CN109970905B - 集成吊顶饰面涂料用水性高分子乳液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种集成吊顶饰面涂料用水性高分子乳液及其制备方法，其主要包含反应性官能基的引入、种核壳复合乳球结构的优化、复合和反应性乳化剂的选择和多组分高分子共聚丙烯酸型乳液的综合设计和制备。反应性官能团的引入通过含羟基或环氧基的丙烯酸酯类单体共聚达到。种核壳复合乳球结构包含较高玻璃化转变温度的内核和较低玻璃化转变温度的外壳、提供优化的硬度韧性平衡,并在乳球外层中设计较高含量的羧酸和反应性基团。乳液采用复合乳化稳定体系,包括含反应性基团(如羟基)的乳化剂。乳液与水性氨基树脂等固化剂混合后达很高的高温反应性。

Description

集成吊顶饰面涂料用水性高分子乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子共聚丙烯酸型水性乳液的制备方法，特别涉及一种集成吊顶饰面涂料用水性高分子乳液及其制备方法，属于高分子技术领域。
背景技术
中国室内家居行业在过去二十年形成了世界独有的集成吊顶产业，尤其在浙江地区形成了铝模板为主体的产业集群。现有集成吊顶饰面涂料采用的是油性烤漆。涂装采用的是辊涂布料高温反应成膜的方式，卷铝板材一般采用0.4mm厚的铝板，经过酸洗、干燥、辊涂、烘干、印刷、剪切和冲压成型等过程。主要生产过程参数有：
1)涂布膜厚：50μm左右；
2)干膜厚度：17μm左右；
3)烘干温度：240℃左右；
4)烘干时间：45秒左右。
根据集成吊顶行业多家铝业公司提供的信息，饰面涂料用油性烤漆应达到如表1所示的主要技术指标：
表1
Figure BDA0001992249590000011
目前饰面涂层采用的油性烤漆含有大量的有机溶剂，在烘干时挥发出来，经过收集系统集中烘烧处理，避免有机溶剂直接排放，污染环境。由于有机溶剂挥发较快，在辊涂烘干等环节不可避免会有溶剂挥发，造成生产车间溶剂气味明显，对人眼和其它器官有强烈刺激性，收集效果差时影响会很大，对操作人员身体会造成不好影响，同时也污染了环境。同时燃烧过程浪费大量溶剂，还有能源消耗和余气排放。
若将饰面涂料水性化，生产过程中挥发的是水，不仅可大幅改善生产环境，保护操作人员的身心健康，同时减少烘烧时加热的用电量，降低成本，节约了溶剂，保护了环境，达到多赢的效果。对我国独有的集成吊顶行业也是企业环保整改的重要步骤。
目前市场上能提供的与集成吊顶饰面涂料最接近的水性涂料是水性丙烯酸树脂涂料(HG/T4758-2014)(I型)，用于一般机械零件表面的涂装，主要指标有：柔性，2mm弯折漆膜完整；冲击，40mm，铅笔硬度，HB；耐水性，168h不起泡(常温)。以上指标都与集成吊顶饰面涂料指标有相当大的差异，都不能达到上述表中所列的多项性能要求。主要的性能缺陷包括乳液高分子没有足够的柔韧性、耐溶剂性和耐沸水性。而柔性的乳液高分子又达不到需要的硬度和附着力，且柔性高分子的耐溶剂和耐沸水性能一般会进一步下降。集成吊顶环保饰面涂料的多项性能要求对于水性乳液涂料体系呈现出苛刻和互相矛盾的挑战。
发明内容
针对目前市场上水性涂料包括用于金属表面的水性涂料都不能满足卷铝吊顶涂料所有技术指标之现状，本发明提供一种集成吊顶饰面涂料用水性高分子乳液。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种乳液高分子聚合物，该乳液高分子为以丙烯酸酯为基础的多组分共聚物，其结构通式为：
Figure BDA0001992249590000021
R1为甲基丙烯酸酯的酯基团，
R2为丙烯酸酯的酯基团，
R3为烯烃碳上的刚性非亲水基团，
R4包括氢原子(代表该单元为丙烯酸)或甲基(代表该单元为甲基丙烯酸)，
