CN106632823A - 一种具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液，其包括去离子水、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、改性聚硅氧烷、乳化剂及过硫酸盐，上述组分按质量份数算分别是：去离子水100份、丙烯酸丁酯70‑90份、丙烯酸异辛酯10‑30份、苯乙烯5‑15份、丙烯腈5‑10份、甲基丙烯酸1‑5份、丙烯酰胺1‑5份、甲基丙烯酸缩水甘油酯0.1‑0.5份、氨基聚硅氧烷1‑5份、乳化剂2‑10份、过硫酸盐0.1‑0.5份。本发明的丙烯酸酯弹性乳液具有优异低温断裂伸长率。

Description

一种具有优异低温断裂伸长率的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的加工领域，具体说是一种具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液及其制备方法。

背景技术

随着生活水平不断提高，人们对建筑涂料的施工效果要求也日益严格。传统的弹性建筑涂料是具备防水和遮盖裂缝功能、并具有良好弹性的涂料，其弹性主要由弹性乳液提供，而丙烯酸酯弹性乳液是弹性建筑涂料中最常用的一种。然而，丙烯酸酯弹性乳液自身存在着重大的技术缺陷。由于丙烯酸酯弹性乳液具有热粘冷脆的特性，其对温度的高低变化十分敏感，主要体现在：当环境温度高于玻璃化转变温度时乳液为弹性体；而环境温度低于玻璃化转变温度时乳液则转变为脆性体。因此，实际使用温度的变化对其实际的弹性性能影响极大。

现有的丙烯酸酯弹性乳液在常温时具有较好的弹性，能很好的达到实际应用中的要求。而在一般-15至0℃的低温环境中，其弹性性能通常会有下降，具体表现为断裂伸长率小于120%,但其仍然能满足基本实际应用的要求。但当其应用在北方冬季严寒气候时，由于环境温度会出现低于-30℃的情况，此时现有的丙烯酸酯弹性乳液就会出现弹性明显变差、断裂伸长率降幅十分明显的问题，甚至无法达到弹性乳液在国标中的标准和实际应用中的要求。事实上，在我国东北和俄罗斯等地区，冬季经常会出现低于-30℃的严寒气候，在这种恶劣自然环境下，现有的丙烯酸酯弹性涂料几乎完全失去了其弹性，也就失去了弹性涂料遮盖裂缝的功能。因此，降低丙烯酸酯弹性乳液的温度敏感度，使其在严酷低温环境下仍能保持较高的断裂伸长率、较好的弹性是目前丙烯酸酯弹性乳液行业的一个技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液。

本发明的另一个发明目的在于提供一种工艺简单、反应稳定性强的制备上述具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液的方法。

本发明的发明目的是这样实现的：一种具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液，其特征在于：所述具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液包括去离子水、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、改性聚硅氧烷、乳化剂及过硫酸盐，上述组分按质量份数算分别是：去离子水100份、丙烯酸丁酯70-90份、丙烯酸异辛酯10-30份、苯乙烯5-15份、丙烯腈5-10份、甲基丙烯酸1-5份、丙烯酰胺1-5份、甲基丙烯酸缩水甘油酯0.1-0.5份、氨基聚硅氧烷1-5份、乳化剂2-10份、过硫酸盐0.1-0.5份。

所述氨基聚硅氧烷由八甲基环四硅氧烷和氨基硅烷偶联剂在碱性和加热条件下发生共聚反应而成，八甲基环四硅氧烷和氨基硅烷偶联剂的摩尔比为1:(0.1-0.6)，其聚合度为5-30。

所述氨基硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和苯氨基甲基三甲氧基硅烷中的一种或以任意比例混合。

所述乳化剂包括非离子乳化剂和阴离子乳化剂，非离子乳化剂与阴离子乳化剂的摩尔比为1：(0.5-2)。

所述非离子乳化剂包括烷基聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯酚乙氧基化物中的一种或以任意比例混合。

