一種內外交聯型高耐水白性的真石漆純丙乳液及制備方法
【專利摘要】一種內外交聯型高耐水白性的真石漆純丙乳液，以硬單體，軟單體，復合乳化劑，內交聯單體，有機硅偶聯劑，熱分解引發劑，pH調節劑，外交聯劑為原料，采用半連續種子乳液聚合方法，合成一種內外交聯型高耐水白性的真石漆純丙乳液。本發明的真石漆乳液，通過設計乳膠粒子核殼中軟硬單體的組成及用量，分別控制核、殼Tg，使得乳液在保證良好耐水性、成膜性的同時，具有良好的耐沾污性能，而且通過內交聯單體及外交聯劑，實現乳膠粒子內外雙重交聯，大大提高了乳液的耐水白性能，涂膜水中浸泡半個月不水白。
【專利說明】一種內外交聯型高耐水白性的真石漆純丙乳液及制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種建筑涂料用聚合物乳液，尤其涉及一種用于配置真石漆的乳液。
【背景技術】
[0002] 真石漆，又稱仿石漆，是一種主要聚合物乳液與各種顏色的天然石粉混合配制而 成的建筑涂料。將其用于建筑物的外墻，能夠形成類似大理石，花崗巖等天然石材的裝飾效 果，而且生產工藝簡單，施工方便，是一種替代天然石材裝飾面效果的理想材料。
[0003] 真石漆作為一種建筑外墻涂料，用于室外，會經常遭受風吹，雨淋，日曬等這些戶 外環境條件的考驗，因此要求其應該具有良好的耐水性、耐候性以及耐腐蝕性。而現在使用 的真石漆，普遍存在耐水性不好的問題，每逢雨天，被雨水沖刷過后，漆膜表面便會泛白，漆 膜還會變得疏松甚至剝落，大大影響了建筑物外表的美觀，而這與真石漆乳液本身的性能 有直接的關系，因此應該從乳液入手，開發一款具有良好耐水白性的真石漆乳液。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于，針對現有真石漆所存在的問題，提供了一種內外交聯型高耐 水白性的真石漆純丙乳液及其制備方法，該乳液綜合性能好，對天然石粉粘結強度高，耐水 白性好，泡水半個月不水白。
[0005] 本發明目的的實現方法是：一種內外交聯型高耐水白性的真石漆純丙乳液，是以 硬單體、軟單體、復合乳化劑，內交聯單體，有機硅偶聯劑，熱分解引發劑，pH調節劑，外交聯 劑為原料，制備軟核硬殼的乳膠粒，控制核殼比為1:1~9:1，采用半連續種子乳液聚合法； 合成該內外交聯型高耐水白性的真石漆純丙乳液的各原料質量百分比如下： 硬單體：20%?30% ;軟單體：15?25% ;復合乳化劑：0. 5%?1. 5% ;內交聯單體：0. 1?3% ;有 機硅偶聯劑：〇. 1~5% ;熱分解引發劑：〇. 1、. 4%，外交聯劑：0. 5~3%，余量為去離子水。
[0006] 所述的硬單體為甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸，甲基丙烯酸，丙烯腈中的一種或一種以 上混合物； 所述的軟單體為丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸異辛酯中的一種或一種以上的混合 物； 所述的軟核硬殼的乳液結構為核Tg為0~22°C，殼Tg為25~60°C ; 所述的復合乳化劑為反應型陰離子乳化劑與非離子乳化劑的復配，其中反應型陰離子 乳化劑為烯丙基特種醇醚硫酸鹽、含雙鍵醇醚磺基琥珀酸酯鈉鹽、烯丙基醚羥基丙烷磺酸 鈉中的一種或一種以上的混合物，非離子乳化劑為烯丙氧基壬基苯氧基聚氧乙烯醚，脂肪 醇聚氧乙烯醚中的一種或一種以上的混合物； 所述的內交聯單體為乙氧基三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、雙季戊四醇五丙烯酸酯、異氰 尿酸三烯丙酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三聚氰胺丙烯酸酯中的一 種或一種以上的混合物； 所述的有機娃偶聯劑為乙稀基二乙氧基娃燒、乙稀基二異丙氧基娃燒、稀丙基二甲氧 基娃燒的一種或一種以上的混合物； 所述的熱分解引發劑為過硫酸銨，過硫酸鈉，過硫酸鉀中的一種或一種以上的混合 物； 所述的PH調節劑為氨水，二甲基乙醇胺，2-氨基-2-甲基-1-丙醇，三乙醇胺中的一種 或一種以上的混合物； 所述的外交聯劑為氮丙啶，乙烯砜，己二酰肼，碳二亞胺，水性有機硅交聯劑，水性異氰 酸酯中的一種或一種以上的混合物。
