CN109293815A - 一种防尘螨的丙烯酸乳液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种防尘螨的丙烯酸乳液，按重量份计，包括以下组分：水180‑260份，苯乙烯50‑60份，丙烯酸丁酯40‑50份，丙烯酸0.5‑5份，阴离子乳化剂1‑5份，功能物质1‑5份，硅烷偶联剂0‑1份，引发剂0.2‑1份，氧化剂0.1‑0.5份，还原剂0.1‑0.5份。本发明提供的防尘螨丙烯酸乳液，在具有良好附着力、耐水性、耐擦洗性等的基础性能上，增加了乳液的防尘螨性，赋予了丙烯酸乳液新的功能性概念，提高了涂料的概念领域，并且使得乳液的功能边界得到扩充，极大地推动了智能乳液的发展。

Description

一种防尘螨的丙烯酸乳液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防尘螨的丙烯酸乳液及其制备方法，属于丙烯酸乳液领域。

背景技术

随着智能时代的来临，涂料领域的智能化逐渐被人们关注。智能涂料概念的提出，是相对于只具备保护与装饰功能的单向性的传统涂料而言，智能涂料在保护与装饰功能的基础上，还具备一种或多种特殊的性能，因此智能涂料更能够适应多元化市场的需求，能对不同需求的外部环境进行可控的正向反馈。

尘螨属于真疥目，蚍螨科，已记录34种，其中与人类过敏性疾病有关的主要种类有屋尘螨、粉尘螨和埋内欧螨等。尘螨不仅能够引起人的气喘与胸闷，而且极易使人们皮肤过敏或是患上过敏性皮炎，更值得关注的是，尘螨还是各种虫病的传染媒介。

因此，需要开发一种防尘螨丙烯酸乳液，但现在市面上暂时没有此类功能的乳液产品。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种防尘螨的丙烯酸乳液，在具有良好的附着力、耐水、耐擦洗等基础性能上，增加了乳液的防尘螨性，赋予了丙烯酸乳液新的功能性，提高了涂料的概念领域，并且使得乳液的功能边界得到扩充，极大地推动了智能乳液的发展。

本发明还提供了上述防尘螨的丙烯酸乳液的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的一种防尘螨的丙烯酸乳液，按重量份计，包括以下组分：水180-260份，苯乙烯50-60份，丙烯酸丁酯40-50份，丙烯酸0.5-5份，阴离子乳化剂1-5份，功能物质1-5份，硅烷偶联剂0-1份，引发剂0.2-1份，氧化剂0.1-0.5份，还原剂0.1-0.5份。

作为改进，所述的阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或上述成分以任意比例混合。

作为改进，所述的功能物质为甾醇类物质、脂肪醇类物质、三萜烯醇类物质中的一种或上述成分以任意比例混合。

作为改进，所述的硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或上述成分以任意比例混合。

作为改进，所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或上述成分以任意比例混合。

作为改进，所述氧化剂采用有机过氧化物。

作为改进，所述还原剂采用亚硝酸氢钠或维生素C中的一种或上述成分以任意比例混合。

另外，本发明还提供了一种所述防尘螨的丙烯酸乳液的制备方法，具体包括以下步骤：

1)预乳化：常温常压下，将配方量的阴离子乳化剂、30-40份水在预乳化缸中混合，充分搅拌溶解，并依次加入配方量的苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸，得预乳化液；

2)聚合：在反应釜的釜底加入120-170份水，升温至80-90℃，搅拌20-40分钟，取5％-10％步骤1)所得预乳化液作为种子乳液，一次性投入反应釜釜底，然后取0.1-0.2份引发剂，一次性投入釜底，反应并保温10-30分钟，待种子乳液形成后，分别滴加剩余步骤1)所得预乳化液和0.05-0.6份引发剂，滴加时间为150-210分钟，反应温度为80-90℃；

其中，当剩余预乳化液滴加完85％-95％时，停止滴加剩余预乳化液与剩余引发剂，将配方量的功能物质与硅烷偶联剂一次性投入到剩余的预乳化液中，搅拌均匀后，再继续同步滴加剩余预乳化液与剩余引发剂，总共反应时间控制在160-230分钟；

