CN107163179B - 核壳型丙烯酸乳液和超低voc环保水性高光面漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种核壳型丙烯酸乳液及其制备方法，所述的核壳型丙烯酸乳液是通过半连续加工工艺制备得到，其中核混合单体和壳混合单体均含有特定含量的丙烯酸单体，制备的核壳型丙烯酸乳液具有较低的最低成膜温度和合适的粘度，稳定性好。然后利用所述的核壳型丙烯酸乳液制备得到超低VOC环保水性高光面漆，其不但具有高光泽性，还具有超低的VOC含量，能够满足人们的多方面需求。
Description
技术领域
本发明涉及化工涂料领域，尤其涉及水性漆领域，具体涉及一种核壳型丙烯酸乳液和超低VOC环保水性高光面漆及其制备方法。
背景技术
涂料主要用于物品的涂刷，其主要功能是装饰和保护作用，使物品美观整洁，能让我们感受到美感。近年来，人们对环保的要求越来越高，尤其在家庭装饰品方面，对涂料的各项性能具有更高的要求，除了具有涂层高光泽、高丰满度、高硬度、耐水、酸、碱性好的优点外，对VOC的低产生及低排放也有了更高的要求。
现在我国大部分零售面漆存在高VOC的特点，对人体危害程度大，尤其是在人类活动密集的区域。如若降低VOC排放，会使体系相容性不佳，导致光泽低，装饰性差，其他各项性能下降。因此需要提供一种新的具有超低VOC，而且还保持有高光泽的环保水性面漆来满足人们的需求。
发明内容
针对上述问题，本发明的一方面提供了一种核壳型丙烯酸乳液，核和壳均由混合单体聚合形成，其中，按质量计，所述核壳型丙烯酸乳液的核混合单体中含有2-6％丙烯酸，壳混合单体中含有1-4％丙烯酸。
进一步，所述壳混合单体与核混合单体的质量比为0.5-2:1。
在本发明的某些实施例中，按质量计，所述核混合单体由2-6％丙烯酸、15-25％甲基丙烯酸羟乙酯、15-25％丙烯酸丁酯和45-65％甲基丙烯酸丁酯组成，
所述壳混合单体由1-4％丙烯酸、20-40％甲基丙烯酸甲酯、40-60％丙烯酸丁酯和15-25％丙烯酸羟乙酯组成。
本发明的另一方面提供了一种核壳型丙烯酸乳液的制备方法，所述制备方法为半连续加工工艺，包括以下步骤，
将核混合单体逐滴滴入到含有第一引发剂和乳化剂的水溶液中；和
将壳混合单体直接加入含有核聚合物乳液和第二引发剂的水溶液中，
其中，第一引发剂的质量为核混合单体质量的0.25-0.55％，第二引发剂的质量为壳混合单体质量的0.15-0.75％。
本发明所述的半连续加工工艺为核混合单体采用滴加工艺，壳混合单体采用一次性加入的方式进行。
本发明的另一方面提供了一种超低VOC环保水性高光面漆，包括A组分和B组分，其中，
所述A组分包含有所述的核壳型丙烯酸乳液，
所述B组分为固化剂。
在本发明的某些实施例中，所述固化剂由异氰酸酯和水组成。
在本发明的某些实施例中，按质量份计，4-6份A组分与1份B组分配套使用。
在本发明的某些实施例中，按质量计，所述A组分由60-75％所述的核壳型丙烯酸乳液、1-2％的助溶剂、0.3-0.5％的中和剂、0.5-0.9％分散剂、0.1-0.3％的消泡剂、0.6-1.2％的流平剂、0.2-0.4％的润湿剂、5-8％颜填料和余量的水组成。
在本发明的某些实施例中，所述中和剂为醇胺类物质，
所述分散剂为高分子聚合物分散剂，
所述消泡剂为有机硅表面消泡剂，
所述流平剂为改性有机硅型流平剂，
所述润湿剂为聚醚有机硅类润湿剂，
所述颜填料为大红粉。
本发明的另一方面提供了一种所述的超低VOC环保水性高光面漆的制备方法，包括以下步骤：
