CN106749934A - 一种地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液,该聚丙烯酸酯乳液由一种核壳结构的乳胶粒组成,核层的玻璃化温度为40℃~70℃,壳层的玻璃化温度为70℃~100℃,壳层与核层的质量比为15%~45%:55%~85%,乳胶粒平均粒径为50nm~100nm。本发明的制备方法是利用核壳聚合工艺,合成出一种地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液,具有较好的抗沾污、耐刮伤及耐候性,涂膜具有优异的光泽度和粘结力。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料用聚丙烯酸酯乳液,具体为一种地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液。
背景技术
乳液平均粒径及粒径分布是聚丙烯酸酯乳液的重要技术指标,其数值大小对乳液的性能,如乳液的颜色、涂膜的光泽度、聚合物的粘结力等产生直接的影响。用作成膜剂时,乳液平均粒径过大会影响聚合物乳液的流动性和成膜性,故成膜剂宜选择平均粒径小的乳液,如光罩面漆。在一定程度上,乳液的平均粒径越小,乳液涂膜的光泽度越高,乳胶漆的临界颜料体积浓度越高。
以苯乙烯、丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸为主要单体制备的苯丙乳液,由于其价格适中,以它为主要成膜物质所配制的涂料无毒、无污染,有很好的耐候性、保色性、耐水性、耐碱性等特点,但是一般乳胶粒平均粒径在150nm~500nm之间,限制了它的应用领域。虽然可以通过大幅度提高乳化剂用量的方法来降低乳液的平均粒径,但是同时也会降低乳液的耐水性。核壳结构的聚合方法可以较好的控制乳胶粒平均粒径的大小和粒径分布,这种结构的聚合物具有比共混物或共聚物更优异的性能。
发明内容
本发明的目的是为了避免现有技术的不足而提供的一种地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液及制备方法,以克服现有苯丙乳液应用局限性的问题。
本发明的思想在于:利用核壳结构的聚合工艺,制备出一种具有核壳结构的乳胶粒,核层的玻璃化温度为40℃~70℃,壳层的玻璃化温度为70℃~100℃,外壳具有更高的硬度,在复合乳化剂作用下和亲水单体的共同作用下,制备出一种地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液。由于加入了交联单体和硅烷偶联剂,这种聚丙烯酸酯乳液具有较好的耐水性。Tg梯度变化的核壳结构比均相结构的乳液更容易成膜,并且成膜表面具有较好的抗沾污、耐刮伤及耐候性。聚丙烯酸酯乳液的平均粒径小,涂膜具有优异的光泽度和粘结力。
为达到以上目的,本发明的具体技术方案是:
一种地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液,特点是:该乳液包括10%~30%丙烯酸酯单体、30%~60%甲基丙烯酸酯单体、10%~30%乙烯基芳香族化合物、1%~6%腈单体、6%~20%烯基羧酸、1%~6%交联剂、1%~6%硅烷偶联剂,在乳化剂的作用下,通过乳液聚合得到;其乳胶粒的结构为核壳结构,壳层与核层的质量比为15%~45%︰55%~85%;核层的玻璃化温度为40℃~70℃,壳层的玻璃化温度为70℃~100℃;乳胶粒平均粒径为50nm~100nm;固含量为30%~60%;其中:
所述的丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸正乙基己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸2-羟基乙酯中的至少一种;
所述的甲基丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸异戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸正乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸羟基乙酯和甲基丙烯酸羟基丙酯中的至少一种;
所述的乙烯基芳香族化合物为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、对-叔丁基苯乙烯和二乙烯基苯中的至少一种;
