CN102643385A - 有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了提供一种有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，该共聚物乳液是以有机硅，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，不饱和烃基酸，甲基丙烯酸-β-羟丙酯为共聚单体，以去离子水为溶剂，以过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，以碳酸氢钠为中和剂，在乳化剂存在下引发聚合而得。本发明的乳液将有机硅引入到聚丙烯酸酯，在一定程度上提高了共聚物的刚性，又由于极性基团的引入，提高了共聚物乳液的内聚力；以该共聚物乳液为成膜物制备的内墙调湿涂料，集装饰性、调湿性、通透性、保温防结露、耐水耐碱、抗碱、抗菌等多重功能为一体，使涂膜更加持久耐用，作为室内调湿涂料，具有应用前景。
Description
技术领域
本发明属于高分子技术领域，涉及一种有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液及其制备；本发明同时还涉及以该有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液作为成膜物在制备室内调湿涂料中的应用。
背景技术
空气湿度是一项与人体健康和工作生活密切相关的重要环境参数，过高过低都会影响人们的正常生活。《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003规定，室内相对湿度标准值，夏季空调房间为40%～60%，冬季采暖房间为30%～60%，综合考虑微生物生长、人体发病、物品变质以及舒适度等各种因素，公认最佳相对湿度范围是40%～60%。控制室内湿度对生产生活都显得十分重要，尤其对南方潮湿和北方干旱地区，调节湿度尤为重要。
调湿涂料是具有吸、放湿特性的功能涂料，可以在被涂物的表面上形成具有保护、装饰、调湿功能的涂膜。传统的调湿涂料，按成膜物来源可分为无机型、有机型和有机/无机复合调湿涂料，他们都因存在以下缺点而很少商品化，大多只停留在研究阶段：1）调湿效果不明显；2）涂层在高湿环境下易粉化脱落；3）当底材透水或涂层遇水时，涂膜会起泡脱落，影响其美观和性能。
具有良好调湿性能的调湿涂料应具备以下特征：1）具有优良的通透性。2）具有优良的吸水性和保水性。3）涂膜吸水后不能起泡、脱落，墙体不能变形，否则就没有意义。
用有机硅改性丙烯酸酯，一方面可以有效地发挥有机硅树脂的耐候、耐水、耐沾污性及良好的柔韧性等优点和丙烯酸树脂的耐油、保色、附着力强等性能；另一方面又能克服有机硅价格昂贵和丙烯酸树脂耐寒、耐热性差等缺点，从而制得性能优异的有机硅-丙烯酸酯树脂。由于用有机硅丙烯酸酯乳液制备调湿涂料的报道很少，并且在所报道的调湿涂料中，绝大多数乳液是纯丙、苯丙乳液，尽管用这些乳液所制备的调湿涂料的调湿性能较佳，但其耐玷污性、耐水性和附着力较差。
中国专利CN200810187001.6、CN200810017742.X、CN200810187002.0、CN200810187003.5及CN201010233081.1分别公开了两亲性丙烯酸共聚物乳液和马铃薯淀粉接枝乳液，并将其分别应用于水敏感呼吸涂料和功能调湿涂料，尽管它们有较好的吸水性和调湿性能，但是在涂料的附着力、耐候、耐水和耐沾污性方面仍有不足。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液；
本发明的另一目的是提供有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法；
本发明的目的之三，是以有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液作为成膜物用于制备室内调湿涂料。
（一）有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液的制备
本发明的有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，是以有机硅，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，不饱和烃基酸，甲基丙烯酸-β-羟丙酯为共聚单体，以去离子水为溶剂，以过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，以碳酸氢钠为中和剂，在乳化剂存在下引发聚合而得。
所述各原料按以下重量份进行配比：
有机硅1~30份，甲基丙烯酸甲酯1~50份，丙烯酸丁酯1~50，不饱和烃基酸1~30，甲基丙烯酸-β-羟丙酯1~30份，中和剂1~10份、引发剂1~10份、乳化剂1~10份，去离子水1~50份。
制备方法一
