CN103044613A - 氟硅改性弹性自交联核壳乳液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氟硅改性弹性自交联核壳乳液及其制备方法，所述氟硅改性弹性自交联核壳乳液主要由去离子水、核层单体、壳层单体、交联单体、乙烯基硅烷、含氟丙烯酸酯单体、乳化剂、引发剂、固化剂、pH缓冲剂、pH调节剂等制备而成；所述的氟硅改性丙烯酸弹性自交联核壳乳液具有外硬内软的结构，提高耐沾污性能、耐水性优异，且工艺简单，稳定性好，可广泛应用于建筑外墙涂料中。
Description
技术领域
本发明可用于建筑外墙的涂装，涉及一种氟硅改性弹性自交联核壳乳液及其制备方法
背景技术
近年来，为了提高丙烯酸酯弹性乳液的耐沾污性能得到越来越多人的研究，中国发明专利CN101092468A采用氟硅改性自交联丙烯酸酯微乳液，设计的粒径为10-100nm，虽然在成膜致密性上得到提高，但由于乳化剂的用量加大，使得该种乳液的耐水性能相对较差；中国发明专利CN102321326A设计了一种内软外硬核壳结构的弹性自交联乳液，乳液的力学性能得到明显提高，但是耐沾污性能、耐水性能仍不够优异。
发明内容
本发明的目的是提供一种能赋予漆膜优良的疏水疏油、耐沾污性能，并且能赋予聚合物更好附着力和疏水性，以及大幅度提高弹性乳液的性能和附着力的氟硅改性弹性自交联核壳乳液及其制备方法。
为实现本发明的目的采用的技术方案是：一种氟硅改性弹性自交联核壳乳液，其特征在于：所述的氟硅改性弹性自交联核壳乳液的各组分按重量比如下：
去离子水：44~50 份
核层单体：30~40份
壳层单体：4~10份
交联单体：0.1~0.5份
乙烯基硅烷：0.1~0.5份
含氟丙烯酸酯单体：1~10份
乳化剂：0.5~1.0份
引发剂：0.1~0.3份
固化剂：0.35~0.4份
pH缓冲剂：0.01~0.05份
pH调节剂：0.1~0.5份。
所述核层单体和壳层单体主要的是有（甲基）丙烯酸酯类单体；所述（甲基）丙烯酸酯类单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酰胺中的一种或几种的混合物。
所述交联单体采用双丙酮丙烯酰胺。
所述乙烯基硅烷为乙烯基三甲基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷的一种。
所述含氟丙烯酸酯单体为丙烯酸六氟丁酯，甲基丙烯酸十二氟庚酯，甲基丙烯酸十三氟辛酯的一种。
所述乳化剂包括有阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂，所述阴离子乳化剂为烷基聚氧乙烯硫酸钠、烷基酚乙氧化物硫酸铵盐、烷基二苯醚二磺酸盐、直链醇乙氧化物硫酸钠盐中的一种；所述非离子型乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚。
所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵的一种；所述固化剂为碳酸酰肼、己二酸二酰肼、丁二酸二酰肼中的一种。
所述pH缓冲剂为碳酸氢钠、碳酸钠中的一种；所述pH调节剂为氨水、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种。
上述氟硅改性弹性自交联核壳乳液的制备方法包括以下的步骤：
（1）、在三口烧瓶中加入去离子水、乳化剂、（甲基）丙烯酸酯类单体，高速搅拌乳化，制得单体预乳化液；
（2）、将去离子水、阴离子乳化剂、非离子乳化剂以及pH缓冲剂加入带有冷凝管、滴加装置、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，搅拌水浴升温至82±2℃；待反应四口烧瓶中体系温度达82±2℃，加入5%单体预乳化液及引发剂；待体系变蓝后温度稳定在83 ℃ ，滴加2/3单体预乳化液及引发剂，滴加2小时；随后把剩余的1/3单体预乳化液中加入交联单体、乙烯基硅烷和含氟丙烯酸酯单体，高速搅拌预乳化10分钟，后开始滴加1小时完毕；
（3）、冷却至45℃，用氨水调节pH值至7-8，加入固化剂，搅拌后过滤得乳白色带蓝光的氟硅改性弹性自交联核壳乳液。
本发明所述的氟硅改性丙烯酸弹性自交联核壳乳液具有外硬内软的结构，提高耐沾污性能、耐水性优异，且工艺简单，稳定性好，可广泛应用于建筑外墙涂料中。
具体实施方式
下面根据实例对本发明进一步说明：
一种氟硅改性弹性自交联核壳乳液，其特征在于：所述的氟硅改性弹性自交联核壳乳液的各组分按重量比如下：
去离子水：44~50 份
核层单体：30~40份
壳层单体：4~10份
交联单体：0.1~0.5份
乙烯基硅烷：0.1~0.5份
含氟丙烯酸酯单体：1~10份
乳化剂：0.5~1.0份
引发剂：0.1~0.3份
固化剂：0.35~0.4份
pH缓冲剂：0.01~0.05份
pH调节剂：0.1~0.5份。
上述核层单体和壳层单体主要是（甲基）丙烯酸酯类单体；所述（甲基）丙烯酸酯类单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酰胺中的一种或几种的混合物；所述交联单体采用双丙酮丙烯酰胺；所述乙烯基硅烷为乙烯基三甲基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷的一种；所述含氟丙烯酸酯单体为丙烯酸六氟丁酯，甲基丙烯酸十二氟庚酯，甲基丙烯酸十三氟辛酯的一种；所述乳化剂包括有阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂，所述阴离子乳化剂为烷基聚氧乙烯硫酸钠、烷基酚乙氧化物硫酸铵盐、烷基二苯醚二磺酸盐、直链醇乙氧化物硫酸钠盐中的一种；所述非离子型乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚；所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵的一种；所述固化剂为碳酸酰肼、己二酸二酰肼、丁二酸二酰肼中的一种；所述pH缓冲剂为碳酸氢钠、碳酸钠中的一种；所述pH调节剂为氨水、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种。