所述的腈单体为丁二腈、癸二腈、氟代腈、氯代腈、丙烯腈和甲基丙烯腈中的至少一种;
所述的烯基羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸中的至少一种;
所述的交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺、三聚氰酸三烯丙酯、季戊四醇三烯丙基醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基丙烯酰胺、N-异丙氧基甲基丙烯酰胺、丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β-羟丙酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸-β-羟丙酯中的至少一种;
所述的硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧硅烷、2-氨基乙基-3-胺基丙基三甲氧硅烷、3-缩水甘油基氧三甲氧硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧硅烷、乙烯基三乙氧硅烷、乙烯基三甲氧硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧)硅烷中的至少一种;
所述的乳化剂为阴离子乳化剂至少一种、非离子乳化剂至少一种的组合物。
一种上述地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液的制备方法,该方法包括以下具体步骤:
a.核预乳液的配制:将乳化剂溶于去离子水中,搅拌均匀,将丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体、乙烯基芳香族化合物、腈单体、烯基羧酸、交联剂、硅烷偶联剂的混合物作为混合单体Ⅰ,加入混合单体Ⅰ搅拌10~40分钟,即得核预乳液;
核引发剂溶液的配制:将引发剂、碳酸氢钠加入去离子水中,搅拌使其溶解,即得核引发剂溶液;
b.壳预乳液的配制:将乳化剂溶于去离子水中,搅拌均匀,将丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体、乙烯基芳香族化合物、腈单体、烯基羧酸、交联剂、硅烷偶联剂的混合物作为混合单体Ⅱ,加入混合单体Ⅱ搅拌10~40分钟,即得壳预乳液;
壳引发剂溶液的配制:将引发剂、碳酸氢钠加入去离子水中,搅拌使其溶解,即得壳引发剂溶液;
c.种子乳液的制备:将乳化剂、引发剂、碳酸氢钠加入到去离子水中,充分搅拌,加入1%~20%核预乳液,缓慢升温至80℃~90℃,反应10~30分钟,出现明显的蓝色荧光现象,即得种子乳液;
d.核壳结构的聚合物乳液的制备:将剩余的核预乳液和核引发剂溶液滴加到c步骤所述的种子乳液中,滴加时间为1~3小时,滴加完毕后继续保温0.1~3小时,继续滴加壳预乳液和壳引发剂溶液,滴加时间为1~3小时,滴加完毕后继续保温0.1~3小时,降温至65℃~75℃,同时分别滴加还原剂和氧化剂的水溶液,滴加时间为5~20分钟,滴加完毕后继续保温5~20分钟,冷却,过滤出料,即得所述的地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液;其中:
所述的丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸正乙基己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸2-羟基乙酯中的至少一种;
所述的甲基丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸异戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸正乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸羟基乙酯和甲基丙烯酸羟基丙酯的至少一种单体;
所述的乙烯基芳香族化合物为选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、对-叔丁基苯乙烯和二乙烯基苯中的至少一种;
