CN108070051A - 低voc含量的丙烯酸乳液及由其制成的建筑涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低VOC含量的丙烯酸乳液，包括以下重量份数的组分：20.76‑42.8份核预乳液A、10.7‑23.5份壳预乳液B、0.66‑3.1份乳化剂、0.28‑1.3份引发剂、0.1‑0.6份缓冲剂、0.08‑0.3份还原剂和40‑60份水。本发明通过对聚合单体的选择及合成技术和交联技术的改进，合成出高性能水性丙烯酸树脂乳液；通过降低聚合中乳化剂的使用量改善环境温湿度对涂膜外观的影响及改善乳液成膜特性；通过选择性能优良的聚合单体使其接枝到丙烯酸乳液高分子链上，解决水性涂料涂膜的丰满度低、光泽低的问题，制得高性能涂料，扩大了其应用领域；通过添加可聚合有机硅单体，使其接枝到乳液高分子链上，改善涂膜的耐水泛白性。

Description

低VOC含量的丙烯酸乳液及由其制成的建筑涂料
技术领域
本发明属于本发明涉及涂料技术领域，具体涉及低VOC含量的丙烯酸乳液及其合成方法和由该低VOC含量的丙烯酸乳液制成的建筑涂料。
背景技术
涂料是一种施工方便、价格实惠的化工产品，凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性涂料。水性涂料不仅能具有装饰作用，装饰建筑、机械等表面，且具有一定的功能，例如防腐、防酸、抗静电、抗老化等，可以防止器具的表面锈蚀，延长使用寿命，随着工业的不断发展，涂料逐渐往功能性和环保型方向发展。
目前，市场上还存在较多的涂料，其VOC含量高，涂装后的房间，仍然需要很久的时间散发，才能入住，含有的VOC会对人体和环境造成很大的影响。此外，有些涂料的耐污性能较差，这些涂料不能满足人们对高端功能性涂料的需求。
因此，有必要研发一种固化性能好、VOC含量小，具有优异的耐沾污性的建筑涂料。
发明内容
本发明的目的是提供一种固化性能好、VOC含量小的丙烯酸乳液，并提供了由该丙烯酸乳液制备的具有优异的耐沾污性的建筑涂料。
本发明采用的技术方案是：一种低VOC含量的丙烯酸乳液，包括以下重量份数的组分：20.76-42.8份核预乳液A、10.7-23.5份壳预乳液B、0.66-3.1份乳化剂、0.28-1.3份引发剂、0.1-0.6份缓冲剂、0.08-0.3份还原剂和40-60份水。
优选的，所述核预乳液A包括20-40份甲基丙烯酸甲酯单体、0.6-2份N-羟甲基丙烯酰胺、0.08-0.3份邻苯二甲酸二烯丙酯和0.08-0.5份正十二硫醇。
优选的，所述壳预乳液B包括1020份丙烯酸丁酯单体、0.5-2份丙烯腈和0.2-1.5份丙烯酸单体。
优选的，所述乳化剂包括0.5-2份烷基聚氧乙烯醚、0.08-0.6份异构醇聚氧乙烯醚和0.08-0.5份烯丙基醚羟丙基磺酸钠。
优选的，所述引发剂包括0.2-1份过硫酸铵和0.08-0.3份叔丁基过氧化氢。
优选的，所述缓冲剂是亚硫酸氢钠。
优选的，所述还原剂是雕白粉。
本发明还提供了低VOC含量的丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：
1)将烷基聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚和烯丙基醚羟丙基磺酸钠和水添加入乳化釜进行搅拌预乳化；
2)将核预乳液A配方中的甲基丙烯酸甲酯单体、N-羟甲基丙烯酰胺、邻苯二甲酸二烯丙酯和正十二硫醇投入反应釜中，搅拌升温至60-80℃，使单体引发；
3)将壳预乳液B配方中的丙烯酸丁酯单体、丙烯酸单体和丙烯腈投入另一反应釜中，搅拌升温至60-80℃，使单体引发；
4)升温至80℃，将步骤2)得到的物料滴加到反应釜中，1小时滴完，添加入引发剂，进行聚合反应，保温1小时，将步骤3)得到的物料滴加到反应釜中，1小时滴完，升温90℃，保温1小时，降至65℃，加入缓冲剂和还原剂，反应30分钟后，降温至40℃出料，得到丙烯酸乳液粗提物；
5)将丙烯酸乳液粗提物通入到蒸发器中，同时向蒸发器内通入含有水蒸汽和惰性气体的混合气体进行VOC脱离，即得丙烯酸乳液成品。
