CN106084139A - 一种水性多彩涂料用的丙烯酸乳液及其制备工艺 - Google Patents
一种水性多彩涂料用的丙烯酸乳液及其制备工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106084139A CN106084139A CN201610673488.3A CN201610673488A CN106084139A CN 106084139 A CN106084139 A CN 106084139A CN 201610673488 A CN201610673488 A CN 201610673488A CN 106084139 A CN106084139 A CN 106084139A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- emulsion
- water
- initiator
- parts
- stratum nucleare
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 29
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 51
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims abstract description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 18
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 17
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 claims abstract description 15
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000012966 redox initiator Substances 0.000 claims abstract description 4
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 13
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 13
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 12
- DXPPIEDUBFUSEZ-UHFFFAOYSA-N 6-methylheptyl prop-2-enoate Chemical group CC(C)CCCCCOC(=O)C=C DXPPIEDUBFUSEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 11
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 10
- CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N tert‐butyl hydroperoxide Chemical compound CC(C)(C)OO CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 5
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 claims description 4
- XWGJFPHUCFXLBL-UHFFFAOYSA-M rongalite Chemical compound [Na+].OCS([O-])=O XWGJFPHUCFXLBL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 claims description 2
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 2
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 2
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L sodium disulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])(=O)=O HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 235000010262 sodium metabisulphite Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012827 research and development Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 8
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- PRPAGESBURMWTI-UHFFFAOYSA-N [C].[F] Chemical compound [C].[F] PRPAGESBURMWTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 3