所述的腈单体为丁二腈、癸二腈、氟代腈、氯代腈、丙烯腈和甲基丙烯腈中的至少一种;
所述的烯基羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸中的至少一种;
所述的交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺、三聚氰酸三烯丙酯、季戊四醇三烯丙基醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基丙烯酰胺、N-异丙氧基甲基丙烯酰胺、丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β-羟丙酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸-β-羟丙酯中的至少一种;
所述的硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧硅烷、2-氨基乙基-3-胺基丙基三甲氧硅烷、3-缩水甘油基氧三甲氧硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧硅烷、乙烯基三乙氧硅烷、乙烯基三甲氧硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧)硅烷中的至少一种;
所述的乳化剂为阴离子乳化剂至少一种、非离子乳化剂至少一种的组合物。
所述的步骤a中乳化剂用量为混合单体Ⅰ质量总量的2%~7%;步骤b中乳化剂用量为混合单体Ⅱ质量总量的1%~4%;步骤c中乳化剂用量为混合单体Ⅰ质量总量的1%~4%。
所述的乳化剂为阴离子乳化剂、非离子乳化剂的复配,二者复配质量比例为55%~85%∶15%~45%。
所述的阴离子乳化剂包括烷基硫酸钠、烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠和烷基二苯醚二磺酸钠中的至少一种,非离子乳化剂为烷基醇聚醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
所述的步骤a中引发剂用量为混合单体Ⅰ质量总量的0.1%~1%;步骤b中引发剂用量为混合单体Ⅱ质量总量的0.1%~1%;步骤c中引发剂用量为混合单体Ⅰ质量总量的0.1%~1%。
所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾及过硫酸钠中的至少一种。
所述的步骤a中碳酸氢钠用量为混合单体Ⅰ质量总量的0.1%~1.0%;步骤b中碳酸氢钠用量为混合单体Ⅱ质量总量的0.1%~1.0%;步骤c中碳酸氢钠用量为混合单体Ⅰ质量总量的0.1%~1.0%。
所述的还原剂为亚硫酸钠、甲醛合次硫酸钠、焦亚硫酸钠、连二亚硫酸钠中的至少一种,氧化剂为双氧水、丁基过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的至少一种。
所述的还原剂用量为混合单体Ⅰ与混合单体Ⅱ质量总量的0.05%-0.30%,氧化剂用量为混合单体Ⅰ与混合单体Ⅱ质量总量的0.05%-0.30%。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1.利用核壳结构的聚合工艺,制备出一种具有核壳结构的乳胶粒,核层的玻璃化温度为40℃~70℃,壳层的玻璃化温度为70℃~100℃,外壳具有更高的硬度,同时引入了交联剂和硅烷偶联剂,成膜表面具有较好的抗沾污、耐刮伤及耐候性。
2.利用粒子设计的手段,在复合乳化剂及亲水单体的共同作用下,得到一种乳胶粒平均粒径为50nm~100nm的聚丙烯酸酯乳液,涂膜具有优异的光泽度和粘结力。
3.聚合工艺采用2种引发体系,第一段采用过硫酸铵、过硫酸钾及过硫酸钠等与碳酸氢钠组成的水溶性引发剂,第二段降温后采用的是氧化还原引发体系,这种聚合工艺对聚合速率控制的更为稳定,不容易出现凝聚,得到更高的转化率。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做详细描述。
实施例1
a.核预乳液的配制:将5份十二烷基硫酸钠、3.64份烷基醇聚醚溶于300份去离子水中,搅拌均匀,加入混合单体Ⅰ:140份甲基丙烯酸甲酯、80份丙烯酸正丁酯、90份苯乙烯、4份丙烯腈、10份甲基丙烯酸、4份N-羟甲基丙烯酰胺、4份甲基丙烯酸缩水甘油酯、3.58份乙烯基三乙氧硅烷,搅拌30分钟,即得核预乳液;
