CN111333772A - 一种光催化长效耐污的弹性丙烯酸酯乳液及其制备方法 - Google Patents

一种光催化长效耐污的弹性丙烯酸酯乳液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种光催化长效耐污的弹性丙烯酸酯乳液及其制备方法，包括以下原料：苯乙烯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、功能单体、引发剂、乳化剂、去离子水、氨水，其制备方法包括：a)底料液制备；b)预乳化液制备；c)滴加预乳化液反应；d)反应结束后保温、调pH值，出料。本发明采用反应型乳化剂与磷酸酯盐复配，减少乳化剂迁移与表面电荷，提升涂膜抗粘附性；合理搭配功能单体和光引发剂能有效增强涂膜的致密性，减少因灰尘渗透带来的永久性伤害，延长涂膜的装饰寿命。

Description

一种光催化长效耐污的弹性丙烯酸酯乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种光催化长效耐污的弹性丙烯酸酯乳液及其制备方法，属于弹性涂料领域。
背景技术
乳胶漆由于色彩丰富，施工简便，维护更新容易，自重轻，无毒无味，质量能满足保护和装饰要求，正成为建筑物装饰材料的主导。弹性乳胶漆由于能遮盖墙体上的毛细裂缝和防止混凝土炭化，正越来越受到广大用户的青睐，但弹性乳胶漆耐沾污差的缺点，很大程度上降低了乳胶漆的装饰性，制约了弹性胶乳的进一步推广和使用。
弹性涂膜可随应力的变化而延伸或回缩，并在拉伸时有合适的模量和拉伸强度，主要为弹性乳液。弹性乳液通常具有较低的玻璃化温度，低于其所使用的环境温度，在该温度下为弹性体。弹性涂膜因其弹性，涂膜柔软，尤其在夏季炎热天气条件下，涂膜表面甚至发黏，极易沾灰；此外，溶解在雨水中的灰尘也能借由涂膜的吸水性，进入涂膜毛细孔，从而对涂膜造成永久性的污染，使涂膜装饰效果大打折扣。因此，寻求一种具有高耐污效果的弹性乳液是亟待解决的技术问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种光催化长效耐污的弹性丙烯酸酯乳液及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的一种光催化长效耐污的弹性丙烯酸酯乳液制备方法，包括以下原料：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸烷基酯、丙烯腈、功能单体、引发剂、乳化剂、去离子水、氨水；
所述弹性丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：
a)底料液制备：向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置的聚合釜中，加入去离子水15-20份、乳化剂0.02-0.04份，升温至釜内温度达到80℃；
b)预乳化液制备：在常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的预乳化罐中，加入去离子水28-31份、乳化剂0.4-0.6份、苯乙烯0-10份、甲基丙烯酸甲酯0-10份、丙烯酸烷基酯30-40份、丙烯腈1.5-3份，功能单体1.4-2.4份及引发剂0.08-0.13份，搅拌15-20分钟混合均匀备用；
c)当步骤a)的聚合釜内温度达到80℃时，通过恒流泵加料装置快速向聚合釜内泵加入预乳化液总量的4％，并投入0.05-0.08份引发剂，釜内温度控制在80-82℃，保温15min后，滴加剩余的预乳化液，滴加时间控制在210-240分钟；
d)待预乳化液滴加完毕后，将聚合釜内温度恒定在80-82℃，保温1小时，然后将聚合釜温度降至50℃以下，并用0.5-0.8份氨水将pH调节至7-8，搅拌20分钟，过滤出料，即得到所述的高耐污弹性丙烯酸乳液。
所述丙烯酸烷基酯采用丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的至少一种。
所述功能单体采用丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、二苯甲酮中的至少一种。
所述引发剂采用过硫酸铵、过硫酸钠中的至少一种。
所述乳化剂为(丙烯基氧基)甲基壬基酚聚氧乙烯醚磺酸铵盐、月桂基磷酸酯钾盐、壬基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
