CN110862739A - 一种apao改性苯丙乳液抗流挂涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料及其制备方法，按重量份计，其基本配方是：APAO改性苯丙乳液100.0～150.0份、氟改性苯丙乳液20.0～50.0份、填料10.0～45.0份、凹凸棒1.5～3.0份、润湿剂0.2～0.8份、分散剂0.4～1.2份、消泡剂0.2～0.6份、流平剂0.2～0.8份、增稠剂0.3～1.0份、多功能助剂0.4～1.0份、成膜助剂4.0～8.0份、去离子水10.0～40.0份；其中，所述的APAO改性苯丙乳液主要由APAO、丙烯酸酯硬单体、丙烯酸酯软单体、丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、交联单体、丙烯酸与中和剂通过反应制得；本发明制得的APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料，具有良好的附着力、耐沾污性、耐水性、贮存稳定性好以及施工简单等性能，无需外加抗流挂助剂，且其具有良好的抗流挂性能。

Description

一种APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水性功能涂料，尤其涉及一种APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料及其制备方法，属于水性功能涂料技术领域。

背景技术

近年来，随着科技的不断进步，引导中国乳胶漆工业走过从低档到高档的产品的过渡。涂料中可挥发的有机化合物对于环境及人体的危害日益引起人们的关注，而水性涂料相对于传统溶剂型涂料能极大地减少VOC的排放，有效降低了对环境的影响。还有助于降低职业病发生的潜在机率，减少火灾风险和储存隐患，简化及降低企业通风，水处理等方面的流程及成本等。

苯丙乳胶漆是一种水溶性乳胶漆，以水作溶剂，具有使用方便、原料易得、毒性小、不易燃烧、成本低等优点，是当今内墙涂料的主要品种。由于丙乳液涂料具备良好的附着力和耐冻融性能，同时具有装饰功能而得到广泛应用。然而，苯丙乳液产品低温条件下容易发脆，耐高温性差，在涂料应用中最明显的缺点就是高温回粘，导致耐沾污性下降，耐水性和耐候性也较差，抗流挂性能不佳等这些因素导致其使用范围受到一定的限制。

中国专利CN108504203A公开了纳米二氧化硅改性苯丙外墙复合隔热涂料及其制备方法，其原料按重量份包括以下组分：苯丙乳液50～70份、硬硅钙石粉10～20份、空心玻璃微珠5～8份，钛白粉8～12份、超细碳酸铝粉4～5份、滑石粉10～20份、纳米二氧化硅2～4份、防霉杀菌剂0.8～1.2份、润湿剂0.4～0.8份、分散剂0.3～0.5份、消泡剂0.5～0.9份、成膜助剂1.5～2.5份、增稠剂0.8～1.2份、防冻剂4～8份、PH调节剂0.1～0.3份、去离子水30～50份。

中国专利CN108299977A公开了一种环氧改性苯丙乳胶漆，其特征在于，按其原材料的质量分数比配制而成：去离子水25～30份、环氧苯丙乳液20～30份、滑石粉5～8份、钛白粉6～8份、重质碳酸钙10～12份、轻质碳酸钙10～15份、RS610润湿分散剂0.2～0.6份、DF681F消泡剂0.3～0.5份、成膜助剂0.3～0.5份、增稠剂0.1～0.3份、杀菌剂0.05～0.1份。具有耐候性、光泽好、耐腐蚀、附着力强等性能优异的特点。

上述技术发明均为改性后的苯丙涂料，其性能均有很大提高，但其抗流变性能不足，而对于内外墙漆来讲，抗流挂性能很重要，抗流挂性不好，容易引起涂层的厚度不易，容易造成缩孔，从而影响涂层性能。因此，开发一种具有良好抗流挂性能的苯丙乳液涂料尤为重要。

发明内容

为解决上述所述的技术问题，本发明克服物理外加抗流挂剂的缺点，本发明采用具有良好抗流挂性能的APAO改性苯丙乳液为主要成膜物质，APAO是一种低分子量的非晶态塑性体材料，微观结构上是一种非晶态的、无规则的排列状态，APAO具有很好的粘性，不易迁移，防流挂性好，苯丙乳液分子结构与APAO通过化学键相连，稳定性能好。

