CN107090223A - 松香/苯丙复合乳液及其制备方法、应用 - Google Patents

松香/苯丙复合乳液及其制备方法、应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种松香/苯丙复合乳液。按质量份数计，所述松香/苯丙复合乳液包括如下组分：松香乳液8‑16份；苯丙乳液40‑45份；乳化剂0.4‑2.4份；引发剂0.1‑0.4份；去离子水30‑70份。本发明提供的松香/苯丙复合乳液，可提高涂料乳液成膜后的耐水性、光泽性和稳定性。本发明还提供一种松香/苯丙复合乳液的制备方法及应用。

Description

松香/苯丙复合乳液及其制备方法、应用
技术领域
本发明涉及丙烯酸酯技术领域，具体涉及一种松香/苯丙复合乳液及其制备方法、应用。
背景技术
随着社会对环境保护的日益重视，低VOC(挥发性有机化合物)的水性涂料逐渐受到人们的青睐。丙烯酸酯乳液作为一种常用的水性涂料的成膜物质，以其优良的耐老化性、耐候性以及耐酸碱性，广泛应用于建筑、汽车等领域。但是丙烯酸酯乳液也存在一定的局限性，时常出现低温变脆，高温发粘的现象，且丙烯酸酯乳液制成的涂膜成膜时间较长，在耐水性和涂膜的光泽度等方面较差。
因此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种松香/苯丙复合乳液，可提高涂料乳液成膜后的耐水性、光泽性和稳定性。
本发明的技术方案是：
一种松香/苯丙复合乳液，按质量份数计，所述松香/苯丙复合乳液包括如下组分：松香乳液8-16份；苯丙乳液40-45份；乳化剂0.4-2.4份；引发剂0.1-0.4份；去离子水30-70份。
优选的，所述松香乳液包括按重量份数计的如下组分：天然松香15-30份；松香乳化剂5-10份；去离子水40-70份。
优选的，所述松香乳化剂为APS-350型乳化剂。
优选的，所述苯丙乳液包括按重量份数计的如下组分：苯乙烯8-13份；丙烯酸酯类单体26-33份；苯丙乳液乳化剂0.1-1.2份。
优选的，所述丙烯酸类单体选自丙烯酸烷基酯、丙烯酸羟烷基酯和烷基羧酸中的一种或多种。
优选的，所述丙烯酸烷基酯包选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯中的一种或多种；所述丙烯酸羟烷基酯选自丙烯酸-2-羟基乙酯和丙烯酸-2-羟基丙酯中的一种或两种；所述烷基羧酸选自丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或两种。
优选的，所述乳化剂选自十二烷基二苯醚磺酸二钠、磺基琥珀酸烷基醇醚钠盐和烷基醇醚磷酸酯中的一种或多种。
优选的，所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵和过硫酸钠中的一种或多种。
本发明还提供一种松香/苯丙复合乳液的制备方法。所述松香/苯丙复合乳液的制备方法包括如下步骤：
步骤S1：将8-16份松香乳液和0.4-2.4份乳化剂混合，并加热至70-80℃，得到乳液A；
步骤S2：将40-45份苯丙乳液和引发剂水溶液加入到乳液A中混合，得到乳液B；其中引发剂水溶液中引发剂的质量份数为0.1-0.4份，去离子水的质量份数为30-60份；
步骤S3：将乳液B升温至80-90℃后保温1-2h，冷却后调节pH值至6-7，过滤得到松香/苯丙复合乳液。
本发明还提供一种松香/苯丙复合乳液在水性涂料和皮革涂饰剂中的应用。
与现有技术相比，本发明提供的松香/苯丙复合乳液及其制备方法，具有如下有益效果：
一、本发明提供的松香/苯丙复合乳液，用松香乳液对苯丙乳液进行改性，松香乳液作为水性涂料的成膜改性剂和增粘剂，可以促进成膜，有效改善乳胶膜的耐水性、光泽度和附着力。
二、本发明提供的松香/苯丙复合乳液中，使用的乳化剂均不含烷基酚聚氧乙烯醚类化合物(APEO)，绿色环保。
三、本发明提供的松香/苯丙复合乳液的制备工艺简单，易操作；且松香价格低廉环保。
