[發明專利]一種高耐水性丙烯酸酯乳液及其制備方法

有效

• 申請號: 201110457958.X
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102532404A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 程金奎;曹新剛;白玉宏
• 申請（專利權）人: 甘肅金盾化工有限責任公司
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F212/08;C08F220/14;C08F220/06;C08F2/30;C08F2/26;C09D125/14;C09D133/08
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 鮮林

技術領域

本發明涉及高分子材料合成領域，具體為一種主要應用于建筑涂料的高耐水性丙烯酸酯乳液，本發明還包括該丙烯酸酯乳液的制備方法。

背景技術

建筑涂料用丙烯酸酯類乳液近年來發展非常迅速，隨著水性建筑涂料在生活中得到越來越多的應用，對丙烯酸酯類乳液性能的要求也越來越高。由常規方法合成的丙烯酸酯類乳液制成建筑涂料一般會面臨耐水性能差的問題，這是因為乳液在制備過程中會應用到一些親水性較強的乳化劑和親水性單體。這些親水性組分在漆膜表面會表現出很強的吸水性，特別是一些在漆膜內部的小分子乳化劑，會隨著時間向表面發生遷移，在重新與水接觸后會吸收水分，導致漆膜出現發白、起泡甚至脫落等現象。因此，如何提高乳液成膜后的耐水性能，不僅是涂料乳液合成領域的重要課題，是當今乳液聚合技術的一個重要研究方向。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種高耐水性丙烯酸酯乳液及其制備方法，提高涂料乳液成膜后的耐水性。

本發明的技術問題采用下述技術方案解決：

一種高耐水性丙烯酸酯涂料乳液，其特征在于由下述原料及配比制備而成：

苯乙烯：20%～25%，丙烯酸丁酯：15%～20%，甲基丙烯酸甲酯3%～5%，丙烯酸1%～3%，有機硅單體1%～2%，混合乳化劑1%～2%，碳酸氫鈉0.5%，引發劑0.5%，余量為水。

所述的引發劑為過硫酸銨或過硫酸鈉。

所述的有機硅單體為γ―氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）或γ―氨丙基三甲氧基硅烷（KH551）。

所述的混合乳化劑中各乳化劑的質量配比為：非離子乳化劑：陰離子乳化劑：反應型乳化劑=1：2：1～2。

所述的陰離子乳化劑為十二烷基硫酸鈉（K12）;所述非離子乳化劑為OP-10;所述反應型乳化劑為：烯丙氧基羥丙基磺酸鈉（AHPS）或甲基丙烯酸羥丙基磺酸鈉（HMPS）。

上述丙烯酸酯涂料乳液的制備工藝流程如下：

（1）用配方中水總量的10%將引發劑溶解，制成引發劑溶液，備用；

（2）將配方中混合乳化劑總量的60%和配方中水總量的40%、全部的碳酸氫鈉，以及丙烯酸，丙烯酸丁酯，苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯聚合單體進行高速分散，制備預乳化液，將預乳化液分為A，B兩份，?A：B重量比為2：1，在B中加入有機硅單體混合均勻，?

（3）將配方中混合乳化劑總量的40%，配方中水總量的50%投入反應釜，升溫到80-85℃，緩慢加入配置好的預乳化液A和配置好的引發劑溶液的6/10，然后滴加預乳化液B和配置好的引發劑溶液的3/10，所有預乳化液在3-3.5小時加完；?

（4）后補加配置好的引發劑溶液的1/10，保持反應溫度在90℃，反應1小時，降溫至40℃以下，調節乳液粘度，包裝出料。

本發明主要技術特點如下：

1、在乳液聚合的過程中采用反應型的乳化劑進行聚合反應，乳化劑在聚合過程中參與聚合到大分子鏈上，減少了乳化劑在漆膜中的遷移，降低了漆膜的吸水率，提高了耐水性。

2、通過采用核-殼聚合的工藝，在殼層聚合部分采用有機硅進行共聚改性，使得乳膠粒表面形成一種疏水性結構，提高了最終成膜后的耐水性。

通過這兩種方法的協同作用，能使所制備的乳液成膜后的耐水性獲得很大的提高，可以廣泛的應用于內外墻涂料的生產制備。

具體實施方式

實施例1

苯乙烯20g，丙烯酸丁酯20g，甲基丙烯酸甲酯5g，丙烯酸1g，有機硅單體KH550??1g，混合乳化劑2g（op-10?0.4g，K12??0.8g，AHPS?0.8g），碳酸氫鈉0.5g，過硫酸銨0.5g，去離子水50g。

（1）將0.5g過硫酸銨和5g水配制成引發劑溶液。（5mL）

（2）在200mL四口瓶中將1.2g的混合乳化劑和20g水、0.5g碳酸氫鈉混合均勻，然后加入丙烯酸3g、丙烯酸丁酯20g、苯乙烯20g、甲基丙烯酸甲酯5g等聚合單體進行高速分散，制備單體預乳化液，將預乳化液分為A，B兩份（?A：B重量比為2：1），在B中加入有機硅單體KH550?1g混合均勻。

（3）將0.8g混合乳化劑，25g的水投入200mL四口瓶中，升溫到80-85℃，先后緩慢滴加配置好的預乳化液A和預乳化液B，同時滴加引發劑溶液4.5mL（總引發劑量的90%）進行聚合反應，整個過程保持溫度在80-85℃，預乳化液和引發劑約在3-3.5小時左右全部加完。