所述阴离子乳化剂包括烷基苯磺酸钠、烷基醇聚醚硫酸铵、烷基醇醚硫酸钠中的一种或以任意比例混合。

所述过硫酸盐包括过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或以任意比例混合。

所述具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液的制备方法包括以下步骤：

a：常温常压下往反应釜内加入去离子水总质量的30-40%、乳化剂总质量的10-15%，搅拌均匀并升温至釜内温度达到75-90℃；

b：常温下在预乳化缸中加入去离子水总质量的30-40%、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、余量乳化剂，持续搅拌10-60分钟，制备成均匀的预乳化液；

c：常温状态下在引发剂缸中加入过硫酸盐、余量去离子水，搅拌至完全溶解成过硫酸盐溶液备用；

d：把a步骤的反应釜内温度维持在75-90℃，向釜内加入b步骤所得预乳化液总质量的5-10%、c步骤所得过硫酸盐溶液总量的20-60%，保温10-30分钟；

e：往d步骤中的反应釜内匀速滴加剩余的b步骤所得预乳化液和c步骤所得过硫酸盐溶液，滴加时间为3-5小时，在滴加时间在1-2小时后停止滴加，并向b步骤的预乳化缸中加入氨基聚硅氧烷，搅拌5-20分钟后继续滴加至完毕；

f：在e步骤滴加完成后控制反应釜内温度处于75-90℃，保温1-5小时；

g：把f步骤的反应釜降温至60-70℃，并保温10-30分钟；

h：把g步骤的反应釜降温至40-50℃，向反应釜中加入氨水调节pH至7-9，并搅拌1-3小时，过滤出料即可得到具有优异断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液。

本发明与传统的丙烯酸酯弹性乳液相比，具有以下优点：

1、本发明的具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液中，采用软单体（丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯）和硬单体（苯乙烯和丙烯腈）的复配，且软单体含量大于硬单体，从而形成以软单体为主、硬单体为辅的丙烯酸复配体系。首先，软单体自身具有长支链的分子链结构，其可大幅提高乳液体系分子链的柔性，而硬单体的减少则可有效降低乳液体系分子链的刚性。该组合通过乳胶粒子的长链段组合，使其在较宽的温度范围内都具有非常优秀的柔性和优异的弹性。事实上，本发明乳液的玻璃化温度可达到-50至-30℃之间，从而真正实现在环境温度低于-30℃的严寒环境下，丙烯酸酯弹性乳液仍然具备良好的断裂伸长率。

2、本发明的具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液中，加入了甲基丙烯酸、丙烯酰胺等带支链的交联单体。通过上述交联单体在共聚反应时发生交联反应，使乳胶粒子形成低交联度的柔性长链型交联网络，从而乳液分子链在具有一定的刚性的同时，保证了其具有较高的弹性的同时具有足够的机械强度。

3、本发明的具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液加入了氨基聚硅氧烷。氨基聚硅氧烷自身具有良好的成膜性能、优良的分子链柔性，所以其耐低温性能十分优秀，且在-50至150℃这个较宽的温度范围内仍能保持其性能。同时，氨基聚硅氧烷含有的活性基团氨基与丙烯酸酯主链上的甲基丙烯酸的羧基脱水缩合。该缩合过程能形成稳定性较强的共价键，并将聚硅氧烷与聚丙烯酸酯主链桥接在一起，即在丙烯酸酯主链上接入了硅氧烷基团，从而改变了聚合物分子链的结构，并使乳液体系兼具丙烯酸树脂和聚硅氧烷的优点，降低了丙烯酸树脂对温度的敏感程度，使其具有优异的低温断裂伸长率，彻底解决了丙烯酸酯乳液在低温下易变脆的问题。

4、本发明的具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液，采用了预乳化半连续滴加工艺。该工艺可有效提高反应的稳定性，并使化学反应在相对温和的条件下即可进行。另外，该工艺反应稳定性高、反应条件温和且凝胶率低。使用该工艺制备乳液只需加热和搅拌即可，工艺十分简单，能大幅降低丙烯酸酯弹性乳液的加工成本。

