CN109824813A - 一种醋丙乳液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种醋丙乳液及其制备方法，该醋丙乳液由以下质量份数的原料制备而成：醋酸乙烯酯：80～110份；丙烯酸烷基酯类单体：30～60份；功能单体：1.5～5份；乳化剂：3～8份；保护剂：0.5～2份；引发剂：0.5～2份；防水解剂：0.5～2份；水：100～140份。其制备方法包括以下步骤：1)醋酸乙烯酯、丙烯酸烷基酯类单体和功能单体的预混合；2)引发剂和防水解剂的预混合；3)将保护剂和水加入反应釜，再加入乳化剂、步骤1)中的物料和步骤2)中的物料，进行聚合反应。本发明的醋丙乳液成膜后的耐洗刷性能十分优异，且漆膜可以长时间保持优异的耐洗刷性能，且其制备工艺简单、生产成本低。

Description

一种醋丙乳液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种醋丙乳液及其制备方法。

背景技术

醋丙乳液，又称乙丙乳液，是以醋酸乙烯和丙烯酸丁酯为主要功能单体共聚而成的水性高分子树脂。醋丙乳液在涂料行业应用十分广泛，具有成膜温度低、漆膜细腻平滑等优点，受到了广大涂料厂家的青睐。近几年，由于苯乙烯的价格不断上涨，导致苯丙乳液的生产成本居高不下，而醋丙乙烯的价格远远低于苯乙烯，且一直以来没有多大变化，所以很多涂料厂家开始尝试用醋丙乳液替代苯丙乳液，用以节约生产成本。然而，醋丙乳液虽然成本低，但在某些方面的性能却不远如苯丙乳液，例如成膜后的耐洗刷性能。而且，随着漆膜使用时间的增长，醋丙乳液漆膜和苯丙乳液漆膜耐洗刷性能的差距会越来越大，这便导致醋丙乳液在很多领域的应用受到限制。

因此，有必要开发一种成膜后耐洗刷性能优异的醋丙乳液。

发明内容

本发明的目的在于提供一种醋丙乳液及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种醋丙乳液，由以下质量份数的原料制备而成：

醋酸乙烯酯：80～110份；

丙烯酸烷基酯类单体：30～60份；

功能单体：1.5～5份；

乳化剂：3～8份；

保护剂：0.5～2份；

引发剂：0.5～2份；

防水解剂：0.5～2份；

水：100～140份。

优选的，所述丙烯酸烷基酯类单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的至少一种。

优选的，所述功能单体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-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。

优选的，所述乳化剂由非离子乳化剂和阴离子乳化剂按照质量比(1～10)：(10～20)组成。

优选的，所述非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

优选的，所述阴离子乳化剂为C₁₀～C₂₀烷基硫酸钠、C₁₀～C₂₀烷基苯磺酸钠、二烷基-2-磺基琥珀酸钠、丁二酸磺酸钠中的至少一种。

优选的，所述保护剂为甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、疏水改性羟乙基纤维素中的至少一种。

优选的，所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾、叔丁基过氧化氢、甲醛合次硫酸氢钠、双氧水、过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈中的至少一种。

优选的，所述防水解剂为碳酸氢钠、十二水硫酸氢二钠、醋酸钠中的至少一种。

上述醋丙乳液的制备方法包括以下步骤：

1)将醋酸乙烯酯、丙烯酸烷基酯类单体和功能单体混合均匀，备用；

2)取一部分的引发剂加水溶解，再加入防水解剂，混合均匀，备用；

3)将保护剂和水加入反应釜，恒定反应釜内温度65～80℃，搅拌溶解，再加入乳化剂，混合均匀，再加入剩余的引发剂，混合均匀，再加入步骤1)和2)中的物料，加完后充分反应，再将反应釜内温度降到50℃以下，调节pH值至4～5，过滤，得到醋丙乳液。

本发明的有益效果是：本发明的醋丙乳液成膜后的耐洗刷性能十分优异，且漆膜可以长时间保持优异的耐洗刷性能，且其制备工艺简单、生产成本低。

1)本发明的醋丙乳液中添加有保护剂，保护剂在引发剂作用下可以参与丙烯酸烷基酯类单体的链增长反应，进行接枝和嵌段，最终得到的聚合物上同时具有疏水性基团和亲水性基团，疏水性基团会吸附在乳胶粒上，亲水性基团会连接水分子，而且，即使保护剂不发生反应也可以吸附在乳胶粒表面，形成尾式、环式和卧式三种构型，这两方面的作用可以使乳胶粒间更加稳定，最终可以使涂膜具有优异的耐洗刷性能；

