[發明專利]一種核殼型彈性乳液、含該種乳液的涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310284517.3
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103304727A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 石元昌;孫立波;何召品;李曉;李曉臣
• 申請（專利權）人: 濟南源鍵新材料有限公司
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F212/08;C08F220/14;C08F2/26;C09D133/08;C09D7/12
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪

技術領域:

本發明涉及一種核殼型彈性乳液，特別涉及一種核殼型彈性乳液、含核殼型彈性乳液的涂料及其制備方法，屬于乳液聚合、涂料技術領域。

背景技術：

近年來，隨著環境保護意識的不斷加強和環境保護法規的日益完善，節能環保的水性涂料獲得高速發展。與溶劑型涂料相比，水性涂料具有價格低、使用安全，節省資源和能源，減少環境污染和公害等優點。水性丙烯酸脂涂料是水性涂料中發展最快、品種最多的無污染型涂料。丙烯酸酯類涂料由于具有優異的粘結力及耐水、耐堿、耐老化性能獲得廣泛的應用。聚丙烯酸丁酯乳液中聚丙烯酸丁酯彈性微球具有優異的彈性，在涂料使用過程中作為應力集中體，既可誘發銀紋和剪切帶吸收能量，又可終止銀紋。其用作彈性涂料時，當基材出現裂縫，涂膜受到拉伸變形而不會開裂破壞，仍然完整的涂膜保持原有的各種阻隔作用，防止開裂的基材處直接暴露于大氣之中。但聚丙烯酸丁酯尺寸穩定性差，且玻璃化溫度太低，室溫下不易成膜。這嚴重限制了其在彈性涂料中的應用。

發明內容：

本發明的目的在于克服上述不足而提供一種核殼型彈性乳液及其制備方法，該乳液能使漆膜兼具聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯的雙重優點。

本發明的另一目的是提供一種含所述核殼型彈性乳液的涂料及其制備方法，該涂料涂膜具有優異的性能。

本發明采取的技術方案為：

一種核殼型彈性乳液，它是以聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）為核，以聚甲基丙烯酸甲酯為殼的聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）/聚甲基丙烯酸甲酯核殼結構聚合物水性乳液，由丙烯酸丁酯、苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯乳液聚合制得。

所述的核殼型彈性乳液固含量為20～40%，粒徑范圍在50～100nm。

所述的核殼型彈性乳液的制備方法，包括步驟如下：

（1）聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）種子乳液的制備：

按質量比0.15～0.25：0.03～0.05：0.001～0.003：0.004～0.006：0.001～0.003：0.001～0.003：1稱取丙烯酸丁酯（BA）、苯乙烯（St）、十二烷基硫酸鈉(SDS)、OP-10、乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）、甲基丙烯酸丙酯（ALMA）及去離子水，加入反應瓶，攪拌中升溫至80℃，恒溫攪拌20-30min，稱取引發劑過硫酸鉀（KPS），KPS的用量為水的0.006～0.008倍，加入到反應瓶中，80℃攪拌10-15min得到種子乳液；

（2）聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）乳液的制備，

按照步驟（1）所述的比例稱取原料，量擴大到步驟（1）的8-10倍，將丙烯酸丁酯、

苯乙烯、十二烷基硫酸鈉、OP-10、乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸丙酯及去離子水配制成預乳液，將預乳液緩慢滴加到所制備的種子乳液中，加入引發劑KPS引發反應，80℃攪拌反應2±0.1h，得到聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）乳液；

（3）將甲基丙烯酸甲酯（MMA）滴加到步驟（2）中所制備的乳液中，稱取引發劑KPS加入引發反應，80℃反應30-35min，即可得到聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）/聚甲基丙烯酸甲酯核殼乳液；甲基丙烯酸甲酯的用量為上述丙烯酸丁酯總量的0.3～0.5倍，KPS的用量為甲基丙烯酸甲酯用量的0.02～0.04倍。

上述制備方法中攪拌速度控制在1500-2000r/min，單體甲基丙烯酸甲酯的滴加速度控制在1-3ml/min；預乳液的滴加速度控制在30min內加完即可。

含有上述核殼型彈性乳液的涂料。

所述的涂料的重量份比組成優選：上述核殼型彈性乳液即聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）/聚甲基丙烯酸甲酯核殼乳液30-50份，水15-20份，顏填料30-40份，助劑4-7份；助劑的重量份比組成為丙二醇1-2份、分散劑0.1-0.5份、潤濕劑0.1-0.5份、消泡劑0.1-0.5份、成膜助劑0.5-1份、多功能助劑0.1-0.5份、防腐殺菌劑0.1～0.5份、增稠劑0.6～1.5份。

所述的顏填料重量份比組成為鈦白粉10-15份、重質碳酸鈣（1250目）15-20份、水洗高嶺土（2000目）5-10份。

所述的助劑具體為：分散劑5040；潤濕劑PE-100；消泡劑NXZ；成膜助劑醇酯-12；多功能助劑AMP95；防腐殺菌劑LXE；增稠劑ATM-60、SD-301。

上述涂料的制備方法，步驟為：

將部分水、鈦白粉、重質碳酸鈣（1250目）、水洗高嶺土（2000目）、丙二醇、分散劑、潤濕劑、消泡劑、成膜助劑、多功能助劑混合，用高速分散機分散砂磨至細度≤30μm；