具体实施方式

本发明的具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液包括去离子水、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、改性聚硅氧烷、乳化剂及过硫酸盐，上述组分按质量份数算分别是：去离子水100份、丙烯酸丁酯70-90份、丙烯酸异辛酯10-30份、苯乙烯5-15份、丙烯腈5-10份、甲基丙烯酸1-5份、丙烯酰胺1-5份、甲基丙烯酸缩水甘油酯0.1-0.5份、氨基聚硅氧烷1-5份、乳化剂2-10份、过硫酸盐0.1-0.5份。通过软单体和硬单体进行复配，且软单体含量大于硬单体，提高乳液体系分子链的柔性。并利用乳胶粒子的长链段组合，使乳液在较宽的温度范围内都具有非常优秀的柔性和优异的弹性。

本发明具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液的氨基聚硅氧烷由八甲基环四硅氧烷和氨基硅烷偶联剂在碱性和加热条件下发生共聚反应而成，八甲基环四硅氧烷和氨基硅烷偶联剂的摩尔比为1：(0.1-0.6)，其聚合度为5-30。事实上，在上述制备过程中，氨基的摩尔含量可达4%-10%；粒径控制在改为30-80nm范围内；而pH值则控制在4.0-6.0范围内。利用氨基聚硅氧烷自身具有的良好成膜性能、较好的分子链柔性，从而改善乳液分子链的耐低温性能。而氨基与通过加聚反应已经接枝到丙烯酸酯主链上甲基丙烯酸的羧基发生缩合反应，形成稳定的共价键而将二者连接在一起，从而在丙烯酸酯主链上接入了硅氧烷基团，改变了聚合物分子链的结构，使乳液兼具丙烯酸树脂和聚硅氧烷的优点，具有优异的低温断裂伸长率。而氨基硅烷偶联剂采用γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和苯氨基甲基三甲氧基硅烷中的一种或以任意比例混合。上述三种硅烷均具有较强的反应活性，在乳液体系中可快速与八甲基环四硅氧烷发生共聚反应，并生成具有多氨基的分子链结构，从而改善了氨基聚硅氧烷与甲基丙烯酸的羧基的反应能力。同时上述三种硅烷均具有较强的分散性、润湿性及耐水性能，可改善氨基反应的均匀性及乳液涂膜的耐水白性能。

本发明具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液的乳化剂包括非离子乳化剂和阴离子乳化剂，非离子乳化剂与阴离子乳化剂的摩尔比为1：(0.5-2)。

其中，非离子乳化剂采用烷基聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯酚乙氧基化物中的一种或以任意比例混合。上述组分均具有较强的表面活性，其在反应时可有效降低水和乳液之间的表面张力，从而使乳液能充分与水混溶。另外，上述组分还具备良好的空间位阻作用，能有效消除长链状大分子结构中的内应力作用，保证乳液大分子结构的稳定性。

阴离子乳化剂则可采用烷基苯磺酸钠、烷基醇聚醚硫酸铵、烷基醇醚硫酸钠中的一种或以任意比例混合。上述组分均具有较强的电荷排斥作用，从而具有较强的亲水能力，并具备优秀的表面活性，能有效降低混合相界面的表面张力，使混合相处于乳化状态。

本发明具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液的过硫酸盐采用过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或以任意比例混合。过硫酸盐的主要作用是在反应中受热后提供自由基，使其在反应体系中能与活泼双键产生自由基接枝、交联等反应，令单体结合为有一定空间结构的分子链，以满足涂料所需的力学性能。由于上述成分均为水性过硫酸盐，化学反应完成后可以赋予乳液体系优良的耐水性能。