2)本发明的醋丙乳液中添加有功能单体，而功能单体分子链上具有较多活性基团，可以与醋酸乙烯酯和丙烯酸烷基酯类单体发生交联反应，形成交联膜，大大提高了醋丙乳液的交联密度和分子链基团连接的键能，最终可以使涂膜保持优异的耐洗刷性能；

3)本发明的醋丙乳液的制备方法具有工艺简单、操作方便、成本较低、安全性高、稳定性好等优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。

实施例1：

一种醋丙乳液，其原料组成如下表所示：

表1醋丙乳液的原料组成表

上述醋丙乳液的制备方法包括以下步骤：

1)将醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、乙烯基三甲氧基硅烷、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯混合均匀，备用；

2)取1.8质量份的过硫酸铵加14质量份的水溶解，再加入碳酸氢钠，混合均匀，备用；

3)将羟乙基纤维素和剩余的水加入反应釜，恒定反应釜内温度在70℃左右，搅拌溶解，再加入烷基酚聚氧乙烯醚和C₁₀～C₂₀烷基硫酸钠，混合均匀，再加入剩余的引发剂，混合均匀，再滴加步骤1)和2)中的物料，滴加时间为3h，滴加完后反应2h，再将反应釜内温度降到50℃以下，调节pH值至4，过滤，得到醋丙乳液。

实施例2：

一种醋丙乳液，其原料组成如下表所示：

表2醋丙乳液的原料组成表

上述醋丙乳液的制备方法包括以下步骤：

1)将醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯混合均匀，备用；

2)取1.8质量份的过硫酸铵加14质量份的水溶解，再加入醋酸钠，混合均匀，备用；

3)将甲基纤维素和剩余的水加入反应釜，恒定反应釜内温度在65℃左右，搅拌溶解，再加入烷基酚聚氧乙烯醚和C₁₀～C₂₀烷基硫酸钠，混合均匀，再加入剩余的引发剂，混合均匀，再滴加步骤1)和2)中的物料，滴加时间为4h，滴加完后反应2h，再将反应釜内温度降到50℃以下，调节pH值至4，过滤，得到醋丙乳液。

实施例3：

一种醋丙乳液，其原料组成如下表所示：

表3醋丙乳液的原料组成表

上述醋丙乳液的制备方法包括以下步骤：

1)将醋酸乙烯酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和丙烯酸缩水甘油酯混合均匀，备用；

2)取1.8质量份的过硫酸钾加14质量份的水溶解，再加入醋酸钠，混合均匀，备用；

3)将羟乙基纤维素和剩余的水加入反应釜，恒定反应釜内温度在75℃左右，搅拌溶解，再加入烷基酚聚氧乙烯醚和C₁₀～C₂₀烷基硫酸钠，混合均匀，再加入剩余的引发剂，混合均匀，再滴加步骤1)和2)中的物料，滴加时间为3h，滴加完后反应1h，再将反应釜内温度降到50℃以下，调节pH值至5，过滤，得到醋丙乳液。

实施例4：

一种醋丙乳液，其原料组成如下表所示：

表4醋丙乳液的原料组成表

上述醋丙乳液的制备方法包括以下步骤：

1)将醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、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和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯混合均匀，备用；

2)取1.8质量份的过硫酸钾加14质量份的水溶解，再加入碳酸氢钠，混合均匀，备用；

3)将羟丙基甲基纤维素和剩余的水加入反应釜，恒定反应釜内温度在70℃左右，搅拌溶解，再加入烷基酚聚氧乙烯醚和C₁₀～C₂₀烷基硫酸钠，混合均匀，再加入剩余的引发剂，混合均匀，再滴加步骤1)和2)中的物料，滴加时间为5h，滴加完后反应2h，再将反应釜内温度降到50℃以下，调节pH值至4，过滤，得到醋丙乳液。

实施例5：

一种醋丙乳液，其原料组成如下表所示：

表5醋丙乳液的原料组成表

上述醋丙乳液的制备方法包括以下步骤：

1)将醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸缩水甘油酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯混合均匀，备用；