具体实施方式
下面将结合具体的实施实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
一种松香/苯丙复合乳液，按质量份数计，包括如下组分：
其中，松香乳液包括按重量份数计的如下组分：
天然松香：20份；松香乳化剂：8份；去离子水：60份。其中松香乳化剂为APS-350型乳化剂，由上海忠诚精细化工有限公司生产；去离子水为沸水。
苯丙乳液包括按重量份数计的如下成分：
苯乙烯：10份；丙烯酸酯类单体：30份；苯丙乳液乳化剂：1.12份；
其中，丙烯酸酯类单体选自丙烯酸烷基酯、丙烯酸羟烷基酯和烷基羧酸中的一种或多种。所述丙烯酸烷基酯包选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯中的一种或多种；所述丙烯酸羟烷基酯选自丙烯酸-2-羟基乙酯和丙烯酸-2-羟基丙酯中的一种或两种；所述烷基羧酸选自丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或两种。
本实施例中，丙烯酸酯类单体由多种组分组成，包括：甲基丙烯酸甲酯：15.4份；丙烯酸-2-乙基己酯：9.6份；丙烯酸-2-羟基乙酯：3份；丙烯酸：2份。
苯丙乳液乳化剂选自十二烷基二苯醚磺酸二钠、磺基琥珀酸烷基醇醚钠盐和烷基醇醚磷酸酯中的一种或多种，本实施例中为十二烷基二苯醚磺酸二钠。
乳化剂选自十二烷基二苯醚磺酸二钠、磺基琥珀酸烷基醇醚钠盐和烷基醇醚磷酸酯中的一种或多种，本实施例中为十二烷基二苯醚磺酸二钠。
引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵和过硫酸钠中的一种或多种，本实施例中为过硫酸钾。
所述松香/苯丙复合乳液的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将10份松香乳液和1.68份乳化剂混合，并加热至80℃，控制搅拌转速为300rpm，得到乳液A；
其中，松香乳液的制备方法如下：
将20份天然松香在120℃下加热熔融，然后将8份松香乳化剂APS-350加入熔融状态的天然松香中，在500rpm搅拌速度下反应20min，开始滴加沸水，滴加结束后调低转速为200rpm，继续反应10min，然后将乳液冷却到室温，用400目的标准筛过滤，得到乳液A。其中，沸水加入量为60份。
步骤S2：将41.12份苯丙乳液和引发剂水溶液加入到乳液A中混合，得到乳液B；其中引发剂水溶液中引发剂的质量份数为0.24份，去离子水的质量份数为60份；
具体的，苯丙乳液和引发剂水溶液分两次滴加到乳液A中，第一次滴加苯丙乳液和引发剂水溶液后反应30min；然后再滴加剩余的苯丙乳液和引发剂水溶液。
其中，苯丙乳液的制备方法如下：
将1.12份苯丙乳液乳化剂、10份苯乙烯和30份丙烯酸类单体混合，在350rpm转速下搅拌15min，再调低转速至200rpm转速下搅拌15min后制备得到苯丙乳液。
步骤S3：将乳液B升温至85℃后保温1h，冷却后调节pH值至6-7，过滤得到松香/苯丙复合乳液。
具体的，冷却至40℃以下，加氨水调节pH至6-7，用200目筛网过滤得到松香/苯丙复合乳液。
实施例2
一种松香/苯丙复合乳液，按质量份数计，包括如下组分：
其中，松香乳液包括按重量份数计的如下组分：
天然松香：30份；松香乳化剂：9份；去离子水：70份。其中松香乳化剂为APS-350型乳化剂；去离子水为沸水。
苯丙乳液包括按重量份数计的如下成分：
苯乙烯：11份；丙烯酸酯类单体：29份；苯丙乳液乳化剂：0.72份。
本实施例中，丙烯酸酯类单体由多种组分组成，包括：甲基丙烯酸甲酯：13.8份；丙烯酸-2-乙基己酯：10.2份；丙烯酸-2-羟基乙酯：3份；丙烯酸：2份；苯丙乳液乳化剂为烷基醇醚磷酸酯，如PS-530，由上海忠诚精细化工有限公司生产。
乳化剂为烷基醇醚磷酸酯，如PS-530，由上海忠诚精细化工有限公司生产。
引发剂选为过硫酸钠。