步骤a，按照所述原料配比，先将去3-6份离子水加入备料锅，400-600r/min速度搅拌下逐步加入助溶剂、分散剂、消泡剂，搅拌5-8min，
步骤b，将搅拌转速提高到800-1000r/min，然后缓慢加入颜填料，继续搅拌20-40min，然后研磨至细度≤30um，得到A组分前期浆，
步骤c，在500-800r/min搅拌速度下往A组分前期浆中加入核壳型丙烯酸乳液，、然后再加入中和剂、流平剂、润湿剂和余量的水，搅拌均匀即得A组分，
其中所述份数是基于100重量份所述A组分，
步骤d，按质量份计，将4-6份异氰酸酯与1份去离子水混合均匀即可得到B组分。
有益效果：
本发明所述的核壳型丙烯酸乳液不但制备方法简单，而且性质稳定，最低成膜温度低，粘度适宜。用所述核壳型丙烯酸乳液制备得到的超低VOC环保水性高光面漆，其中漆浆与固化剂配合使用，不但具有很好的耐水、酸、碱性能，而且还具有超低的VOC和高光泽，有很强的装饰性，并且对人体无害。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了部分实施例的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明中所述的“份”如无特别说明，均按质量计。
关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的物质。
本发明所述的乳化剂是指能够改善乳浊液中各种构成相之间的表面张力，使之形成均匀稳定的分散体系或乳浊液的物质。乳化剂是表面活性物质，分子中同时具有亲水基和亲油基，它聚集在油/水界面上，可以降低界面张力和减少形成乳状液所需要的能量，从而提高乳状液的能量。本发明所述的乳化剂包括但不限于阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂。
乳化剂用量太少，则反应不稳定，会产生凝聚物，制备的乳液外观较差。乳化剂用量增多，乳胶粒子会变得很细腻，乳液的透明性好，但会导致乳液的粘度增大。如果乳化剂的用量过大，在核混合单体聚合完成后，尚有剩余的胶束存在，随着壳混合单体的加入会形成新的乳胶粒子，而不是在核乳胶外面形成壳层，因此不能形成典型的核壳结构乳液。因此保持合适的乳化剂的含量有助于乳液的性质稳定。
在本发明的某些实施例中，所述乳化剂的加入质量为核混合单体质量的0.5-1.5％，进一步优选为0.8-1.2％，更进一步优选为1％。
本发明所述的引发剂，又称自由基引发剂，指一类容易受热分解成自由基的化合物，用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应，也可用于不饱和聚酯的交联固化和高分子交联反应。
本发明所述的引发剂包括但不限于偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、二叔戊基过氧化物、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化氢、过氧化新葵酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔丁酯、过氧化二月桂酰、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧乙酸叔丁酯、过氧化二异丙苯、异丙苯过氧化氢、过氧化-2-乙基己酸特戊酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-3，5，5-三甲基己酸叔丁酯。
