CN101885889B

CN101885889B - 丙烯酸酯弹性乳液及其制备方法

Info

Publication number: CN101885889B
Application number: CN 201010229344
Authority: CN
Inventors: 于义田; 李婷
Original assignee: Shanghai Fuchen Chemical Co Ltd
Current assignee: Shanghai Zhanchen Paint Co., Ltd.
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2030-07-16
Also published as: CN101885889A

Abstract

本发明公开了一种丙烯酸酯弹性乳液及其制备方法，将含有丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺、阴离子乳化剂的乳液和引发剂溶液逐步滴加到含有阴离子乳化剂、引发剂的溶液中，边滴加边搅拌，温度控制在83.5～86.5℃，滴加完毕将温度降至40℃以下，加入光固化剂溶液，搅拌。采用本发明的制备方法得到的丙烯酸酯弹性乳液，玻璃化温度低，提高了低温柔韧性和抗污性，能够满足建筑领域的需要。

Description

丙烯酸酯弹性乳液及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑涂料，具体涉及一种丙烯酸酯弹性乳液及其制备方法。

背景技术

目前，丙烯酸酯弹性乳液作为外保温涂料在建筑墙面的涂装等方面用量与日俱增，由于其具有优异的耐老化性，具有优异的保光、保色和环境适应性，且由于丙烯酸酯单体种类多，丙烯酸酯弹性乳液的玻璃化转变温度(Tg)宽，丙烯酸酯乳液现已成为建筑涂料的第一大涂料。但是，由于涂料厚度不够以及丙烯酸酯弹性乳液的低温脆性，随着时间的推移，会不同程度地出现龟裂，影响丙烯酸酯弹性乳液的保护性能。

近年来，众多研究人员开展了大量的研究工作来进一步提高丙烯酸酯弹性乳液的性能。中国发明专利申请CN 1258685A引入特殊交联单体，使乳液的耐水性和粘合性都有一定程度的提高，但干膜的弹性及低温柔韧性不够，仍不能完全解决涂膜龟裂问题。CN 1333299A采用低温合成工艺制备丙烯酸酯弹性乳液，反应易于控制，不会出现冲釜和物料凝聚现象，制备出的丙烯酸酯高聚物的玻璃化转变温度低，弹性好，但易回粘。CN 1557850A通过共聚反应将有机硅树脂接枝在丙烯酸酯大分子上，对耐水性、耐候性等方面都有较大的提高，但对乳液的柔韧性和低温抗裂性没有多大提高。CN 101638452A采用核壳乳液聚合法制备，提高了乳液的稳定性，改进了耐水性和力学性能，但是对乳液的抗污性的提高不明显，尚需开发兼具低温柔韧性、抗污性的丙烯酸酯弹性乳液。

发明内容

本发明的目的在于提供一种丙烯酸酯弹性乳液的制备方法。

本发明的另一目的在于提供由该方法制备的丙烯酸酯弹性乳液，既具有低温柔韧性，又具有抗污性。

本发明的丙烯酸酯弹性乳液的制备方法，包括以下步骤：

配制溶液：

配制引发剂溶液I，其中引发剂的重量份为1.1～2.1，水的重量份为8～10；

配制引发剂溶液II，其中引发剂的重量份为0.4～0.9，水的重量份为51～58；

配制光固化剂溶液，其中氨水的重量份为5～8，光固化剂的重量份为3～5，水的重量份为32～10；

配制乳液I，依次向预乳化罐中加入140～153重量份的水，2～2.8重量份的阴离子乳化剂，330～380重量份的丙烯酸丁酯(BA)，40～60重量份的甲基丙烯酸甲酯(mmA)，搅拌30-40min；

配制乳液II，依次向预乳化罐中加入84～94重量份的水，1.3～2重量份的阴离子乳化剂，150～140重量份的丙烯酸丁酯，60～80重量份的丙烯腈(AS)，4～8重量份的丙烯酸(AA)，35～50重量份的N-羟甲基丙烯酰胺(NAM)，搅拌30-40min；