在反应器中加入去离子水、乳化剂及有机硅、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、不饱和烃基酸、甲基丙烯酸-β-羟丙酯总量5~20%的混合单体，于20~70℃下搅拌预乳化20~100min；升温至60~95℃，然后将引发剂及剩余的混合单体加入到反应器中，搅拌下聚合反应1~6h，得到蓝相白色有机硅-丙烯酸酯共聚乳液，用100目筛子过滤，既得常规型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液。
制备方法二
（1）核微粒：将中和剂、乳化剂溶解于去离子水中，体系升温至60~95℃；将核单体混合物及总量1/3~1/2的引发剂滴加到上述体系中，搅拌反应1~6h，得到核微粒；所述核单体混合物由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯，不饱和烃基酸组成；其中甲基丙烯酸甲酯0.5~20份，丙烯酸丁酯0.5~20，不饱和烃基酸1~30份。
（2）核壳型乳液的制备：将剩余引发剂及壳单体混合物加入到上述核微粒体系中，搅拌反应1~6 h，得聚合乳液；冷却至20~60℃，用氨水调节pH=7~8，用100目筛子过滤，得到核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液；所述壳单体混合物由有机硅单体、甲基丙烯酸-β-羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸丁酯组成，其中有机硅单体1~30份，甲基丙烯酸-β-羟丙酯1~30份，甲基丙烯酸甲酯0.5~30份，丙烯酸丁酯0.5~30份。
所述有机硅为3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸基丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种。
所述不饱和烃基酸采用甲基丙烯酸、丙烯酸、富马酸中的至少一种。
所述乳化剂是由非离子型乳化剂Tween-20和离子型乳化剂十二烷基硫酸钠以1:1~1:8的质量比复合而成。
（二）有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液的性能测试
1、有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液的基本性能测试：结果见表1。
表1：乳液基本性能检测
2、有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液漆膜的基本性能测试：结果见表2。
表2：乳胶膜的基本性能检测(GB/T1728-29~GB/T1732-93)
从表1、2检测结果的各项性能表明，常规的有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液与核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液性能基本相同，且核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物涂膜的吸水率比常规的有机硅-丙烯酸酯共聚物涂膜小，但其实干时间减小，附着力良好，稳定性好，达到建筑涂料用乳液标准，适合于制备调湿涂料。
（三）室内调湿涂料的制备
以本发明制备的有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液作为成膜物用于制备室内调湿涂料的原料和工艺如下：
原料配比：以重量份计
有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液1~50份，膨润土0.1~30份、硅藻土(CD02) 0.1~50份、硅藻土(CD05) 0.1~50份、蒙脱土0.1~30份、滑石粉0.1~30份、轻体碳酸钙0~30份、重体碳酸钙0~30份、高岭土0~30份、钛白粉0~30份，去离子水10~120份。
制备工艺：将膨润土、硅藻土(CD02)、硅藻土(CD05)、蒙脱土、滑石粉、轻体碳酸钙、重体碳酸钙、高岭土、钛白粉及有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液混合后用去离子水调匀，研磨至细度在80μm以下，再兑稀到用涂_6杯测量粘度为15~150s；然后经过滤、检验、包装，即可得功能型室内调湿涂料。
在实际生产中，可根据需要加入抗菌剂、增强剂、消泡剂等等，也可加入颜料。
（四）室内调湿涂料的性能测试
1、基本性能：具体指标见表3。
表3：智能呼吸调湿内墙涂料的涂膜性能测试结果
表3的测试结果表明：本发明制备的智能呼吸涂料，不仅能达到国内普遍使用的乳液型内墙涂料标准，可完全替代现有乳液型内墙涂料，有普及推广使用价值；并且核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液基涂料的耐洗刷性优于常规有机硅-丙烯酸酯共聚物基乳液。
2、涂膜调湿性能测试
