CN103265659B - 高遮盖力聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯复合乳液及其制备方法 - Google Patents

高遮盖力聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯复合乳液及其制备方法 Download PDF

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本发明涉及一种高遮盖力聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯复合乳液及其制备方法，其组分及其组分含量按质量份数计为：醋酸乙烯酯23.5～25.5份；苯乙烯15.8～17.0份；辛烷基酚聚氧乙烯醚1.80～2.40份；十二烷基硫酸钠0.35～0.60份；过硫酸钾或过硫酸铵0.15～0.26份；去离子水55.0～60.0份，包括有以下步骤：1）聚醋酸乙烯酯种子乳液的制备；2）聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯复合乳液的制备。本发明的优点:①聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯复合乳液用作涂料不需要加入昂贵的颜料而具有光学不透明的高遮盖力，可大大降低成本，遮盖力最高可达到523.46g/m2；②其制备简单，反应时间短。

Description

高遮盖力聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯复合乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高遮盖力聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯（PVAc/PS）复合乳液及其制备方法。
背景技术
目前我国涂料还停留在低遮盖率、易褪色老化、性能差的较低档次水平上。我国大量使用的低成本、高颜料体积浓度的乳液涂料的配方中基料（主要成膜物）的用量只有9%，而添加的助剂在配方成本中所占的比例很大。除了成膜助剂能够提高乳胶漆的性能以外，其他助剂对乳胶漆的涂膜性能只是改善而没有显著提高。以装饰性能为主的内墙涂料，必须具有很好的遮盖住基材不见底部的能力。遮盖力是衡量涂料性能的重要指标之一，而决定涂料遮盖力的最主要因素是颜料和基料的折射率之差。两折射率之差越大，颜料的遮盖能力就越强。聚醋酸乙烯酯乳胶涂料大量用于内墙涂料，如果人们可以研发出具有高遮盖力的新型聚醋酸乙烯酯乳胶涂料，无需添加高成本的颜填料而直接运用于内墙的涂刷，就能够大大降低成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提出一种高遮盖力聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯复合乳液及其制备方法，解决了聚醋酸乙烯酯内墙涂料需要加入颜料来提高遮盖力的问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：高遮盖力聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯（PVAc/PS）复合乳液，其组分及其组分含量按质量份数计为：醋酸乙烯酯 23.5～25.5份；苯乙烯 15.8～17.0份；辛烷基酚聚氧乙烯醚 1.80～2.40份；十二烷基硫酸钠 0.35～0.60份；过硫酸钾或过硫酸铵 0.15～0.26份；去离子水 55.0～60.0份。
高遮盖力聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯复合乳液的制备方法，包括有以下步骤：
1）聚醋酸乙烯酯种子乳液的制备
（a）制备预乳化核单体：将0.90～1.20份辛烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）、0.175～0.30份十二烷基硫酸钠（SDS）和7.83～8.50份去离子水加入到三口烧瓶中，缓慢搅拌至全部溶解得到复合乳化剂溶液，然后称取23.3～25.5份醋酸乙烯酯（VAc）倒入三口烧瓶中，继续搅拌均匀，制得乳白色稳定的预乳液；
（b）种子乳液聚合：向四口烧瓶中加入0.45～0.60份辛烷基酚聚氧乙烯醚、0.0875～0.1500份十二烷基硫酸钠、0.0225～0.0390份过硫酸钾或过硫酸铵和13.10～18.42份去离子水，缓慢搅拌混合均匀至完全溶解，升温到70～75℃缓慢滴加步骤（a）所制预乳液，控制滴加速度在4-10s/d，然后以10-24s/d的速度滴加过硫酸钾或过硫酸铵溶液6.81～11.82份，过硫酸钾或过硫酸铵溶液必须在预乳液之后滴加完毕，滴毕后恒温1～2h，自然冷却出料，经过滤筛过滤得到稳定种子乳液；
2）聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯复合乳液的制备
取0.45～0.60份辛烷基酚聚氧乙烯醚、0.0875～0.1500份十二烷基硫酸钠于小烧杯中，加入11.5～16.0份去离子水，缓慢搅拌使其完全溶解且无泡沫得到复合乳化剂溶液，取步骤（b）所制种子乳液置于四口烧瓶中，在恒温水浴条件下，将制备好的复合乳化剂溶液滴入到种子乳液中，搅拌均匀并逐渐升温至70～80℃，将15.8～17.0份苯乙烯缓慢滴加到四口烧瓶中，然后缓慢连续滴加6.05～10.51份过硫酸钾或过硫酸铵溶液，滴完之后保温1～2h，自然冷却并过筛出料，即得到聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯复合乳液。