R5包括氢原子(代表该单元为丙烯酸酯类)或甲基(代表该单元为甲基丙烯酸酯类)，
RF为丙烯酸类酯基团中能提供反应性官能团的基团；
v、w、x、y、z为相应重复单元数量，决定分子链节的长短、也代表不同单体间的相对用量比例，v、w、x、y、z均≥0。
作为优选，R1包括但不限于烷基系列，如甲基、乙基、丙基等，R1所形成的甲基丙烯酸酯聚合物具有玻璃化转变温度高于室温(>25℃)。
作为优选，R2包括但不限于烷基系列，如甲基，乙基、丙基、丁基等，R2所形成的丙烯酸酯聚合物具有玻璃化转变温度低于室温(<20℃)。
作为优选，R3为烯烃碳上的刚性非亲水基团，包括但不限于苯环、氯原子等，R3所形成的聚烯烃聚合物如聚苯乙烯、聚(α-甲基苯乙烯)、聚氯乙烯等具有疏水性、并具有玻璃化转变温度高于室温(>25℃)。
作为优选，R4一般为氢原子或甲基，R4所代表的单体为丙烯酸或甲基丙烯酸。
作为优选，R5一般为氢原子或甲基，RF为丙烯酸酯类单体化合物中含反应性官能团的酯基团。反应性官能团包括但不限于羟基、环氧基等。
作为优选，丙烯酸酯类酯基团中含羟基反应性官能团的单体包括但不限于甲基丙烯酸2-羟乙酯或丙烯酸2-羟乙酯(RF＝CH2CH2OH)，甲基丙烯酸2，3-羟丙酯或丙烯酸2，3-羟丙酯{RF＝CH(CH3)CH2OH或CH2CH2CH2OH)}，甲基丙烯酸2，4-羟丁酯或丙烯酸2，4-羟丁酯{RF＝CH2CH(CH3)CH2OH或CH2CH2CH2CH2OH)}等。
作为优选，丙烯酸酯类酯基团中含环氧基反应性官能团的单体包括但不限于甲基丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸缩水甘油酯
Figure BDA0001992249590000031
等。
一种应用所述的乳液高分子聚合物制成的集成吊顶饰面涂料用水性高分子乳液，乳液聚合采用了种子-内核-外壳分步过程和工艺技术制备稳定悬浮于水中的结构型微观乳球，种子、内核、外壳包含所述的乳液高分子聚合物，但具有不同的共聚物组成和性能，
①种子阶段以较高玻璃化转变温度的单体为主，(V+X)：W>2，形成的共聚物玻璃化转变温度高于室温(>25℃)；
种子阶段单体用量占乳球总重量的10％-20％，以基础单体为主、不含或只含少量酸性或含反应性官能团的单体{(Y+Z)：(V+W+X)＝0–0.03}；
②内核阶段以较高玻璃化转变温度的单体为主，(V+X)：W>2，形成的共聚物玻璃化转变温度高于室温(>25℃)；
内核阶段单体用量占乳球总重量的30％-55％，最佳在35％-50％之间，以基础单体为主、不含或只含少量酸性或含反应性官能团的单体{(Y+Z)：(V+W+X)＝0–0.2}；
③乳球中外壳部分添加较高含量的低玻璃化转变温度单体，W：(V+Y+Z)>0.35，最佳在0.4-0.6之间，形成的共聚物具有玻璃化转变温度低于室温(<20℃)；
外壳部分单体用量占乳球总重量的30％-55％之间，最佳在35％-50％之间。
作为优选，所述种子和内核引入化学预交联，是通过在所述乳液高分子聚合物中所提供的共聚单体中加入二元丙烯酸酯单体，二元丙烯酸酯单体占总单体重量的0.2％-3％，最佳是0.3％-0.6％。进一步优选的是，二元丙烯酸酯单体包括二甲基丙烯酸乙二醇酯，二甲基丙烯酸丙二醇酯，二丙烯酸乙二醇酯，二丙烯酸丙二醇酯。
作为优选，外壳部分添加较高含量的反应性官能团，反应性官能团包括含羟基官能团和含环氧基官能团，含羟基单体含量在外壳单体总重量中占20％-40％之间，含环氧基单体含量在外壳单体总重量中占15％-40％之间。
作为优选，外壳部分含有丙烯酸或甲基丙烯酸单体，其中丙烯酸单体含量在外壳单体总重量中占3％-6％之间。
一种制备多组分共聚物和结构型乳液高分子聚合物的方法，权利要求1所述乳液高分子聚合物通过离子型和非离子型表面活性剂复合乳化稳定，离子型和非离子型表面活性剂是含反应性官能团的表面活性剂。