a）增湿性能：先记录已知容积的人工密闭气候调湿箱内起始空气温度和湿度，然后把若干块已称重的饱和吸水后的样板放入调湿箱内，定时测定箱内温湿度的变化，做出增湿曲线（见图 1）。
b）降湿性能：先用水皿将已知容积的人工密闭气候调湿箱内的空气湿度调至100%，并稳定一段时间，记录起始温湿度，然后把若干块已称重的干燥样板放入箱内，定时测定箱内温湿度的变化，做出降湿曲线图。并作出水皿增湿及空箱降湿的空白曲线，结果如图1。
由图1可知，水皿可将人工调湿箱在3h内由相对湿度30%增湿到60%，在8h内增湿至85%。同水皿等面积的饱和吸水的常规有机硅-丙烯酸酯调湿涂料板在1 h可将人工调湿箱内的相对湿度由30% 增湿至60%，在8 h时增湿至85%。另外，由图中也可以看出，在空白实验中，需要3 h箱内的湿度才会由90% 降至60%，7 h后才降至40%。当将烘至恒重的涂板置于其中时，在约0.5 h时，箱内的湿度便由90% 降至60%，1.5 h后降至40%。同样，将等面积的饱和吸水的核壳型有机硅-丙烯酸酯调湿涂料板在1 h可将人工调湿箱内的相对湿度由30% 增湿至60%，在约7 h时增湿至85%；同时，当将烘至恒重的核壳型有机硅-丙烯酸酯调湿涂料涂板置于其中时，在约0.7 h时，箱内的湿度便由90% 降至60%，2 h后降至40%。
上述实验结果表明：本发明的呼吸性涂料，当湿度高时，墙体吸收空气中的水儿使湿度降低；当湿度低时，可以通过给墙体喷洒大量的水来提高湿度，墙皮吸水但不脱落。同时，当墙体由于管道跑冒滴漏、雨（污）水渗透、结露等原因而造成久浸于水中时，墙皮也不会因此而脱落；当环境湿冷，温度低于露点以下时，凝结水也会迅速被墙体吸收，因此也具有优良的防霜防结露性。用它装饰的房屋，基本做到“一劳永逸”，避免了被迫反复装修、补漏带来的烦劳和经济损失，同时又能使室内保持适宜的湿度。
综上所述，本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的乳液将有机硅引入到聚丙烯酸酯，在一定程度上提高了共聚物的刚性，又由于极性基团的引入，提高了共聚物乳液的内聚力；乳液漆膜具有很好的致密性，抗拉强度、耐水性、耐溶剂性、抗粘污性能也有较大提高。
2、本发明的乳液以甲基丙烯酸甲酯作为硬单体，丙烯酸丁酯作为软单体，并适量掺入其它功能单体（如丙烯酸）、交联单体(如甲基丙烯酸-β-羟丙酯)和有机硅单体来改善乳液的综合性能；同时制备的内硬外软的核壳型乳胶粒子聚合物乳液，核层聚合选用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸复配单体，壳层选用了甲基丙烯酸-β-羟丙酯和有机硅单体，使得壳层Tg比较低，并有利于提高涂膜成膜性能，而且软单体赋予涂层一定的柔韧性，可以提高膜的形变能力，同时有机硅单体赋予涂膜较好的硬度，且耐候、耐水、耐沾污性。
3、本发明有机硅-丙烯酸酯乳液为涂料主要成膜物制备的室内调湿涂料集装饰性、调湿性、通透性、保温防结露、耐水耐碱、抗碱、抗菌等多重功能为一体，且该调湿涂料制备工艺和施工方法简单易行，克服了传统空调高耗能的缺点，同时还可防止墙体因各种渗漏、凝结水而造成的涂膜脱落，使涂膜更加持久耐用，可在建筑涂料、木器涂料、油墨、皮革等领域具有很好的应用前景。
附图说明
图1为常规有机硅-丙烯酸酯乳液基调湿涂料与核壳型有机硅丙烯酸酯乳液基调湿涂料涂层增降湿性能曲线图（测试条件：室温25℃）。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明有机硅-丙烯酸酯乳液及其调湿涂料的制备和性能作进一步说明。
实施例1
（1）有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液的制备
原料配比：以重量份计
有机硅3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷1份，甲基丙烯酸甲酯1份，丙烯酸丁酯1份，甲基丙烯酸1份，甲基丙烯酸-β-羟丙酯1份，碳酸氢钠1份、过硫酸钾1份、复合乳化剂1份（0.5份非离子型乳化剂Tween-20，0.5份离子型乳化剂十二烷基硫酸钠），去离子水1份。
工艺：在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入去离子水、复合乳化剂及0.2份有机硅、0.2份甲基丙烯酸甲酯、0.2份丙烯酸丁酯、0.2份甲基丙烯酸、0.2份甲基丙烯酸-β-羟丙酯，于20℃下搅拌预乳化100min；升温至60℃，然后将剩余的混合单体及过硫酸钾滴加到烧瓶中，搅拌下聚合反应6h，得到蓝相白色有机硅-丙烯酸酯共聚乳液，用100目筛子过滤，既得常规型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液。
（2）功能调湿性内墙涂料的制备
配方：以重量份计
有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液10份、膨润土30份、硅藻土(CD02)20份、硅藻土(CD05)30份、蒙脱土20份、滑石粉10份、重体碳酸钙30份、钛白粉20份、去离子水50份。