所述松香/苯丙复合乳液的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将10份松香乳液和1.68份乳化剂混合，并加热至70℃，控制搅拌转速为300rpm，得到乳液A；
其中，松香乳液的制备方法如下：
将30份天然松香在115℃下加热熔融，然后将9份松香乳化剂APS-350加入熔融状态的天然松香中，在600rpm搅拌速度下反应20min，开始滴加沸水，滴加结束后调低转速为200rpm，继续反应10min，然后将乳液冷却到室温，用400目的标准筛过滤，得到乳液A。其中，沸水加量为70份。
步骤S2：将40.72份苯丙乳液和引发剂水溶液加入到乳液A中混合，得到乳液B；其中引发剂水溶液中引发剂的质量份数为0.2份，去离子水的质量份数为70份；
具体的，苯丙乳液和引发剂水溶液分两次滴加到乳液A中，第一次滴加苯丙乳液和引发剂水溶液后反应30min；然后再滴加剩余的苯丙乳液和引发剂水溶液。
其中，苯丙乳液的制备方法如下：
将0.72份苯丙乳液乳化剂、11份苯乙烯和29份丙烯酸类单体混合，在400rpm转速下搅拌15min，再调低转速至200rpm转速下搅拌15min后制备得到苯丙乳液。
步骤S3：将乳液B升温至90℃后保温1.5h，冷却后调节pH值至6-7，过滤得到松香/苯丙复合乳液。
具体的，冷却至40℃以下，加氨水调节pH至6-7，用200目筛网过滤得到松香/苯丙复合乳液。
实施例3
一种松香/苯丙复合乳液，按质量份数计，包括如下组分：
其中，松香乳液包括按重量份数计的如下成分：
天然松香：20份；松香乳化剂：9份；去离子水：70份。其中松香乳化剂为APS-350型乳化剂；去离子水为沸水。
苯丙乳液包括按重量份数计的如下成分：
苯乙烯：12份；丙烯酸酯类单体：28份；苯丙乳液乳化剂：0.72份。
本实施例中，丙烯酸酯类单体由多种组分组成，包括：甲基丙烯酸甲酯：14份；丙烯酸-2-乙基己酯：7份；丙烯酸-2-羟基乙酯：5份；丙烯酸：2份；苯丙乳液乳化剂为磺基琥珀酸烷基醇醚钠盐，如A-103S，由上海忠诚精细化工有限公司生产。
乳化剂为磺基琥珀酸烷基醇醚钠盐，如A-103S，由上海忠诚精细化工有限公司生产。
引发剂选为过硫酸铵。
所述松香/苯丙复合乳液的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将10份松香乳液和1.68份乳化剂混合，并加热至75℃，控制搅拌转速为350rpm，得到乳液A；
其中，松香乳液的制备方法如下：
将20份天然松香在115℃下加热熔融，然后将9份松香乳化剂APS-350加入熔融状态的天然松香中，在450rpm搅拌速度下反应20min，开始滴加沸水，滴加结束后调低转速为250rpm，继续反应10min，然后将乳液冷却到室温，用400目的标准筛过滤，得到乳液A。其中，沸水加量为70份。
步骤S2：将40.72份苯丙乳液和引发剂水溶液加入到乳液A中混合，得到乳液B；其中引发剂的质量份数为0.28份，去离子水的质量份数为60份；
具体的，苯丙乳液和引发剂水溶液分两次滴加到乳液A中，第一次滴加苯丙乳液和引发剂水溶液后反应30min；然后再滴加剩余的苯丙乳液和引发剂水溶液。
其中，苯丙乳液的制备方法如下：
将0.72份苯丙乳液乳化剂、12份苯乙烯和28份丙烯酸类单体混合，在350rpm转速下搅拌15min，再调低转速至200rpm转速下搅拌15min后制备得到苯丙乳液。
步骤S3：将乳液B升温至85℃后保温1.5h，冷却后调节pH值至6-7，过滤得到松香/苯丙复合乳液。
具体的，冷却至40℃以下，加加氨水调节pH至6-7，用200目筛网过滤得到松香/苯丙复合乳液。
以实施例2为基础，通过改变所述松香/苯丙复合乳液中各组分的配比，并按实施例2的制备工艺，得到实施4-7的松香/苯丙复合乳液，以下详细阐述实施例4-7中松香/苯丙复合乳液的配方。
实施例4-7
实施例4-7中，松香乳液、苯丙乳液的组分分别如下：
松香乳液
苯丙乳液
其中，丙烯酸酯类单体包含的组分及各组分的配比参照实施例2。