本发明的目的旨在提供一种APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料。

本发明的另一目的提供一种APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料的制备方法。

为了解决所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：

本发明涉及一种APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料，按重量份计，其基本配方是：APAO改性苯丙乳液100.0～150.0份、氟改性苯丙乳液20.0～50.0份、填料10.0～45.0份、凹凸棒1.5～3.0份、润湿剂0.2～0.8份、分散剂0.4～1.2份、消泡剂0.2～0.6份、流平剂0.2～0.8份、增稠剂0.3～1.0份、多功能助剂0.4～1.0份、成膜助剂4.0～8.0份、去离子水10.0～40.0份。

所述的填料为云母粉、硫酸钡、膨润土、高岭土、碳酸钙、钛白粉中的一种或几种的组合。

所述的成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯和醇酯十二中的一种或几种的组合。

所述的一种APAO改性苯丙乳液，按重量份计,其组成为：APAO 4.0～8.0份、丙烯酸酯硬单体10.0～25.0份、丙烯酸酯软单体6.0～20.0份、丙烯酸缩水甘油酯2.0～5.0份、苯乙烯20.0～35.0份、交联单体1.5～4.0份、丙烯酸2.5～5.0份、过硫酸铵0.1～0.3份、碳酸氢钠0.5～1.0份、中和剂2.5～6.0份、乳化剂1.5～4.5份、助溶剂5.0～10.0份、去离子水100.0～160.0份。

所述的丙烯酸酯硬单体为丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、2-丙基庚基丙烯酸酯的中一种或几种的组合。

所述的丙烯酸酯软单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸月桂醇酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十八酯中的一种或几种的组合。

所述的交联单体为丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丁酯中的一种或几种的组合。

所述的乳化剂为OP-10。

所述的助溶剂为乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种的组合。

所述的中和剂为三乙胺、氨水、二甲基乙醇胺中的一种或者组合。

本发明提供的APAO改性苯丙乳液的制备方法，包括以下步骤：

1)、按比例称量，依次加入丙烯酸酯硬单体、丙烯酸酯软单体、交联单体、丙烯酸并搅拌均匀，得到混合液Ⅰ；

2)、按比例称量，依次加入苯乙烯、APAO、助溶剂、丙烯酸缩水甘油酯并搅拌均匀，得到混合液Ⅱ；

3)、预先配制好5%过硫酸铵水溶液，将乳化剂、碳酸氢钠、部分去离子水和1/6过硫酸铵水溶液加入多功能反应釜中，开启搅拌加温，升温至76～80℃时，匀速加入1/3混合液Ⅰ，搅拌反应，直到出现蓝光为止；

4)、同时匀速滴加混合液Ⅱ、剩余的混合液Ⅰ以及2/3过硫酸铵水溶液，滴加时间4.0～5.0h，滴加过程中温度控制在80～82℃，滴加完毕后，升温至84～85℃，加入剩下的1/6过硫酸铵水溶液，保温搅拌反应1.5～2.0h，然后开启冷却水开始降温，将温度降至45℃以下，用中和剂调节pH值至7.5～8.0，加入余下的去离子水，即得到一种APAO改性苯丙乳液。

本发明涉及一种APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料的制备方法，制备工艺如下：

a）、按配方重量份，将适量去离子水、润湿剂、分散剂、1/2消泡剂投入到搅拌釜中，搅拌均匀；在低速搅拌条件下依此加入填料、凹凸棒、多功能助剂，加料后高速分散，用细度板测试，当细度达标为止；

b）、然后冷却至室温，低速搅拌缓慢加入APAO改性苯丙乳液和氟改性苯丙乳液，搅拌均匀，然后依此加入成膜助剂、剩下的1/2消泡剂、流平剂搅拌均匀，用增稠剂与去离子水调至规定固含与粘度，过滤包装，即得APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料。

本发明所述的APAO改性苯丙乳液，基于申请的发明专利“一种APAO改性苯丙乳液及其制备方法”，并作了详细描述。

本发明制得的APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料与其他常规苯丙乳液涂料相比，具有如下优势：

1）、本发明结合了APAO与苯丙乳液的特性，其具有良好的附着力、抗流挂性能、耐酸碱性、耐沾污性、耐水性、贮存稳定性、耐冲击性、保色性好以及施工简单等性能。

2）、制得的APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料，无需外加抗流挂助剂，其具有良好的抗流挂性能。