工艺：将膨润土、硅藻土(CD02)、硅藻土(CD05)、蒙脱土、滑石粉、轻体碳酸钙、重体碳酸钙、高岭土、钛白粉及有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液混合后用去离子水调匀，研磨至细度在80μm以下，再兑稀到用涂_6杯测量粘度为15~150s；然后经过滤、检验、包装，即可得功能型室内调湿涂料。
涂料的基本性能指标见表3；
涂料的调湿性能见图1。
实施例2
（1）有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，是由以下原料和工艺制备而成：
原料配比：以重量份计
有机硅甲基丙烯酸基丙基三甲氧基硅烷10份，甲基丙烯酸甲酯20份，丙烯酸丁酯30份，丙烯酸10份，甲基丙烯酸-β-羟丙酯20份，碳酸氢钠5份、过硫酸铵5份、复合乳化剂5份（1份非离子型乳化剂Tween-20，4份离子型十二烷基硫酸钠），去离子水30份。
工艺：是在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入去离子水、复合乳化剂及0.5份有机硅、1份甲基丙烯酸甲酯、1.5份丙烯酸丁酯、0.5份丙烯酸、1份甲基丙烯酸-β-羟丙酯，于70℃下搅拌预乳化20min；升温至85℃，然后将剩余的混合单体及过硫酸铵滴加到烧瓶中，搅拌下聚合反应2h，得到蓝相白色有机硅-丙烯酸酯共聚乳液，用100目筛子过滤，既得常规型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液。
（2）功能调湿性内墙涂料的制备
配方：以重量份计
有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液30份、膨润土30份、硅藻土(CD02)50份、硅藻土(CD05)0.1份、蒙脱土30份、滑石粉30份、轻体碳酸钙30份、高岭土30份、钛白粉30份、去离子水100份。
其制备工艺同实施例1。
涂料的基本性能指标见表3；
涂料的调湿性能见图1。
实施例3
（1）有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，是由以下原料和工艺制备而成：
原料配比：以重量份计
有机硅氨基丙基三乙氧基硅烷30份，甲基丙烯酸甲酯50份，丙烯酸丁酯20份，富马酸30份，甲基丙烯酸-β-羟丙酯20份，碳酸氢钠8份、过硫酸钾8份、复合乳化剂8份（1份非离子型乳化剂Tween-20，7份离子型十二烷基硫酸钠），去离子水40份。
工艺：是在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入去离子水、复合乳化剂及3份有机硅、5份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸丁酯、3份富马酸、2份甲基丙烯酸-β-羟丙酯，于60℃下搅拌预乳化40min；升温至80℃，然后将剩余的混合单体及过硫酸钾滴加到烧瓶中，搅拌下聚合反应3h，得到蓝相白色有机硅-丙烯酸酯共聚乳液，用100目筛子过滤，既得常规型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液。
（2）功能调湿性内墙涂料的制备
配方：以重量份计
有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液1份、膨润土0.1份、硅藻土(CD02)0.1份、硅藻土(CD05)0.1份、蒙脱土0.1份、滑石粉0.1份、高岭土2份、钛白粉2份、去离子水10份。
其制备工艺同实施例1。
涂料的基本性能指标见表3；
涂料的调湿性能见图1。
实施例4
（1）有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，是由以下原料和工艺制备而成：
原料配比：以重量份计
有机硅氨基丙基三乙氧基硅烷20份，甲基丙烯酸甲酯40份，丙烯酸丁酯40份，甲基丙烯酸20份，甲基丙烯酸-β-羟丙酯30份，碳酸氢钠10份、过硫酸钾8份、复合乳化剂10份（2.5份非离子型乳化剂Tween-20，7.5份离子型十二烷基硫酸钠），去离子水40份。
工艺：是在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入去离子水、复合乳化剂及5份有机硅、8份甲基丙烯酸甲酯、8份丙烯酸丁酯、4份甲基丙烯酸、5份甲基丙烯酸-β-羟丙酯，于50℃下搅拌预乳化60min；升温至75℃，然后将剩余的混合单体及过硫酸钾滴加到烧瓶中，搅拌下聚合反应4h，得到蓝相白色有机硅-丙烯酸酯共聚乳液，用100目筛子过滤，既得常规型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液。
（2）功能调湿性内墙涂料的制备
配方：以重量份计