[0007] 本發明還提供了一種上述內外交聯型高耐水白性的真石漆純丙乳液的制備方法， 本方法包括以下步驟： (1) 取定量的復合乳化劑及去離子水，配置乳化劑溶液三份，分別為乳化劑溶液I、乳 化劑溶液II、乳化劑溶液III; (2) 取定量的引發劑及去離子水，配置引發劑溶液三份，分別為引發劑溶液I、引發劑 溶液II，引發劑溶液III; (3) 將定量的硬單體、軟單體、內交聯單體、有機硅偶聯劑及乳化劑溶液I加入反應釜 中，劇烈攪拌30分鐘，得到均一的預乳化液I ; (4) 將剩余的硬單體，軟單體，內交聯單體，有機硅偶聯劑及乳化劑溶液III加入反應釜， 劇烈攪拌30分鐘，得到均一的預乳化液II ; (5) 取乳化劑溶液II、引發劑溶液I及10%的核預乳化液I加入反應釜中，加熱攪拌， 緩慢升溫至72?76°C，反應15?30分鐘，直到反應釜中出現藍光，即得種子乳液； (6) 將種子乳液緩慢升溫至80?85°C，并將剩余的預乳化液I及引發劑溶液II勻速滴 加到種子乳液中，滴加時間1?2小時，滴加完畢后保溫0. 5-2小時，得到核聚合物乳液，然 后將預乳化液II及引發劑溶液III勻速滴加至核聚合物乳液中，滴加時間為1?2小時， (7) 滴加完畢后保溫0. 5-2小時，降溫至45°C加入pH調節劑，調節體系pH至7?9,然 后加入外交聯劑，攪拌均勻后過濾出料，即得內外交聯型高耐水白性的真石漆純丙乳液。
[0008] 本發明與現有技術相比，具有突出的耐水性，同時具有粘結強度高，成膜性能及耐 沾污性能好等優點，其原因有以下幾點： 本發明中引入具有三個及三個以上官能團的特種丙烯酸酯類做為內交聯單體，極大提 高了反應過程中分子間的交聯密度，使得聚合物分子形成緊湊的網狀結構，從而提高乳液 的耐水性能； 本發明中引入外交聯劑，進一步提高乳膠粒之間的交聯密度，形成更為緊湊的網狀結 構，從而進一步提1?乳液的耐水白性能； 本發明中選擇含有多個羥基的醇胺作為部分PH調節劑，穩定的向體系中引入更多的 的交聯點；使其能夠更好地與外交聯劑發生交聯反應，最大程度的提高了乳膠粒之間的交 聯密度，從而更大程度的提高乳液的耐水白性能； 本發明中通過使用反應型復合乳化體系，減少了親水成分乳化劑及引發劑體系的用 量，從而提1? 了乳液的耐水白性； 本發明中通過設計乳膠粒子的單體組成、核Tg、殼Tg及核殼比，使得乳膠粒子形成軟 核硬殼的核殼結構，從而在保證乳液耐水白性能的同時，具有良好粘結強度，成膜性能及耐 沾污性能。
【具體實施方式】
[0009] 實施例1: 1、 真石漆乳液配方
【權利要求】
1. 一種內外交聯型高耐水白性的真石漆純丙乳液，其特征在于， 所述的真石漆純丙乳液是以硬單體、軟單體、復合乳化劑，內交聯單體，有機硅偶聯劑， 熱分解引發劑，pH調節劑，外交聯劑為原料，制備軟核硬殼的乳膠粒； 所述的真石漆純丙乳液，內交聯單體為乙氧基三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、雙季戊四醇 五丙烯酸酯、異氰尿酸三烯丙酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三聚氰 胺丙烯酸酯中的一種或一種以上的混合物； 所述的真石漆純丙乳液，外交聯劑為氮丙啶，乙烯砜，己二酰肼，碳二亞胺，水性有機硅 交聯劑，水性異氰酸酯中的一種或一種以上的混合物； 所述的真石漆純丙乳液pH調節劑為氨水，二甲基乙醇胺，2-氨基-2-甲基-1-丙醇，三 乙醇胺中的一種或一種以上的混合物； 所述的真石漆純丙乳液，核殼比為1:1~9:1，采用半連續種子乳液聚合法獲得； 所述的真石漆純丙乳液，各組分所占質量百分比為：硬單體：20%~30%;軟單體：15?25% ;復合乳化劑：0. 5%?1. 5% ;內交聯單體：0. 1?3% ;有機硅偶聯劑：0. 1?5% ;熱分解引 發劑：0. 1、. 4%，外交聯劑：0. 5~3%，余量為去離子水。
