加入上述预乳化液A中，乳化15min，制得预乳化液B ；反应型有机硅O. 7份，预乳化液A66. 75份；所述反应型有机硅单体为乙烯基三乙氧基硅烷；(3)将水25份、烷基酚聚醚磺酸基琥珀酸单酯钠O. 25份、壬基酚聚氧乙烯醚O. 15份、甲醇I份和碳酸氢钠O. 08份混合，170r/min下搅拌，通氮气，开启冷凝水，升温至77°C，加入5%预乳化乳液A3. 39份，保持温度78°C，搅拌5min，加入引发剂过硫酸钾O. 15份，反应15min，制得种子乳液C;(4)将预乳化液B滴加入种子乳液C，在4h内滴加结束，同时滴加引发剂过硫酸铵和水的混合溶液，在4. 5h滴加完毕，温度保持在85°C ;滴加结束后，保温I. 5h，将乳液降温至 60。。；各个组分的重量份数如下种子乳液C29. 8份，预乳化液B63. 41份，引发剂O. 4份，水10份；(5)将总重量60%的叔丁基过氧化氢水溶液加入步骤(4)的产物，65°C保温搅拌5min，然后加入总重量60%的焦亚硫酸钠水溶液，65°C保温搅拌IOmin ；再加入余量的丁基过氧化氢水溶液，65°C保温搅拌5min，然后再加入余量的焦亚硫酸钠水溶液，65°C搅拌20min，获得除去了残留单体的乳液，降温至30°C，用重量浓度为15%的氨水调节PH至7，获得所述的内墙涂料用苯丙乳液；所述的叔丁基过氧化氢水溶液的重量浓度为4% ；所述的焦亚硫酸钠水溶液的重量浓度为3% ；各个组分的重量份数如下叔丁基过氧化氢水溶液O. 6份；焦亚硫酸钠溶液O. 8份。
实施例4采用如下的配方配制内墙涂料，对实施例I 3的产物进行试验，结果如下。内墙涂料配方见下表一。表一中，各个组分的用量为质量份数。表一内墙涂料配方
权利要求
1.内墙涂料用苯丙乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤(1)将去离子水、复合乳化剂、丙烯酸酯单体及功能单体混合，乳化，获得预乳化液A;(2)将反应型有机硅加入预乳化液A中，乳化，获得预乳化液B；(3)将水、复合乳化剂、甲醇和碳酸氢钠的混合物，加入步骤(I)所述的预乳化乳液A，搅拌，加入引发剂，反应，获得制得种子乳液C ；(4)将预乳化液B采用滴加的方式加入步骤(3)的种子乳液C，同时滴加引发剂和水的混合溶液，滴加结束后，保温，将乳液降温；(5)除去残留单体，用碱性物质调节PH至7-8，获得所述的内墙涂料用苯丙乳液。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(I)中，各个组分的重量份数如下 水15-20份，复合乳化剂O. 4-1. O份，混合单体45-50份，功能单体O. 5-2份；所述复合乳化剂由阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成，非离子乳化剂和阴离子乳化剂的重量比为I : I I :1. 5 ;所述混合单体由苯乙烯、丙烯酸酯和丙烯酸单体组成；所述丙烯酸酯选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯中的一种以上；所述丙烯酸单体为甲基丙烯酸或丙烯酸；各组分重量比为苯乙烯丙烯酸酯甲基丙烯酸=(20 27) (21 28) : I ;所述功能单体为重量浓度45 55%的丙烯酰胺水溶液。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，组分的重量份数如下反应型有机硅O. 5-1份，预乳化液A55飞6份；所述反应型有机硅单体为Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，在氮气气氛中，150-200r/min下搅拌，75-80°C温度下加入步骤(I)所述的预乳化乳液A，搅拌ClOmin，加入引发剂，反应10 20min，获得制得种子乳液C。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，各个组分的重量份数如下水20-30份，复合乳化剂O. 5-0. 7份，甲醇1-2份，碳酸氢钠O. 05-0. I份，预乳化乳液2.9 3. 3份，引发剂O. 1-0. 2份；所述复合乳化剂由阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成，非离子乳化剂和阴离子乳化剂的重量比为I : I I :1. 5 ;所述的引发剂为过硫酸盐。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，80-85°C下，将预乳化液B采用滴加的方式加入步骤(3)的种子乳液C，在3 5h内滴加结束，同时滴加引发剂和水的混合溶液，滴加结束后，保温l_2h，将乳液降温至60-70°C。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，各个组分的重量份数如下种子乳液C24 37份，预乳化液B55 66份，引发剂O. 2-0. 5份，水10份。
8.根据权利要求I 7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(I) (5)中，所述的非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚；所述的阴离子乳化剂为烷基酚醚硫酸铵或烷基酚聚醚磺酸基琥珀酸单酯钠；所述过硫酸盐为过硫酸钠，过硫酸铵或过硫酸钾。
9.根据权利要求I 8任一项所述方法制备的内墙涂料用苯丙乳液。
全文摘要
本发明提供了一种内墙涂料用苯丙乳液及其制备方法，制备方法包括如下步骤(1)将水、复合乳化剂、丙烯酸酯单体及功能单体混合，乳化，获得预乳化液A；(2)将反应型有机硅加入预乳化液A中，乳化，获得预乳化液B；(3)将水、复合乳化剂、甲醇和碳酸氢钠的混合物，加入步骤(1)预乳化乳液A，加入引发剂反应，获得制得种子乳液C；(4)将预乳化液B加入步骤(3)的种子乳液C，同时加入引发剂水溶液，滴加结束后，保温，将乳液降温；(5)除去残留单体，调节PH至7-8，获得内墙涂料用苯丙乳液。将本发明的乳液配制成内墙涂料，添加少量的乳液，耐擦洗性也优于其他乳液，降低了涂料成本，节约资源。
文档编号C08F2/26GK102827320SQ201210344780
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者刘勇, 朱强, 刘志刚 申请人:上海富臣化工有限公司, 展辰涂料集团股份有限公司, 北京展辰化工有限公司, 青岛富臣化工有限公司, 成都展辰化工有限公司