3)后消除：把步骤2)所得聚合乳液升温至90-95℃，并加速滴加余下的0.05-0.2份引发剂，滴加完毕后保温30-90分钟，保温结束后，降温至70-80℃，同时滴加用15-25份水溶解的0.1-0.5份氧化剂和用15-25份水溶解的0.1-0.5份还原剂，滴加时间为30-60分钟，滴加结束后，降温至45-50℃，过滤后即得防尘螨丙烯酸乳液。

作为改进，制得防尘螨丙烯酸乳液的固含量为45-50％；防尘螨丙烯酸乳液的pH为6-8。

作为改进，制得防尘螨丙烯酸乳液的粒径为50-200纳米。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的防尘螨丙烯酸乳液，在具有良好附着力、耐水性、耐擦洗性等的基础性能上，增加了乳液的防尘螨性，赋予了丙烯酸乳液新的功能性概念，提高了涂料的概念领域，并且使得乳液的功能边界得到扩充，极大地推动了智能乳液的发展。

2、本发明的防尘螨丙烯酸乳液的制备方法中，采用后添加功能物质的聚合工艺，能够更好的使功能物质与硅烷偶联剂定向的在乳胶粒表面起作用，当乳胶粒挤压成膜后，功能物质与硅烷偶联剂能够定向地排列在乳液膜表面，从而提高乳液膜的防尘螨性与耐擦洗性。

3、本发明的防尘螨丙烯酸乳液的制备方法中，采用连续滴加的聚合工艺，乳胶粒的尺寸分布宽，共聚时聚合物组成不随时间发生变化，聚合体系热量和质量稳定。

4、本发明的防尘螨丙烯酸乳液的制备方法中，在乳液制备的后期引入后消除工艺，可在引发剂或其他助剂介入的情况下，使乳液聚合时游离的单体充分反应。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

一种防尘螨的丙烯酸乳液，按重量份计，包括以下组分：水180-260份，苯乙烯50-60份，丙烯酸丁酯40-50份，丙烯酸0.5-5份，阴离子乳化剂1-5份，功能物质1-5份，硅烷偶联剂0-1份，引发剂0.2-1份，氧化剂0.1-0.5份，还原剂0.1-0.5份。

本发明通过不同性能的单体搭配使用，保证产品的基本性能的同时，通过采用后添加功能物质与硅烷偶联剂的方法，更好的使功能物质与硅烷偶联剂定向的在乳胶粒表面排列，当乳胶粒挤压成膜后，功能物质与硅烷偶联剂能够定向地排列在乳液膜表面，从而提高乳液膜的防尘螨性与耐擦洗性。

作为改进，所述的阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或上述成分以任意比例混合。由于上述钠盐具有较强的极性，可提高乳化剂在聚合过程中的聚合效率，提高单体在水性体系中的分散能力。

作为改进，所述的功能物质为甾醇类物质、脂肪醇类物质、三萜烯醇类物质中的一种或上述成分以任意比例混合。选择上述功能物质，将上述的三类物质进行混合，此外还需要考虑混合后的酸值、皂化值与碘值，该类混合物对尘螨具有有效的防止与驱赶作用，但是由于该类物质的混合物疏水性比较强，因此水性乳液聚合中需要注意混合物的用量不宜过高，如若体系不需要兼顾其他性能，则可以适当的提高混合物的用量。

作为改进，所述的硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或上述成分以任意比例混合。选择上述硅烷偶联剂，由于硅烷偶联剂的反应活性比较大，相对于其他的一些单体，硅烷偶联剂更容易接枝反应到聚合物链上。有机硅的基本结构单元是由硅氧链为主要结构的，而侧链则是通过硅原子与其他有机基团相连接，因此有机硅的产品中，既含有有机结构，又含有无机结构，这种集有机结构与无机结构于一身的特殊材料，在耐擦洗方面有着突出的性能优势。

作为改进，所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或上述成分以任意比例混合。过硫酸盐受热易分解成自由基，并且自由基可在反应体系中，与活泼的双键产生自由基接枝、共聚、交联等反应，使乳液在涂装后形成网状结构，改善涂膜的力学性能。