与现有技术相比，本发明在采用反应型体系来减少乳化剂迁移与亮斑形成的同时，使用了月桂基磷酸酯钾盐来降低漆膜静电吸附，提升抗飞尘粘附的能力；采用丙烯腈与极性功能单体复配赋予涂膜合理的弹性模量与亲水性，使涂膜既能利用雨水对灰尘形成自然冲刷，又能减少雨水渗透带来的不良影响；此外，配以UV引发剂形成的交联结构，让涂膜获得更好的致密性，有效减少含有灰尘的水分渗入对涂膜的破坏，提升涂膜使用寿命。
本发明的高耐污弹性丙烯酸乳液由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸烷基酯、丙烯腈、功能单体、引发剂等原料组分组成。上述原料组分通过预乳化半连续聚合工艺聚合完成，通过合理搭配乳化体系与交联改性，减少自然环境中涂膜对灰尘的粘附与吸入，从而得到持久的耐沾污效果。
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。
对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。
实施例中涉及到的百分号“％”，若未特别说明，指质量百分比。
实施例1
一种光催化长效耐污的弹性丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤(以下原料分别按重量份计)：
a)底料液制备：向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置的聚合釜中，加入去离子水17.3份、(丙烯基氧基)甲基壬基酚聚氧乙烯醚磺酸铵盐0.03份，升温至釜内温度达到80℃；
b)预乳化液制备：在常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的预乳化罐中，加入去离子水29.8份、(丙烯基氧基)甲基壬基酚聚氧乙烯醚磺酸铵盐0.05份、月桂基磷酸酯钾盐0.39份、壬基酚聚氧乙烯醚0.1份、甲基丙烯酸甲酯8.03份、丙烯酸正丁酯39.75份、丙烯腈2.06份，甲基丙烯酸0.26份、衣康酸0.52份、二苯甲酮0.52份、甲基丙烯酰胺0.44份及过硫酸铵0.08份，搅拌15分钟混合均匀备用；
c)当步骤a)的聚合釜内温度达到80℃时，通过恒流泵加料装置快速向聚合釜内泵加入预乳化液总量的4％，并投入0.05份过硫酸铵，釜内温度控制在80℃，保温15min后，滴加剩余的预乳化液，滴加时间控制在210分钟；
d)待预乳化液滴加完毕后，将聚合釜内温度恒定在80℃，保温1小时，然后将聚合釜温度降至50℃以下，并用0.57份氨水将pH调节至7-8，搅拌20分钟，过滤出料，即得到所述的高耐污弹性丙烯酸乳液。
实施例2
一种光催化长效耐污的弹性丙烯酸酯乳液制备方法，包括以下步骤(以下各原料分别按重量份计)：
a)底料液制备：向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置的聚合釜中，加入去离子水17.3份、(丙烯基氧基)甲基壬基酚聚氧乙烯醚磺酸铵盐0.03份，升温至釜内温度达到80℃；
b)预乳化液制备：在常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的预乳化罐中，加入去离子水29.8份、(丙烯基氧基)甲基壬基酚聚氧乙烯醚磺酸铵盐0.05份、月桂基磷酸酯钾盐0.39份、壬基酚聚氧乙烯醚0.1份、甲基丙烯酸甲酯8.72份、丙烯酸正丁酯33.53份、丙烯酸-2-乙基己酯5.15份、丙烯腈2.06份，甲基丙烯酸0.44份、衣康酸0.52份、二苯甲酮0.52份、甲基丙烯酰胺0.59份及过硫酸钠0.08份，搅拌18分钟混合均匀备用；
c)当步骤a)的聚合釜内温度达到80℃时，通过恒流泵加料装置快速向聚合釜内泵加入预乳化液总量的4％，并投入0.05份过硫酸钠，釜内温度控制在81℃，保温15min后，滴加剩余的预乳化液，滴加时间控制在210分钟；
d)待预乳化液滴加完毕后，将聚合釜内温度恒定在81℃，保温1小时，然后将聚合釜温度降至50℃以下，并用0.66份氨水将pH调节至7-8，搅拌20分钟，过滤出料，即得到所述的高耐污弹性丙烯酸乳液。
实施例3
一种光催化长效耐污的弹性丙烯酸酯乳液制备方法，包括以下步骤(以下各原料分别按重量份计)：
a)底料液制备：向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置的聚合釜中，加入去离子水17.3份、(丙烯基氧基)甲基壬基酚聚氧乙烯醚磺酸铵盐0.04份，升温至釜内温度达到80℃；