如果加入的引发剂太少，在乳液聚合时稳定性较差，凝聚物较多，转化率低，且成膜温度较高。如果加入的引发剂用量太大，会影响乳液的分子量，进而影响到漆膜的机械性能。因此，加入的引发剂的量需要合适。
本发明所述的超低VOC环保水性高光面漆的光泽度是采用光泽计以不同的角度测定相对的反射率来判断的，即将平行光以一定的角度α投射到表面上，测定由表面以同样角度α反射出的光。不同角度下测得的反射光强是不同的，具体参考国家标准GB/T 1743-79(89)《漆膜光泽测定法》和GB/B9754—2007《色漆和清漆不含金属颜料的色漆漆膜之20°、60°和85°镜面光泽的测定》。
VOC是指在涂料产品中在常压下沸点不大于250℃的任何有机化合物，被定义为挥发性有机化合物。在本发明中，超低VOC环保水性高光面漆中的VOC含量具体参考国家标准ISO 11890-2来进行测定。
乳液的最低成膜温度也即MFFT，是指乳液颗粒互相聚集成连续薄膜的最低温度，本发明所述的核壳型丙烯酸乳液的最低成膜温度通过最低成膜温度测定仪来测定得到。乳液的粘度是表示乳液粘滞性的一种量度，是乳液流动力对其内部摩擦现象的一种表示，可以通过粘度计来进行测试，具体参考GB-T 10247-1988。
在乳液聚合中核混合单体与壳混合单体的质量比大小能影响到乳胶粒子的构型和乳液性能，进而影响到乳液的最低成膜温度。在随着壳混合单体用量的增加，其最低成膜温度明显上升，乳液的成膜性变差。这是因为壳混合单体如果太少，则不能充分包裹住乳液的核部分聚合物，而壳混合单体太多，则核壳之间会相互渗透，影响乳液的成膜性能。因此保持壳混合单体与核混合单体的质量比在0.5-2:1时，制备的核壳型丙烯酸乳液性能最佳。
所述的核混合单体中含有一定量的丙烯酸，可以利用其羧基的亲水性调节形成的核聚合物乳液的表面亲水疏水性能，能够更容易形成核聚合物乳液，制备的核聚合物乳液在接下来进行壳层聚合时也更容易。所述的壳混合单体中含有一定含量的丙烯酸单体，能够更好地使壳层包覆在核聚合物上进行聚合，而且还可以调节乳液的粘稠性。如果壳混合单体中不含丙烯酸单体，则由于没有亲水性基团，则不能形成核壳结构的乳液，而如果含有的丙烯酸单体过多，则会导致乳液粘度过大，影响涂膜的耐水性能。因此壳混合单体中含有特定含量的丙烯酸单体能够使乳液的性能达到最佳。
实施例1
制备核壳型丙烯酸乳液：
将200份水加入到反应容器，搅拌升温至80℃保持该温度，将1份十二烷基磺酸钠乳化剂和0.4份第一引发剂偶氮二异丁腈加入反应容器中，然后再逐滴加入100份由4％丙烯酸、20％甲基丙烯酸羟乙酯、20％丙烯酸丁酯和56％甲基丙烯酸丁酯组成的核混合单体，滴加时间2.5小时，滴加完保持反应温度0.5小时，得到核聚合物乳液。
将上述得到的核聚合物乳液降至60℃，然后用氨水中和剂调整pH到7-8之间，再将0.5份第二引发剂二叔戊基过氧化物加入到反应容器中，搅拌均匀后再加入100份由2％丙烯酸、30％甲基丙烯酸甲酯、50％丙烯酸丁酯和18％丙烯酸羟乙酯组成的壳混合单体，然后升温至80℃并保温2小时，即可得到核壳型丙烯酸乳液。
制备超低VOC环保水性高光面漆：
步骤a，按照所述原料配比，先将5份的去离子水加入备料锅，500r/min速度搅拌下逐步加入1份助溶剂丙二醇丁醚、0.8份分散剂十二烷基磺酸钠、0.2份消泡剂聚二甲基硅氧烷，搅拌6min。
步骤b，将搅拌转速提高到900r/min，然后缓慢加入6份颜填料大红粉，继续搅拌30min，然后研磨至细度≤30um，得到A组分前期浆。