另外，本发明具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液中加入了甲基丙烯酸缩水甘油酯。该组分可对乳液中的软单体和硬单体产生链接作用，并使两种单体充分共聚，从而降低乳液体系的玻璃化温度和挠曲性能。同时，由于甲基丙烯酸缩水甘油酯的分子链中既含有碳碳双键，又含有环氧基，因而在反应体系中可使软单体和硬单体发生一定程度的交联反应，以改善乳液涂膜的机械强度。

本发明具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液的制备方法包括以下步骤：

a：常温常压下往反应釜内加入去离子水总质量的30-40%、乳化剂总质量的10-15%，搅拌均匀并升温至釜内温度达到75-90℃；

b：常温下在预乳化缸中加入去离子水总质量的30-40%、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、余量乳化剂，持续搅拌10-60分钟，制备成均匀的预乳化液；

c：常温状态下在引发剂缸中加入过硫酸盐、余量去离子水，搅拌至完全溶解成过硫酸盐溶液备用；

d：把a步骤的反应釜内温度维持在75-90℃，向釜内加入b步骤所得预乳化液总质量的5-10%、c步骤所得过硫酸盐溶液总量的20-60%，保温10-30分钟；

e：往d步骤中的反应釜内匀速滴加剩余的b步骤所得预乳化液和c步骤所得过硫酸盐溶液，滴加时间为3-5小时，在滴加时间在1-2小时后停止滴加，并向b步骤的预乳化缸中加入氨基聚硅氧烷，搅拌5-20分钟后继续滴加至完毕；

f：在e步骤滴加完成后控制反应釜内温度处于75-90℃，保温1-5小时；

g：把f步骤的反应釜降温至60-70℃，并保温10-30分钟；

h：把g步骤的反应釜降温至40-50℃，向反应釜中加入氨水调节pH至7-9，并搅拌1-3小时，过滤出料即可得到具有优异断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液。

按JG/T 172-2014 《弹性建筑涂料》标准中的规定的涂料断裂伸长率测试，本发明的具有优异断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液在标准状态下断裂伸长率大于500%、拉伸强度大于2.0Mpa；-10℃环境温度下下断裂伸长率大于160%、拉伸强度大于6.0Mpa，-30℃环境温度下断裂伸长率大于80%、拉伸强度大于8.0Mpa。

下面结合表一对各个实施例进行详细说明，但并不因此把本发明限制在所述实施例范围内：

实施例1

本发明具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液包括去离子水、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氨基聚硅氧烷、乳化剂、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠，上述组分按质量份数算分别是：去离子水100份、丙烯酸丁酯70份、丙烯酸异辛酯10份、苯乙烯5份、丙烯腈5份、甲基丙烯酸1份、丙烯酰胺1份、甲基丙烯酸缩水甘油酯0.1份、氨基聚硅氧烷1份、乳化剂2份、过硫酸铵0.1份。

其中乳化剂包括非离子乳化剂和阴离子乳化剂，非离子乳化剂与阴离子乳化剂的摩尔比为1：1。

非离子乳化剂为烷基聚氧乙烯醚，其含量按质量份数算是：烷基聚氧乙烯醚1份。

阴离子乳化剂为烷基苯磺酸钠，其含量按质量份数算是：烷基苯磺酸钠1份。

本发明具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液的制备方法包括以下步骤：

a：常温常压下往反应釜内加入去离子水总质量的30%、乳化剂总质量的10%，搅拌均匀并升温至釜内温度达到75℃；

b：常温下在预乳化缸中加入去离子水总质量的30%、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、余量乳化剂，持续搅拌10分钟，制备成均匀的预乳化液；

c：常温状态下在引发剂缸中加入过硫酸盐、余量去离子水，搅拌至完全溶解成过硫酸盐溶液备用；

d：把a步骤的反应釜内温度维持在75℃，向釜内加入b步骤所得预乳化液总质量的5%、c步骤所得过硫酸盐溶液总量的20%，保温10分钟；

e：往d步骤中的反应釜内匀速滴加剩余的b步骤所得预乳化液和c步骤所得过硫酸盐溶液，滴加时间为3小时，在滴加时间在1小时后停止滴加，并向b步骤的预乳化缸中加入氨基聚硅氧烷，搅拌5分钟后继续滴加至完毕；

f：在e步骤滴加完成后控制反应釜内温度处于75℃，保温1小时；

g：把f步骤的反应釜降温至60℃，并保温10分钟；

h：把g步骤的反应釜降温至40℃，向反应釜中加入氨水调节pH至9，并搅拌1小时，过滤出料即可得到具有优异断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液。