有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液20份、膨润土10份、硅藻土(CD02)30份、硅藻土(CD05) 10份、蒙脱土10份、滑石粉20份、轻体碳酸钙10份、重体碳酸钙10份、高岭土5份、钛白粉10份、去离子水80份。
其制备工艺同实施例1。
涂料的基本性能指标见表3；
涂料的调湿性能见图1。
实施例5
（1）有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，是由以下原料和工艺制备而成：
原料配比：以重量份计
有机硅3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷30份，甲基丙烯酸甲酯30份，丙烯酸丁酯50份，丙烯酸30份，甲基丙烯酸-β-羟丙酯20份，碳酸氢钠10份、过硫酸钾10份、复合乳化剂9份（1份非离子型乳化剂Tween-20，8份离子型十二烷基硫酸钠），去离子水50份。
工艺：是在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入去离子水、复合乳化剂及1份有机硅、1份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸丁酯、2份丙烯酸、2份甲基丙烯酸-β-羟丙酯，于40℃下搅拌预乳化80min；升温至65℃，然后将剩余的混合单体及过硫酸钾滴加到烧瓶中，搅拌下聚合反应5h，得到蓝相白色有机硅-丙烯酸酯共聚乳液，用100目筛子过滤，既得常规型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液。
（2）功能调湿性内墙涂料的制备
配方：以重量份计
有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液35份、膨润土20份、硅藻土(CD02)40份、硅藻土(CD05) 10份、蒙脱土30份、滑石粉30份、轻体碳酸钙20份、重体碳酸钙10份、高岭土15份、钛白粉15份、去离子水100份。
其制备工艺同实施例1。
涂料的基本性能指标见表3；
涂料的调湿性能见图1。
实施例6
（1）有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，是由以下原料和工艺制备而成：
原料配比：以重量份计
有机硅甲基丙烯酸基丙基三甲氧基硅烷20份，甲基丙烯酸甲酯20份，丙烯酸丁酯30份，富马酸20份，甲基丙烯酸-β-羟丙酯15份，碳酸氢钠5份、过硫酸钾10份、复合乳化剂6份（2份非离子型乳化剂Tween-20，4份离子型十二烷基硫酸钠），去离子水30份。
工艺：是在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入去离子水、复合乳化剂及1.5份有机硅、2.5份甲基丙烯酸甲酯、3份丙烯酸丁酯、2份富马酸、1.5份甲基丙烯酸-β-羟丙酯，于30℃下搅拌预乳化90min；升温至95℃，然后将剩余的混合单体及过硫酸钾滴加到烧瓶中，搅拌下聚合反应1h，得到蓝相白色有机硅-丙烯酸酯共聚乳液，用100目筛子过滤，既得常规型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液。
（2）功能调湿性内墙涂料的制备
配方：以重量份计
有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液40份、膨润土30份、硅藻土(CD02)25份、硅藻土(CD05)25份、蒙脱土15份、滑石粉15份、轻体碳酸钙15份、重体碳酸钙15份、高岭土25份、钛白粉20份、去离子水120份。
其制备工艺同实施例1。
涂料的基本性能指标见表3；
涂料的调湿性能见图1。
实施例7
（1） 核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液的制备
原料配比：以重量份计
核单体：甲基丙烯酸甲酯1份，丙烯酸丁酯1份，丙烯酸1份；
壳单体：有机硅3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷1份，甲基丙烯酸-β-羟丙酯1份，甲基丙烯酸甲酯1份，丙烯酸丁酯1份。
碳酸氢钠1份、过硫酸铵1份、复合乳化剂1份（0.5份非离子型乳化剂Tween-20，0.5份离子型十二烷基硫酸钠），去离子水1份。
制备工艺：
A）核微粒：将碳酸氢钠、乳化剂溶解于去离子水中，并置于装有温度计、冷凝管、滴液漏斗、电动搅拌器的四颈烧瓶中，体系升温至60℃；将核单体混合物及总量1/2的过硫酸铵滴加到上述体系中，搅拌反应6h，得到核微粒；
B）核壳型乳液的制备：将剩余过硫酸铵及壳单体混合物加入到上述核微粒体系中，搅拌反应6 h，得聚合乳液；冷却至30℃，用氨水调节pH=7~8，用100目筛子过滤，得到核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液。
（2）功能调湿性内墙涂料的制备
配方：以重量份计