本发明的作用机理：聚醋酸乙烯酯和聚苯乙烯都是透明的，没有遮盖能力，但聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯核壳乳液具有遮盖能力，作用机理如下：目前普通内墙涂料主要使用碳酸钙（轻质型和重质型折射率分别为1.52和1.58）、滑石粉（折射率为1.59）、硅灰石粉（折射率为1.63）等颜填料。聚醋酸乙烯酯的折射率为1.47，而聚苯乙烯的折射率为1.59～1.60。聚苯乙烯的折射率与滑石粉、碳酸钙、硅灰石粉的折射率相当，所以以一定比例制得的聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯核壳乳液遮盖能力与普通内墙涂料的遮盖能力相当。当光线通过所得复合乳胶粒的壳层界面、核-壳界面时会发生散射作用，若增大复合乳胶粒的壳层界面比表面积及核-壳界面的微球表面积，光线将会在复合乳胶粒不同界面上经过多次反射积累就会加强聚醋酸乙烯酯乳液的遮盖能力。
本发明的优点:①聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯复合乳液用作涂料不需要加入昂贵的颜料而具有光学不透明的高遮盖力，可大大降低成本，遮盖力最高可达到523.46g/m2；②其制备简单，反应时间短。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯复合乳液的制备方法，包括如下步骤：
1）聚醋酸乙烯酯种子乳液的制备
（a）制备预乳化核单体：将1.12份OP-10、0.28份SDS和8.0份去离子水加入到三口烧瓶中，缓慢搅拌至OP-10/SDS复合乳化剂全部溶解，然后称取24.0份VAc倒入三口烧瓶中，以适当的搅拌速度继续搅拌20min，制得乳白色稳定的预乳液；
（b）种子乳液聚合：向四口烧瓶中加入0.56份OP-10、0.14份SDS、0.036份KPS和15.4份去离子水，缓慢搅拌混合均匀至完全溶解，升温到70℃缓慢滴加步骤（a）所制预乳液，控制滴加速度在4-5s/d，约30min后以10-12s/d的速度滴加质量分数为0.99%的KPS溶液10.908份，引发剂KPS溶液必须在预乳液之后滴加完毕，引发剂滴完之后恒温1h，自然冷却出料，过200目筛得到种子乳液；
2）PVAc/PS复合乳液的制备
取0.56份OP-10、0.14份SDS于小烧杯中，加入13.2份去离子水，缓慢搅拌使其完全溶解且无泡沫，取步骤（b）所制种子乳液置于四口烧瓶中，在恒温水浴条件下，将制备好的复合乳化剂溶液约15min滴入到种子乳液中，以一定速度搅拌20min并逐渐升温至73℃，将16.0份St缓慢滴加到四口烧瓶中制备核壳乳液，约30min后以一定速度缓慢滴加9.696份0.99%的KPS溶液，引发剂KPS溶液滴完之后保温1h，自然冷却并过200目筛出料，即得到PVAc/PS复合乳液。用刷涂法测得它的遮盖力为523.46g/m2。
实施例2：
制备PVAc/PS核/壳乳液共聚物包括如下步骤：
1）聚醋酸乙烯酯种子乳液的制备
（a）制备预乳化核单体：将1.176份OP-10、0.294份SDS和8.4份去离子水加入到三口烧瓶中，缓慢搅拌至复合乳化剂全部溶解，然后称取25.2份VAc倒入三口烧瓶中，以适当的搅拌速度继续搅拌20min，制得乳白色稳定的预乳液；
（b）种子乳液聚合：向四口烧瓶中加入0.588份OP-10、0.147份SDS、0.0378份KPS和13.26份去离子水，缓慢搅拌混合均匀至完全溶解，升温到70℃缓慢滴加步骤（a）所制预乳液，控制滴加速度在4-5s/d。约30min后以10-12s/d的速度滴加质量分数为0.99%的KPS溶液11.4534份，引发剂KPS溶液必须在预乳液之后滴加完毕，引发剂滴完之后恒温1h，自然冷却出料，过200目筛得到种子乳液；
2）PVAc/PS复合乳液的制备
取0.588份OP-10、0.147份SDS于小烧杯中，加入11.92份去离子水，缓慢搅拌使其完全溶解且无泡沫。取步骤（b）所制种子乳液置于四口烧瓶中，在恒温水浴条件下，将制备好的复合乳化剂溶液约15min滴入到种子乳液中，以一定速度搅拌20min并逐渐升温至73℃，将16.8份St缓慢滴加到四口烧瓶中制备核壳乳液，约30min后以一定速度缓慢滴加10.1808份0.99%的KPS溶液。引发剂溶液滴完之后保温1h，自然冷却并过筛出料，即得到PVAc/PS复合乳液，用刷涂法测得它的遮盖力为524.68g/m2。
实施例3：
制备PVAc/PS核/壳乳液共聚物包括如下步骤：
1）聚醋酸乙烯酯种子乳液的制备
（a）制备预乳化核单体：将1.167份OP-10、0.2327份SDS和8.0份去离子水加入到三口烧瓶中，缓慢搅拌至复合乳化剂全部溶解，然后称取24.0份VAc倒入三口烧瓶中，以适当的搅拌速度继续搅拌20min，制得乳白色稳定的预乳液；
（b）种子乳液聚合：向四口烧瓶中加入0.583份OP-10、0.117份SDS、0.036份KPS和15.4份去离子水，缓慢搅拌混合均匀至完全溶解，升温到70℃缓慢滴加步骤（a）所制预乳液，控制滴加速度在4-5s/d，约30min后以10-12s/d的速度滴加质量分数为0.99%的KPS溶液10.908份，引发剂KPS溶液必须在预乳液之后滴加完毕，引发剂滴完之后恒温1h，自然冷却出料，过200目筛得到种子乳液；
2）PVAc/PS复合乳液的制备
取0.583份OP-10、0.117份SDS于小烧杯中，加入13.2份去离子水，缓慢搅拌使其完全溶解且无泡沫，取步骤（b）所制种子乳液置于四口烧瓶中，在恒温水浴条件下，将制备好的复合乳化剂溶液约15min滴入到种子乳液中，以一定速度搅拌20min并逐渐升温至73℃，将16.0份St缓慢滴加到四口烧瓶中制备核壳乳液，约30min后以一定速度缓慢滴加9.696份0.99%的KPS溶液，引发剂溶液滴完之后保温1h，自然冷却并过筛出料，即得到PVAc/PS复合乳液，用刷涂法测得它的遮盖力为523.65g/m2。