按JG/T 172-2014 《弹性建筑涂料》标准中的规定的涂料断裂伸长率测试，本发明的具有优异断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液在标准状态下断裂伸长率为513%、拉伸强度为2.6MPa；-10℃环境温度下下断裂伸长率为165%、拉伸强度为7.3MPa，-30℃环境温度下断裂伸长率为84%、拉伸强度为9.2MPa。

实施例2

本发明具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液包括去离子水、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氨基聚硅氧烷、乳化剂、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠，上述组分按质量份数算分别是：去离子水100份、丙烯酸丁酯90份、丙烯酸异辛酯30份、苯乙烯15份、丙烯腈10份、甲基丙烯酸5份、丙烯酰胺5份、甲基丙烯酸缩水甘油酯0.5份、氨基聚硅氧烷5份、乳化剂10份、过硫酸铵0.1份、过硫酸钾0.2份、过硫酸钠0.2份。

其中乳化剂包括非离子乳化剂和阴离子乳化剂，非离子乳化剂与阴离子乳化剂的摩尔比为1：1。

非离子乳化剂为烷基聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯酚乙氧基化物的混合物，其含量按质量份数算分别是：烷基聚氧乙烯醚1份、脂肪醇聚氧乙烯醚2份、烷基苯酚乙氧基化物2份。

阴离子乳化剂为烷基苯磺酸钠、烷基醇聚醚硫酸铵、烷基醇醚硫酸钠的混合物，其含量按质量份数算分别是：烷基苯磺酸钠1份、烷基醇聚醚硫酸铵2份、烷基醇醚硫酸钠2份。

本发明具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液的制备方法包括以下步骤：

a：常温常压下往反应釜内加入去离子水总质量的40%、乳化剂总质量的15%，搅拌均匀并升温至釜内温度达到90℃；

b：常温下在预乳化缸中加入去离子水总质量的40%、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、余量乳化剂，持续搅拌60分钟，制备成均匀的预乳化液；

c：常温状态下在引发剂缸中加入过硫酸盐、余量去离子水，搅拌至完全溶解成过硫酸盐溶液备用；

d：把a步骤的反应釜内温度维持在90℃，向釜内加入b步骤所得预乳化液总质量的10%、c步骤所得过硫酸盐溶液总量的60%，保温30分钟；

e：往d步骤中的反应釜内匀速滴加剩余的b步骤所得预乳化液和c步骤所得过硫酸盐溶液，滴加时间为5小时，在滴加时间在2小时后停止滴加，并向b步骤的预乳化缸中加入氨基聚硅氧烷，搅拌20分钟后继续滴加至完毕；

f：在e步骤滴加完成后控制反应釜内温度处于90℃，保温5小时；

g：把f步骤的反应釜降温至70℃，并保温30分钟；

h：把g步骤的反应釜降温至50℃，向反应釜中加入氨水调节pH至7，并搅拌3小时，过滤出料即可得到具有优异断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液。

按JG/T 172-2014 《弹性建筑涂料》标准中的规定的涂料断裂伸长率测试，本发明的具有优异断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液在标准状态下断裂伸长率为560%、拉伸强度为2.4MPa；-10℃环境温度下下断裂伸长率为171%、拉伸强度为6.9MPa，-30℃环境温度下断裂伸长率为89%、拉伸强度为9.0MPa。

