CN113831446B - 一种水性js防水乳液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水性JS防水乳液及其制备方法，所述乳液含以下组分：以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯的一种或几种为硬单体，以丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯的一种或几种为软单体，以丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯、乙烯基硅烷的一种或几种为功能单体，配合乳化剂、聚合种子乳液、氧化剂、还原剂、中和剂、稳定分散剂、消泡剂、防腐剂组成。本发明采用特殊聚合工艺，所得乳液固含高粒径波动小、过程粘度低，具有良好的力学性能和涂膜颜色。

Description

一种水性JS防水乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑涂料，具体涉及一种JS防水乳液及其制备方法。
背景技术
JS防水乳液即聚合物水泥乳液，其应用是将丙烯酸乳液、水泥及添加剂混合制得的防水涂料，广泛应用于建筑外墙、地面屋面防水。因其将有机材料和无机材料相混合，形成互穿网络结构具有高韧高弹性能和良好耐久性，而丙烯酸乳液作为涂料成膜物质，为其提供了主要性能。
在实际应用中高固含防水涂料具有使用方便，运输成本低等优点。传统丙烯酸防水乳液在高固含情况下，乳液生产过程粘度会很大，这对乳液的制备提供了很大的难度。为了解决过程粘度大的问题，常常通过增大乳液粒径来实现。但粒径的增大，不仅会导致乳液机械稳定性和存储稳定性下降，对乳液成膜也不利，同时也会导致乳液批次间粒径波动较大，乳液和水泥复配后施工颜色多变等问题。
发明内容
本发明目的基于现有技术的不足，我们在实验中发现通过事先合成一款小粒径聚合种子乳液，首先以该小粒径乳液做种，在其粒径基础上继续合成可以达到粒径设计的效果；进一步地，通过在合成过程中继续添加该小粒径种子，可以达到粒径多分布效果，同时利用添加种子过程中的温降，可以使热引发和氧化还原引发工艺复配，力学性能更优、涂膜颜色稳定。
为实现上述目的本发明采用的技术方案是：先制备一种聚合种子乳液，以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯的一种或多种为硬单体，以丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯的一种或两种为软单体，丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯、乙烯基硅烷的一种或多种为功能单体，配合乳化剂、氧化剂、还原剂、中和剂、消泡剂、防腐剂而制成。
根据本发明的第一个实施方案，提供一种水性JS防水乳液的制备方法，该方法包括如下步骤：
(A)制备聚合种子乳液
以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯的一种或多种为硬单体，以丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯的一种或两种为软单体，丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯、乙烯基硅烷的一种或多种为功能单体，在乳化剂、氧化剂、还原剂、中和剂、消泡剂、防腐剂和水的存在下乳液聚合而获得聚合种子乳液；
其组分含量为硬单体110-160质量份，优选120-150质量份；软单体270-330质量份，优选280-320质量份；功能单体6-12质量份，优选7-11质量份；乳化剂13-27质量份，优选15-25质量份；氧化剂1.5-5质量份，优选2-4质量份；还原剂0.1-0.8质量份，优选0.2-0.6质量份；中和剂0.8-4质量份，优选1-3质量份；消泡剂0.1-0.8质量份，优选0.1-0.5质量份；防腐剂1.5-5质量份，优选2-3质量份；水(优选去离子水)480-620质量份，优选500-600质量份；
(B)制备乳液