- VAJVDSVGBWFCLW-UHFFFAOYSA-N 3-Phenyl-1-propanol Chemical compound OCCCC1=CC=CC=C1 VAJVDSVGBWFCLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DYUQAZSOFZSPHD-UHFFFAOYSA-N Phenylpropyl alcohol Natural products CCC(O)C1=CC=CC=C1 DYUQAZSOFZSPHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical compound C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012803 optimization experiment Methods 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- -1 pure third Chemical compound 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000009666 routine test Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F265/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00
- C08F265/04—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00 on to polymers of esters
- C08F265/06—Polymerisation of acrylate or methacrylate esters on to polymers thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
- C08F2/16—Aqueous medium
- C08F2/22—Emulsion polymerisation
- C08F2/24—Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F4/00—Polymerisation catalysts
- C08F4/40—Redox systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D151/00—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D151/003—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/29—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for multicolour effects
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
本发明公开了一种水性多彩涂料用的丙烯酸乳液及其制备工艺，属于建筑涂料研发技术领域，本工艺过程包括预制核层乳液、预制壳层乳液及引发剂步骤，之后利用预制的核层乳液、壳层乳液及引发剂合成而制得多彩丙烯酸乳液。本工艺合成过程使用氧化还原引发剂在低温下进行，使用的表面活性剂为含有EO链段的烷基聚氧乙烯醚类阴离子乳化剂，设计乳液的结构为核壳结构。本发明所制备的水性多彩涂料在耐水性上有了极大的提高，并且同时具备优异的存储稳定性，涂料的粘度在存储过程中不厚稠，性能优异。
Description
技术领域
本发明属于建筑涂料研发技术领域，涉及一种建筑乳液及其合成工艺，具体地说是一种水性多彩涂料用的丙烯酸乳液及其制备工艺。
背景技术
近些年来，水性多彩涂料作为一种新型的建筑涂料，因其施工工艺简单性价比高、涂膜干燥后可呈现出多种色彩花纹、外观逼真接近花岗岩大理石等优点，成为建筑外墙装饰领域的热门产品，颇受涂料厂家和消费者的青睐。通过常规乳液聚合得到的连续相成膜乳液对于多彩涂料的最终性能，如耐水、稳定性、透明度及厚涂开裂性起着至关重要的作用。苯丙、纯丙、硅丙及氟碳乳液都可以作为连续相的成膜乳液，在多彩领域有着各自的应用。其中，硅丙乳液在性能上如耐水等相比苯丙及纯丙乳液有着显著优势，在价格和制备工艺上相比氟碳乳液又相对简单及价格低廉，从而得到了广泛的推广。
在传统的硅丙乳液聚合合成工艺之中，要引入可聚合的含硅单体。而常规的硅烷类单体在水相体系高温聚合过程中，不可避免的会引发水解，温度越高其水解速率越快，从而造成了不必要的提前交联及凝胶，对后续的反应及进一步的性能应用产生不利的负面作用。
另一方面，合成过程中使用的乳化剂的种类和结构对于后期的涂料应用有着非常重要的作用，尤其体现在稳定性方面。乳化剂不可避免的会对保护胶产生作用，很多时候会吸附保护胶薄层上面的电荷，从而导致保护胶失去稳定性，电荷之间进一步的相互作用，导致粘度急剧增大，引起多彩涂料的厚稠问题。如何有效的筛选乳化剂是多彩乳液合成过程中的一大难点。
最后，由于硅烷及其他物质的引入，使得体系的交联密度升高，会影响和阻碍成膜过程，使得漆膜开裂。如何通过结构的设计平衡性能和成膜性也是在合成多彩乳液中需要考虑的问题。
发明内容
本发明为了解决上述问题，设计了一种水性多彩涂料用的丙烯酸乳液及其制备工艺，本发明通过引入低温氧化还原反应，极大程度上降低和避免了硅烷单体的提前水解，可以使得在后期应用过程中最大程度的发挥功效，使得耐水性有了极大的提高；通过先期乳化剂的合理有效的筛选，可以优化实验，快速的找出最合理高效的乳化剂种类，提高产品的稳定性；最后通过核壳结构的设计，使得乳液在整体上的性能得以平衡，在保证充分成膜的基础上提高耐水等综合性能。
本发明采用的技术方案是：一种水性多彩涂料用的丙烯酸乳液的制备工艺，其特征在于：本工艺过程包括如下步骤：
(1)预制核层乳液