2. 根據權利要求1所述的內外交聯型高耐水白性的真石漆純丙乳液，其特征在于，所 述的硬單體為甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸，甲基丙烯酸，丙烯腈中的一種或一種以上混合物。
3. 根據權利要求1所述的內外交聯型高耐水白性的真石漆純丙乳液，其特征在于，所 述的軟單體為丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸異辛酯中的一種或一種以上的混合物。
4. 根據權利要求1所述的內外交聯型高耐水白性的真石漆純丙乳液，其特征在于，軟 核硬殼的乳液結構為核Tg為0~22°C，殼Tg為25~60°C。
5. 根據權利要求1所述的內外交聯型高耐水白性的真石漆純丙乳液，其特征在于，復 合乳化劑為反應型陰離子乳化劑與非離子乳化劑的復配，所述的反應型陰離子乳化劑為烯 丙基特種醇醚硫酸鹽、含雙鍵醇醚磺基琥珀酸酯鈉鹽、烯丙基醚羥基丙烷磺酸鈉中的一種 或一種以上的混合物，所述的非離子乳化劑為烯丙氧基壬基苯氧基聚氧乙烯醚，脂肪醇聚 氧乙烯醚中的一種或一種以上的混合物。
6. 根據權利要求1所述的內外交聯型高耐水白性的真石漆純丙乳液，其特征在于，所 述的有機娃偶聯劑為乙稀基二乙氧基娃燒、乙稀基二異丙氧基娃燒、稀丙基二甲氧基娃燒 的一種或一種以上的混合物。
7. 根據權利要求1所述的內外交聯型高耐水白性的真石漆純丙乳液，其特征在于，所 述的熱分解引發劑為過硫酸銨，過硫酸鈉，過硫酸鉀中的一種或一種以上的混合物。
8. -種制備權利要求1所述的內外交聯型高耐水白性的真石漆純丙乳液的方法，其特 征在于此方法包括以下步驟： (1) 取定量的復合乳化劑及去離子水，配置乳化劑溶液三份，分別為乳化劑溶液I、乳 化劑溶液II、乳化劑溶液III; (2) 取定量的引發劑及去離子水，配置引發劑溶液三份，分別為引發劑溶液I、引發劑 溶液II，引發劑溶液III; (3) 將定量的硬單體、軟單體、內交聯單體、有機硅偶聯劑及乳化劑溶液I加入反應釜 中，劇烈攪拌30分鐘，得到均一的預乳化液I ; (4) 將剩余的硬單體，軟單體，內交聯單體，有機硅偶聯劑及乳化劑溶液III加入反應釜， 劇烈攪拌30分鐘，得到均一的預乳化液II ; (5) 取乳化劑溶液II、引發劑溶液I及10%的核預乳化液I加入反應釜中，加熱攪拌， 緩慢升溫至72?76°C，反應15?30分鐘，直到反應釜中出現藍光，即得種子乳液； (6) 將種子乳液緩慢升溫至80?85°C，并將剩余的預乳化液I及引發劑溶液II勻速滴 加到種子乳液中，滴加時間1?2小時，滴加完畢后保溫0. 5-2小時，得到核聚合物乳液，然 后將預乳化液II及引發劑溶液III勻速滴加至核聚合物乳液中，滴加時間為1?2小時； (7) 滴加完畢后保溫0. 5-2小時，降溫至45°C加入pH調節劑，調節體系pH至7?9,然 后加入外交聯劑，攪拌均勻后過濾出料，即得內外交聯型高耐水白性的真石漆純丙乳液。
【文檔編號】C08F2/30GK104356287SQ201410607514
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月3日 優先權日:2014年11月3日
【發明者】孟偉康, 徐健, 馮中軍, 傅樂峰 申請人:上海三瑞高分子材料有限公司