作为优选，所述含反应性官能团的表面活性剂包括含羟基或环氧基的化合物，含羟基官能团的表面活性剂包括碳脂肪醇聚氧乙烯醚(通常使用的脂肪醇含碳原子数在12-18之间)和多元醇(包括乙二醇、甘油季戊四醇、失水山梨醇和蔗糖等含有多个羟基的有机物)与高级脂肪酸形成的酯，含环氧官能团的表面活性剂包括含环氧基磺酸盐型阴离子乳化剂(由仲氨基磺酸盐与缩水甘油醚树脂反应而得)。
作为优选，所述反应性官能团的特性和用量选择应使乳液在与特定水性固化剂混合后具有高温快速反应性(如于100-250℃温度范围在1分钟内固化交联)并同时具有室温贮存稳定性(如两月以上)。水性固化剂选自氨基树脂(如高甲醚化六羟甲基三聚氰胺甲醛树脂)或有机胺类(如Jeffamine D230，Jeffamine D400)化合物。
一种所述的集成吊顶饰面涂料用水性高分子乳液的制备方法，该方法包括如下步骤：
1)初种：将乳化剂水溶液按照配方量装入反应瓶，升温至60-65℃并1000-1200rpm快速搅拌，加入计量的初种单体预乳化，升温至70-90℃，降低搅拌速度到300±20rpm，加入引发剂溶液，继续反应至充分，得到种子乳液；
2)核：在种子乳液中加入引发剂溶液，按照配方量将核单体和乳化剂水溶液混合预乳化，以单体0.75±0.1g/min、预乳液1.5±0.2g/min的速率滴加，加完后70-90℃保温反应0.5±0.1小时，得到核乳液；
3)壳：在核乳液中加入引发剂溶液，按照配方量将壳单体和乳化剂水溶液混合预乳化，以单体0.75±0.1g/min、预乳液1.5±0.2g/min的速率滴加，加完后70-90℃保温反应2±0.2小时，停止加热并冷却，得到集成吊顶饰面涂料用水性高分子基础乳液。
作为优选，初种和核中所述的乳化剂水溶液包含阴离子乳化剂、非离子乳化剂和NaHCO3，初种中三者的重量比为0.4：0.1：0.1-0.20，核中三者的重量比为0.8-1.0：0.2-0.25：0.1-0.15，壳中所述的乳化剂水溶液包括阴离子乳化剂和非离子乳化剂，二者的重量比为1：0.25。
根据目前市场上水性涂料包括用于金属表面的水性涂料都不能满足卷铝吊顶涂料所有技术指标之现状和本项目初期的各项内部尝试，水性树脂的合成将综合性地采用乳液高分子的多项核心技术、并结合吊顶涂料的特殊要求进行设计研发，具体分述如下：
1.单体共聚调节：通过选用多个乳液聚合的单体，包括聚合后具有高玻璃化转变温度Tg(如甲基丙烯酸甲酯，MMA，或苯乙烯，St；Tg＝105℃)和低玻璃化转变温度(如丙烯酸丁酯，BA；Tg＝-55℃)的自由基反应化合物，以及其它具有特殊性能的单体，制备多组分高分子共聚物。多组分单体的共聚反应通过协调单体的添加速度和乳液聚合温度来控制分子结构和性能的均一性，使乳液成膜后在室温或应用温度范围能达到期望的硬度刚性和柔顺变形性能；
2.乳球种-核-壳和微观结构设计：为了进一步调节水性涂料的硬度、柔顺性、化学交联控制，乳液聚合过程采用了种子-内核-外壳技术制备稳定悬浮于水中的结构型微观乳球，每个微观区域具有不同的物理特性和化学活性，使涂料成膜后具有多相结构，类似于金属合金和有机无机复合材料的特殊效果，以达到更好的柔顺刚性平衡和结构性能调节控制；
3.反应性基团：在乳液高分子微球接近表面区域引入最适合的反应性官能基团，引入官能团的种类(如羟基、环氧基等)和含能使乳液在与所选固化剂混合并烘烤成膜过程中同时发生快速的化学反应，从而产生足够交联以提高涂料的耐油、耐溶剂和耐高温水性能、并保证高效的生产效率；
4.乳液预交联和涂料后交联相结合：涂料后交联往往发生于微球的表面，因此在乳球制备中只向表面部分高分子引入化学活性基团，而同时对内部大部分高分子进行预交联，充分保证树脂体系整体的三维网络交联密度和耐水耐化学等性能；