步骤c，在600r/min搅拌速度下往A组分前期浆中加入70份上述制备的核壳型丙烯酸乳液，然后再加入0.4份中和剂乙醇胺、0.9份流平剂聚醚改性有机硅、0.3份润湿剂聚醚改性二甲基硅氧烷和余量的水，搅拌均匀即得A组分，其中所述份数是基于100重量份所述A组分，
步骤d，按质量份计，将5份甲苯二异氰酸酯与1份去离子水混合均匀即可得到B组分。
按质量计将5份A组分与1份B组分配套使用，即为超低VOC环保水性高光面漆。
实施例2
制备核壳型丙烯酸乳液：
将200份水加入到反应容器，搅拌升温至80℃保持该温度，将0.8份乳化剂聚丙烯酸钠和0.25份第一引发剂偶氮二异庚腈加入反应容器中，然后再逐滴加入100份由2％丙烯酸、18％甲基丙烯酸羟乙酯、15％丙烯酸丁酯和65％甲基丙烯酸丁酯组成的核混合单体，滴加时间2.5小时，滴加完保持反应温度0.5小时，得到核聚合物乳液。
将上述得到的核聚合物乳液降至60℃，然后用中和剂氨水调整pH到7-8之间，再将0.15份第二引发剂二叔丁基过氧化物加入到反应容器中，搅拌均匀后再加入50份由4％丙烯酸、20％甲基丙烯酸甲酯、60％丙烯酸丁酯和16％丙烯酸羟乙酯组成的壳混合单体，然后升温至80℃并保温2小时，即可得到核壳型丙烯酸乳液。
制备超低VOC环保水性高光面漆：
步骤a，按照所述原料配比，先将3份的去离子水加入备料锅，400r/min速度搅拌下逐步加入2份助溶剂丙二醇单甲醚、0.5份分散剂聚丙烯酸钠、0.1份消泡剂聚二甲基硅氧烷，搅拌5min。
步骤b，将搅拌转速提高到800r/min，然后缓慢加入5份颜填料大红粉，继续搅拌20min，然后研磨至细度≤30um，得到A组分前期浆。
步骤c，在500r/min搅拌速度下往A组分前期浆中加入60份上述制备的核壳型丙烯酸乳液，然后再加入0.3份中和剂二甲基乙醇胺、0.6份流平剂氟碳改性有机硅、0.2份润湿剂有机改性二甲基硅氧烷和余量的水，搅拌均匀即得A组分，其中所述份数是基于100重量份所述A组分。
步骤d，按质量份计，将4份二苯基甲烷二异氰酸酯与1份去离子水混合均匀即可得到B组分。
按质量计将6份A组分与1份B组分配套使用，即为超低VOC环保水性高光面漆。
实施例3
制备核壳型丙烯酸乳液：
将200份水加入到反应容器，搅拌升温至80℃保持该温度，将1.2份乳化剂十二烷基磺酸钠和0.55％份第一引发剂叔丁基过氧化氢加入反应容器中，然后再逐滴加入100份由6％丙烯酸、15％甲基丙烯酸羟乙酯、15％丙烯酸丁酯和64％甲基丙烯酸丁酯组成的核混合单体，滴加时间2.5小时，滴加完保持反应温度0.5小时，得到核聚合物乳液。
将上述得到的核聚合物乳液降至60℃，然后用中和剂氨水调整pH到7-8之间，再将0.75份第二引发剂过氧化新葵酸叔丁酯加入到反应容器中，搅拌均匀后再加入200份由4％丙烯酸、40％甲基丙烯酸甲酯、40％丙烯酸丁酯和16％丙烯酸羟乙酯组成的壳混合单体，然后升温至80℃并保温2小时，即可得到核壳型丙烯酸乳液。
制备超低VOC环保水性高光面漆：
步骤a，按照所述原料配比，先将6份的去离子水加入备料锅，600r/min速度搅拌下逐步加入1份助溶剂丙二醇单甲醚、0.9份分散剂聚丙烯酸钠、0.3份消泡剂聚二甲基硅氧烷，搅拌8min。
步骤b，将搅拌转速提高到1000r/min，然后缓慢加入8份颜填料大红粉，继续搅拌40min，然后研磨至细度≤30um，得到A组分前期浆。