核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液1份、膨润土0.1份、硅藻土(CD02)0.1份、硅藻土(CD05)0.1份、蒙脱土0.1份、滑石粉0.1份、重体碳酸钙1份、高岭土1份、去离子水10份。
制备工艺：将膨润土、硅藻土(CD02)、硅藻土(CD05)、蒙脱土、滑石粉、轻体碳酸钙、重体碳酸钙、高岭土、钛白粉及核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液混合后用去离子水调匀，研磨至细度在80μm以下，再兑稀到用涂_6杯测量粘度为15~150s；然后经过滤、检验、包装，即可得功能型室内调湿涂料。
涂料的基本性能指标见表3；
涂料的调湿性能见图1。
实施例8
（1）核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，是由以下原料和工艺制备而成：
原料配比：以重量份计
核单体：甲基丙烯酸甲酯0.5份，丙烯酸丁酯2份，富马酸1份；
壳单体：有机硅甲基丙烯酸基丙基三甲氧基硅烷5份，甲基丙烯酸-β-羟丙酯2份，甲基丙烯酸甲酯0.5份，丙烯酸丁酯0.5份。
碳酸氢钠2份、过硫酸钾2份、复合乳化剂4份（1份非离子型乳化剂Tween-20，3份离子型十二烷基硫酸钠），去离子水5份。
制备工艺：
A）核微粒：将碳酸氢钠、乳化剂溶解于去离子水中，并置于装有温度计、冷凝管、滴液漏斗、电动搅拌器的四颈烧瓶中，体系升温至95℃；将核单体混合物及总量1/3的过硫酸钾滴加到上述体系中，搅拌反应1h，得到核微粒；
B）核壳型乳液的制备：将剩余过硫酸钾及壳单体混合物加入到上述核微粒体系中，搅拌反应1h，得聚合乳液；冷却至60℃，用氨水调节pH=7~8，用100目筛子过滤，得到核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液。
（2）功能调湿性内墙涂料的制备
配方：以重量份计
核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液30份、膨润土30份、硅藻土(CD02)25份、硅藻土(CD05) 25份、蒙脱土15份、滑石粉15份、轻体碳酸钙15份、重体碳酸钙15份、高岭土25份、钛白粉20份、去离子水100份。
其制备工艺同实施例7。
涂料的基本性能指标见表3；
涂料的调湿性能见图1。
实施例9
（1）核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，是由以下原料和工艺制备而成：
原料配比：以重量份计
核单体：甲基丙烯酸甲酯20份，丙烯酸丁酯20份，富马酸30份；
壳单体：有机硅氨基丙基三乙氧基硅烷10份，甲基丙烯酸-β-羟丙酯10份，甲基丙烯酸甲酯20份，丙烯酸丁酯10份。
碳酸氢钠8份、过硫酸钾6份、复合乳化剂6份（1份非离子型乳化剂Tween-20，5份离子型十二烷基硫酸钠），去离子水20份。
制备工艺：
A）核微粒：将碳酸氢钠、乳化剂溶解于去离子水中，并置于装有温度计、冷凝管、滴液漏斗、电动搅拌器的四颈烧瓶中，体系升温至70℃；将核单体混合物及总量1/2的过硫酸钾滴加到上述体系中，搅拌反应5h，得到核微粒；
B）核壳型乳液的制备：将剩余过硫酸钾及壳单体混合物加入到上述核微粒体系中，搅拌反应5h，得聚合乳液；冷却至40℃，用氨水调节pH=7~8，用100目筛子过滤，得到核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液。
（2）功能调湿性内墙涂料的制备
配方：以重量份计
核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液45份、膨润土5份、硅藻土(CD02)40份、硅藻土(CD05)40份、蒙脱土20份、滑石粉5份、轻体碳酸钙20份、重体碳酸钙25份、高岭土10份、钛白粉5份、去离子水90份。
其制备工艺同实施例7。
涂料的基本性能指标见表3；
涂料的调湿性能见图1。
实施例10
（1）核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，是由以下原料和工艺制备而成：
原料配比：以重量份计
核单体：甲基丙烯酸甲酯20份，丙烯酸丁酯20份，丙烯酸30份；
壳单体：有机硅3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷10份，甲基丙烯酸-β-羟丙酯10份，甲基丙烯酸甲酯20份，丙烯酸丁酯10份。
碳酸氢钠8份、过硫酸铵6份、复合乳化剂6份（1份非离子型乳化剂Tween-20，6份离子型十二烷基硫酸钠），去离子水20份。
制备工艺：
A）核微粒：将碳酸氢钠、乳化剂溶解于去离子水中，并置于装有温度计、冷凝管、滴液漏斗、电动搅拌器的四颈烧瓶中，体系升温至85℃；将核单体混合物及总量1/2的过硫酸铵滴加到上述体系中，搅拌反应4h，得到核微粒；
B）核壳型乳液的制备：将剩余过硫酸铵及壳单体混合物加入到上述核微粒体系中，搅拌反应4h，得聚合乳液；冷却至50℃，用氨水调节pH=7~8，用100目筛子过滤，得到核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液。