乳液高分子涂料成膜后的反应交联与乳球制备时的预交联本身可以互换，即可以将乳球内的大部分高分子不预交联、而在内核和外壳中都引入反应性官能团、甚至采用核壳类似的化学组成，最后在涂料固化步骤中反应交联以达到足够的耐油耐溶剂性。但这一现象需要固化剂充分扩散至乳球内部并与高分子互溶混合后再起交联反应。实际乳液型涂料固化过程经常遇到反应化合物扩散互溶过程与共价交联过程的竞争，如共价交联速度较快会引起对分子扩散混合的阻隔。乳球设计时，将种子和内核预交联、而在外壳中引入反应性官能基团可以提高高分子整体的交联反应程度；
5.复合型和反应性乳化剂：乳液聚合时需表面物理活性剂(或乳化剂)等添加剂以稳定胶体体系。乳化剂包括阴离子型和非离子型，而两种复合对乳液各组分的稳定起到协同效应。本发明采用的阴离子乳化剂包括但不限于烷基硫酸盐[如十二烷烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate，SDS)]和脂肪醇聚醚硫酸盐(如12-15烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠，Sodium Alcohol Ether Sulphate，包括12-15混合烷基AES或12烷基SLES)。本发明采用的非离子乳化剂包括但不限于壬基酚聚氧乙烯醚(Nonylphenol polyethylene glycolether，如NP10)和脂肪醇聚氧乙烯醚(Alcohol Ethoxylate，如AEO-3，AEO-5)。一般乳化剂在成膜后以游离小分子残留于涂膜中，对涂料的耐水耐化学性能产生负作用。因此本发明中乳液体系将部分引入反应性乳化剂，使其分子在涂料成膜固化后以永久共价键连接于高分子结构中、增加整体性。烷基酚聚氧乙烯醚(如NP10)和脂肪醇聚氧乙烯醚(如AES、SLES、AEO-5)都含羟基、可作为反应性官能团。
本发明将乳液数项最新技术综合并用、并专门针对铝基吊顶涂料的性能和工艺要求进行优化设计，开发出国内外独特的乳液高分子新技术新材料。
与现有技术相比，本发明所述的集成吊顶饰面涂料用水性高分子乳液在提供优异的环保优势的同时，硬度高(≥4H)，附着力好，且具有足够的柔韧性、耐溶剂性和耐沸水性。
附图说明
图1是实施例1乳液样品在铝片上经烘烤固化(230℃/45秒)后形成的清漆膜和漆膜在经过附着力划格、180°弯折、丁酮擦磨100次、和沸水煮2小时后的外观和状态。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例涉及制备多组分共聚、多层结构、刚硬柔韧平衡、复合乳化、内核预交联、外壳层含反应性官能团的丙烯酸型乳液的化学配方和工艺方法，并针对集成吊顶用铝基饰面涂料的性能要求作漆膜固化和成膜基本评估。本发明要涉及为达到吊顶饰面涂料性能要求而发明的乳液制备方法，涂料的配制、涂料整体技术的应用和涂料最终全面性能评估涉及不同范围的方法和多项新的发明，将另行申请和公开。
本发明实施例将主要介绍含羟基官能团乳液的制备方法，并同时介绍含羟基乳液与选用的氨基树脂固化剂混合后烘烤成膜情况，及对漆膜进行一些基本性能测定的结果。测试方法包括铅笔硬度(GB/T 6739)、附着力划格试验(GB/T 9286-1998)、耐弯折(GB/T17748-2008)、耐沸水(GB/T 1733-93)、耐丁酮(MEK)溶剂(GB/T 23989-2009)等用以评估吊顶涂料用乳液漆膜的基本性能。
氨基树脂，高甲醚化六羟甲基三聚氰胺甲醛树脂，纯度>97％，粘度3000-6000mpa.s@25℃，购自重庆建峰浩康化工有限公司，型号303W。
实施例1
集成吊顶饰面涂料用水性高分子乳液的配方如表2所示。
表2多组分多功能乳液(实施例1)制备配方(单位：g)
Figure BDA0001992249590000071
集成吊顶饰面涂料用水性高分子乳液按表2的配方及以下具体步骤进行制备：