优选的，步骤5)中，蒸发器内压强为-0.02至-0.04Mpa，蒸发器内的负压状态能够确保丙烯酸乳液中随混合气体剥离出的挥发性有机物能够及时被回收清除，保证了VOC脱离效率。优选的-0.02至-0.04Mpa的负压条件即容易实现又能确保挥发性有机物不会再次混入到丙烯酸乳液中。
本发明还提供了包括低VOC含量的丙烯酸乳液的建筑涂料，包括以下重量份数的组分：80-120份低VOC含量的丙烯酸乳液、20-40份钛白粉、25-35份硫酸钡、19-52份助剂、70-100去离子水和10-25份醇酯12。
优选的，所述助剂包括2-8份增稠剂、3-8份消泡剂、5-12份润湿剂、3-12份分散剂和6-12份流平剂。
本发明还提供了建筑涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)将去离子水、润湿剂、分散剂、配方中30-60％的消泡剂加入到高速分散机，高速分散均匀；
2)加入钛白粉、硫酸钡和成膜助剂进行高速分散打浆，砂磨成细浆；
3)在转速200-400r/min搅拌下，把低VOC含量的丙烯酸乳液慢慢加入到浆料中，搅拌均匀；
4)添加增稠剂、流平剂、剩余的消泡剂调节涂料的粘度；
5)最后过滤，即得到建筑涂料。
本发明的有益效果是：对聚合单体的选择及合成技术和交联技术的改进，合成出高性能水性丙烯酸树脂乳液；开展水性树脂交联机理研究和新型交联剂的开发，提高低温(包括室温)固化水性涂料的性能；开展新型无皂乳液合成工艺的研究，通过降低聚合中乳化剂的使用量改善环境温湿度对涂膜外观的影响；水性丙烯酸树脂乳液的复合化研究，改善乳液成膜特性；通过选择性能优良的聚合单体使其接枝到丙烯酸乳液高分子链上，解决水性涂料涂膜的丰满度低、光泽低的问题，制得高性能涂料以扩大其应用领域；通过添加可聚合有机硅单体，使其接枝到乳液高分子链上，改善涂膜的耐水泛白性。
具体实施方式
实施例1
一种低VOC含量的丙烯酸乳液，包括以下重量份数的组分：
包括低VOC含量的丙烯酸乳液的建筑涂料的配方：
低VOC含量的丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：
1)将烷基聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚和烯丙基醚羟丙基磺酸钠和水添加入乳化釜进行搅拌预乳化；
2)将核预乳液A配方中的甲基丙烯酸甲酯单体、N-羟甲基丙烯酰胺、邻苯二甲酸二烯丙酯和正十二硫醇投入反应釜中，搅拌升温至60-80℃，使单体引发；
3)将壳预乳液B配方中的丙烯酸丁酯单体、丙烯酸单体和丙烯腈投入另一反应釜中，搅拌升温至60-80℃，使单体引发；
4)升温至80℃，将步骤2)得到的物料滴加到反应釜中，1小时滴完，添加入引发剂，进行聚合反应，保温1小时，将步骤3)得到的物料滴加到反应釜中，1小时滴完，升温90℃，保温1小时，降至65℃，加入缓冲剂和还原剂，反应30分钟后，降温至40℃出料，得到丙烯酸乳液粗提物；
5)将丙烯酸乳液粗提物通入到蒸发器中，同时向蒸发器内通入含有水蒸汽和惰性气体的混合气体进行VOC脱离，即得丙烯酸乳液成品。
建筑涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)将去离子水、润湿剂、分散剂、配方中30-60％的消泡剂加入到高速分散机，高速分散均匀；
2)加入钛白粉、硫酸钡和成膜助剂进行高速分散打浆，砂磨成细浆；
3)在转速200-400r/min搅拌下，把低VOC含量的丙烯酸乳液慢慢加入到浆料中，搅拌均匀；
4)添加增稠剂、流平剂、剩余的消泡剂调节涂料的粘度；
5)最后过滤，即得到建筑涂料。
实施例2
一种低VOC含量的丙烯酸乳液，包括以下重量份数的组分：
包括低VOC含量的丙烯酸乳液的建筑涂料的配方：
低VOC含量的丙烯酸乳液的制备方法与实施例1的低VOC含量的丙烯酸乳液的制备方法相同。
建筑涂料的制备方法与实施例1的建筑涂料的制备方法相同。
实施例3
一种低VOC含量的丙烯酸乳液，包括以下重量份数的组分：
包括低VOC含量的丙烯酸乳液的建筑涂料的配方：
