高耐水耐碱和高耐擦洗醋丙乳液及相关涂料的制备
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑涂料领域，乳液合成方向，具体涉及一种高耐水耐碱和高耐擦洗 醋丙乳液及相关涂料的制备。
【背景技术】
[0002] 在众多以乳液聚合为主要合成工艺的内外墙乳液产品中，以醋酸乙烯酯为主要原 料合成的醋丙乳液不论在工业领域还是在科研领域都有着非常重要的地位。我国于在20 世纪50年代就开始了醋丙乳液的研制工作，70年代醋丙乳液工业有了突飞猛进的发展。和 传统的苯丙或者纯丙乳液相比，醋丙乳液凭借其优异的施工性、较小的气味、独特的流变性 能、价格低廉、粘结性强、成膜稳定性好等优点，深受广大涂料厂商和消费者的青睐。广泛的 用于木材加工、织物粘结、家具组装、纸板粘接、建筑涂料等领域。
[0003] 但醋丙乳液也有其自身不可克服的缺陷。其主要原料醋酸乙烯酯水溶性较高，吸 水率相较于其他的丙烯酸类物质偏高，醋丙乳液耐水性不是很理想。此外，醋酸乙烯酯在 水性、尤其是碱性条件下容易水解，造成分子链的断裂，对于漆膜的整体性能有着显著的影 响，特别体现在耐水耐碱和耐擦洗的性能上面。另一方面，醋丙乳液由于大分子量的保护胶 体的加入，如聚乙烯醇或者羟基纤维素，使得粒径要远大于苯丙或者纯丙乳液，乳液颗粒的 比表面积很小，对于粉料的承载能力较小，漆膜的后期性能受到了极大的影响。故如何在保 持醋丙乳液优势的基础上，进一步提高其耐水耐碱和耐擦洗的性能一直是醋丙乳液研究的 重要方向。颗粒的比表面积很小，对于粉料的承载能力较小，漆膜的后期性能受到了极大的 影响。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本发明提供一种耐水耐碱和高耐擦洗醋丙乳液及相关涂料的制 备。
[0005] 为达到上述目的，本发明高耐水耐碱和高耐擦洗的醋丙乳液，包括：
[0006] 第一部分核壳结构的组成如下：醋酸乙烯酯200-300、丙烯酸丁酯50-70、丙 烯酸0-1、甲基丙烯酸亚乙基脲乙氧基酯（MEEU)0-5重量份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 (TMPTMA)0-5 ；
[0007] 第二部分核壳结构的组成如下：甲基丙烯酸50-120、丙烯酸丁酯20-60、甲基丙烯 酸亚乙基脲乙氧基酯（MEEU) 0-5、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTMA) 0-5。
[0008] 进一步地，第一部分核壳结构与第二部分核壳结构的比例在50/50到95/5之间。
[0009] 进一步地，还包括如下重量份的原料：
[0010] 羟基纤维素Plus300 1-5、十二烷基硫酸钠2-6、非离子乳化剂Abex25155-20、反 应型乳化剂SVS0-1、过硫酸铵0. 5-2、以及去离子水400-500。
[0011] 最佳的组分：羟基纤维素Plus300 1.5、十二烷基硫酸钠4、非离子乳化剂Abex 2515 5. 5、反应型乳化剂SVS0. 5、过硫酸铵0. 5、以及去离子水450。
[0012] 进一步地，包括如下重量份的组分：羟基纤维素Plus300 1. 5、十二烷基硫酸钠4、 非离子乳化剂Abex 2515 5. 5、反应型乳化剂SVS 0. 5、过硫酸铵0. 5、以及去离子水450。
[0013] 进一步地，还包括如下组分：表面活性剂、还有引发剂、热引发剂、氧化还原引发 剂、还有pH缓冲剂、消泡剂、杀菌剂。
[0014] 进一步地，所述表面活性剂由阴离子表面活性剂、可聚合表面活性剂、非离子表面 活性剂组成。