具体实施方式

本发明结合以下实例对APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料及其制备方法做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。

实施例1

一种APAO改性苯丙乳液A，按重量份计,其组分为：APAO 6.0份、甲基丙烯酸甲酯15.0份、丙烯酸丁酯12.0份、丙烯酸缩水甘油酯4.0份、苯乙烯28.0份、丙烯酸羟乙酯2.5份、丙烯酸3.8份、过硫酸铵0.2份、碳酸氢钠0.7份、三乙胺4.5份、乳化剂3.0份、乙二醇单丁醚7.0份、去离子水130.0份。

本实施例中一种APAO改性苯丙乳液A的制备方法，包括以下步骤：

1)、按比例称量，依次加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸并搅拌均匀，得到混合液Ⅰ；

2)、按比例称量，依次加入苯乙烯、APAO、乙二醇单丁醚、丙烯酸缩水甘油酯并搅拌均匀，得到混合液Ⅱ；

3)、预先配制好5%过硫酸铵水溶液，将乳化剂、碳酸氢钠、部分去离子水和1/6过硫酸铵水溶液加入多功能反应釜中，开启搅拌加温，升温至76～80℃时，匀速加入1/3混合液Ⅰ，搅拌反应，直到出现蓝光为止；

4)、同时匀速滴加混合液Ⅱ、剩余的混合液Ⅰ以及2/3过硫酸铵水溶液，滴加时间5.0h，滴加过程中温度控制在80～82℃，滴加完毕后，升温至84～85℃，加入剩下的1/6过硫酸铵水溶液，保温搅拌反应1.5h，然后开启冷却水开始降温，将温度降至42℃，用三乙胺调节pH值至7.5～8.0，加入余下的去离子水，即得到一种APAO改性苯丙乳液A。

实施例2

一种APAO改性苯丙乳液B，按重量份计,其组分为：APAO 5.0份、甲基丙烯酸甲酯12.0份、丙烯腈5.0份、丙烯酸丁酯6.0份、甲基丙烯酸月桂醇酯9.0份、丙烯酸缩水甘油酯4.0份、苯乙烯30.0份、丙烯酸羟丁酯2.0份、丙烯酸3.8份、过硫酸铵0.3份、碳酸氢钠0.8份、氨水4.0份、乳化剂3.5份、二乙二醇丁醚7.0份、去离子水140.0份。

本实施例中一种APAO改性苯丙乳液B的制备方法，包括以下步骤：

1)、按比例称量，依次加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂醇酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸并搅拌均匀，得到混合液Ⅰ；

2)、按比例称量，依次加入苯乙烯、APAO、二乙二醇丁醚、丙烯酸缩水甘油酯并搅拌均匀，得到混合液Ⅱ；

3)、预先配制好5%过硫酸铵水溶液，将乳化剂、碳酸氢钠、部分去离子水和1/6过硫酸铵水溶液加入多功能反应釜中，开启搅拌加温，升温至76～80℃时，匀速加入1/3混合液Ⅰ，搅拌反应，直到出现蓝光为止；

4)、同时匀速滴加混合液Ⅱ、剩余的混合液Ⅰ以及2/3过硫酸铵水溶液，滴加时间4.5h，滴加过程中温度控制在80～82℃，滴加完毕后，升温至84～85℃，加入剩下的1/6过硫酸铵水溶液，保温搅拌反应2.0h，然后开启冷却水开始降温，将温度降至42℃，用氨水调节pH值至7.5～8.0，加入余下的去离子水，即得到一种APAO改性苯丙乳液B。

实施例3

一种APAO改性苯丙乳液C，按重量份计,其组分为：APAO 7.0份、丙烯酸异冰片酯10.0份、丙烯酰胺6.0份、甲基丙烯酸十八酯7.0份、甲基丙烯酸异辛酯5.0份、丙烯酸缩水甘油酯5.0份、苯乙烯31.0份、甲基丙烯酸羟乙酯2.0份、丙烯酸4.0份、过硫酸铵0.3份、碳酸氢钠0.8份、三乙胺5.4份、乳化剂3.2份、乙二醇单丁醚8.0份、去离子水143.0份。