实施例3

本发明具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液包括去离子水、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氨基聚硅氧烷、乳化剂、过硫酸钾、过硫酸钠，上述组分按质量份数算分别是：去离子水100份、丙烯酸丁酯75份、丙烯酸异辛酯15份、苯乙烯8份、丙烯腈6份、甲基丙烯酸2份、丙烯酰胺2份、甲基丙烯酸缩水甘油酯0.2份、氨基聚硅氧烷2份、乳化剂3份、过硫酸钾0.1份、过硫酸钠0.1份。

其中乳化剂包括非离子乳化剂和阴离子乳化剂，非离子乳化剂与阴离子乳化剂的摩尔比为1：0.5。

非离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯酚乙氧基化物的混合物，其含量按质量份数算分别是：脂肪醇聚氧乙烯醚1份、烷基苯酚乙氧基化物1份。

阴离子乳化剂为烷基醇聚醚硫酸铵，其含量按质量份数算是：烷基醇聚醚硫酸铵1份。

本发明具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液的制备方法包括以下步骤：

a：常温常压下往反应釜内加入去离子水总质量的33%、乳化剂总质量的12%，搅拌均匀并升温至釜内温度达到80℃；

b：常温下在预乳化缸中加入去离子水总质量的33%、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、余量乳化剂，持续搅拌20分钟，制备成均匀的预乳化液；

c：常温状态下在引发剂缸中加入过硫酸盐、余量去离子水，搅拌至完全溶解成过硫酸盐溶液备用；

d：把a步骤的反应釜内温度维持在80℃，向釜内加入b步骤所得预乳化液总质量的6%、c步骤所得过硫酸盐溶液总量的30%，保温15分钟；

e：往d步骤中的反应釜内匀速滴加剩余的b步骤所得预乳化液和c步骤所得过硫酸盐溶液，滴加时间为3.5小时，在滴加时间在1.5小时后停止滴加，并向b步骤的预乳化缸中加入氨基聚硅氧烷，搅拌10分钟后继续滴加至完毕；

f：在e步骤滴加完成后控制反应釜内温度处于80℃，保温2小时；

g：把f步骤的反应釜降温至63℃，并保温15分钟；

h：把g步骤的反应釜降温至43℃，向反应釜中加入氨水调节pH至8.5，并搅拌1.5小时，过滤出料即可得到具有优异断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液。

按JG/T 172-2014 《弹性建筑涂料》标准中的规定的涂料断裂伸长率测试，本发明的具有优异断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液在标准状态下断裂伸长率为524%、拉伸强度为2.5MPa；-10℃环境温度下下断裂伸长率为168%、拉伸强度为7.1MPa，-30℃环境温度下断裂伸长率为83%、拉伸强度为9.2MPa。

实施例4

本发明具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液包括去离子水、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氨基聚硅氧烷、乳化剂、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠，上述组分按质量份数算分别是：去离子水100份、丙烯酸丁酯80份、丙烯酸异辛酯20份、苯乙烯8份、丙烯腈7份、甲基丙烯酸3份、丙烯酰胺3份、甲基丙烯酸缩水甘油酯0.3份、氨基聚硅氧烷3份、乳化剂6份、过硫酸铵0.1份、过硫酸钾0.1份、过硫酸钠0.1份。

其中乳化剂包括非离子乳化剂和阴离子乳化剂，非离子乳化剂与阴离子乳化剂的摩尔比为1：2。

非离子乳化剂为烷基聚氧乙烯醚、烷基苯酚乙氧基化物的混合物，其含量按质量份数算分别是：烷基聚氧乙烯醚1份、烷基苯酚乙氧基化物1份。

阴离子乳化剂为烷基苯磺酸钠、烷基醇醚硫酸钠的混合物，其含量按质量份数算分别是：烷基苯磺酸钠2份、烷基醇醚硫酸钠2份。

本发明具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液的制备方法包括以下步骤：

a：常温常压下往反应釜内加入去离子水总质量的36%、乳化剂总质量的13%，搅拌均匀并升温至釜内温度达到85℃；

b：常温下在预乳化缸中加入去离子水总质量的37%、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、余量乳化剂，持续搅拌30分钟，制备成均匀的预乳化液；