步骤c，在500-800r/min搅拌速度下往A组分前期浆中加入75份上述制备的核壳型丙烯酸乳液，然后再加入0.5份中和剂二甲基乙醇胺、1.2份流平剂聚醚改性有机硅、0.4份润湿剂聚醚改性二甲基硅氧烷和余量的水，搅拌均匀即得A组分，其中所述份数是基于100重量份所述A组分，
步骤d，按质量份计，将6份异氰酸酯甲苯二异氰酸酯与1份去离子水混合均匀即可得到B组分。
按质量计将4份A组分与1份B组分配套使用，即为超低VOC环保水性高光面漆。
实施例4
制备核壳型丙烯酸乳液：
将200份水加入到反应容器，搅拌升温至80℃保持该温度，将0.5份乳化剂聚丙烯酸钠和0.3份第一引发剂叔丁基过氧化氢加入反应容器中，然后再逐滴加入100份由5％丙烯酸、18％甲基丙烯酸羟乙酯、25％丙烯酸丁酯和52％甲基丙烯酸丁酯组成的核混合单体，滴加时间2.5小时，滴加完保持反应温度0.5小时，得到核聚合物乳液。
将上述得到的核聚合物乳液降至60℃，然后用中和剂氨水调整pH到7-8之间，再将0.2份第二引发剂过氧化新葵酸叔丁酯加入到反应容器中，搅拌均匀后再加入80份由3％丙烯酸、25％甲基丙烯酸甲酯、55％丙烯酸丁酯和17％丙烯酸羟乙酯组成的壳混合单体，然后升温至80℃并保温2小时，即可得到核壳型丙烯酸乳液。
制备超低VOC环保水性高光面漆：
步骤a，按照所述原料配比，先将4份的去离子水加入备料锅，500r/min速度搅拌下逐步加入2份助溶剂丙二醇丁醚、0.6份分散剂十二烷基磺酸钠、0.2份消泡剂聚二甲基硅氧烷，搅拌5min。
步骤b，将搅拌转速提高到1000r/min，然后缓慢加入5份颜填料大红粉，继续搅拌20min，然后研磨至细度≤30um，得到A组分前期浆。
步骤c，在500r/min搅拌速度下往A组分前期浆中加入65份上述制备的核壳型丙烯酸乳液，然后再加入0.5份中和剂二甲基乙醇胺、0.8份流平剂聚醚改性有机硅、0.3份润湿剂聚醚改性二甲基硅氧烷和余量的水，搅拌均匀即得A组分，其中所述份数是基于100重量份所述A组分，
步骤d，按质量份计，将6份甲苯二异氰酸酯与1份去离子水混合均匀即可得到B组分。
按质量计将6份A组分与1份B组分配套使用，即为超低VOC环保水性高光面漆。
实施例5
制备核壳型丙烯酸乳液：
将200份水加入到反应容器，搅拌升温至80℃保持该温度，将1.5份乳化剂聚丙烯酸钠和0.5份第一引发剂过氧化新葵酸叔丁酯加入反应容器中，然后再逐滴加入100份由5％丙烯酸、20％甲基丙烯酸羟乙酯、25％丙烯酸丁酯和50％甲基丙烯酸丁酯组成的核混合单体，滴加时间2.5小时，滴加完保持反应温度0.5小时，得到核聚合物乳液。
将上述得到的核聚合物乳液降至60℃，然后用中和剂氨水调整pH到7-8之间，再将0.75份第二引发剂二叔戊基过氧化物加入到反应容器中，搅拌均匀后再加入120份由1％丙烯酸、25％甲基丙烯酸甲酯、54％丙烯酸丁酯和20％丙烯酸羟乙酯组成的壳混合单体，然后升温至80℃并保温2小时，即可得到核壳型丙烯酸乳液。
制备超低VOC环保水性高光面漆：
步骤a，按照所述原料配比，先将6份的去离子水加入备料锅，600r/min速度搅拌下逐步加入1份助溶剂丙二醇丁醚、0.6份分散剂十二烷基磺酸钠、0.1份消泡剂聚二甲基硅氧烷，搅拌5min。
步骤b，将搅拌转速提高到800r/min，然后缓慢加入5份颜填料大红粉，继续搅拌40min，然后研磨至细度≤30um，得到A组分前期浆。
步骤c，在800r/min搅拌速度下往A组分前期浆中加入70份上述制备的核壳型丙烯酸乳液，然后再加入0.5份中和剂二乙醇胺、1份流平剂氟碳改性有机硅、0.4份润湿剂聚醚改性二甲基硅氧烷和余量的水，搅拌均匀即得A组分，其中所述份数是基于100重量份所述A组分，