（2）功能调湿性内墙涂料的制备
配方：以重量份计
核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液25份、膨润土8份、硅藻土(CD02)10份、硅藻土(CD05)20份、蒙脱土5份、滑石粉25份、轻体碳酸钙5份、重体碳酸钙5份、高岭土10份、钛白粉10份、去离子水110份。
其制备工艺同实施例7。
涂料的基本性能指标见表3；
涂料的调湿性能见图1。
实施例11
（1）核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，是由以下原料和工艺制备而成：
原料配比：以重量份计
核单体：甲基丙烯酸甲酯10份，丙烯酸丁酯10份，丙烯酸15份；
壳单体：有机硅甲基丙烯酸基丙基三甲氧基硅烷15份，甲基丙烯酸-β-羟丙酯15份，甲基丙烯酸甲酯15份，丙烯酸丁酯15份。
碳酸氢钠5份、过硫酸钾5份、复合乳化剂8份（1份非离子型乳化剂Tween-20，7份离子型十二烷基硫酸钠），去离子水30份。
制备工艺：
A）核微粒：将碳酸氢钠、乳化剂溶解于去离子水中，并置于装有温度计、冷凝管、滴液漏斗、电动搅拌器的四颈烧瓶中，体系升温至80℃；将核单体混合物及总量1/3的过硫酸钾滴加到上述体系中，搅拌反应4h，得到核微粒；
B）核壳型乳液的制备：将剩余过硫酸钾及壳单体混合物加入到上述核微粒体系中，搅拌反应4h，得聚合乳液；冷却至45℃，用氨水调节pH=7~8，用100目筛子过滤，得到核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液。
（2）功能调湿性内墙涂料的制备
配方：以重量份计
核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液30份、膨润土30份、硅藻土(CD02)5份、硅藻土(CD05)5份、蒙脱土5份、滑石粉15份、轻体碳酸钙5份、重体碳酸钙5份、钛白粉5份、去离子水100份。
其制备工艺同实施例7。
涂料的基本性能指标见表3；
涂料的调湿性能见图1。
实施例12
（1）核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，是由以下原料和工艺制备而成：
原料配比：以重量份计
核单体：甲基丙烯酸甲酯20份，丙烯酸丁酯20份，甲基丙烯酸30份；
壳单体：有机硅单体氨基丙基三乙氧基硅烷30份，甲基丙烯酸-β-羟丙酯30份，甲基丙烯酸甲酯30份，丙烯酸丁酯30份。
碳酸氢钠10份、过硫酸钾10份、复合乳化剂10份（4份非离子型乳化剂Tween-20，6份离子型十二烷基硫酸钠），去离子水50份。
制备工艺：
A）核微粒：将碳酸氢钠、乳化剂溶解于去离子水中，并置于装有温度计、冷凝管、滴液漏斗、电动搅拌器的四颈烧瓶中，体系升温至75℃；将核单体混合物及总量1/3的过硫酸钾滴加到上述体系中，搅拌反应5h，得到核微粒；
B）核壳型乳液的制备：将剩余过硫酸钾及壳单体混合物加入到上述核微粒体系中，搅拌反应5h，得聚合乳液；冷却至20℃，用氨水调节pH=7~8，用100目筛子过滤，得到核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液。
（2）功能调湿性内墙涂料的制备
配方：以重量份计
核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液30份、膨润土2份、硅藻土(CD02)10份、硅藻土(CD05)20份、蒙脱土30份、滑石粉15份、轻体碳酸钙12份、重体碳酸钙18份、高岭土5份、钛白粉30份、去离子水80份。
其制备工艺同实施例7。
涂料的基本性能指标见表3；
涂料的调湿性能见图1。
实施例13
（1）核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，是由以下原料和工艺制备而成：
原料配比：以重量份计
核单体：甲基丙烯酸甲酯15份，丙烯酸丁酯15份，丙烯酸25份；
壳单体：有机硅3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷25份，甲基丙烯酸-β-羟丙酯20份，甲基丙烯酸甲酯25份，丙烯酸丁酯15份。
碳酸氢钠8份、过硫酸铵6份、复合乳化剂7份（1份非离子型乳化剂Tween-20，6份离子型十二烷基硫酸钠），去离子水40份。
制备工艺：
A）核微粒：将碳酸氢钠、乳化剂溶解于去离子水中，并置于装有温度计、冷凝管、滴液漏斗、电动搅拌器的四颈烧瓶中，体系升温至90℃；将核单体混合物及总量1/3的过硫酸铵滴加到上述体系中，搅拌反应2h，得到核微粒；
B）核壳型乳液的制备：将剩余过硫酸铵及壳单体混合物加入到上述核微粒体系中，搅拌反应2h，得聚合乳液；冷却至40℃，用氨水调节pH=7~8，用100目筛子过滤，得到核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液。
（2）功能调湿性内墙涂料的制备