在第一乳化液反应釜中依次加入150-250份的水、3-5份的烷基聚氧乙烯醚类阴离子乳化剂、苯乙烯30-50份、丙烯酸正丁酯100-250份、丙烯酸异辛酯100-250份、甲基丙烯酸甲酯50-100份、甲基丙烯酸5-10份，搅拌1-3小时，得到核层乳液，备用；
(2)预制壳层乳液
在第二乳化液反应釜中依次加入80-150份的水、1-3份的烷基聚氧乙烯醚类阴离子乳化剂、苯乙烯10-50份、丙烯酸异辛酯50-100份、甲基丙烯酸甲酯150-250份、甲基丙烯酸1-5份、可聚合硅烷单体1-5份，搅拌1-3小时，得到壳层乳液，备用；
(3)预制引发剂
用构成氧化还原引发剂的氧化还原反应体系的氧化剂A和还原剂B制备如下：
种子引发剂I：将0.5-1份的氧化剂A溶于3-5份水中制得该种子引发剂I，备用；
种子引发剂II：将0.5-1份的还原剂B溶于3-5份水中制得该种子引发剂II，备用；
核层引发剂I：将0.5-2份的氧化剂A溶于3-5份水中制得该核层引发剂I，备用；
核层引发剂II：将0.5-2份的还原剂B溶于30-50份水中制得该核层引发剂II，备用；
壳层引发剂I：将0.5-2份的氧化剂A溶于3-5份水中制得该壳层引发剂I，备用；
壳层引发剂II：将0.5-2份的还原剂B溶于20-30份水中制得该壳层引发剂II，备用；
(4)合成
向第三反应釜中加入150-250份的水、1-5份乳化剂，搅拌并升温至50-80℃；取4％-8％的步骤(1)所制得的核层乳液并加入第三反应釜中作为种子，保温4-8分钟，之后依次加入种子引发剂I和II，并保温0.5-1小时；
之后加入核层引发剂I，并开始滴加剩余量的核层乳液和核层引发剂II，在2-2.5个小时内滴加完毕，之后保温0.5-1小时；
再加入壳层引发剂I，并同时滴加步骤(2)所制得的壳层乳液和壳层引发剂II，在0.5-1个小时内滴加完毕，之后保温0.5-1.5个小时，降温，之后用氨水调节pH至7-8，过滤后得到多彩丙烯酸乳液。
所述的氧化剂A和还原剂B为：叔丁基过氧化氢t-BHP和吊白块SFS、叔丁基过氧化氢t-BHP和焦亚硫酸钠、过氧化苯甲酰和蔗糖或者为过氧化氢和吊白块SFS。
步骤(4)中搅拌并升温为温度为60℃。
步骤(4)中所述的乳化剂为烷基聚氧乙烯醚类阴离子乳化剂。
所述的步骤(4)中搅拌并升温至50-80℃后，取5％的步骤(1)所制得的核层乳液并加入第三反应釜中作为种子，保温5分钟。
优选地，步骤(1)中，在第一乳化液反应釜中依次加入的水、烷基聚氧乙烯醚类阴离子乳化剂、苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸的份数分别为：200份、4份、40份、200份、200份、80份、8份。
优选地，步骤(2)中，在第二乳化液反应釜中依次加入的水、烷基聚氧乙烯醚类阴离子乳化剂、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、可聚合硅烷单体的份数分别为：120份、2份、30份、80份、200份、3份、3份。
该乳液中乳液粒子的结构为核壳结构，核壳比例为80/20-20/80之间。
所述的核壳结构中核层的Tg为-20-20度之间，壳层的Tg在0-50度之间。
本发明的有益效果是：1、本发明中通过引入低温氧化还原反应，极大程度上降低和避免了硅烷单体的提前水解，可以使得在后期应用过程中最大程度的发挥功效，使得耐水性有了极大的提高；通过先期乳化剂的合理有效的筛选即通过zeta电位表征的手段，来研究乳化剂和保护胶之间的相互作用。筛选高效合理的乳化剂，以最大程度的降低和减少乳化剂和保护胶之间的相互作用，提高涂料存储过程中的稳定性；最后通过核壳结构的设计，使得乳液在整体上的性能得以平衡，在保证充分成膜的基础上提高耐水等综合性能。2、合成的多彩乳液产品，不含APEO，且低甲醛，无苯系物和其他的污染排放，粒径分布很窄，产品稳定性很好。在关键的性能上，和国内外主要的竞争对手的相比，具有优异的耐水耐碱性能，尤其体现在稳定性和存储能上。最终的产品性能优异并且绿色环保。
附图说明
图1是本发明工艺制得的自制多彩丙烯酸乳液、竞品丙烯酸乳液在常温25度下存储时KU粘度变化；
图2是本发明工艺制得的自制氟碳乳液、竞品氟碳乳液及竞品硅丙乳液在高温50度下存储时KU粘度变化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
本发明的水性多彩涂料用的丙烯酸乳液的制备工艺如下：
(1)预制核层乳液：向乳化液反应釜I中依次加入150-250份的水、3-5份的烷基聚氧乙烯醚类阴离子乳化剂、苯乙烯30-50份、丙烯酸正丁酯100-250份、丙烯酸异辛酯100-250份、甲基丙烯酸甲酯50-100份、甲基丙烯酸5-10份。充分搅拌1个小时，得到稳定的预乳液。优选地，第一乳化液反应釜中依次加入的水、烷基聚氧乙烯醚类阴离子乳化剂、苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸的份数分别为：200份、4份、40份、200份、200份、80份、8份；或者为180份、3份、35份、180份、180份、60份、6份；或者为220份、5份、45份、220份、220份、70份、9份；或者为160份、4份、48份、160份、180份、75份、8份。
(2)预制壳层乳液：向乳化液反应釜II中依次加入80-150份的水、1-3份的烷基聚氧乙烯醚类阴离子乳化剂、苯乙烯10-50份、丙烯酸异辛酯50-100份、甲基丙烯酸甲酯150-250份、甲基丙烯酸1-5份、可聚合硅烷单体1-5份。充分搅拌1个小时，得到稳定的预乳液。优选地，在第二乳化液反应釜中依次加入的水、烷基聚氧乙烯醚类阴离子乳化剂、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、可聚合硅烷单体的份数分别为：120份、2份、30份、80份、200份、3份、3份；或者是100份、1份、20份、60份、180份、3份、4份；或者是90份、3份、40份、85份、230份、5份、2份；或者是140份、2份、20份、55份、240份、4份、4份。