核引发剂溶液的配制:将1.7份过硫酸铵、1.7份碳酸氢钠加入50份去离子水中,搅拌使其溶解,即得核引发剂溶液;
b.壳预乳液的配制:将2份十二烷基硫酸钠、0.7份烷基醇聚醚溶于100份去离子水中,搅拌均匀,加入混合单体Ⅱ:70份甲基丙烯酸甲酯、15份丙烯酸正丁酯、10份苯乙烯、4份丙烯腈、25份甲基丙烯酸、4份N-羟甲基丙烯酰胺、4份甲基丙烯酸缩水甘油酯、1.84份乙烯基三乙氧硅烷,搅拌30分钟,即得壳预乳液;
壳引发剂溶液的配制:将0.8份过硫酸铵、0.8份碳酸氢钠加入25份去离子水中,搅拌使其溶解,即得壳引发剂溶液;
c.种子乳液的制备:将3份十二烷基硫酸钠、1份烷基醇聚醚、0.45份过硫酸铵、0.45份碳酸氢钠加入到110份去离子水中,充分搅拌,加入4%核预乳液,缓慢升温至80℃,反应20分钟,出现明显的蓝色荧光现象,即得种子乳液;
d.核壳结构的聚合物乳液的制备:将剩余的核预乳液和核引发剂溶液滴加到c步骤所述的种子乳液中,滴加时间为2.5小时,滴加完毕后继续保温1.5小时,继续滴加壳预乳液和壳引发剂溶液,滴加时间为1.5小时,滴加完毕后继续保温2小时,降温至70℃,同时分别滴加1份亚硫酸钠溶于5份水的溶液、1份丁基过氧化氢溶于5份水的溶液,滴加时间为10分钟,滴加完毕后继续保温10分钟,冷却,过滤出料,即得所述的地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液。
实施例2
a.核预乳液的配制:将6份十二烷基硫酸钠、3.64份烷基醇聚醚溶于300份去离子水中,搅拌均匀,加入混合单体Ⅰ:160份甲基丙烯酸甲酯、50份丙烯酸正丁酯、20份丙烯酸异辛酯、90份苯乙烯、4份丙烯腈、12份甲基丙烯酸、4份N-羟甲基丙烯酰胺、4份甲基丙烯酸缩水甘油酯、3.58份乙烯基三乙氧硅烷,搅拌30分钟,即得核预乳液;
核引发剂溶液的配制:将2份过硫酸铵、2份碳酸氢钠加入50份去离子水中,搅拌使其溶解,即得核引发剂溶液;
b.壳预乳液的配制:将2.5份十二烷基硫酸钠、0.7份烷基醇聚醚溶于100份去离子水中,搅拌均匀,加入混合单体Ⅱ:70份甲基丙烯酸甲酯、10份丙烯酸正丁酯、5份丙烯酸异辛酯、15份苯乙烯、4份丙烯腈、28份甲基丙烯酸、4份N-羟甲基丙烯酰胺、4份甲基丙烯酸缩水甘油酯、1.84份乙烯基三乙氧硅烷,搅拌30分钟,即得壳预乳液;
壳引发剂溶液的配制:将0.8份过硫酸铵、0.8份碳酸氢钠加入25份去离子水中,搅拌使其溶解,即得壳引发剂溶液;
c.种子乳液的制备:将3份十二烷基硫酸钠、1份烷基醇聚醚、0.45份过硫酸铵、0.45份碳酸氢钠加入到110份去离子水中,充分搅拌,加入6%核预乳液,缓慢升温至80℃,反应20分钟,出现明显的蓝色荧光现象,即得种子乳液;
d.核壳结构的聚合物乳液的制备:将剩余的核预乳液和核引发剂溶液滴加到c步骤所述的种子乳液中,滴加时间为1.5小时,滴加完毕后继续保温2.5小时,继续滴加壳预乳液和壳引发剂溶液,滴加时间为2小时,滴加完毕后继续保温2.5小时,降温至70℃,同时分别滴加1份亚硫酸钠溶于5份水的溶液、1份叔丁基过氧化氢溶于5份水的溶液,滴加时间为10分钟,滴加完毕后继续保温10分钟,冷却,过滤出料,即得所述的地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液。
实施例3
a.核预乳液的配制:将6份十二烷基硫酸钠、3.64份烷基醇聚醚溶于300份去离子水中,搅拌均匀,加入混合单体Ⅰ:160份甲基丙烯酸甲酯、60份丙烯酸正丁酯、10份丙烯酸异辛酯、90份苯乙烯、3份丙烯腈、12份甲基丙烯酸、2.5份N-羟甲基丙烯酰胺、2.5份甲基丙烯酸缩水甘油酯、7份乙烯基三乙氧硅烷,搅拌30分钟,即得核预乳液;
核引发剂溶液的配制:将2份过过硫酸钠、2份碳酸氢钠加入50份去离子水中,搅拌使其溶解,即得核引发剂溶液;
b.壳预乳液的配制:将2份十二烷基硫酸钠、0.7份烷基醇聚醚溶于100份去离子水中,搅拌均匀,加入混合单体Ⅱ:70份甲基丙烯酸甲酯、10份丙烯酸正丁酯、5份丙烯酸异辛酯、15份苯乙烯、3份丙烯腈、30份甲基丙烯酸、2份N-羟甲基丙烯酰胺、2份甲基丙烯酸缩水甘油酯、5份乙烯基三乙氧硅烷,搅拌30分钟,即得壳预乳液;
壳引发剂溶液的配制:将0.8份过硫酸钠、0.8份碳酸氢钠加入25份去离子水中,搅拌使其溶解,即得壳引发剂溶液;