作为改进，所述氧化剂采用有机过氧化物。所述还原剂采用亚硝酸氢钠或维生素C中的一种或上述成分以任意比例混合。有机过氧化物自身具有弱碱性，而亚硝酸氢钠、维生素C均呈弱酸性。氧化剂及还原剂的加入，可进一步稳定化学反应体系的酸碱平衡，有利于化学反应的稳定进行。

另外，本发明还提供了一种所述防尘螨的丙烯酸乳液的制备方法，具体包括以下步骤：

1)预乳化：常温常压下，将配方量的阴离子乳化剂、30-40份水在预乳化缸中混合，充分搅拌溶解，并依次加入配方量的苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸，得预乳化液；

2)聚合：在反应釜的釜底加入120-170份水，升温至80-90℃，搅拌20-40分钟，取5％-10％步骤1)所得预乳化液作为种子乳液，一次性投入反应釜釜底，然后取0.1-0.2份引发剂，一次性投入釜底，反应并保温10-30分钟，待种子乳液形成后，分别滴加剩余步骤1)所得预乳化液和0.05-0.6份引发剂，滴加时间为150-210分钟，反应温度为80-90℃；

其中，当剩余预乳化液滴加完85％-95％时，停止滴加剩余预乳化液与剩余引发剂，将配方量的功能物质与硅烷偶联剂一次性投入到剩余的预乳化液中，搅拌均匀后，再继续同步滴加剩余预乳化液与剩余引发剂，总共反应时间控制在160-230分钟；

3)后消除：把步骤2)所得聚合乳液升温至90-95℃，并加速滴加余下的0.05-0.2份引发剂，滴加完毕后保温30-90分钟，保温结束后，降温至70-80℃，同时滴加用15-25份水溶解的0.1-0.5份氧化剂和用15-25份水溶解的0.1-0.5份还原剂，滴加时间为30-60分钟，滴加结束后，降温至45-50℃，过滤后即得防尘螨丙烯酸乳液。

最终制得防尘螨丙烯酸乳液的固含量为45-50％；制得防尘螨丙烯酸乳液的pH为6-8；制得防尘螨丙烯酸乳液的粒径为50-200纳米。

实施例1

一种防尘螨的丙烯酸乳液，按重量份计，包括以下组分：水180份，苯乙烯50份，丙烯酸丁酯40份，丙烯酸0.5份，阴离子乳化剂1份，功能物质1份，引发剂0.2份，氧化剂0.1份，还原剂0.1份。

所述的阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠。所述的功能物质为甾醇类物质。

所述的硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。所述引发剂为过硫酸钠。

所述氧化剂采用有机过氧化物。所述还原剂采用亚硝酸氢钠。

所述防尘螨的丙烯酸乳液的制备方法，具体包括以下步骤：

1)预乳化：常温常压下，将配方量的阴离子乳化剂、30份水在预乳化缸中混合，充分搅拌溶解，并依次加入配方量的苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸，得预乳化液；

2)聚合：在反应釜的釜底加入120份水，升温至80℃，搅拌20分钟，取5％步骤1)所得预乳化液作为种子乳液，一次性投入反应釜釜底，然后取0.1份引发剂，一次性投入釜底，反应并保温10分钟，待种子乳液形成后，分别滴加剩余步骤1)所得预乳化液和0.05份引发剂，滴加时间为150分钟，反应温度为80℃；

其中，当剩余预乳化液滴加完85％时，停止滴加剩余预乳化液与剩余引发剂，将配方量的功能物质一次性投入到剩余的预乳化液中，搅拌均匀后，再继续同步滴加剩余预乳化液与剩余引发剂，总共反应时间控制在160分钟；

3)后消除：把步骤2)所得聚合乳液升温至90℃，并加速滴加余下的0.05份引发剂，滴加完毕后保温30分钟，保温结束后，降温至70℃，同时滴加用15份水溶解的0.1份氧化剂和用15份水溶解的0.1份还原剂，滴加时间为30分钟，滴加结束后，降温至45℃，过滤后即得防尘螨丙烯酸乳液。