1)初种：将AES和NP10乳化剂、NaHCO3、H2O装入反应瓶，升温至60℃并快速搅拌(1000rpm)，加入计量的种子MMA单体预乳化，升温至80℃，降低搅拌速度到300rpm，加入引发剂Na2S2O8溶液。继续反应1小时，得到种子乳液。
2)核：在种子乳液中加入引发剂溶液，将核单体和乳化剂水溶液预乳化，以单体约0.75g/min(预乳液1.5g/min)的速率滴加(约55分钟加完)，加完后再保温反应0.5小时，得到核乳液。
3)壳：在核乳液中加入引发剂溶液，将壳单体和乳化剂水溶液预乳化，以单体约0.75g/min(预乳液1.5g/min)的速率滴加(约60分钟加完)，加完后再保温反应2小时。停止加热并冷却，得到集成吊顶饰面涂料用水性高分子基础乳液。
实施例2
集成吊顶饰面涂料用水性高分子乳液的配方如表3所示。
表3多组分多功能乳液(实施例2)制备配方(单位：g)
Figure BDA0001992249590000081
集成吊顶饰面涂料用水性高分子乳液按表3的配方及以下具体步骤进行制备：
1)初种：将SDS和AEO-5乳化剂、NaHCO3、和H2O装入反应瓶，升温至60℃并快速搅拌(1000rpm)，加入计量的种子MMA单体预乳化，升温至80℃，降低搅拌速度到300rpm，加入引发剂Na2S2O8溶液。继续反应1小时，得到种子乳液。
2)核：在种子乳液中加入引发剂溶液，将核单体和乳化剂水溶液预乳化，以单体0.75g/min(预乳液1.5g/min)左右速率滴加(约45分钟加完)，加完后再保温反应0.5小时，得到核乳液。
3)壳：在核乳液中加入引发剂溶液，将壳单体和乳化剂水溶液预乳化，以单体0.75g/min(预乳液1.5g/min)左右速率滴加(约60分钟加完)，加完后再保温反应2小时。停止加热并冷却，得到集成吊顶饰面涂料用水性高分子基础乳液。
实施例3
集成吊顶饰面涂料用水性高分子乳液的配方如表4所示。
表4多组分多功能乳液(实施例2)制备配方(单位：g)
Figure BDA0001992249590000091
集成吊顶饰面涂料用水性高分子乳液按表3的配方及以下具体步骤进行制备：
1)初种：将SLES和NP10乳化剂，NaHCO3，H2O装入反应瓶，升温至60℃并快速搅拌(1000rpm)，加入计量的种子MMA，BA和EGDMA单体预乳化，升温至80℃，降低搅拌速度到300rpm，加入引发剂溶液.继续反应1小时，得到种子乳液。
2)核：在种子乳液中加入引发剂溶液，将核单体和乳化剂水溶液预乳化，以单体0.75g/min(预乳液1.5g/min)左右速率滴加(约45分钟加完)，加完后再保温反应0.5小时，得到核乳液。
3)壳：在核乳液中加入引发剂溶液，将壳单体和乳化剂水溶液预乳化，以单体0.75g/min(预乳液1.5g/min)左右速率滴加(约60分钟加完)，加完后再保温反应2小时。停止加热并冷却，得到集成吊顶饰面涂料用水性高分子基础乳液。
实施例4
实施例1-3所制备乳液固含量均在40-42％之间，反应性基团(如羟基、少量环氧基)在聚合物中的含量在1.85-2.40％之间。
将实施例制得的乳液各取100g样品加入2g氨基树脂并手工搅拌后，用分散机500转/min搅拌15分钟。取混合液料在铝板上(铝板厚度0.4mm)用线棒(50μm)制膜，然后在烘箱温度150-240℃下烘烤45秒左右固化成膜。多次实验显示相关乳液与1.5-3g氨基树脂在230℃左右温度烘烤45秒可以达到很高的固化程度。经烘烤固化后的清漆膜在室温条件下按要求测试了硬度、附着力、弯折、耐溶剂擦磨、耐水煮性能。
有关集成吊顶用铝基饰面涂料的一些其它性能评估需在添加所有助剂形成完整涂料配制的条件下进行更合适，如耐冲击、表面平整光滑度、光泽度、防火等性能，将另行申请和公开。图1显示实施例1乳液样品在铝片上烘烤230℃固化45秒后形成的清漆膜和漆膜在经过附着力划格、180°弯折、丁酮(MEK)擦磨100次、和沸水煮2小时后的外观和状态。表5列出了实施例1-3乳液经230℃/45秒固化后清漆膜的性能评估。