(3)引发剂的制备：
种子引发剂I：将0.5-1份的t-BHP溶于3-5份水中；
种子引发剂II：将0.5-1份的SFS溶于3-5份水中
核层引发剂I：将0.5-2份的t-BHP溶于3-5份水中；
核层引发剂II：将0.5-2份的SFS溶于30-50份水中
壳层引发剂I：将0.5-2份的t-BHP溶于3-5份水中；
壳层引发剂II：将0.5-2份的SFS溶于20-30份水中
(4)具体合成过程：
向第三反应釜中加入150-250份的水，1-5份烷基聚氧乙烯醚类阴离子乳化剂，搅拌并升温至60度，加入5％的核层预乳液，保温5分钟，之后依次加入种子引发剂I和II，并保温半个小时。之后加入核层引发剂I，并开始滴加核层单体和核层引发剂II，在2-2.5个小时内滴加完毕，之后保温半个小时。加入壳层引发剂I，并同时滴加壳层单体和壳层引发剂II，在0.5-1个小时内滴加完毕。之后保温1个小时，进行后处理并降温，之后用氨水调节pH至7-8。加入消泡剂及杀菌剂。过滤后得到最终的多彩丙烯酸乳液。
上述后处理工序为：将温度降到60-70度的时候进行后处理，使用氧化还原法，使用的氧化剂为叔丁基过氧化氢、还原剂为Vc、FF6、SFS中的一种或者几种复配，一次性加入氧化剂0-0.5份，还原剂0-0.5份和2-10份水组成的溶液，滴加15-30分钟。之后降温到室温。
其中，所述的引发剂为t-BHP和SFS的组合，但不仅限于这两种物质的组合。其他类型的氧化剂和还原剂都可以。
该乳液中乳液粒子的结构为核壳结构，核壳比例为80/20-20/80之间。
所述的核壳结构中核层的Tg为-20-20度之间，壳层的Tg在0-50度之间。
按照上述工艺制备的丙烯酸乳液与市面上的竞品乳液进行应用性能的测试比对，下面主要从以下几个方面进行比较：耐水性、粘度变化及存储稳定性、厚涂开裂性等。
1、耐水性：将利用本工艺所制备的多彩涂料喷板干燥24h后进行泡水，观察漆膜耐水性的变化。竞品乳液泡水部分严重泛白，而我们的自制乳液并没有特别明显的变化。可见，利用本发明工艺自制的多彩丙烯酸乳液具有非常优异的耐水性。
2、粘度及存储稳定性：测试我们所制备的自制多彩丙烯酸乳液涂料KU粘度，并分成2份，分别置于室温及50度烘箱之中，定期测试，观察KU粘度的变化。具体可参见图1、图2。
从图1、图2的粘度变化对比看出，自制乳液无论是常温还是高温存储，KU粘度变化都很小，基本没有太大的变化，稳定性非常好。而竞品乳液，在存储一段时间之后，尤其是6个月以上，其粘度变化非常明显，说明其后增稠情况显著。涂料在存储过程中，乳液对保护胶的破坏作用较大，保护胶的稳定作用渐渐失去，使得保护胶之间电荷作用增强，导致了粘度变大。
3、厚涂开裂性：将利用本工艺制备的多彩丙烯酸乳液涂料喷涂厚涂增加2-3倍，干燥后观察漆膜的开裂情况。其对比结果如下所示：
表1
从表1可以看出，自制的乳液成膜效果非常好，漆膜完整，喷涂12小时和24小时，均无开裂的情况。而竞品乳液，成膜效果较差，厚涂工艺中有开裂的情况，成膜受到影响。
综上，本工艺合成过程使用氧化还原引发剂在低温下进行，使用的表面活性剂为含有EO链段的烷基聚氧乙烯醚类阴离子乳化剂，设计乳液的结构为核壳结构。本发明所制备的水性多彩涂料在耐水性上有了极大的提高，并且同时具备优异的存储稳定性，涂料的粘度在存储过程中不厚稠，性能优异。从整体性能的评估中，我们的多彩乳液具有优异的综合性能，可以很好的平衡耐水、稳定性及厚涂开裂性等多彩涂料中很重要的性能。具有非常不错的应用前景。
Claims (9)
1.一种水性多彩涂料用的丙烯酸乳液的制备工艺，其特征在于：本工艺过程包括如下步骤：
(1)预制核层乳液
在第一乳化液反应釜中依次加入150-250份的水、3-5份的烷基聚氧乙烯醚类阴离子乳化剂、苯乙烯30-50份、丙烯酸正丁酯100-250份、丙烯酸异辛酯100-250份、甲基丙烯酸甲酯50-100份、甲基丙烯酸5-10份，搅拌1-3小时，得到核层乳液，备用；
(2)预制壳层乳液
在第二乳化液反应釜中依次加入80-150份的水、1-3份的烷基聚氧乙烯醚类阴离子乳化剂、苯乙烯10-50份、丙烯酸异辛酯50-100份、甲基丙烯酸甲酯150-250份、甲基丙烯酸1-5份、可聚合硅烷单体1-5份，搅拌1-3小时，得到壳层乳液，备用；
(3)预制引发剂
用构成氧化还原引发剂的氧化还原反应体系的氧化剂A和还原剂B制备如下：
种子引发剂I：将0.5-1份的氧化剂A溶于3-5份水中制得该种子引发剂I，备用；
种子引发剂II：将0.5-1份的还原剂B溶于3-5份水中制得该种子引发剂II，备用；
核层引发剂I：将0.5-2份的氧化剂A溶于3-5份水中制得该核层引发剂I，备用；
核层引发剂II：将0.5-2份的还原剂B溶于30-50份水中制得该核层引发剂II，备用；
壳层引发剂I：将0.5-2份的氧化剂A溶于3-5份水中制得该壳层引发剂I，备用；
壳层引发剂II：将0.5-2份的还原剂B溶于20-30份水中制得该壳层引发剂II，备用；
(4)合成
向第三反应釜中加入150-250份的水、1-5份乳化剂，搅拌并升温至50-80℃；取4％-8％的步骤(1)所制得的核层乳液并加入第三反应釜中作为种子，保温4-8分钟，之后依次加入种子引发剂I和II，并保温0.5-1小时；
之后加入核层引发剂I，并开始滴加剩余量的核层乳液和核层引发剂II，在2-2.5个小时内滴加完毕，之后保温0.5-1小时；
再加入壳层引发剂I，并同时滴加步骤(2)所制得的壳层乳液和壳层引发剂II，在0.5-1个小时内滴加完毕，之后保温0.5-1.5个小时，降温，之后用氨水调节pH至7-8，过滤后得到多彩丙烯酸乳液。