c.种子乳液的制备:将3份十二烷基硫酸钠、1份烷基醇聚醚、0.45份过硫酸钠、0.45份碳酸氢钠加入到110份去离子水中,充分搅拌,加入12%核预乳液,缓慢升温至80℃,反应20分钟,出现明显的蓝色荧光现象,即得种子乳液;
d.核壳结构的聚合物乳液的制备:将剩余的核预乳液和核引发剂溶液滴加到c步骤所述的种子乳液中,滴加时间为2.5小时,滴加完毕后继续保温1.5小时,继续滴加壳预乳液和壳引发剂溶液,滴加时间为1.5小时,滴加完毕后继续保温1小时,降温至70℃,同时分别滴加1份甲醛合次硫酸钠溶于5份水的溶液、1份叔丁基过氧化氢溶于5份水的溶液,滴加时间为10分钟,滴加完毕后继续保温10分钟,冷却,过滤出料,即得所述的地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液。
实施例4
a.核预乳液的配制:将8份十二烷基二苯醚二磺酸钠、3.64份烷基醇聚醚溶于300份去离子水中,搅拌均匀,加入混合单体Ⅰ:140份甲基丙烯酸甲酯、60份丙烯酸正丁酯、10份丙烯酸异辛酯、100份苯乙烯、3份丙烯腈、20份甲基丙烯酸、5份丙烯酸-β-羟乙酯、7份乙烯基三乙氧硅烷,搅拌30分钟,即得核预乳液;
核引发剂溶液的配制:将2份过硫酸铵、2份碳酸氢钠加入50份去离子水中,搅拌使其溶解,即得核引发剂溶液;
b.壳预乳液的配制:将3份十二烷基二苯醚二磺酸钠、0.7份烷基醇聚醚溶于100份去离子水中,搅拌均匀,加入混合单体Ⅱ:50份甲基丙烯酸甲酯、10份丙烯酸正丁酯、5份丙烯酸异辛酯、15份苯乙烯、3份丙烯腈、50份甲基丙烯酸、4份丙烯酸-β-羟乙酯、5份乙烯基三乙氧硅烷,搅拌30分钟,即得壳预乳液;
壳引发剂溶液的配制:将0.8份过硫酸铵、0.8份碳酸氢钠加入25份去离子水中,搅拌使其溶解,即得壳引发剂溶液;
c.种子乳液的制备:将4份十二烷基二苯醚二磺酸钠、2份烷基醇聚醚、0.45份过硫酸铵、0.45份碳酸氢钠加入到110份去离子水中,充分搅拌,加入8%核预乳液,缓慢升温至80℃,反应20分钟,出现明显的蓝色荧光现象,即得种子乳液;
d.核壳结构的聚合物乳液的制备:将剩余的核预乳液和核引发剂溶液滴加到c步骤所述的种子乳液中,滴加时间为2小时,滴加完毕后继续保温2小时,继续滴加壳预乳液和壳引发剂溶液,滴加时间为2小时,滴加完毕后继续保温2小时,降温至70℃,同时分别滴加1份甲醛合次硫酸钠溶于5份水的溶液、1份双氧水溶于5份水的溶液,滴加时间为10分钟,滴加完毕后继续保温10分钟,冷却,过滤出料,即得所述的地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液。
实施例5
a.核预乳液的配制:将6份十二烷基硫酸钠、4份烷基醇聚醚溶于300份去离子水中,搅拌均匀,加入混合单体Ⅰ:130份甲基丙烯酸甲酯、80份丙烯酸正丁酯、100份苯乙烯、6份丙烯腈、15份丙烯酸、10份N-羟甲基丙烯酰胺、6份乙烯基三乙氧硅烷,搅拌30分钟,即得核预乳液;
核引发剂溶液的配制:将2份过硫酸钠、2份碳酸氢钠加入50份去离子水中,搅拌使其溶解,即得核引发剂溶液;
b.壳预乳液的配制:将3份十二烷基硫酸钠、2份烷基醇聚醚溶于100份去离子水中,搅拌均匀,加入混合单体Ⅱ:65份甲基丙烯酸甲酯、15份丙烯酸正丁酯、15份苯乙烯、4份丙烯腈、30份丙烯酸、4份N-羟甲基丙烯酰胺、4份甲基丙烯酸缩水甘油酯、3份乙烯基三乙氧硅烷,搅拌30分钟,即得壳预乳液;
壳引发剂溶液的配制:将1份过硫酸钠、1份碳酸氢钠加入25份去离子水中,搅拌使其溶解,即得壳引发剂溶液;
c.种子乳液的制备:将3份十二烷基硫酸钠、1份烷基醇聚醚、0.80份过硫酸钠、0.80份碳酸氢钠加入到110份去离子水中,充分搅拌,加入4%核预乳液,缓慢升温至80℃,反应20分钟,出现明显的蓝色荧光现象,即得种子乳液;
d.核壳结构的聚合物乳液的制备:将剩余的核预乳液和核引发剂溶液滴加到c步骤所述的种子乳液中,滴加时间为1.5小时,滴加完毕后继续保温1.5小时,继续滴加壳预乳液和壳引发剂溶液,滴加时间为1.5小时,滴加完毕后继续保温2小时,降温至70℃,同时分别滴加1份亚硫酸钠溶于5份水的溶液、1份丁基过氧化氢溶于5份水的溶液,滴加时间为10分钟,滴加完毕后继续保温10分钟,冷却,过滤出料,即得所述的地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液。
实施例6
