CN101368053A - 一种水性建筑纯丙乳液及其制备方法 - Google Patents

一种水性建筑纯丙乳液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水性建筑纯丙乳液及其制备方法，属于建筑涂料技术领域，是对现有技术进行改进。该乳液按质量百分比由去离子水为65～75％，甲基丙烯酸甲酯为10～15％，丙烯酸丁酯为10－20％，甲基丙烯酸为1～5％，OP－10为0.4～1％，十二烷基苯磺酸钠为0.1～0.5％，过硫酸钾为0.1～0.6％，碳酸氢钠为0.1～0.5％，反应性乳化剂0.1～0.5％，氨水0.1－0.2％合成。本发明具有耐酸性、耐碱性和不透水性好、低温柔韧性佳、耐候耐老化性能优异、纯丙乳液粘度适宜，稳定性良好，合成工艺简单、价格低廉、无环境污染，满足水性建筑纯丙乳液的技术要求等优点，有巨大的市场应用前景。

Description

一种水性建筑纯丙乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑涂料领域，具体地说，涉及一种水性建筑纯丙乳液及其制备方法。
背景技术
纯丙乳液在国内外早已有研制和生产，但与纯丙乳液的实际应用要求相比，还存在一些问题，主要有最低成膜温度偏高，乳液流变性特别是粘度不能有效地加以调节。为了解决现有纯丙乳液存在的问题、开发出性能优良的建筑用的纯丙乳液，是国内外的科研人员研究的热点课题。传统的纯丙乳液主要是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和少量丙烯酸共聚而成。仅靠这三种单体聚合而成的纯丙乳液存在着许多问题，如成膜性差、成膜温度高、涂层强度低、涂层的耐水性、耐冲刷性、耐光性差等，达不到理想的装饰效果。本发明采用种子滴加法制备出的水性建筑纯丙乳液，可以克服上述缺点，目前在所有检索文献中未见报道。
发明内容
为了解决现有纯丙乳液存在的技术问题和不足，本发明的目的是针对现有纯丙乳液进行性能改良，从而提供一种性能优良的新型水性建筑纯丙乳液。
本发明的另一个目的是提供该水性建筑纯丙乳液的制备方法。
为了实现上述的目的，本发明提供的一种水性建筑纯丙乳液所采取的技术措施为：用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、十二烷基苯环酸钠、过硫酸钾、碳酸氢钠、氨水、去离子水来配比经过混合而制成，其各组分的质量百分比含量范围为：
去离子水为65～75％，甲基丙烯酸甲酯为10～15％，丙烯酸丁酯为10-20％，甲基丙烯酸为1～5％，OP-10为0.4～1％，十二烷基苯磺酸钠为0.1～0.5％，过硫酸钾为0.1～0.6％，碳酸氢钠为0.1～0.5％，反应性乳化剂0.1～0.5％，氨水0.1-0.2％。
其中，上所述的去离子水为二次蒸馏水，冷却到25℃时使用。
上所述的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸均为使用国产工业级。其中，甲基丙烯酸甲酯具有一定的表面硬度；丙烯酸丁酯的耐水性、耐碱性、成膜性好，表面光泽性高；甲基丙烯酸含有极性基团，其亲水性、着色性及附着性能好，三者共聚，有利于使合成乳液的涂膜综合性能具有它们的优点。
上所述的(OP-10)、二烷基苯磺酸钠、过硫酸钾，碳酸氢钠也均为国产工业级；其中，(OP-10)即是壬基酚聚氧乙烯醚，为非离子型乳化剂；十二烷基苯磺酸钠即是阴离子型乳化剂；过硫酸钾为引发剂；碳酸氢钠主要起缓冲剂的作用。
上所述的反应性乳化剂就是乙烯基磺酸钠，其含有不饱和双键，可以有效地解决成膜后耐水性不好的问题。因为阴、非离子型乳化剂与成膜物质混溶性不好，成膜过程会产生毛细孔，影响耐水性能；加入反应性乳化剂，有良好的相容性，减少毛细孔的数量，提高涂膜的耐水性与封闭性。
一种水性建筑纯丙乳液的制备方法包括下述步骤：
(1)将4/5的去离子水和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、反应性乳化剂加入到乳化容器中，进行乳化后，再加入碳酸氢钠，搅拌均匀，制成乳白色混合物；
(2)将剩余的1/5去离子水置于乳化容器中，水浴加热，当温度在50℃时，加入部分过硫酸钾，升温至80～88℃之间，保温1h；
(3)将剩余的过硫酸钾滴加于乳化容器中，滴加速度为120L/h，滴加完后，再恒温1h，冷却至40℃以下；
(4)加入氨水，调节PH值为7～8之间，即获得水性建筑纯丙乳液。
本发明的一种水性建筑纯丙乳液及其制备方法其有益效果主要体现在：耐酸性、耐碱性和不透水性好、低温柔韧性佳、耐候耐老化性能优异、纯丙乳液粘度适宜，稳定性良好，耐水性、Ca2+稳定性等综合性能良好，合成工艺简单、价格低廉、施工方便、无环境污染。所有性能可满足水性建筑纯丙乳液的技术要求，是内外墙建筑涂料首选乳液，有很好的发展前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的一种水性建筑纯丙乳液及其制备方法作进一步的详述。
实施例1
一、原料配方：去离子水                 75kg
甲基丙烯酸甲酯              13kg
丙烯酸丁酯                  10kg
甲基丙烯酸                  1kg
OP-10                       0.4kg
十二烷基苯磺酸钠            0.2kg
过硫酸钾                    0.1kg
碳酸氢钠                    0.1kg
反应性乳化剂                0.1kg
氨水                        0.1kg
二、制备方法：
(1)将4/5的去离子水和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、反应性乳化剂加入到乳化容器中，进行乳化后，再加入碳酸氢钠，搅拌均匀，制成乳白色混合物；
(2)将剩余的1/5去离子水置于乳化容器中，水浴加热，当温度在50℃时，加入部分过硫酸钾，升温至80～88℃之间，保温1h；
(3)将剩余的过硫酸钾滴加于三口烧瓶中，滴加速度为120L/h，滴加完后，再恒温1h，冷却至40以下；
(4)加入氨水，调节PH值为7～8之间，即获得水性建筑纯丙乳液。
实施例2
一、原料配方：去离子水       65kg
甲基丙烯酸甲酯              15kg
丙烯酸丁酯                  12kg
甲基丙烯酸           5kg
0P-10                1kg
十二烷基苯磺酸钠     0.5kg
过硫酸钾             0.6kg
碳酸氢钠             0.4kg
反应性乳化剂         0.4kg
氨水                 0.1kg
二、制备方法与实施例1相同。
实例3
一、原料配方：去离子水           68kg
   甲基丙烯酸甲酯                10kg
   丙烯酸丁酯                    20kg
   甲基丙烯酸                    1kg
   OP-10                         0.4kg
   十二烷基苯磺酸钠              0.1kg
   过硫酸钾                      0.1kg
   碳酸氢钠                      0.1kg
   反应性乳化剂                  0.1kg
   氨水                          0.2kg
二、制备方法与实施例1相同。
实例4
一、原料配方：去离子水        70kg
甲基丙烯酸甲酯       10kg
丙烯酸丁酯           15kg
甲基丙烯酸           3kg
OP-10                0.6kg
十二烷基苯磺酸钠     0.1kg
过硫酸钾             0.2kg
碳酸氢钠             0.5kg
反应性乳化剂         0.5kg
氨水                 0.1kg
二、制备方法与实施例1相同。