步骤d，按质量份计，将4份二苯基甲烷二异氰酸酯与1份去离子水混合均匀即可得到B组分。
按质量计将4份A组分与1份B组分配套使用，即为超低VOC环保水性高光面漆。
实施例6
制备核壳型丙烯酸乳液：
将200份水加入到反应容器，搅拌升温至80℃保持该温度，将1份乳化剂十二烷基磺酸钠和0.4份第一引发剂叔丁基过氧化氢加入反应容器中，然后再逐滴加入100份由4％丙烯酸、20％甲基丙烯酸羟乙酯、16％丙烯酸丁酯和60％甲基丙烯酸丁酯组成的核混合单体，滴加时间2.5小时，滴加完保持反应温度0.5小时，得到核聚合物乳液。
将上述得到的核聚合物乳液降至60℃，然后用中和剂氨水调整pH到7-8之间，再将0.5份第二引发剂偶氮二异丁腈加入到反应容器中，搅拌均匀后再加入100份由2％丙烯酸、40％甲基丙烯酸甲酯、40％丙烯酸丁酯和17％丙烯酸羟乙酯组成的壳混合单体，然后升温至80℃并保温2小时，即可得到核壳型丙烯酸乳液。
制备超低VOC环保水性高光面漆：
步骤a，按照所述原料配比，先将5份的去离子水加入备料锅，500r/min速度搅拌下逐步加入1份助溶剂丙二醇单甲醚、0.9份分散剂十二烷基磺酸钠、0.2份消泡剂聚二甲基硅氧烷，搅拌8min。
步骤b，将搅拌转速提高到1000r/min，然后缓慢加入8份颜填料大红粉，继续搅拌30min，然后研磨至细度≤30um，得到A组分前期浆。
步骤c，在600r/min搅拌速度下往A组分前期浆中加入70份上述制备的核壳型丙烯酸乳液，然后再加入0.4份中和剂乙醇胺、1份流平剂氟碳改性有机硅、0.3份润湿剂聚醚改性二甲基硅氧烷和余量的水，搅拌均匀即得A组分，其中所述份数是基于100重量份所述A组分，
步骤d，按质量份计，将5份异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯)与1份去离子水混合均匀即可得到B组分。
按质量计将5份A组分与1份B组分配套使用，即为超低VOC环保水性高光面漆。
实施例7
制备核壳型丙烯酸乳液：
将200份水加入到反应容器，搅拌升温至80℃保持该温度，将1份乳化剂十二烷基磺酸钠和0.4份第一引发剂偶氮二异丁腈加入反应容器中，然后再逐滴加入100份由2％丙烯酸、15％甲基丙烯酸甲酯、35％甲基丙烯酸乙酯、25％甲基丙烯酸正丁酯、15％甲基丙烯酸异辛酯、8％甲基丙烯酸十二烷基酯组成的核混合单体，滴加时间2.5小时，滴加完保持反应温度0.5小时，得到核聚合物乳液。
将上述得到的核聚合物乳液降至60℃，然后用中和剂氨水调整pH到7-8之间，再将0.5份第二引发剂过氧化新葵酸叔丁酯加入到反应容器中，搅拌均匀后再加入100份由2％丙烯酸、25％甲基丙烯酸甲酯、35％甲基丙烯酸乙酯、38％甲基丙烯酸正丁酯组成的壳混合单体，然后升温至80℃并保温2小时，即可得到核壳型丙烯酸乳液。
制备超低VOC环保水性高光面漆：
步骤a，按照所述原料配比，先将5份的去离子水加入备料锅，600r/min速度搅拌下逐步加入1份助溶剂丙二醇丁醚、0.8份分散剂十二烷基磺酸钠、0.2份消泡剂聚二甲基硅氧烷，搅拌5min。
步骤b，将搅拌转速提高到1000r/min，然后缓慢加入5份颜填料大红粉，继续搅拌30min，然后研磨至细度≤30um，得到A组分前期浆。
步骤c，在500r/min搅拌速度下往A组分前期浆中加入70份上述制备的核壳型丙烯酸乳液，然后再加入0.4份中和剂二乙醇胺、0.8份流平剂聚醚改性有机硅、0.3份润湿剂聚醚改性二甲基硅氧烷和余量的水，搅拌均匀即得A组分，其中所述份数是基于100重量份所述A组分，