c：常温状态下在引发剂缸中加入过硫酸盐、余量去离子水，搅拌至完全溶解成过硫酸盐溶液备用；

d：把a步骤的反应釜内温度维持在85℃，向釜内加入b步骤所得预乳化液总质量的8%、c步骤所得过硫酸盐溶液总量的40%，保温20分钟；

e：往d步骤中的反应釜内匀速滴加剩余的b步骤所得预乳化液和c步骤所得过硫酸盐溶液，滴加时间为4小时，在滴加时间在1.5小时后停止滴加，并向b步骤的预乳化缸中加入氨基聚硅氧烷，搅拌15分钟后继续滴加至完毕；

f：在e步骤滴加完成后控制反应釜内温度处于85℃，保温3小时；

g：把f步骤的反应釜降温至66℃，并保温20分钟；

h：把g步骤的反应釜降温至45℃，向反应釜中加入氨水调节pH至8，并搅拌2小时，过滤出料即可得到具有优异断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液。

按JG/T 172-2014 《弹性建筑涂料》标准中的规定的涂料断裂伸长率测试，本发明的具有优异断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液在标准状态下断裂伸长率为530%、拉伸强度为2.4MPa；-10℃环境温度下下断裂伸长率为166%、拉伸强度为7.0MPa，-30℃环境温度下断裂伸长率为86%、拉伸强度为9.6MPa。

实施例5

本发明具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液包括去离子水、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氨基聚硅氧烷、乳化剂、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠，上述组分按质量份数算分别是：去离子水100份、丙烯酸丁酯85份、丙烯酸异辛酯25份、苯乙烯14份、丙烯腈9份、甲基丙烯酸4份、丙烯酰胺4份、甲基丙烯酸缩水甘油酯0.4份、氨基聚硅氧烷4份、乳化剂9份、过硫酸铵0.1份、过硫酸钾0.1份、过硫酸钠0.2份。

其中乳化剂包括非离子乳化剂和阴离子乳化剂，非离子乳化剂与阴离子乳化剂的摩尔比为1：2。

非离子乳化剂为烷基聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯酚乙氧基化物的混合物，其含量按质量份数算分别是：烷基聚氧乙烯醚1份、脂肪醇聚氧乙烯醚1份、烷基苯酚乙氧基化物1份。

阴离子乳化剂为烷基苯磺酸钠、烷基醇聚醚硫酸铵、烷基醇醚硫酸钠的混合物，其含量按质量份数算分别是：烷基苯磺酸钠2份、烷基醇聚醚硫酸铵2份、烷基醇醚硫酸钠2份。

本发明具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液的制备方法包括以下步骤：

a：常温常压下往反应釜内加入去离子水总质量的38%、乳化剂总质量的15%，搅拌均匀并升温至釜内温度达到88℃；

b：常温下在预乳化缸中加入去离子水总质量的39%、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、余量乳化剂，持续搅拌50分钟，制备成均匀的预乳化液；

c：常温状态下在引发剂缸中加入过硫酸盐、余量去离子水，搅拌至完全溶解成过硫酸盐溶液备用；

d：把a步骤的反应釜内温度维持在88℃，向釜内加入b步骤所得预乳化液总质量的9%、c步骤所得过硫酸盐溶液总量的50%，保温25分钟；

e：往d步骤中的反应釜内匀速滴加剩余的b步骤所得预乳化液和c步骤所得过硫酸盐溶液，滴加时间为4.5小时，在滴加时间在2小时后停止滴加，并向b步骤的预乳化缸中加入氨基聚硅氧烷，搅拌18分钟后继续滴加至完毕；

f：在e步骤滴加完成后控制反应釜内温度处于89℃，保温4小时；

g：把f步骤的反应釜降温至69℃，并保温25分钟；

h：把g步骤的反应釜降温至48℃，向反应釜中加入氨水调节pH至7.5，并搅拌2.5小时，过滤出料即可得到具有优异断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液。