上述氟硅改性弹性自交联核壳乳液的制备方法包括以下的步骤：
首先，在三口烧瓶中加入先后准确称量去离子水 300g，阴离子乳化剂ARICO2518 2g，非离子乳化剂Emulsogen LCN407 2g，甲基丙烯酸甲酯 120g，丙烯酸丁酯 330g，甲基丙烯酸 2g，丙烯酰胺 7g，高速搅拌预乳化，制得单体预乳化液。
其次，将去离子水 150，阴离子乳化剂ARICO2518 1g，非离子乳化剂Emulsogen LCN407 2g，碳酸氢钠 0.5g加入带有冷凝管、滴加装置、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，搅拌水浴升温至82±2℃；待反应四口烧瓶中体系温度达82±2℃，加入5%单体预乳化液及0.4g过硫酸铵需要溶解于5g 去离子水中；待体系变蓝后温度稳定在83 ℃ ，滴加2/3单体预乳化液及1.0g过硫酸铵需要溶解于20g 去离子水中，滴加2小时；随后在剩余的1/3单体预乳化液中加入双丙酮丙烯酰胺 4g用10g 去离子水溶解，乙烯基三甲基硅烷 5g，甲基丙烯酸十二氟庚酯 40g，高速搅拌预乳化10分钟， 后开始滴加，1小时滴加完毕。
最后，冷却至45℃，用氨水调节pH值至 7-8，加入己二酸二酰肼 3.5g溶于30g去离子水中，搅拌后过滤得乳白色带蓝光的氟硅改性室温自交联丙烯酸酯弹性乳液。
Claims (9)
1.一种氟硅改性弹性自交联核壳乳液，其特征在于：所述的氟硅改性弹性自交联核壳乳液的各组分按重量比如下：
去离子水：44~50 份
核层单体：30~40份
壳层单体：4~10份
交联单体：0.1~0.5份
乙烯基硅烷：0.1~0.5份
含氟丙烯酸酯单体：1~10份
乳化剂：0.5~1.0份
引发剂：0.1~0.3份
固化剂：0.35~0.4份
pH缓冲剂：0.01~0.05份
pH调节剂：0.1~0.5份。
2.根据权利要求1所述的氟硅改性弹性自交联核壳乳液，其特征在于：所述核层单体和
壳层单体主要的是有丙烯酸酯类单体；所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酰胺中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的氟硅改性弹性自交联核壳乳液，其特征在于：所述交联单体优
选为采用双丙酮丙烯酰胺。
4.根据权利要求1所述的氟硅改性弹性自交联核壳乳液，其特征在于：所述乙烯基
硅烷优选为乙烯基三甲基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷的一种。
5.根据权利要求1所述的氟硅改性弹性自交联核壳乳液，其特征在于：所述含氟丙烯酸
酯单体优选为为丙烯酸六氟丁酯，甲基丙烯酸十二氟庚酯，甲基丙烯酸十三氟辛酯的一种。
6.根据权利要求1所述的氟硅改性弹性自交联核壳乳液，其特征在于：所述乳化剂包括有阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂，所述阴离子乳化剂为烷基聚氧乙烯硫酸钠、烷基酚乙氧化物硫酸铵盐、烷基二苯醚二磺酸盐、直链醇乙氧化物硫酸钠盐中的一种；所述非离子型乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚。
7.根据权利要求1所述的氟硅改性弹性自交联核壳乳液，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵的一种；所述固化剂为碳酸酰肼、己二酸二酰肼、丁二酸二酰肼中的一种。
8.根据权利要求1所述的氟硅改性弹性自交联核壳乳液，其特征在于：所述pH缓冲剂为碳酸氢钠、碳酸钠中的一种；所述pH调节剂为氨水、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种。
9.上述氟硅改性弹性自交联核壳乳液的制备方法，其特征在于：包括以下的步骤：
（1）、在三口烧瓶中加入去离子水、乳化剂、甲基丙烯酸酯类单体，高速搅拌乳化，制得单体预乳化液；
（2）、将去离子水、阴离子乳化剂、非离子乳化剂以及pH缓冲剂加入带有冷凝管、滴加装置、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，搅拌水浴升温至82±2℃；待反应四口烧瓶中体系温度达82±2℃，加入上述步骤1中获得的5%单体预乳化液及引发剂；待体系变蓝后温度稳定在83 ℃ ，滴加剩余95%单体预乳化液中的2/3单体预乳化液及引发剂，滴加2小时；随后把余下的所有单体预乳化液加入交联单体、乙烯基硅烷和含氟丙烯酸酯单体，高速搅拌预乳化10分钟，后开始滴加1小时完毕；
（3）、冷却至45℃，用氨水调节pH值至7-8，加入固化剂，搅拌后过滤得乳白色带蓝光的氟硅改性弹性自交联核壳乳液。
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