a.核预乳液的配制:将7份十二烷基硫酸钠、4份烷基醇聚醚溶于300份去离子水中,搅拌均匀,加入混合单体Ⅰ:170份甲基丙烯酸甲酯、60份丙烯酸正丁酯、10份丙烯酸异辛酯、100份苯乙烯、6份丙烯腈、15份甲基丙烯酸、8份N-羟甲基丙烯酰胺、5份乙烯基三乙氧硅烷,搅拌30分钟,即得核预乳液;
核引发剂溶液的配制:将2份过硫酸钠、2份碳酸氢钠加入50份去离子水中,搅拌使其溶解,即得核引发剂溶液;
b.壳预乳液的配制:将3份十二烷基硫酸钠、2份烷基醇聚醚溶于100份去离子水中,搅拌均匀,加入混合单体Ⅱ:65份甲基丙烯酸甲酯、15份丙烯酸正丁酯、25份苯乙烯、4份丙烯腈、28份甲基丙烯酸、6份N-羟甲基丙烯酰胺、4份乙烯基三乙氧硅烷,搅拌30分钟,即得壳预乳液;
壳引发剂溶液的配制:将1份过硫酸钠、1份碳酸氢钠加入25份去离子水中,搅拌使其溶解,即得壳引发剂溶液;
c.种子乳液的制备:将5份十二烷基硫酸钠、3份烷基醇聚醚、1份过硫酸钠、1份碳酸氢钠加入到110份去离子水中,充分搅拌,加入6%核预乳液,缓慢升温至80℃,反应20分钟,出现明显的蓝色荧光现象,即得种子乳液;
d.核壳结构的聚合物乳液的制备:将剩余的核预乳液和核引发剂溶液滴加到c步骤所述的种子乳液中,滴加时间为1.5小时,滴加完毕后继续保温1.5小时,继续滴加壳预乳液和壳引发剂溶液,滴加时间为2.5小时,滴加完毕后继续保温1.5小时,降温至70℃,同时分别滴加1份亚硫酸钠溶于5份水的溶液、1份叔丁基过氧化氢溶于5份水的溶液,滴加时间为10分钟,滴加完毕后继续保温10分钟,冷却,过滤出料,即得所述的地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液。
测试效果
对实施例1-6制备的聚丙烯酸酯乳液用马尔文激光粒径分布仪测试平均粒径和粒径分布。
按照CN102146264A专利公开的方法,本发明实施例制备的聚丙烯酸酯乳液及选择市售的乳液1(平均粒径130nm)、乳液2(平均粒径210nm)作为一种蜡乳液使用,分别配置成抛光剂。
用到的术语、测试方法的说明:
1.光泽度
在30cm*30cm的光泽接近的基板上。每一块基板上,用柔软的叠片纱布从上下方向将要测试的抛光剂组合物均匀地散布在表面。覆盖比率大约为20g/m2。待干燥后(约30分钟左右),用60°镜像光泽度仪测反射光泽,一共取5个点,其平均值为抛光剂组合物的光泽,重复涂膜三遍。
2.耐刮伤性
用刮伤测试仪测试。根据面板厚度调整摆杆头的位置。将摆杆放至与水平面平行,放松摆杆使其靠自重摆下,观察板上的划痕程度。用等级来表示耐刮伤性:
3.耐沾污性
用加速沾污试验机测试,以6rpm转速顺逆时针方向各转动30min。试验后,面板取出,用棉布在表面轻擦,除去附着的胶印和灰尘。用白度计测白度值,白度值越高,则耐污性越好。
测试结果:
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液,其特征在于:该乳液包括10%~30%丙烯酸酯单体、30%~60%甲基丙烯酸酯单体、10%~30%乙烯基芳香族化合物、1%~6%腈单体、6%~20%烯基羧酸、1%~6%交联剂、1%~6%硅烷偶联剂,在乳化剂的作用下,通过乳液聚合得到;其乳胶粒的结构为核壳结构,壳层与核层的质量比为15%~45%︰55%~85%;核层的玻璃化温度为40℃~70℃,壳层的玻璃化温度为70℃~100℃;乳胶粒平均粒径为50nm~100nm;固含量为30%~60%;其中:
所述的丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸正乙基己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸2-羟基乙酯中的至少一种;
所述的甲基丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸异戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸正乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸羟基乙酯和甲基丙烯酸羟基丙酯中的至少一种;
所述的乙烯基芳香族化合物为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、对-叔丁基苯乙烯和二乙烯基苯中的至少一种;
所述的腈单体为丁二腈、癸二腈、氟代腈、氯代腈、丙烯腈和甲基丙烯腈中的至少一种;