2.根据权利要求1所述的一种水性多彩涂料用的丙烯酸乳液的制备工艺，其特征在于：所述的氧化剂A和还原剂B为：叔丁基过氧化氢t-BHP和吊白块SFS、叔丁基过氧化氢t-BHP和焦亚硫酸钠、过氧化苯甲酰和蔗糖或者为过氧化氢和吊白块SFS。
3.根据权利要求1所述的一种水性多彩涂料用的丙烯酸乳液的制备工艺，其特征在于：步骤(4)中搅拌并升温为温度为60℃。
4.根据权利要求1所述的一种水性多彩涂料用的丙烯酸乳液的制备工艺，其特征在于：步骤(4)中所述的乳化剂为烷基聚氧乙烯醚类阴离子乳化剂。
5.根据权利要求1所述的一种水性多彩涂料用的丙烯酸乳液的制备工艺，其特征在于：搅拌并升温至50-80℃后，取5％的步骤(1)所制得的核层乳液并加入第三反应釜中作为种子，保温5分钟。
6.根据权利要求1所述的一种水性多彩涂料用的丙烯酸乳液的制备工艺，其特征在于：步骤(1)中，在第一乳化液反应釜中依次加入的水、烷基聚氧乙烯醚类阴离子乳化剂、苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸的份数分别为：200份、4份、40份、200份、200份、80份、8份。
7.根据权利要求1所述的一种水性多彩涂料用的丙烯酸乳液的制备工艺，其特征在于：步骤(2)中，在第二乳化液反应釜中依次加入的水、烷基聚氧乙烯醚类阴离子乳化剂、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、可聚合硅烷单体的份数分别为：120份、2份、30份、80份、200份、3份、3份。
8.利用权利要求1所述的制备工艺制得的一种水性多彩涂料用的丙烯酸乳液，其特征在于：该乳液中乳液粒子的结构为核壳结构，核壳比例为80/20-20/80之间。
9.根据权利要求8所述的一种水性多彩涂料用的丙烯酸乳液，其特征在于：所述的核壳结构中核层的Tg为-20-20度之间，壳层的Tg在0-50度之间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610673488.3A CN106084139B (zh) | 2016-08-16 | 一种水性多彩涂料用的丙烯酸乳液及其制备工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610673488.3A CN106084139B (zh) | 2016-08-16 | 一种水性多彩涂料用的丙烯酸乳液及其制备工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106084139A true CN106084139A (zh) | 2016-11-09 |
| CN106084139B CN106084139B (zh) | 2019-07-16 |
Family
ID=
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106995636A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-08-01 | 衡水新光新材料科技有限公司 | 一种工业防护面漆用丙烯酸聚合物乳液及其生产工艺 |
| US20190031807A1 (en) * | 2017-07-28 | 2019-01-31 | Eternal Materials Co., Ltd. | Core-shell particle, method of manufacturing the same and applications thereof |
| CN111157674A (zh) * | 2018-11-08 | 2020-05-15 | 立邦涂料（中国）有限公司 | 一种水性高分子墙面涂覆材料平面厚涂抗开裂性能的快速测试方法 |
| CN112048034A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-12-08 | 广东恒和永盛实业有限公司 | 一种水性颜料用抗菌丙烯酸乳液及其制备方法 |
| CN113896827A (zh) * | 2021-09-01 | 2022-01-07 | 佛山罗斯夫科技有限公司 | 一种丙烯酸酯微乳液及其制备方法 |
| CN114230734A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-03-25 | 衡水新光新材料科技有限公司 | 一种质感涂料用乳液、制备方法及其应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1251843A (zh) * | 1999-11-09 | 2000-05-03 | 复旦大学 | 一种有机硅改性核壳结构丙烯酸酯胶乳及其制备方法 |
| CN1456577A (zh) * | 2003-05-26 | 2003-11-19 | 华南理工大学 | 有机硅氧烷改性苯乙烯－丙烯酸酯纳米乳液及其制备方法 |
| CN103772617A (zh) * | 2014-01-21 | 2014-05-07 | 山东圣光化工集团有限公司 | 丙烯酸有机硅共聚乳液及其制备方法 |
| CN104193881A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-10 | 江苏李文甲化工有限公司 | 一种水性多彩涂料用的丙烯酸酯乳液及其生产工艺 |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1251843A (zh) * | 1999-11-09 | 2000-05-03 | 复旦大学 | 一种有机硅改性核壳结构丙烯酸酯胶乳及其制备方法 |
| CN1456577A (zh) * | 2003-05-26 | 2003-11-19 | 华南理工大学 | 有机硅氧烷改性苯乙烯－丙烯酸酯纳米乳液及其制备方法 |