[0015] 为达到上述目的，本发明高耐水耐碱和高耐擦洗的醋丙乳液相关涂料的制备，其 特征在于，采用上述的高耐水耐碱和高耐擦洗的醋丙乳液中所述的组分制备而成。
[0016] 有益效果
[0017] 本发明与现有技术具备如下有益效果：
[0018] 本发明通过巧妙的结构设计合成的醋丙乳液，在性能上可以规避常规乳液耐水耐 碱的缺陷。多种功能单体的引入使得乳液的性能获得了极大的提高。从而漆膜的耐水耐碱 性和耐擦洗的性能得到了极大的改善。
[0019] 合成的醋丙产品，不含ΑΡΕ0,且低甲醛，无苯系物和其他的污染排放，粒径分布很 窄，产品稳定性很好。在关键的性能上，和国内外主要的竞争对手的相比，具有优异的耐水 耐碱性能，尤其体现在耐擦洗性能上。而其他性能如展色、遮盖、流平等，则保持了醋丙一贯 的优势。最终的产品性能优异并且绿色环保。
【具体实施方式】
[0020] 下面对本发明做进一步的描述。
[0021] 本发明采用乳液聚合工艺合成醋丙乳液，合成过程中加入了特殊功能基团疏水化 改性的羟基纤维素HEC，作为保护胶体保护乳液正常聚合的同时，将功能化疏水基团成功引 入到乳液粒子表面。从而在最终制得的漆膜产品上，保证醋丙本身的展色和流变性能的同 时，大大提高了醋丙的耐水耐碱性和耐擦洗的性能。
[0022] 采用核壳结构的制备工艺制备醋丙乳液。在壳层成功引入硬单体，如苯乙烯和甲 基丙烯酸甲酯等，从而使醋丙乳液可以结合苯丙和纯丙乳液的优势，具备了很好的耐水耐 碱性，尤其使得耐擦洗的性能得到了极大的提高。
[0023] 乳液聚合过程中加入了功能性单体及多功能交联体系，在成膜过程中可以形成独 特的网络互穿结构，一方面提高了漆膜的致密性，另一方面也改善了与颜填料之间的相互 作用，从而极大的提高了产品的整体性能。
[0024] 本发明高耐水耐碱和高耐擦洗的醋丙乳液：
[0025] 1.采用特殊疏水改性的羟基纤维素Plus300,添加量1 %，从而可以将疏水基团成 功引入到乳液粒子的表面，提高了漆膜的耐水耐碱性和耐擦洗的性能
[0026] 2.采用核壳结构，壳层所占比例为30%，成功将苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯等硬单 体引入壳层，核壳的Tg分别设计为0和30〇C，使醋丙体系成功结合了苯丙和纯丙的优势，提 尚了整体的性能。
[0027] 3.引入功能性单体甲基丙烯酸亚乙基脲乙氧基酯和三官能团交联单体三羟甲基 丙烷三丙烯酸酯，极大改善了漆膜的致密性和与颜填料的相容性。
[0028] 主要创新点的作用原理：
[0029] 1羟乙基纤维素：
[0030] 醋酸乙烯酯作为醋丙乳液中最重要的一种原料，由于其自身水溶性较好，又易在 水相体系中分解，故聚合过程之除了常用的小分子乳化剂之外，还需要加入大分子的保护 胶体。羟基纤维素作为一种绿色环保、生物可降解的大分子，常常用于醋丙乳液聚合。除了 保证乳液聚合顺利进行的同时，也可以提供乳胶粒优良的电解质稳定性、机械稳定性、冻融 稳定性和稀释稳定性。常用HEC结构式，其标准的结构式如下：
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[0032] 羟乙基纤维素在引发剂的作用下氧化脱氢生成大分子自由基，醋酸乙烯酯和丙烯 酸单体可以和大分子自由基进行链增长反应，导致单体接枝在羟基纤维素上。单体由于自 身性质不同，接枝的速率也不尽相同。接枝的产生在增大乳液分子量的同时，又提高了漆膜 的耐水耐碱性能。单体接枝羟基纤维素的机理，其主要的接枝机理如下：
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