本实施例中一种APAO改性苯丙乳液C的制备方法，包括以下步骤：

1)、按比例称量，依次加入丙烯酸异冰片酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸并搅拌均匀，得到混合液Ⅰ；

2)、按比例称量，依次加入苯乙烯、APAO、乙二醇单丁醚、丙烯酸缩水甘油酯并搅拌均匀，得到混合液Ⅱ；

3)、预先配制好5%过硫酸铵水溶液，将乳化剂、碳酸氢钠、部分去离子水和1/6过硫酸铵水溶液加入多功能反应釜中，开启搅拌加温，升温至76～80℃时，匀速加入1/3混合液Ⅰ，搅拌反应，直到出现蓝光为止；

4)、同时匀速滴加混合液Ⅱ、剩余的混合液Ⅰ以及2/3过硫酸铵水溶液，滴加时间5.0h，滴加过程中温度控制在80～82℃，滴加完毕后，升温至84～85℃，加入剩下的1/6过硫酸铵水溶液，保温搅拌反应2.0h，然后开启冷却水开始降温，将温度降至43℃，用三乙胺调节pH值至7.5～8.0，加入余下的去离子水，即得到一种APAO改性苯丙乳液C。

实施例4

一种APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料，按重量份计,其组分为：APAO改性苯丙乳液A120.0份、氟改性苯丙乳液35.0份、碳酸钙10.0份、钛白粉20.0份、凹凸棒2.0份、润湿剂0.5份、分散剂0.9份、消泡剂0.4份、流平剂0.4份、增稠剂0.8份、多功能助剂0.7份、丙二醇甲醚醋酸酯6.0份、去离子水20.0份。

本实施例中一种APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料的制备方法，制备工艺如下：

a）、按配方重量份，将适量去离子水、润湿剂、分散剂、1/2消泡剂投入到搅拌釜中，搅拌均匀；在低速搅拌条件下依此加入碳酸钙、钛白粉、凹凸棒、多功能助剂，加料后高速分散，用细度板测试，当细度达标为止；

b）、然后冷却至室温，低速搅拌缓慢加入APAO改性苯丙乳液A和氟改性苯丙乳液，搅拌均匀，然后依此加入丙二醇甲醚醋酸酯、剩下的1/2消泡剂、流平剂搅拌均匀，用增稠剂与去离子水调至规定固含与粘度，过滤包装，即得APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料。

实施例5

一种APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料，按重量份计,其组分为：APAO改性苯丙乳液B140.0份、氟改性苯丙乳液25.0份、钛白粉15.0份、膨润土25.0份、凹凸棒2.0份、润湿剂0.6份、分散剂1.0份、消泡剂0.6份、流平剂0.6份、增稠剂0.7份、多功能助剂0.9份、醇酯十二6.5份、去离子水25.0份。

本实施例中一种APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料的制备方法，制备工艺如下：

a）、按配方重量份，将适量去离子水、润湿剂、分散剂、1/2消泡剂投入到搅拌釜中，搅拌均匀；在低速搅拌条件下依此加入钛白粉、膨润土、凹凸棒、多功能助剂，加料后高速分散，用细度板测试，当细度达标为止；

b）、然后冷却至室温，低速搅拌缓慢加入APAO改性苯丙乳液B和氟改性苯丙乳液，搅拌均匀，然后依此加入醇酯十二、剩下的1/2消泡剂、流平剂搅拌均匀，用增稠剂与去离子水调至规定固含与粘度，过滤包装，即得APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料。

实施例6

一种APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料，按重量份计,其组分为：APAO改性苯丙乳液C100.0份、氟改性苯丙乳液35.0份、云母粉15.0份、硫酸钡15.0份、凹凸棒1.5份、润湿剂0.5份、分散剂0.7份、消泡剂0.4份、流平剂0.5份、增稠剂0.6份、多功能助剂0.6份、丙二醇甲醚醋酸酯2.5份、丙二醇丁醚2.5份、去离子水15.0份。