| CN103772617A (zh) * | 2014-01-21 | 2014-05-07 | 山东圣光化工集团有限公司 | 丙烯酸有机硅共聚乳液及其制备方法 |
| CN104193881A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-10 | 江苏李文甲化工有限公司 | 一种水性多彩涂料用的丙烯酸酯乳液及其生产工艺 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 化学工业部科学技术司和中国化工信息中心: "《"八五"全国化工科技成果汇编 1997》", 31 December 1997, 《中国化学工业年鉴》 * |
| 张宝莲等: "有机硅改性丙烯酸酯乳液的合成及其性能研究", 《涂料工业》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106995636A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-08-01 | 衡水新光新材料科技有限公司 | 一种工业防护面漆用丙烯酸聚合物乳液及其生产工艺 |
| CN106995636B (zh) * | 2017-05-19 | 2019-04-23 | 衡水新光新材料科技有限公司 | 一种工业防护面漆用丙烯酸聚合物乳液及其生产工艺 |
| US20190031807A1 (en) * | 2017-07-28 | 2019-01-31 | Eternal Materials Co., Ltd. | Core-shell particle, method of manufacturing the same and applications thereof |
| CN111157674A (zh) * | 2018-11-08 | 2020-05-15 | 立邦涂料（中国）有限公司 | 一种水性高分子墙面涂覆材料平面厚涂抗开裂性能的快速测试方法 |
| CN112048034A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-12-08 | 广东恒和永盛实业有限公司 | 一种水性颜料用抗菌丙烯酸乳液及其制备方法 |
| CN112048034B (zh) * | 2020-08-17 | 2022-11-08 | 广东恒和永盛集团有限公司 | 一种水性颜料用抗菌丙烯酸乳液及其制备方法 |
| CN113896827A (zh) * | 2021-09-01 | 2022-01-07 | 佛山罗斯夫科技有限公司 | 一种丙烯酸酯微乳液及其制备方法 |
| CN114230734A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-03-25 | 衡水新光新材料科技有限公司 | 一种质感涂料用乳液、制备方法及其应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110078867B (zh) | 外墙涂料用核壳纯丙乳液及其制备方法和应用 | |
| CN104725971B (zh) | 一种含二氧化钛/凹凸棒石纳米复合材料的多功能隔热涂料及其制备方法 | |
| CN103613702B (zh) | 一种水性多功能丙烯酸消光树脂及其制备方法 | |
| CN103613701B (zh) | 一种氟硅改性核壳丙烯酸酯无皂乳液及其制备方法 | |
| CN101817906B (zh) | 一种水性丙烯酸系木器封闭涂料及其专用乳液的制备方法 | |
| CN104530302B (zh) | 一种高硅含量的硅溶胶/聚丙烯酸酯乳液及其制备方法 | |
| CN102304316B (zh) | 聚丙烯酸酯/纳米ZnO复合涂饰剂及其制备方法 | |
| CN104151486B (zh) | Pickering乳液聚合法制备聚丙烯酸酯/纳米SiO2涂料印花粘合剂的方法 | |
| CN108440704B (zh) | 一种耐沸水高附着双组份丙烯酸酯乳液及其制备方法 | |
| CN108285505A (zh) | 一种零添加净味内墙乳液及其制备方法 | |
| CN102603998B (zh) | 一种高固含量环氧改性丙烯酸树脂乳液的制备方法 | |
| CN102533186B (zh) | 耐碱型丙烯酸酯玻纤网格布定型用粘合剂及其制备方法 | |
| CN101982494B (zh) | 一种印花涂料用遮盖性中空微球乳液的制备方法 | |
| CN105367696A (zh) | 一种弹性耐雨痕苯丙乳液及其制备方法 | |
| CN101831230A (zh) | 反应性乳化剂制备聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合涂饰剂的方法 | |
| CN101525399A (zh) | 高耐水性聚丙烯酸酯乳液及其制备方法 | |
| CN109627375A (zh) | 一种醋叔乳液及其制备方法 | |
| CN101550217A (zh) | 一种无皂核壳型硅丙乳液的制备方法 | |
| CN101735541A (zh) | 一种保温材料用环保型乳液及其制备方法 | |
| CN108395800A (zh) | 一种三合一多彩乳液及其制备方法 | |
| CN105367697A (zh) | 一种核壳结构硅丙乳液及其制备方法 | |
| CN114835841B (zh) | 一种水性乳液及其制备方法和采用其制备的耐温变施工的真石漆 | |
| CN109651561B (zh) | 超耐候超耐沾污超耐水白的丙烯酸酯乳液及其制备方法 | |
