一种纯丙烯酸金属屋面乳液、制备方法及其应用与流程

本发明属于丙烯酸乳液，具体涉及一种纯丙烯酸金属屋面乳液、制备方法及其应用。

背景技术：

1、金属屋面是采用金属板材作为屋盖材料，将结构层和防水层合二为一的屋盖形式，大多具有复杂的外形。防水涂料因具有施工方便、无需裁剪，干燥成膜后可形成整体连续的防水层等优点，适用于金属屋面以及工程结构复杂的部位。在金属屋面使用的防水涂料需要具备更佳的性能，包括低温柔性、耐沾污性、附着力等，现有用于金属屋面的丙烯酸乳液难以满足性能改善的需要。

2、专利cn114478899a公开了一种金属屋面用高弹性丙烯酸酯乳液及其制备方法，由以下原料制成：甲基丙烯酸甲酯15～20份、丙烯酸异辛酯45～50、丙烯酸丁酯20～25份、丙烯腈10～15份、甲基丙烯酸1～2份、丙烯酸0.5～1份、含酰胺基团的交联单体1～2份、含羧基的交联单体0.5～1份、紫外光交联剂0.5～1份、混合型乳化剂1.5～2份、引发剂0.1～0.5份、去离子水80～100份、氢氧化钠0.5～1份，然而该丙烯酸酯乳液的低温柔性、耐候性、延伸率和拉伸强度等综合性能仍需进一步改善。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于解决上述问题而提供一种纯丙烯酸金属屋面乳液、制备方法及其应用，通过本发明制备方法制备得到的产品同时具有优异的低温柔性、粘结力、耐候性、延伸率和拉伸强度。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明一方面，提供了一种纯丙烯酸金属屋面乳液的制备方法，至少包括以下步骤：

4、(1)将水、乳化剂和混合单体一在引发剂的作用下聚合，制备得到种子乳液；

5、(2)将水、乳化剂、混合单体二及引发剂混合均匀，制备得到预乳化液；

6、(3)在反应釜中加入水、所述种子乳液，混合均匀，升温至80-90℃，加入引发剂；

7、(4)向反应釜内滴加所述预乳化液，在所述预乳化液滴加至所述预乳化液总量的40wt-60wt％时开始滴加功能单体，滴加总时间为2-4小时；

8、(5)滴加结束后，保温0.5-1小时，降温后进行后处理，即得成品。

9、作为本发明再进一步的方案：制备步骤(1)中的所述种子乳液包括以下步骤：

10、(1-1)将水、乳化剂、混合单体一及引发剂混合均匀，制备得到所述种子乳液的预乳化液；

11、(1-2)在反应釜中加入水和乳化剂，混合均匀，升温至75-85℃，加入引发剂；

12、(1-3)向反应釜内加入步骤(1-1)中1wt％-5wt％的所述种子乳液的预乳化液，温度回升至75-85℃后开始匀速滴加剩余的所述种子乳液的预乳化液，滴加总时间为2-4小时，滴加完成后，冷却至室温，即得种子乳液；

13、和/或，所述混合单体一由以下重量份的组分组成：丙烯酸丁酯15 -20份、甲基丙烯酸甲酯15-20份、丙烯酸或甲基丙烯酸0.5-1份。

14、作为本发明再进一步的方案：所述混合单体一由以下重量份的组分组成：丙烯酸丁酯17-18份、甲基丙烯酸甲酯16-17份、丙烯酸或甲基丙烯酸0.5-1份；

15、和/或，步骤(1-1)中所述乳化剂的用量占所述混合单体一总重量的1-15wt％，优选为5-10wt％；所述水的用量占所述混合单体一总重量的70-85wt％，优选为75-85wt％；所述引发剂的用量占所述混合单体一总重量的0.1-2wt％，优选为0.5-1wt％；

16、和/或，步骤(1-2)中所述乳化剂的用量占所述混合单体一总重量的2-10wt％，优选为6-8wt％；所述水的用量占所述混合单体一总重量的50-70wt％，优选为50-60wt％；所述引发剂的用量占所述混合单体一总重量的0.1-1.5wt％，优选为0.6-1.2wt％。

17、作为本发明再进一步的方案：所述种子乳液的平均粒径为70-110nm，固含为38-42％。

18、作为本发明再进一步的方案：所述混合单体二由以下重量份的组分组成：丙烯酸丁酯30-35份、甲基丙烯酸甲酯10-15份、丙烯酸或甲基丙烯酸0.5-1份；优选地，丙烯酸丁酯32份、甲基丙烯酸甲酯12份、丙烯酸或甲基丙烯酸0.5-1份；