步骤d，按质量份计，将5份甲苯二异氰酸酯与1份去离子水混合均匀即可得到B组分。
按质量计将5份A组分与1份B组分配套使用，即为超低VOC环保水性高光面漆。
对比例1
将核混合单体换成20％甲基丙烯酸羟乙酯、20％丙烯酸丁酯和60％甲基丙烯酸丁酯组成的核混合单体，其他条件与实施例1相同，制备得到核壳型丙烯酸乳液和超低VOC环保水性高光面漆。
对比例2
将核混合单体换成8％丙烯酸、17％甲基丙烯酸羟乙酯、20％丙烯酸丁酯和55％甲基丙烯酸丁酯组成的核混合单体，其他条件与实施例1相同，制备得到核壳型丙烯酸乳液和超低VOC环保水性高光面漆。
对比例3
将壳混合单体换成20％甲基丙烯酸甲酯、60％丙烯酸丁酯和20％丙烯酸羟乙酯组成的壳混合单体，其他条件与实施例1相同，制备得到核壳型丙烯酸乳液和超低VOC环保水性高光面漆。
对比例4
将壳混合单体换成8％丙烯酸、20％甲基丙烯酸甲酯、55％丙烯酸丁酯和17％丙烯酸羟乙酯组成的壳混合单体，其他条件与实施例1相同，制备得到核壳型丙烯酸乳液和超低VOC环保水性高光面漆。
对比例5
将壳混合单体的质量改为30份，其他条件与实施例1相同，制备得到核壳型丙烯酸乳液和超低VOC环保水性高光面漆。
对比例6
将壳混合单体的质量改为300份，其他条件与实施例1相同，制备得到核壳型丙烯酸乳液和超低VOC环保水性高光面漆。
对比例7
将第一引发剂的质量改为0.1份，其他条件与实施例1相同，制备得到核壳型丙烯酸乳液和超低VOC环保水性高光面漆。
对比例8
将第二引发剂的质量改为1份，其他条件与实施例1相同，制备得到核壳型丙烯酸乳液和超低VOC环保水性高光面漆。
测量得到实施例1-7和对比例1-8中制备的核壳型丙烯酸乳液的最低成膜温度和粘度，并观察乳液中凝聚物的含量来判断乳液的稳定性。同时，还对实施例1-7和对比例1-8中制备的超低VOC环保水性高光面漆进行VOC和光泽度测试，上述具体的测试结果如表1所示。
由表1的测试结果可以看出，保持合适的核混合单体和壳混合单体的质量比对于乳液的最低成膜温度有很大影响，进而会影响到制备的超低VOC环保水性高光面漆的性质。而且核混合单体和壳混合单体中含有特定含量的带有羧基的丙烯酸单体，能够形成具有合适的最低成膜温度和粘度的核壳型丙烯酸乳液，然后利用上述核壳型丙烯酸乳液制备的超低VOC环保水性高光面漆，不但VOC含量低，而且具有高光泽度，能够满足现在人们对于水性面漆的需求。此外，合适的引发剂添加量也对核壳型丙烯酸乳液的制备有重要影响，添加量过多过少都会影响乳液的性质，进而影响到制备的面漆的性质。
表1
| 样品 | MFFT(℃) | 粘度(MPa.s) | 凝聚物 | VOC(g/L) | 漆膜光泽 |
| 实施例1 | 1 | 98 | 无 | 10 | 92° |
| 实施例2 | 1 | 103 | 无 | 11 | 85° |
| 实施例3 | 2 | 105 | 无 | 12 | 90° |
| 实施例4 | 2 | 98 | 无 | 15 | 88° |
| 实施例5 | 1 | 106 | 无 | 12 | 88° |
| 实施例6 | 1 | 103 | 无 | 11 | 87° |
| 实施例7 | 1 | 108 | 无 | 15 | 83° |
| 对比例1 | 12 | 98 | 无 | 15 | 70° |
| 对比例2 | 1 | 192 | 少许 | 23 | 51° |
| 对比例3 | 16 | 102 | 无 | 15 | 65° |