| CN105884961A (zh) | 一种用于建筑保温涂料用高耐候性高弹性氟-硅改性丙烯酸乳液的制备方法 | |
| CN105778595A (zh) | 一种建筑物防火涂料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No. 50, west section of people West Road, Hengshui, Hebei Province Applicant after: HENGSHUI XINGUANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 053011 No. 50, West Renmin West Road, Hengshui City, Hebei Province Applicant before: HENGSHUI XINGUANG CHEMICAL Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Acrylic emulsion for waterborne multicolor paint and preparation technique thereof Effective date of registration: 20200716 Granted publication date: 20190716 Pledgee: Renmin sub branch of Hengshui Bank Co.,Ltd. Pledgor: HENGSHUI XINGUANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020130000017 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20210706 Granted publication date: 20190716 Pledgee: Renmin sub branch of Hengshui Bank Co.,Ltd. Pledgor: HENGSHUI XINGUANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020130000017 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Acrylic emulsion for waterborne multicolour paint and preparation process thereof Effective date of registration: 20210713 Granted publication date: 20190716 Pledgee: Renmin sub branch of Hengshui Bank Co.,Ltd. Pledgor: HENGSHUI XINGUANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021130000015 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220708 Granted publication date: 20190716 Pledgee: Renmin sub branch of Hengshui Bank Co.,Ltd. Pledgor: HENGSHUI XINGUANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2021130000015 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An acrylic lotion for waterborne colorful coatings and its preparation process Effective date of registration: 20220713 Granted publication date: 20190716 Pledgee: Renmin sub branch of Hengshui Bank Co.,Ltd. Pledgor: HENGSHUI XINGUANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022130000047 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230706 Granted publication date: 20190716 Pledgee: Renmin sub branch of Hengshui Bank Co.,Ltd. Pledgor: HENGSHUI XINGUANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022130000047 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An Acrylic lotion for Waterborne Colorful Coatings and Its Preparation Process Effective date of registration: 20230713 Granted publication date: 20190716 Pledgee: Renmin sub branch of Hengshui Bank Co.,Ltd. Pledgor: HENGSHUI XINGUANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023980048488 |