按JG/T 172-2014 《弹性建筑涂料》标准中的规定的涂料断裂伸长率测试，本发明的具有优异断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液在标准状态下断裂伸长率为550%、拉伸强度为2.5MPa；-10℃环境温度下下断裂伸长率为168%、拉伸强度为6.9MPa，-30℃环境温度下断裂伸长率为86%、拉伸强度为9.3MPa。

Claims (8)

1.一种具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液，其特征在于：所述具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液包括去离子水、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氨基聚硅氧烷、乳化剂及过硫酸盐，上述组分按质量份数算分别是：去离子水100份、丙烯酸丁酯70-90份、丙烯酸异辛酯10-30份、苯乙烯5-15份、丙烯腈5-10份、甲基丙烯酸1-5份、丙烯酰胺1-5份、甲基丙烯酸缩水甘油酯0.1-0.5份、氨基聚硅氧烷1-5份、乳化剂2-10份、过硫酸盐0.1-0.5份。

2.根据权利要求1所述具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液，其特征在于：所述氨基聚硅氧烷由八甲基环四硅氧烷和氨基硅烷偶联剂在碱性和加热条件下发生共聚反应而成，八甲基环四硅氧烷和氨基硅烷偶联剂的摩尔比为1:(0.1-0.6)，其聚合度为5-30。

3.根据权利要求2所述具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液，其特征在于：所述氨基硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和苯氨基甲基三甲氧基硅烷中的一种或以任意比例混合。

4.根据权利要求1所述具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液，其特征在于：所述乳化剂包括非离子乳化剂和阴离子乳化剂，非离子乳化剂与阴离子乳化剂的摩尔比为1：(0.5-2)。

5.根据权利要求4所述具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液，其特征在于：所述非离子乳化剂包括烷基聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯酚乙氧基化物中的一种或以任意比例混合。

6.根据权利要求4所述具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液，其特征在于：所述阴离子乳化剂包括烷基苯磺酸钠、烷基醇聚醚硫酸铵、烷基醇醚硫酸钠中的一种或以任意比例混合。

7.根据权利要求1所述具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液，其特征在于：所述过硫酸盐包括过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或以任意比例混合。

8.一种如权利要求1所述具有优异低温断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

a：常温常压下往反应釜内加入去离子水总质量的30-40%、乳化剂总质量的10-15%，搅拌均匀并升温至釜内温度达到75-90℃；

b：常温下在预乳化缸中加入去离子水总质量的30-40%、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、余量乳化剂，持续搅拌10-60分钟，制备成均匀的预乳化液；

c：常温状态下在引发剂缸中加入过硫酸盐、余量去离子水，搅拌至完全溶解成过硫酸盐溶液备用；

d：把a步骤的反应釜内温度维持在75-90℃，向釜内加入b步骤所得预乳化液总质量的5-10%、c步骤所得过硫酸盐溶液总量的20-60%，保温10-30分钟；

e：往d步骤中的反应釜内匀速滴加剩余的b步骤所得预乳化液和c步骤所得过硫酸盐溶液，滴加时间为3-5小时，在滴加时间在1-2小时后停止滴加，并向b步骤的预乳化缸中加入氨基聚硅氧烷，搅拌5-20分钟后继续滴加至完毕；

f：在e步骤滴加完成后控制反应釜内温度处于75-90℃，保温1-5小时；

g：把f步骤的反应釜降温至60-70℃，并保温10-30分钟；

h：把g步骤的反应釜降温至40-50℃，向反应釜中加入氨水调节pH至7-9，并搅拌1-3小时，过滤出料即可得到具有优异断裂伸长率的丙烯酸酯弹性乳液。