本实施例中一种APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料的制备方法，制备工艺如下：

a）、按配方重量份，将适量去离子水、润湿剂、分散剂、1/2消泡剂投入到搅拌釜中，搅拌均匀；在低速搅拌条件下依此加入云母粉、硫酸钡、凹凸棒、多功能助剂，加料后高速分散，用细度板测试，当细度达标为止；

b）、然后冷却至室温，低速搅拌缓慢加入APAO改性苯丙乳液C和氟改性苯丙乳液，搅拌均匀，然后依此加入丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇丁醚、剩下的1/2消泡剂、流平剂搅拌均匀，用增稠剂与去离子水调至规定固含与粘度，过滤包装，即得APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料。

按照相关标准耐水性（GB/T1733-1993）、附着力（GB/T9286-1998）、耐冲击性（GB/T1732-1993）、抗流挂性（GB/T9264-2012）、耐酸性（（10%HCl）GB/T1763-1979）、耐碱性（（10%NaOH）GB/1763-1979）、接触角（GB/T30693-2014）表面张力（GB/T5549-2010）等对本发明的实施例与常规苯丙乳液涂料进行对比，检测的性能指标如表1所示。

表1实施例与常规苯丙乳液涂料性能对比

检测项目	实施例4	实施例5	实施例6	对比例
					耐水性	960h	900h	860h	240h
附着力	0级	0级	0级	2级
					耐冲击性	正常	正常	正常	漆膜开裂
贮存稳定性50±2℃/30d	通过	通过	通过	少许凝结
					耐碱性	840h	800h	760h	120h
耐酸性	840h	800h	760h	120h
					表面张力	低	低	低	高
抗流挂性	良好	良好	良好	差
					保色性	良好	良好	良好	一般
接触角	120°	114°	116°	75°

由表1可以看出本发明的实施例样品的耐水性、附着力、贮存稳定性、耐酸碱性、耐冲击性、抗流挂性等性能远远超过常规的苯丙乳液涂料，而表面张力远低于常规的苯丙乳液涂料，接触角远高于常规苯丙乳液涂料。因此，本发明实施例的耐沾污性远远好于常规的苯丙乳液涂料。

尽管本发明已作了详细说明并引证了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。

Claims (5)

1.一种APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料，其特征在于：所述的APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料，按重量份计，其组成为：APAO改性苯丙乳液100.0～150.0份、氟改性苯丙乳液20.0～50.0份、填料10.0～45.0份、凹凸棒1.5～3.0份、润湿剂0.2～0.8份、分散剂0.4～1.2份、消泡剂0.2～0.6份、流平剂0.2～0.8份、增稠剂0.3～1.0份、多功能助剂0.4～1.0份、成膜助剂4.0～8.0份、去离子水10.0～40.0份。

2.如权利要求1所述的APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料，其特征在于：所述的一种APAO改性苯丙乳液，按重量份计,其组成为：APAO 4.0～8.0份、丙烯酸酯硬单体10.0～25.0份、丙烯酸酯软单体6.0～20.0份、丙烯酸缩水甘油酯2.0～5.0份、苯乙烯20.0～35.0份、交联单体1.5～4.0份、丙烯酸2.5～5.0份、过硫酸铵0.1～0.3份、碳酸氢钠0.5～1.0份、中和剂2.5～6.0份、乳化剂1.5～4.5份、助溶剂5.0～10.0份、去离子水100.0～160.0份。

3.如权利要求1所述的APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料，其特征在于：所述的填料为云母粉、硫酸钡、膨润土、高岭土、碳酸钙、钛白粉中的一种或几种的组合。

4.如权利要求1所述的APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料，其特征在于：所述的成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯和醇酯十二中的一种或几种的组合。

5.如权利要求1所述的APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料，其特征在于：所述的APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料的制备方法，包括以下步骤：

a）、按配方重量份，将适量去离子水、润湿剂、分散剂、1/2消泡剂投入到搅拌釜中，搅拌均匀；在低速搅拌条件下依此加入填料、凹凸棒、多功能助剂，加料后高速分散，用细度板测试，当细度达标为止；

b）、然后冷却至室温，低速搅拌缓慢加入APAO改性苯丙乳液和氟改性苯丙乳液，搅拌均匀，然后依此加入成膜助剂、剩下的1/2消泡剂、流平剂搅拌均匀，用增稠剂与去离子水调至规定固含与粘度，过滤包装，即得APAO改性苯丙乳液抗流挂涂料。