表5实施例1-3乳液烘烤固化后清漆膜的硬度、附着力、耐弯折、耐溶剂、耐高温水性能评估
Figure BDA0001992249590000101
实施例1-3乳液与选择的氨基树脂烘烤固化后的清漆膜达到较高硬度(≥4H)。漆膜经划格试验附着良好、无明显损伤和脱落。漆膜经180°弯折后无开裂、显示较好的柔韧性。以丁酮(MEK)为溶剂擦磨100次后漆膜虽降低厚度、但仍然完整覆盖贴合于铝基面。沸水煮2小时后漆膜只少量发白、贴合良好、无泡。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种应用乳液高分子聚合物制成的集成吊顶饰面涂料用水性高分子乳液，其特征在于，
所述乳液高分子聚合物是以丙烯酸酯为基础的多组分共聚物，其结构通式为：
Figure FDA0003054252060000011
R1为甲基丙烯酸酯的酯基团中所含的基团，
R2为丙烯酸酯的酯基团中所含的基团，
R3为烯烃碳上的刚性非亲水基团，
R4包括氢原子或甲基，
R5包括氢原子或甲基；
V、w、x、y、z为相应重复单元数量，决定分子链节的长短、也代表不同单体间的相对用量比例，V、w、x、y、z均≥0；
R1所形成的甲基丙烯酸酯聚合物具有玻璃化转变温度>25℃；
R2所形成的丙烯酸酯聚合物具有玻璃化转变温度<20℃；
R3所形成的聚烯烃聚合物具有疏水性、并具有玻璃化转变温度>25℃；
RF为含羟基反应性官能团，所述含羟基反应性官能团的单体包括甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸羟丙酯或丙烯酸羟丙酯，甲基丙烯酸羟丁酯或丙烯酸羟丁酯；
乳液聚合采用了种子-内核-外壳分步过程和工艺技术制备稳定悬浮于水中的结构型微观乳球，种子、内核、外壳包含所述的乳液高分子聚合物，但具有不同的共聚物组成和性能，
①种子阶段以较高玻璃化转变温度的单体为主，(V+x)：w>2，形成的共聚物玻璃化转变温度>25℃；
种子阶段单体用量占乳球总重量的10％-20％，以基础单体为主、不含或只含少量酸性或含反应性官能团的单体(y+z)：(V+w+x)＝0～0.03；
②内核阶段以较高玻璃化转变温度的单体为主，(V+x)：w>2，形成的共聚物玻璃化转变温度>25℃；
内核阶段单体用量占乳球总重量的30％-55％，以基础单体为主、不含或只含少量酸性或含反应性官能团的单体(y+z)：(V+w+x)＝0～0.2；
③所述种子和内核引入化学预交联，是通过在所述乳液高分子聚合物中提供的共聚单体中加入二元丙烯酸酯单体，二元丙烯酸酯单体占总单体重量的0.2％-3％；
④乳球中外壳部分添加较高含量的低玻璃化转变温度单体，w：(V+y+z)>0.35并同时满足w：(V+y+z)<0.6，形成的共聚物具有玻璃化转变温度<20℃；
外壳部分单体用量占乳球总重量的30％-55％之间；
外壳部分添加较高含量的含羟基反应性官能团的单体，含羟基反应性官能团的单体含量在外壳单体总重量中占20％-40％之间。
2.根据权利要求1所述的乳液，其特征在于：内核阶段单体用量占乳球总重量的35％-50％之间。
3.根据权利要求1所述的乳液，其特征在于：乳球中外壳部分单体采用的乳液高分子聚合物满足0.6>w：(V+y+z)>0.4；外壳部分单体用量占乳球总重量的35％-50％之间。
4.根据权利要求1所述的乳液，其特征在于：所述二元丙烯酸酯单体占总单体重量的0.3％-0.6％。
5.根据权利要求1所述的乳液，其特征在于：二元丙烯酸酯单体包括二甲基丙烯酸乙二醇酯，二甲基丙烯酸丙二醇酯，二丙烯酸乙二醇酯，二丙烯酸丙二醇酯。