b)预乳化液制备：在常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的预乳化罐中，加入去离子水29.8份、(丙烯基氧基)甲基壬基酚聚氧乙烯醚磺酸铵盐0.05份、月桂基磷酸酯钾盐0.39份、壬基酚聚氧乙烯醚0.1份、苯乙烯8.27份、丙烯酸正丁酯39.43份、丙烯腈1.54份，甲基丙烯酸0.59份、衣康酸0.51份、二苯甲酮0.51份、丙烯酰胺0.59份及过硫酸铵0.13份，搅拌20分钟混合均匀备用；
c)当步骤a)的聚合釜内温度达到80℃时，通过恒流泵加料装置快速向聚合釜内泵加入预乳化液总量的4％，并投入0.08份过硫酸铵，釜内温度控制在82℃，保温15min后，滴加剩余的预乳化液，滴加时间控制在240分钟；
d)待预乳化液滴加完毕后，将聚合釜内温度恒定在82℃，保温1小时，然后将聚合釜温度降至45℃，并用0.73份氨水将pH调节至7-8，搅拌20分钟，过滤出料，即得到所述的高耐污弹性丙烯酸乳液。
上述高耐污弹性丙烯酸乳液的制备过程中，底料液、预乳化液的制备无严格的先后顺序。
测试要求如下：
本发明按照行业标准JG/T172-2014所述方法进行耐沾污测试与力学测试，按外墙面涂I型标准进行评定。外墙面涂I型要求耐沾污要＜25％，标准状态下断裂伸长率≥150％，拉伸强度≥2.0MPa，-10℃下断裂伸长率≥35％。
具体性能结果如下表1。
表1实施例1-3弹性乳液产品评级数据
Figure BDA0002474099910000051
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 (5)

1.一种光催化长效耐污的弹性丙烯酸酯乳液，其特征在于，包括以下原料：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸烷基酯、丙烯腈、功能单体、引发剂、乳化剂、去离子水、氨水；
所述弹性丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：
a)底料液制备：向带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置的聚合釜中，加入去离子水15-20份、乳化剂0.02-0.04份，升温至釜内温度达到80℃；
b)预乳化液制备：在常温常压下向带有单体计量罐、搅拌器的预乳化罐中，加入去离子水28-31份、乳化剂0.4-0.6份、苯乙烯0-10份、甲基丙烯酸甲酯0-10份、丙烯酸烷基酯30-40份、丙烯腈1.5-3份，功能单体1.4-2.4份及引发剂0.08-0.13份，搅拌15-20分钟混合均匀备用；
c)当步骤a)的聚合釜内温度达到80℃时，通过恒流泵加料装置快速向聚合釜内泵加入预乳化液总量的4％，并投入0.05-0.08份引发剂，釜内温度控制在80-82℃，保温15min后，滴加剩余的预乳化液，滴加时间控制在210-240分钟；
d)待预乳化液滴加完毕后，将聚合釜内温度恒定在80-82℃，保温1小时，然后将聚合釜温度降至50℃以下，并用0.5-0.8份氨水将pH调节至7-8，搅拌20分钟，过滤出料，即得到所述的高耐污弹性丙烯酸乳液。
2.根据权利要求1所述的一种光催化长效耐污的弹性丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述丙烯酸烷基酯采用丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种光催化长效耐污的弹性丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述功能单体采用丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、二苯甲酮中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种光催化长效耐污的弹性丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述引发剂采用过硫酸铵、过硫酸钠中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种光催化长效耐污的弹性丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述乳化剂为(丙烯基氧基)甲基壬基酚聚氧乙烯醚磺酸铵盐、月桂基磷酸酯钾盐、壬基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
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