以下通过具体的应用实验阐述本发明提供的松香/苯丙复合乳液的性能。
将实施例1-7所述的松香/苯丙复合乳液均匀涂抹在结净的马口铁上，室温下干燥48h后，放入50℃的恒温干燥箱中干燥5h，制得涂膜，然后对实施例1-7所述的松香/苯丙复合乳液及涂膜性能进行检测，检测结果如下：
通过该实验结果可以得出，本发明提供的松香/苯丙乳液性能优良，其具有乳液粒径小、固含量高、能够在较长时间内稳定存在的特点；制备出的涂膜外观光滑平整透明，附着力达到1级，吸水率较低，具有良好的耐水性。
需要说明的是，本发明提供的松香/苯丙复合乳液不仅可应用于水性涂料，同样也可应用于皮革涂饰剂。
与现有技术相比，本发明提供的松香/苯丙复合乳液及其制备方法，具有如下有益效果：
一、本发明提供的松香/苯丙复合乳液，用松香乳液对苯丙乳液进行改性，松香乳液作为水性涂料的成膜改性剂和增粘剂，可以促进成膜，有效改善乳胶膜的耐水性、光泽度和附着力。
二、本发明提供的松香/苯丙复合乳液中，乳液聚合使用的乳化剂均不含烷基酚聚氧乙烯醚类化合物(APEO)，绿色环保。
三、本发明提供的松香/苯丙复合乳液的备工艺简单，易操作；且松香价格低廉环保。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种松香/苯丙复合乳液，其特征在于，按质量份数计，所述松香/苯丙复合乳液包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的松香/苯丙复合乳液，其特征在于，所述松香乳液包括按重量份数计的如下组分：
天然松香 15-30份；
松香乳化剂 5-10份；
去离子水 40-70份。
3.根据权利要求2所述的松香/苯丙复合乳液，其特征在于，所述松香乳化剂为APS-350型乳化剂。
4.根据权利要求1所述的松香/苯丙复合乳液，其特征在于，所述苯丙乳液包括按重量份数计的如下组分：
苯乙烯 8-13份；
丙烯酸酯类单体 26-33份；
苯丙乳液乳化剂 0.1-1.2份。
5.根据权利要求4所述的松香/苯丙复合乳液，其特征在于，所述丙烯酸类单体选自丙烯酸烷基酯、丙烯酸羟烷基酯和烷基羧酸中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的松香/苯丙复合乳液，其特征在于，所述丙烯酸烷基酯包选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯中的一种或多种；
所述丙烯酸羟烷基酯选自丙烯酸-2-羟基乙酯和丙烯酸-2-羟基丙酯中的一种或两种；
所述烷基羧酸选自丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的松香/苯丙复合乳液，其特征在于，所述乳化剂选自十二烷基二苯醚磺酸二钠、磺基琥珀酸烷基醇醚钠盐和烷基醇醚磷酸酯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的松香/苯丙复合乳液，其特征在于，所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵和过硫酸钠中的一种或多种。
9.一种松香/苯丙复合乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：将8-16份松香乳液和0.4-2.4份乳化剂混合，并加热至70-80℃，得到乳液A；
步骤S2：将40-45份苯丙乳液和引发剂水溶液加入到乳液A中混合，得到乳液B；其中引发剂水溶液中引发剂的质量份数为0.1-0.4份，去离子水的质量份数为30-60份；
步骤S3：将乳液B升温至80-90℃后保温1-2h，冷却后调节pH值至6-7，过滤得到松香/苯丙复合乳液。
10.一种如权利要求1-8中任一项所述的松香/苯丙复合乳液在水性涂料和皮革涂饰剂中的应用。
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