对制得防尘螨丙烯酸乳液按照标准GB/T 24253-2009进行测试。其中，评价标准如下表1。

表1防尘螨丙烯酸乳液的评价标准

另外，本实施例1制得防尘螨丙烯酸乳液的检测结果如下表2。

表2防尘螨丙烯酸乳液的检测结果

因此，本发明实施例1制得丙烯酸乳液具有防螨效果。

实施例2

一种防尘螨的丙烯酸乳液，按重量份计，包括以下组分：水220份，苯乙烯55份，丙烯酸丁酯45份，丙烯酸3份，阴离子乳化剂3份，功能物质3份，硅烷偶联剂0.5份，引发剂0.5份，氧化剂0.3份，还原剂0.3份。

所述的阴离子乳化剂为十二烷基苯磺酸钠。

所述的功能物质为甾醇类物质、脂肪醇类物质混合。

所述的硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。所述引发剂为过硫酸铵。

所述氧化剂采用有机过氧化物。所述还原剂采用维生素C。

所述防尘螨的丙烯酸乳液的制备方法，具体包括以下步骤：

1)预乳化：常温常压下，将配方量的阴离子乳化剂、35份水在预乳化缸中混合，充分搅拌溶解，并依次加入配方量的苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸，得预乳化液；

2)聚合：在反应釜的釜底加入145份水，升温至85℃，搅拌30分钟，取8％步骤1)所得预乳化液作为种子乳液，一次性投入反应釜釜底，然后取0.15份引发剂，一次性投入釜底，反应并保温20分钟，待种子乳液形成后，分别滴加剩余步骤1)所得预乳化液和0.3份引发剂，滴加时间为180分钟，反应温度为85℃；

其中，当剩余预乳化液滴加完90％时，停止滴加剩余预乳化液与剩余引发剂，将配方量的功能物质与硅烷偶联剂一次性投入到剩余的预乳化液中，搅拌均匀后，再继续同步滴加剩余预乳化液与剩余引发剂，总共反应时间控制在195分钟；

3)后消除：把步骤2)所得聚合乳液升温至92℃，并加速滴加余下的0.05份引发剂，滴加完毕后保温60分钟，保温结束后，降温至75℃，同时滴加用20份水溶解的0.3份氧化剂和用20份水溶解的0.3份还原剂，滴加时间为45分钟，滴加结束后，降温至48℃，过滤后即得防尘螨丙烯酸乳液。

本实施例2制得防尘螨丙烯酸乳液的检测结果如下表3。

表3防尘螨丙烯酸乳液的检测结果

因此，本发明实施例2制得丙烯酸乳液具有防螨效果。

实施例3

一种防尘螨的丙烯酸乳液，按重量份计，包括以下组分：水260份，苯乙烯60份，丙烯酸丁酯50份，丙烯酸5份，阴离子乳化剂5份，功能物质5份，硅烷偶联剂1份，引发剂1份，氧化剂0.5份，还原剂0.5份。

所述的阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠。所述的功能物质为甾醇类物质、脂肪醇类物质、三萜烯醇类物质的混合。所述的硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

所述引发剂为过硫酸钠。所述氧化剂采用有机过氧化物。所述还原剂采用亚硝酸氢钠。

所述防尘螨的丙烯酸乳液的制备方法，具体包括以下步骤：

1)预乳化：常温常压下，将配方量的阴离子乳化剂、40份水在预乳化缸中混合，充分搅拌溶解，并依次加入配方量的苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸，得预乳化液；

2)聚合：在反应釜的釜底加入170份水，升温至90℃，搅拌40分钟，取10％步骤1)所得预乳化液作为种子乳液，一次性投入反应釜釜底，然后取0.2份引发剂，一次性投入釜底，反应并保温30分钟，待种子乳液形成后，分别滴加剩余步骤1)所得预乳化液和0.6份引发剂，滴加时间为210分钟，反应温度为90℃；

其中，当剩余预乳化液滴加完95％时，停止滴加剩余预乳化液与剩余引发剂，将配方量的功能物质与硅烷偶联剂一次性投入到剩余的预乳化液中，搅拌均匀后，再继续同步滴加剩余预乳化液与剩余引发剂，总共反应时间控制在230分钟；