所述的烯基羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸中的至少一种;
所述的交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺、三聚氰酸三烯丙酯、季戊四醇三烯丙基醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基丙烯酰胺、N-异丙氧基甲基丙烯酰胺、丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β-羟丙酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸-β-羟丙酯中的至少一种;
所述的硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧硅烷、2-氨基乙基-3-胺基丙基三甲氧硅烷、3-缩水甘油基氧三甲氧硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧硅烷、乙烯基三乙氧硅烷、乙烯基三甲氧硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧)硅烷中的至少一种;
所述的乳化剂为阴离子乳化剂至少一种、非离子乳化剂至少一种的组合物。
2.一种权利要求1所述地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于其乳液包括10%~30%丙烯酸酯单体、30%~60%甲基丙烯酸酯单体、10%~30%乙烯基芳香族化合物、1%~6%腈单体、6%~20%烯基羧酸、1%~6%交联剂、1%~6%硅烷偶联剂,在乳化剂的作用下,通过乳液聚合得到;具体制备包括以下步骤:
a. 核预乳液的配制:将乳化剂溶于去离子水中,搅拌均匀,将丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体、乙烯基芳香族化合物、腈单体、烯基羧酸、交联剂、硅烷偶联剂的混合物作为混合单体Ⅰ,加入混合单体Ⅰ搅拌10~40分钟,即得核预乳液;
核引发剂溶液的配制:将引发剂、碳酸氢钠加入去离子水中,搅拌使其溶解,即得核引发剂溶液;
b. 壳预乳液的配制:将乳化剂溶于去离子水中,搅拌均匀,将丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体、乙烯基芳香族化合物、腈单体、烯基羧酸、交联剂、硅烷偶联剂的混合物作为混合单体Ⅱ,加入混合单体Ⅱ搅拌10~40分钟,即得壳预乳液;
壳引发剂溶液的配制:将引发剂、碳酸氢钠加入去离子水中,搅拌使其溶解,即得壳引发剂溶液;
c. 种子乳液的制备:将乳化剂、引发剂、碳酸氢钠加入到去离子水中,充分搅拌,加入1%~20%核预乳液,缓慢升温至80℃~90℃,反应10~30分钟,出现明显的蓝色荧光现象,即得种子乳液;
d. 核壳结构的聚合物乳液的制备:将剩余的核预乳液和核引发剂溶液滴加到c步骤所述的种子乳液中,滴加时间为1~3小时,滴加完毕后继续保温0.1~3小时,继续滴加壳预乳液和壳引发剂溶液,滴加时间为1~3小时,滴加完毕后继续保温0.1~3小时,降温至65℃~75℃,同时分别滴加还原剂和氧化剂的水溶液,滴加时间为5~20分钟,滴加完毕后继续保温5~20分钟,冷却,过滤出料,即得所述的地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液;其中:
所述的丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸正乙基己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸2-羟基乙酯中的至少一种;
所述的甲基丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸异戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸正乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸羟基乙酯和甲基丙烯酸羟基丙酯的至少一种单体;