反应：

向反应釜中加入185～205重量份的水、0.7～1.2重量份的阴离子乳化剂、0.5～2重量份的缓冲剂，封盖，搅拌，加热；

升温至83.5～84.5℃，将所述引发剂溶液I加入到反应釜中，搅拌；

将所述乳液I和所述引发剂溶液II同时滴加到反应釜中，边滴加边搅拌，反应釜内温度控制在83.5～86.5℃，同时将乳液II滴加到乳液I中；

170-190min后滴加完毕，保温1.5-2h，将反应釜降温；

反应釜温度≤40℃时，加入所述光固化剂溶液，搅拌30-40min。

根据本发明，所述光固化剂为1-羟基酮。

根据本发明，所述阴离子乳化剂为烷基醚硫酸盐。

根据本发明，所述引发剂为过硫酸钠或过硫酸铵。

根据本发明，所述缓冲剂为碳酸氢钠或碳酸钠。

根据本发明，提供由上述制备方法制备的丙烯酸酯弹性乳液。

本发明的制备方法得到的丙烯酸酯弹性乳液，具有很低的Tg，使乳液在低温柔韧性大大提高，整个反应过程内软外硬，硬组份采用逐步滴加法加入至软组份单体内，乳液的分子结构变化均匀，提高了其强度，另外由于光固化剂的加入，使乳液在成膜时受到光照而固化交联，最外层变硬，提高了其抗污性，从而满足高档外墙涂料的应用。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。

实施例1～3丙烯酸酯弹性乳液的制备

表1实施例1～3的反应条件

首先，分别配制引发剂溶液I、引发剂溶液II、光固化剂溶液、乳液I以及乳液II，配料表如表1所示，其中，配制乳液I时，依次向预乳化罐中加入140～153重量份的水，2～2.8重量份的阴离子乳化剂，330～380重量份的丙烯酸丁酯(BA)，40～60重量份的甲基丙烯酸甲酯(mmA)，搅拌30-40min，配制乳液II时，依次向预乳化罐中加入84～94重量份的水，1.3～2重量份的阴离子乳化剂，150～140重量份的丙烯酸丁酯，60～80重量份的丙烯腈(AS)，4～8重量份的丙烯酸(AA)，35～50重量份的N-羟甲基丙烯酰胺(NAM)，搅拌30-40min；然后向反应釜中加入水、阴离子乳化剂、缓冲剂，封盖，搅拌，加热升温至83.5～84.5℃，将引发剂溶液I加入到反应釜中，搅拌；接着将乳液I和引发剂溶液II同时滴加到反应釜中，边滴加边搅拌，反应釜内温度控制在83.5～86.5℃，同时将乳液II滴加到乳液I中；170-190min后滴加完毕，保温1.5-2h，将反应釜降温；反应釜温度≤40℃时，加入光固化剂溶液，搅拌30-40min后出料。

在本发明的实施例中，其中，烷基醚硫酸盐可以采用市售产品，如南京古田化工有限公司牌号为XN-45S的产品；1-羟基酮也可以采用市售产品，如北京亚士蓝德科贸有限公司牌号为Q-1520的产品。

实施例4丙烯酸酯弹性乳液的表征

采用DSC测试实施例1～3制备的丙烯酸酯弹性乳液的玻璃化转变温度，根据GB/T1748-88，在规定的标准条件下考察漆膜随底材一起变形而不发生损坏的能力，评价实施例1～3制备的丙烯酸酯弹性乳液的柔韧性。采用GB/T9780-88建筑涂料涂层耐沾污性试验方法，评价实施例1～3制备的丙烯酸酯弹性乳液抗污性，结果表明，玻璃化转变温度Tg分别为：-30.34℃，-28.10℃，-24.21℃，具有良好的低温柔韧性和抗污性。

应理解，对于本领域技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围内。

Claims

1.一种丙烯酸酯弹性乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

配制溶液：

配制乳液I，140～153重量份的水，2～2.8重量份的阴离子乳化剂，330～380重量份的丙烯酸丁酯，40～60重量份的甲基丙烯酸甲酯，搅拌30-40min；

配制乳液II，84～94重量份的水，1.3～2重量份的阴离子乳化剂，150～140重量份的丙烯酸丁酯，60～80重量份的丙烯腈，4～8重量份的丙烯酸，35～50重量份的N-羟甲基丙烯酰胺，搅拌30-40min；

反应：

170-190min后滴加完毕，保温1.5-2h，将反应釜降温；

反应釜温度≤40℃时，加入所述光固化剂溶液，搅拌30-40min。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阴离子乳化剂为烷基醚硫酸盐。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钠或过硫酸铵。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述缓冲剂为碳酸氢钠或碳酸钠。

5.一种丙烯酸酯弹性乳液，其特征在于，采用权利要求1～4中任一项所述的制备方法制备。