2)取1.8质量份的过硫酸铵加14质量份的水溶解，再加入醋酸钠，混合均匀，备用；

3)将疏水改性羟乙基纤维素和剩余的水加入反应釜，恒定反应釜内温度在65℃左右，搅拌溶解，再加入烷基酚聚氧乙烯醚和C₁₀～C₂₀烷基硫酸钠，混合均匀，再加入剩余的引发剂，混合均匀，再滴加步骤1)和2)中的物料，滴加时间为6h，滴加完后反应1.5h，再将反应釜内温度降到50℃以下，调节pH值至4，过滤，得到醋丙乳液。

实施例6：

一种醋丙乳液，其原料组成如下表所示：

表6醋丙乳液的原料组成表

上述醋丙乳液的制备方法包括以下步骤：

1)将醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯混合均匀，备用；

2)取1.8质量份的过硫酸铵加14质量份的水溶解，再加入十二水硫酸氢二钠，混合均匀，备用；

3)将羟乙基纤维素和剩余的水加入反应釜，恒定反应釜内温度在70℃左右，搅拌溶解，再加入烷基酚聚氧乙烯醚和C₁₀～C₂₀烷基硫酸钠，混合均匀，再加入剩余的引发剂，混合均匀，再滴加步骤1)和2)中的物料，滴加时间为4h，滴加完后反应2h，再将反应釜内温度降到50℃以下，调节pH值至5，过滤，得到醋丙乳液。

测试例：

分别将实施例1～6的醋丙乳液、市售醋丙乳液和市售苯丙乳液制备成漆膜，再进行耐洗刷性能测试，测试结果如下表所示：

表7实施例1～6的醋丙乳液成膜后的耐洗刷性能测试结果

注：

耐洗刷性测试：依据GB/T 9756-2018和GB/T 9266-2009进行测试。测试步骤：将乳液配成漆(乳液添加量为13.7％)，先在无纤维水泥加压板上涂覆第一道120μm厚的漆膜，干燥6h，再涂覆第二道80μm厚的漆膜，25℃放置养护7天，再将洗衣粉溶于蒸馏水配成0.5％的溶液作为洗刷试验介质，用耐洗刷仪器对漆膜进行耐洗刷测试，直到漆膜破裂，记录洗刷次数。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种醋丙乳液，其特征在于：由以下质量份数的原料制备而成：

醋酸乙烯酯：80～110份；

丙烯酸烷基酯类单体：30～60份；

功能单体：1.5～5份；

乳化剂：3～8份；

保护剂：0.5～2份；

引发剂：0.5～2份；

防水解剂：0.5～2份；

水：100～140份。

2.根据权利要求1所述的醋丙乳液，其特征在于：所述丙烯酸烷基酯类单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的醋丙乳液，其特征在于：所述功能单体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-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的醋丙乳液，其特征在于：所述乳化剂由非离子乳化剂和阴离子乳化剂按照质量比(1～10)：(10～20)组成。

5.根据权利要求4所述的醋丙乳液，其特征在于：所述非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的醋丙乳液，其特征在于：所述阴离子乳化剂为C₁₀～C₂₀烷基硫酸钠、C₁₀～C₂₀烷基苯磺酸钠、二烷基-2-磺基琥珀酸钠、丁二酸磺酸钠中的至少一种。

7.根据权利要求1～3中任意一项所述的醋丙乳液，其特征在于：所述保护剂为甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、疏水改性羟乙基纤维素中的至少一种。

8.根据权利要求1～3中任意一项所述的醋丙乳液，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾、叔丁基过氧化氢、甲醛合次硫酸氢钠、双氧水、过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈中的至少一种。

9.根据权利要求1～3中任意一项所述的醋丙乳液，其特征在于：所述防水解剂为碳酸氢钠、十二水硫酸氢二钠、醋酸钠中的至少一种。

10.权利要求1～9中任意一项所述的醋丙乳液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将醋酸乙烯酯、丙烯酸烷基酯类单体和功能单体混合均匀，备用；

2)取一部分的引发剂加水溶解，再加入防水解剂，混合均匀，备用；

3)将保护剂和水加入反应釜，恒定反应釜内温度65～80℃，搅拌溶解，再加入乳化剂，混合均匀，再加入剩余的引发剂，混合均匀，再加入步骤1)和2)中的物料，加完后充分反应，再将反应釜内温度降到50℃以下，调节pH值至4～5，过滤，得到醋丙乳液。