| 对比例4 | 2 | 207 | 少许 | 31 | 56° |
| 对比例5 | 21 | 213 | 少许 | 19 | 61° |
| 对比例6 | 5 | 120 | 少许 | 15 | 48° |
| 对比例7 | 23 | 135 | 较多 | 18 | 53° |
| 对比例8 | 6 | 131 | 少许 | 22 | 68° |
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种核壳型丙烯酸乳液，核和壳均由混合单体聚合形成，其特征在于：
按质量计，所述核混合单体由2-6％丙烯酸、15-25％甲基丙烯酸羟乙酯、15-25％丙烯酸丁酯和45-65％甲基丙烯酸丁酯组成，
所述壳混合单体由1-4％丙烯酸、20-40％甲基丙烯酸甲酯、40-60％丙烯酸丁酯和15-25％丙烯酸羟乙酯组成，
所述壳混合单体与所述核混合单体的质量比为0.5-2:1，
所述核壳型丙烯酸乳液经由包括以下步骤的半连续加工工艺制得：
将核混合单体逐滴滴入到含有第一引发剂和乳化剂的水溶液中，得到核聚合物乳液；将壳混合单体直接加入含有核聚合物乳液和第二引发剂的水溶液中，得到核壳型丙烯酸乳液。
2.一种如权利要求1所述的核壳型丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于：
所述制备方法为半连续加工工艺，包括以下步骤，
将核混合单体逐滴滴入到含有第一引发剂和乳化剂的水溶液中；和
将壳混合单体直接加入含有核聚合物乳液和第二引发剂的水溶液中。
3.一种超低VOC环保水性高光面漆，包括A组分和B组分，其特征在于：
所述A组分包含有权利要求1所述的核壳型丙烯酸乳液，
所述B组分为固化剂。
4.根据权利要求3所述的超低VOC环保水性高光面漆，其特征在于：
按质量份计，4-6份A组分与1份B组分配套使用。
5.根据权利要求3所述的超低VOC环保水性高光面漆，其特征在于：
所述固化剂由异氰酸酯和水组成。
6.根据权利要求3-5任一项所述的超低VOC环保水性高光面漆，其特征在于：
按质量计，所述A组分由60-75％核壳型丙烯酸乳液、1-2％助溶剂、0.3-0.5％中和剂、0.5-0.9％分散剂、0.1-0.3％消泡剂、0.6-1.2％的流平剂、0.2-0.4％润湿剂、5-8％颜填料和余量的水组成。
7.根据权利要求6所述的超低VOC环保水性高光面漆，其特征在于：
所述中和剂为醇胺类物质，
所述分散剂为高分子聚合物分散剂，
所述消泡剂为有机硅表面消泡剂，
所述流平剂为改性有机硅型流平剂，
所述润湿剂为聚醚有机硅类润湿剂，
所述颜填料为大红粉。
8.一种如权利要求6或7所述的超低VOC环保水性高光面漆的制备方法，包括以下步骤：
步骤a，按照所述原料配比，先将3-6份去离子水加入备料锅，400-600r/min速度搅拌下逐步加入助溶剂、分散剂、消泡剂，搅拌5-8min，
步骤b，将搅拌转速提高到800-1000r/min，然后缓慢加入颜填料，继续搅拌20-40min，然后研磨至细度≤30um，得到A组分前期浆，
步骤c，在500-800r/min搅拌速度下往A组分前期浆中加入核壳型丙烯酸乳液，然后再加入中和剂、流平剂、润湿剂和余量的水，搅拌均匀即得A组分，
其中所述份数是基于100重量份所述A组分，
步骤d，按质量份计，将4-6份异氰酸酯与1份去离子水混合均匀即可得到B组分。
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