Claims (6)

1.一种水性建筑纯丙乳液，其特征在于：按质量百分比由以下组分组成：去离子水为65～75％，甲基丙烯酸甲酯为10～15％，丙烯酸丁酯为10-20％，甲基丙烯酸为1～5％，OP-10为0.4～1％，十二烷基苯磺酸钠为0.1～0.5％，过硫酸钾为0.1～0.6％，碳酸氢钠为0.1～0.5％，反应性乳化剂0.1～0.5％，氨水0.1-0.2％。
2.根据权利要求1所述的一种水性建筑纯丙乳液，其特征在于：所述的OP-10为壬基酚聚氧乙烯醚，属于非离子型乳化剂。
3.根据权利要求1所述的一种水性建筑纯丙乳液，其特征在于：所述的十二烷基苯磺酸钠为阴离子型乳化剂。
4.根据权利要求1所述的一种水性建筑纯丙乳液，其特征在于：所述的反应性乳化剂为乙烯基磺酸钠。
5.一种水性建筑纯丙乳液的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：
(1)将4/5的去离子水和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、反应性乳化剂加入到乳化容器中，进行乳化后，再加入碳酸氢钠，搅拌均匀，制成乳白色混合物；
(2)将剩余的1/5去离子水置于乳化容器中，水浴加热，当温度在50℃时，加入部分过硫酸钾，升温至80～88℃之间，保温1h；
(3)将剩余的过硫酸钾滴加于乳化容器中，滴加速度为120L/h，滴加完毕后，再恒温1h，冷却至40℃以下；
(4)加入氨水，调节PH值为7～8之间，即获得水性建筑纯丙乳液。
6.根据权利要求5所述的一种水性建筑纯丙乳液的制备方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(2)所述的去离子水为温度为25℃的二次蒸馏水。
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