以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯的一种或多种为硬单体，以丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯的一种或两种为软单体，丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯、乙烯基硅烷的一种或多种为功能单体，在乳化剂、聚合种子乳液、氧化剂、还原剂、中和剂、稳定分散剂、消泡剂、防腐剂和水的存在下进行乳液聚合而制备，其组分含量为硬单体90-170质量份，优选100-160质量份，软单体340-410质量份，优选350-400质量份，功能单体5-15质量份，优选6-12质量份，乳化剂4-16质量份，优选5-15份，所述聚合种子乳液45-75质量份，优选50-70质量份，氧化剂0.8-6质量份，优选1-5质量份，还原剂0.8-5质量份，优选1-4质量份，中和剂0.8-4质量份，优选1-3质量份，稳定分散剂2-10质量份，优选3-8质量份，消泡剂0.08-0.6质量份，优选0.1-0.5质量份，防腐剂1-4质量份，优选2-3质量份，水(优选去离子水)340-460质量份，优选350-450质量份，
其中在乳液的制备中，聚合种子乳液至少分两阶段添加，包括在聚合的初始加入第一部分种子乳液(聚合种子乳液质量的8-35％，优选10-30％)和反应一段时间(例如60-200分钟，优选90-150分钟)后加入第二部分聚合种子乳液(聚合种子乳液质量的65-92％，优选70-90％)，再通过氧化还原引发(加入氧化剂和还原剂)，获得防水乳液。本发明的乳液粒径稳定在250-300nm、粘度稳定在400-600cps，PH稳定在7.0-9.0。
进一步地，乳液的制备包括向预乳化釜中加入去离子水总量的25-55％，优选30％-50％(第一部分去离子水)，然后加入乳化剂、硬单体、功能单体、软单体，搅拌配制预乳液1；向反应釜加入去离子水总量的25-45wt％，优选30％-40wt％(第二部分去离子水)；向反应釜中加入聚合种子乳液的8％-35％，优选10％-30％，升温至反应温度(例如80-88℃)，在反应温度下向反应釜加入第一氧化剂溶液，然后通过泵向釜中持续滴加第一部分的预乳液1和第二氧化剂溶液，滴加一段时间(例如60-200分钟，优选90-150分钟，进一步100-120min)后，向反应釜中加入聚合种子乳液的65-92％，优选70％-90％，控制温度在65-85℃，优选70-80℃继续滴加第二部分的预乳液1、第二氧化剂溶液和第一还原剂溶液，优选全程总共滴加200-240min(此时预乳液已添加完毕)；
保温一段时间例如0.5-1.5小时，降温至60-80℃，优选65-75℃，同步滴加第三氧化剂溶液和第二还原剂溶液，通常共滴加30-60min；降温至35-55℃，优选40-50℃，加入碱液中和，调节pH至7.5-8.5，继续加入稳定分散剂、消泡剂、防腐剂，过滤出料即可得该防水乳液。
第一氧化剂为1-3质量份，选自过硫酸铵、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢中的一种或多种，第二氧化剂为1-3质量份，选自过硫酸铵、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢中的一种或多种，第三氧化剂为1-3质量份，优选叔丁基过氧化氢。第一和第二氧化剂可以相同。氧化剂的溶液的浓度范围要求1％-10wt％。
第一还原剂为0.5-1.5质量份，选自易抗坏血酸、焦亚硫酸钠中的一种或多种，第二还原剂为0.5-1.5质量份，优选易抗坏血酸。第一和第二还原剂可以相同，还原剂溶液的浓度范围要求1％-5wt％。
剩余部分的去离子水(例如15-40％)包括在第一到第三氧化剂溶液以及第一和第二还原剂溶液中。
在一个更优选实施方案中，乳液的制备包括：
(1)预乳液1配制：向预乳化釜中加入去离子水总量的25-55％，优选30％-50％(第一部分去离子水)，然后加入乳化剂、硬单体、功能单体、软单体，高速搅拌(例如10-30分钟)，配制预乳液1；
(2)釜底液配制：向反应釜加入去离子水总量的30％-40％(第二部分去离子水)，加入聚合种子乳液的10-30％，升温至80-88℃；
(3)在80-88℃时，向反应釜加入第一氧化剂溶液，5-10min后通过泵向釜中持续滴加预乳液1和第二氧化剂溶液；滴加100-120min时，向反应釜中加入聚合种子乳液的70％-90％，控制温度在70-80℃继续滴加预乳液1、氧化剂2溶液和还原剂1溶液，全程总共滴加200-240min；
(4)保温0.5-1.5小时，降温至65-75℃，同步滴加第三氧化剂溶液和第二还原剂溶液，共滴加30-60min，降温至40-50℃，加入碱液中和，调节pH至7.5-8.5，继续加入稳定分散剂、消泡剂、防腐剂，过滤出料即可得该防水乳液。
所述乳化剂为十三烷醇聚氧乙烯醚硫酸钠盐、脂肪醇聚氧乙烯醚、磺基琥珀酸盐、对苯乙烯磺酸钠、十一烷基聚氧乙烯醚硫酸钠盐中的一种或多种。