低VOC含量的丙烯酸乳液的制备方法与实施例1的低VOC含量的丙烯酸乳液的制备方法相同。
建筑涂料的制备方法与实施例1的建筑涂料的制备方法相同。
实施例4
一种低VOC含量的丙烯酸乳液，包括以下重量份数的组分：
包括低VOC含量的丙烯酸乳液的建筑涂料的配方：
低VOC含量的丙烯酸乳液的制备方法与实施例1的低VOC含量的丙烯酸乳液的制备方法相同。
建筑涂料的制备方法与实施例1的建筑涂料的制备方法相同。
将实施例1-4制备的建筑涂料进行性能检测，均符合以下指标。
项目 标准
固含量 50％±2％
洗刷性： ﹥1500次
耐沾污性 ﹤5％
VOC ﹤1g/L
壬基粉 未检出

Claims (9)

1.一种低VOC含量的丙烯酸乳液，其特征在于，包括以下重量份数的组分：20.76-42.8份核预乳液A、10.7-23.5份壳预乳液B、0.66-3.1份乳化剂、0.28-1.3份引发剂、0.1-0.6份缓冲剂、0.08-0.3份还原剂和40-60份水。
2.根据权利要求1所述的低VOC含量的丙烯酸乳液，其特征在于，所述核预乳液A包括20-40份甲基丙烯酸甲酯单体、0.6-2份N-羟甲基丙烯酰胺、0.08-0.3份邻苯二甲酸二烯丙酯和0.08-0.5份正十二硫醇。
3.根据权利要求1所述的低VOC含量的丙烯酸乳液，其特征在于，所述壳预乳液B包括1020份丙烯酸丁酯单体、0.5-2份丙烯腈和0.2-1.5份丙烯酸单体。
4.根据权利要求1所述的低VOC含量的丙烯酸乳液，其特征在于，所述乳化剂包括0.5-2份烷基聚氧乙烯醚、0.08-0.6份异构醇聚氧乙烯醚和0.08-0.5份烯丙基醚羟丙基磺酸钠。
5.根据权利要求1所述的低VOC含量的丙烯酸乳液，其特征在于，所述引发剂包括0.2-1份过硫酸铵和0.08-0.3份叔丁基过氧化氢。
6.权利要求1-5中任一项所述的低VOC含量的丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将烷基聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚和烯丙基醚羟丙基磺酸钠和水添加入乳化釜进行搅拌预乳化；
2)将核预乳液A配方中的甲基丙烯酸甲酯单体、N-羟甲基丙烯酰胺、邻苯二甲酸二烯丙酯和正十二硫醇投入反应釜中，搅拌升温至60-80℃，使单体引发；
3)将壳预乳液B配方中的丙烯酸丁酯单体、丙烯酸单体和丙烯腈投入另一反应釜中，搅拌升温至60-80℃，使单体引发；
4)升温至80℃，将步骤2)得到的物料滴加到反应釜中，1小时滴完，添加入引发剂，进行聚合反应，保温1小时，将步骤3)得到的物料滴加到反应釜中，1小时滴完，升温90℃，保温1小时，降至65℃，加入缓冲剂和还原剂，反应30分钟后，降温至40℃出料，得到丙烯酸乳液粗提物；
5)将丙烯酸乳液粗提物通入到蒸发器中，同时向蒸发器内通入含有水蒸汽和惰性气体的混合气体进行VOC脱离，即得丙烯酸乳液成品。
7.一种包括权利要求1-5中任一项所述的低VOC含量的丙烯酸乳液的建筑涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：80-120份低VOC含量的丙烯酸乳液、20-40份钛白粉、25-35份硫酸钡、19-52份助剂、70-100去离子水和10-25份醇酯12。
8.根据权利要求7所述的建筑涂料，其特征在于，所述助剂包括2-8份增稠剂、3-8份消泡剂、5-12份润湿剂、3-12份分散剂和6-12份流平剂。
9.权利要求7或8所述的建筑涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将去离子水、润湿剂、分散剂、配方中30-60％的消泡剂加入到高速分散机，高速分散均匀；
2)加入钛白粉、硫酸钡和成膜助剂进行高速分散打浆，砂磨成细浆；
3)在转速200-400r/min搅拌下，把低VOC含量的丙烯酸乳液慢慢加入到浆料中，搅拌均匀；
4)添加增稠剂、流平剂、剩余的消泡剂调节涂料的粘度；
5)最后过滤，即得到建筑涂料。
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