Claims (2)

1.高遮盖力聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯复合乳液的制备方法，包括有以下步骤：
1）聚醋酸乙烯酯种子乳液的制备
（a）制备预乳化核单体：将0.90～1.20份辛烷基酚聚氧乙烯醚、0.175～0.30份十二烷基硫酸钠和7.83～8.50份去离子水加入到三口烧瓶中，缓慢搅拌至全部溶解得到复合乳化剂溶液，然后称取23.3～25.5份醋酸乙烯酯倒入三口烧瓶中，继续搅拌均匀，制得乳白色稳定的预乳液；
（b）种子乳液聚合：向四口烧瓶中加入0.45～0.60份辛烷基酚聚氧乙烯醚、0.0875～0.1500份十二烷基硫酸钠、0.0225~0.0390份过硫酸钾或过硫酸铵和13.10～18.42份去离子水，缓慢搅拌混合均匀至完全溶解，升温到70～75℃缓慢滴加步骤（a）所制预乳液，控制滴加速度在4-10 s / d，然后以10-24 s / d的速度滴加过硫酸钾或过硫酸铵溶液6.81~11.82份，过硫酸钾或过硫酸铵溶液必须在预乳液之后滴加完毕，滴毕后恒温1~2h，自然冷却出料，经过滤筛过滤得到稳定种子乳液；
2）聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯复合乳液的制备
取0.45～0.60份辛烷基酚聚氧乙烯醚、0.0875～0.1500份十二烷基硫酸钠于小烧杯中，加入11.5～16.0份去离子水，缓慢搅拌使其完全溶解且无泡沫得到复合乳化剂溶液，取步骤（b）所制种子乳液置于四口烧瓶中，在恒温水浴条件下，将制备好的复合乳化剂溶液滴入到种子乳液中，搅拌均匀并逐渐升温至70~80℃，将15.8～17.0份苯乙烯缓慢滴加到四口烧瓶中，然后缓慢连续滴加6.05~10.51份过硫酸钾或过硫酸铵溶液，滴完之后保温1~2h，自然冷却并过筛出料，即得到聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯复合乳液。
2.按权利要求1所述的高遮盖力聚醋酸乙烯酯/聚苯乙烯复合乳液的制备方法，其特征在于步骤（b）和步骤2）所述的硫酸钾或过硫酸铵溶液的质量百分数为0.99%。
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