3)后消除：把步骤2)所得聚合乳液升温至95℃，并加速滴加余下的0.2份引发剂，滴加完毕后保温90分钟，保温结束后，降温至80℃，同时滴加用25份水溶解的0.5份氧化剂和用25份水溶解的0.5份还原剂，滴加时间为60分钟，滴加结束后，降温至50℃，过滤后即得防尘螨丙烯酸乳液。

本实施例3制得防尘螨丙烯酸乳液的检测结果如下表4。

表4防尘螨丙烯酸乳液的检测结果

因此，本发明实施例3制得丙烯酸乳液具有防螨效果。

本发明提供的防尘螨丙烯酸乳液，在具有良好附着力、耐水性、耐擦洗性等的基础性能上，增加了乳液的防尘螨性，赋予了丙烯酸乳液新的功能性概念，提高了涂料的概念领域，并且使得乳液的功能边界得到扩充，极大地推动了智能乳液的发展。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防尘螨的丙烯酸乳液，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：水180-260份，苯乙烯50-60份，丙烯酸丁酯40-50份，丙烯酸0.5-5份，阴离子乳化剂1-5份，功能物质1-5份，硅烷偶联剂0-1份，引发剂0.2-1份，氧化剂0.1-0.5份，还原剂0.1-0.5份。

2.根据权利要求1所述的一种防尘螨的丙烯酸乳液，其特征在于，所述的阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或上述成分以任意比例混合。

3.根据权利要求1所述的一种防尘螨的丙烯酸乳液，其特征在于，所述的功能物质为甾醇类物质、脂肪醇类物质、三萜烯醇类物质中的一种或上述成分以任意比例混合。

4.根据权利要求1所述的一种防尘螨的丙烯酸乳液，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或上述成分以任意比例混合。

5.根据权利要求1所述的一种防尘螨的丙烯酸乳液，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或上述成分以任意比例混合。

6.根据权利要求1所述的一种防尘螨的丙烯酸乳液，其特征在于，所述氧化剂采用有机过氧化物。

7.根据权利要求1所述的一种防尘螨的丙烯酸乳液，其特征在于，所述还原剂采用亚硝酸氢钠或维生素C中的一种或上述成分以任意比例混合。

8.一种权利要求1-7任一项所述防尘螨的丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1)预乳化：常温常压下，将配方量的阴离子乳化剂、30-40份水在预乳化缸中混合，充分搅拌溶解，并依次加入配方量的苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸，得预乳化液；

2)聚合：在反应釜的釜底加入120-170份水，升温至80-90℃，搅拌20-40分钟，取5％-10％步骤1)所得预乳化液作为种子乳液，一次性投入反应釜釜底，然后取0.1-0.2份引发剂，一次性投入釜底，反应并保温10-30分钟，待种子乳液形成后，分别滴加剩余步骤1)所得预乳化液和0.05-0.6份引发剂，滴加时间为150-210分钟，反应温度为80-90℃；

其中，当剩余预乳化液滴加完85％-95％时，停止滴加剩余预乳化液与剩余引发剂，将配方量的功能物质与硅烷偶联剂一次性投入到剩余的预乳化液中，搅拌均匀后，再继续同步滴加剩余预乳化液与剩余引发剂，总共反应时间控制在160-230分钟；

3)后消除：把步骤2)所得聚合乳液升温至90-95℃，并加速滴加余下的0.05-0.2份引发剂，滴加完毕后保温30-90分钟，保温结束后，降温至70-80℃，同时滴加用15-25份水溶解的0.1-0.5份氧化剂和用15-25份水溶解的0.1-0.5份还原剂，滴加时间为30-60分钟，滴加结束后，降温至45-50℃，过滤后即得防尘螨丙烯酸乳液。

9.根据权利要求8所述防尘螨的丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，制得防尘螨丙烯酸乳液的固含量为45-50％；防尘螨丙烯酸乳液的pH为6-8。

10.根据权利要求8或9所述防尘螨的丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，制得防尘螨丙烯酸乳液的粒径为50-200纳米。