6.根据权利要求1所述的乳液，其特征在于：外壳部分含有丙烯酸或甲基丙烯酸单体，其中丙烯酸单体含量在外壳单体总重量中占3％-6％之间。
7.一种权利要求1所述的集成吊顶饰面涂料用水性高分子乳液的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1)初种：将乳化剂水溶液按照配方量装入反应瓶，升温至60-65℃并1000-1200rpm快速搅拌，加入计量的初种单体预乳化，升温至70-90℃，降低搅拌速度到300±20rpm，加入引发剂溶液，继续反应至充分，得到种子乳液；
2)核：在种子乳液中加入引发剂溶液，按照配方量将核单体和乳化剂水溶液混合预乳化，以单体0.75±0.1g/min、预乳液1.5±0.2g/min的速率滴加，加完后70-90℃保温反应0.5±0.1小时，得到核乳液；
3)壳：在核乳液中加入引发剂溶液，按照配方量将壳单体和乳化剂水溶液混合预乳化，以单体0.75±0.1g/min、预乳液1.5±0.2g/min的速率滴加，加完后70-90℃保温反应2±0.2小时，停止加热并冷却，得到集成吊顶饰面涂料用水性高分子基础乳液。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：初种和核中所述的乳化剂水溶液包含阴离子乳化剂、非离子乳化剂和NaHCO3，初种中三者的重量比为0.4：0.1：0.1-0.20，核中三者的重量比为0.8-1.0：0.2-0.25：0.1-0.15，壳中所述的乳化剂包括阴离子乳化剂和非离子乳化剂，二者的重量比为1：0.25。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110804133A (zh) * 2019-11-19 2020-02-18 合众（佛山）化工有限公司 一种apao改性苯丙乳液及其制备方法
CN110903439B (zh) * 2019-11-19 2022-05-03 合众（佛山）化工有限公司 一种聚醚胺衍生物改性苯丙乳液及其制备方法
CN115850568A (zh) * 2022-12-16 2023-03-28 嘉宝莉化工集团股份有限公司 一种生物基羟基聚丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1800225A (zh) * 2005-12-28 2006-07-12 中国化工建设总公司常州涂料化工研究院 具有核壳构型的乳液型含羟基丙烯酸树脂
CN105038474A (zh) * 2015-09-02 2015-11-11 太仓市金新涂料有限公司 一种吊顶印花板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料
CN106243273A (zh) * 2016-07-29 2016-12-21 肇庆浩城树脂科技有限公司 一种具有核壳结构的羟基丙烯酸乳液及其制备方法与应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1800225A (zh) * 2005-12-28 2006-07-12 中国化工建设总公司常州涂料化工研究院 具有核壳构型的乳液型含羟基丙烯酸树脂
CN105038474A (zh) * 2015-09-02 2015-11-11 太仓市金新涂料有限公司 一种吊顶印花板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料
CN106243273A (zh) * 2016-07-29 2016-12-21 肇庆浩城树脂科技有限公司 一种具有核壳结构的羟基丙烯酸乳液及其制备方法与应用

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