所述的乙烯基芳香族化合物为选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、对-叔丁基苯乙烯和二乙烯基苯中的至少一种;
所述的腈单体为丁二腈、癸二腈、氟代腈、氯代腈、丙烯腈和甲基丙烯腈中的至少一种;
所述的烯基羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸中的至少一种;
所述的交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺、三聚氰酸三烯丙酯、季戊四醇三烯丙基醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基丙烯酰胺、N-异丙氧基甲基丙烯酰胺、丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β-羟丙酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸-β-羟丙酯中的至少一种;
所述的硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧硅烷、2-氨基乙基-3-胺基丙基三甲氧硅烷、3-缩水甘油基氧三甲氧硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧硅烷、乙烯基三乙氧硅烷、乙烯基三甲氧硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧)硅烷中的至少一种;
所述的乳化剂为阴离子乳化剂至少一种、非离子乳化剂至少一种的组合物。
3.根据权利要求2所述的一种地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于所述的步骤a中乳化剂用量为混合单体Ⅰ质量总量的2%~7%;步骤b中乳化剂用量为混合单体Ⅱ质量总量的1%~4%;步骤c中乳化剂用量为混合单体Ⅰ质量总量的1%~4%。
4.根据权利要求2或3所述的一种地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于所述的乳化剂为阴离子乳化剂、非离子乳化剂的复配,二者复配质量比例为55%~85%∶15%~45%。
5.根据权利要求4所述的一种地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于所述的阴离子乳化剂包括烷基硫酸钠、烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠和烷基二苯醚二磺酸钠中的至少一种,非离子乳化剂为烷基醇聚醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的一种地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于所述的步骤a中引发剂用量为混合单体Ⅰ质量总量的0.1%~1%;步骤b中引发剂用量为混合单体Ⅱ质量总量的0.1%~1%;步骤c中引发剂用量为混合单体Ⅰ质量总量的0.1%~1%。
7.根据权利要求6所述的一种地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾及过硫酸钠中的至少一种。
8.根据权利要求2所述的一种地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于所述的步骤a中碳酸氢钠用量为混合单体Ⅰ质量总量的0.1%~1.0%;步骤b中碳酸氢钠用量为混合单体Ⅱ质量总量的0.1%~1.0%;步骤c中碳酸氢钠用量为混合单体Ⅰ质量总量的0.1%~1.0%。
9.根据权利要求2所述的一种地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于所述的还原剂为亚硫酸钠、甲醛合次硫酸钠、焦亚硫酸钠、连二亚硫酸钠中的至少一种,氧化剂为双氧水、丁基过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的一种地坪抛光剂用聚丙烯酸酯乳液的制备方法,其特征在于所述的还原剂用量为混合单体Ⅰ与混合单体Ⅱ质量总量的0.05%-0.30%,氧化剂用量为混合单体Ⅰ与混合单体Ⅱ质量总量的0.05%-0.30%。
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