19、和/或，步骤(2)中所述乳化剂的用量占所述混合单体二总重量的1-8wt％，优选为2-5wt％；所述水的用量占所述混合单体二总重量的50-75wt％，优选为55-70wt％；所述引发剂的用量占所述混合单体二总重量的0.1-2wt％，优选为0.5-1wt％；

20、和/或，步骤(3)中所述水的用量占所述混合单体二总重量的45-55wt％；所述种子乳液的用量占所述混合单体二总重量的1-10wt％，优选为2-6wt％；所述引发剂的用量占所述混合单体二总重量的0.1-2wt％，优选为0.3-1wt％；

21、和/或，步骤(3)中还加入ph调节剂，所述ph调节剂的用量占所述混合单体二总重量的0.1-1wt％，优选为0.2-0.5wt％；所述ph调节剂包括氨水、氢氧化钠、氢氧化钾中一种或几种的组合。

22、作为本发明再进一步的方案：所述功能单体包括丙烯酰氧基丙烯、乙烯基甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷中一种或几种的组合；

23、和/或，所述功能单体的用量占所述混合单体二总重量的1-10wt％，优选为3-6wt％；

24、和/或，所述引发剂为热引发性引发剂，选自过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾；优选地，所述引发剂为过硫酸铵，以水溶液形式加入；

25、和/或，所述乳化剂为阴离子乳化剂，所述阴离子乳化剂包括烷基硫酸盐(如十二烷基硫酸钠)、磺基丁二酸二辛基钠盐(如索尔维ot-75)、脂肪醇醚硫酸盐类阴离子乳化剂、烷基聚氧乙烯醚硫酸盐类阴离子乳化剂中的一种或多种。

26、作为本发明再进一步的方案：步骤(5)中降温至60-75℃进行后处理，所述后处理包括加入氧化剂和还原剂，保温20-40min，结束后，降温至40℃以下，调节ph值至8-10，过滤出料。

27、本技术通过加入氧化剂和还原剂，能够消除残余的单体。

28、作为本发明再进一步的方案：所述氧化剂包括叔丁基过氧化氢、过硫酸盐、过氧化氢中一种或几种，优选地，所述氧化剂为叔丁基过氧化氢，所述氧化剂的用量占所述混合单体二总重量的0.01-0.1wt％，优选为0.02-0.05wt％，较佳地，以1-2wt％浓度的叔丁基过氧化氢水溶液加入；

29、和/或，所述还原剂包括雕白粉、维生素c、亚硫酸氢盐中一种或几种；优选地，所述还原剂为亚硫酸氢钠，所述还原剂的用量占所述混合单体二总重量的0.01-0.1wt％，优选为0.02-0.05wt％，较佳地，以0.5-1wt％浓度的亚硫酸氢钠水溶液加入；

30、和/或，用氨水中和调节至ph值至8-10，200目滤布过滤出料。

31、本发明另一方面，提供了一种纯丙烯酸金属屋面乳液，其由上述的纯丙烯酸金属屋面乳液的制备方法制得。

32、本发明第三方面，还提供了纯丙烯酸金属屋面乳液在金属屋面涂料中的应用。

33、本发明的有益效果在于：

34、1、本发明先用预乳化工艺制备得到种子乳液，再取种子乳液加入纯丙烯酸金属屋面乳液的制备。在种子乳液中，混合单体由丙烯酸丁酯15-20份、甲基丙烯酸甲酯15-20份、丙烯酸或甲基丙烯酸0.5-1份组成，经过前期的聚合，形成了小粒径胶束，乳液粒子紧致均一，后续作为种子乳液参与后续的聚合，有助于单体的稳定聚合。种子乳液加入釜底液后，与后续滴加的预乳化液进行聚合，采用了更多比例软单体的预乳化液与种子乳液接枝，最终形成“内部紧致外部柔软”的乳液特性，赋予乳液优异的低温柔性、粘结力、延伸率和拉伸强度。

35、2、本发明通过在聚合中期加入功能单体，进一步提高了乳液的耐候性。

36、3、本发明通过各组分的配合以及制备工艺的控制，最终制备得到同时具有优异的低温柔性、粘结力、耐候性、延伸率和拉伸强度的纯丙烯酸金属屋面乳液。