配方：以重量份计
核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液30份、膨润土15份、硅藻土(CD02)5份、硅藻土(CD05)5份、蒙脱土5份、滑石粉5份、轻体碳酸钙15份、重体碳酸钙15份、高岭土25份、钛白粉20份、去离子水60份。
其制备工艺同实施例7。
涂料的基本性能指标见表3；
涂料的调湿性能见图1。
Claims (10)
1.有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，是以有机硅，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，不饱和烃基酸，甲基丙烯酸-β-羟丙酯为共聚单体，以去离子水为溶剂，以过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，以碳酸氢钠为中和剂，在乳化剂存在下引发聚合而得。
2.如权利要求1所述有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，其特征在于：所述各原料按以下重量份进行配比：
有机硅1~30份，甲基丙烯酸甲酯1~50份，丙烯酸丁酯1~50，不饱和烃基酸1~30，甲基丙烯酸-β-羟丙酯1~30份，中和剂1~10份、引发剂1~10份、乳化剂1~10份，去离子水1~50份。
3.如权利要求1或2所述有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，其特征在于：所述有机硅为3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸基丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种。
4.如权利要求1或2所述有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，其特征在于：所述不饱和烃基酸为甲基丙烯酸、丙烯酸、富马酸中的至少一种。
5.如权利要求1或2所述有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液，其特征在于：所述乳化剂是由非离子型乳化剂Tween-20和离子型乳化剂十二烷基硫酸钠以1:1~1:8的质量比复合而成。
6.如权利要求1所述有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，是在反应器中加入去离子水、乳化剂及有机硅、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、不饱和烃基酸、甲基丙烯酸-β-羟丙酯总量5~20%的混合单体，于20~70℃下搅拌预乳化20~100min；升温至60~95℃，然后将引发剂及剩余的混合单体加入到反应器中，搅拌下聚合反应1~6h，得到蓝相白色有机硅-丙烯酸酯共聚乳液，用100目筛子过滤，既得常规型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液。
7.如权利要求1所述有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，包括以下工艺步骤：
（1）核微粒：将中和剂、乳化剂溶解于去离子水中，升温至60~95℃；将核单体混合物及总量1/3~1/2的引发剂滴加到上述体系中，搅拌反应1~6h，得到核微粒；所述核单体混合物由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯，不饱和烃基酸组成；
（2）核壳型乳液的制备：将剩余引发剂及壳单体混合物加入到上述核微粒体系中，搅拌反应1~6 h，得聚合乳液；冷却至20~60℃，用氨水调节pH=7~8，用100目筛子过滤，得到核壳型有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液；所述壳单体混合物由有机硅单体、甲基丙烯酸-β-羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸丁酯组成。
8.如权利要求7所述有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，其特征在于：所述核单体混合物的组成为：甲基丙烯酸甲酯0.5~20份，丙烯酸丁酯0.5~20，不饱和烃基酸1~30。
9.如权利要求7所述有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法，其特征在于：所述壳单体混合物的组成为：有机硅单体1~30份，甲基丙烯酸-β-羟丙酯1~30份，甲基丙烯酸甲酯0.5~30份，丙烯酸丁酯0.5~30份。
10.如权利要求1所述有机硅-丙烯酸酯共聚物乳液作为成膜物在制备室内调湿涂料中的应用。
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