所述氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢中的一种或多种。
所述还原剂为异抗坏血酸、焦亚硫酸钠中的一种或两种。
在一个实施方案中，所述聚合种子乳液其制备方法为：
(1)预乳液1配制：向预乳化釜中加入去离子水总量的15-35％，优选20％-30％，然后加入第一乳化剂、硬单体、功能单体、软单体，高速搅拌(例如10-30分钟，优选约20min)，配制预乳液1；
(2)釜底液配制：向反应釜中加入去离子水总量的45-75％，优选50％-70％，配制第二乳化剂溶液，升温至80-85℃；
(3)在80-85℃时转移1.5-6wt％，优选2-5wt％预乳液1至反应釜；
(4)向反应釜加入15-35％，优选20-30％的第一氧化剂溶液，然后(例如10-30min后)通过泵向釜中持续滴加预乳液1和剩余的第一氧化剂溶液，优选全程总共滴加150-180min；
(5)保温一段时间(例如15-60分钟，优选20-40min)，降温至60-75℃，滴加第二氧化剂和还原剂溶液，优选滴加时间为25-45min，继续降温至40-50℃，加入碱液中和，调节pH至7.5-8.5，继续加入消泡剂、防腐剂，过滤出料即得聚合种子乳液，聚合物种子乳液的粒度范围70-90nm，优选80nm。
第一乳化剂占10-20质量份，第二乳化剂占4-10质量份，第一和第二乳化剂分别选自十三烷醇聚氧乙烯醚硫酸钠盐、脂肪醇聚氧乙烯醚、磺基琥珀酸盐、对苯乙烯磺酸钠、十一烷基聚氧乙烯醚硫酸钠盐中的一种或多种；
第一氧化剂占1-2质量份，第二氧化剂占0.5-1.5质量份，第一氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢中的一种或多种；第二氧化剂优选叔丁基过氧化氢。剩余部分的水(例如10-20％)包括在第一氧化剂溶液、第二氧化剂溶液和还原剂溶液中。
所述氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢中的一种或多种。
所述还原剂为异抗坏血酸、焦亚硫酸钠中的一种或两种。
本发明所述的碱液优选为NaOH溶液和/或氢氧化钾溶液。
本发明所述的消泡剂优选为赢创德固赛Tego-825和/或Tego-1488。
本发明所述的防腐剂优选为异噻唑啉酮类MIT防腐剂。
本发明所述稳定分散剂优选为脂肪醇聚氧乙烯醚和聚羧酸钠盐混合液，脂肪醇聚氧乙烯醚和聚羧酸钠盐溶液(浓度范围(固体含量)一般为30-60wt％，优选38-42wt％)之间的质量比可以为1-4:1，优选1.5-2.5:1，脂肪醇聚氧乙烯醚优选克莱恩LCN-407，聚羧酸钠盐溶液优选诺普科SN5040。
本发明进一步涉及通过上述制备方法获得的水性JS防水乳液。其固含在55％，粘度在400-600cps，粒径250-300nm。
本发明还涉及包括上述水性JS防水乳液的水性涂料。
本发明的优点在于利用预先制备好的聚合种子乳液，通过粒子设计和热引发/氧化还原引发体系配合进行聚合制备，所得最终防水乳液在高固含的基础上同时具备低粘度、涂膜颜色稳定，干燥后的涂膜具有优异的断裂伸长率和拉伸强度。
具体实施方式
以下通过实施例来进一步说明本发明。在以下实施例中，份按重量计，除非另有规定。
Figure BDA0002553628500000071
Figure BDA0002553628500000081
制备例1：种子乳液1
预乳液配制：135.79份去离子水DIW，0.45份对苯乙烯磺酸钠SSS，8.86份丙烯酰胺AM，14.76份十一烷基聚氧乙烯醚硫酸钠盐EPA-073，132.8份苯乙烯ST，295.19份丙烯酸丁酯BA配制于预乳化瓶并搅拌充分；称取1.36份过硫酸钠SPS，用44.28份去离子水DIW溶解；向带有搅拌5000ml反应烧瓶中加入312.9份去离子水，7.08份十一烷基聚氧乙烯醚硫酸钠盐EPA-073。在氮气保护条件下加热至88℃，分别从预乳化瓶称取3.1wt％预乳液、从氧化剂溶液称取20wt％加入至反应烧瓶中。保温15min后在180min内将剩余预乳液和氧化剂溶液滴加至反应烧瓶，控制反应温度在85℃。滴加结束保温30min，然后将反应烧瓶内物料降至60-75℃，向烧瓶中滴加11.8份去离子水DIW溶解的0.97份叔丁基过氧化氢TBHP和用11.8份去离子水DIW溶解的0.5份异抗坏血酸IAA，滴加时间为30min。降温至50℃以下，加入1.39份NaOH(32％)进行中和，后加入0.24份消泡剂Tego-825和2.07份防腐剂Kordek MLX。得到种子乳液1。
制备例2：种子乳液1-1
预乳液配制：136.36份去离子水DIW，0.38份对苯乙烯磺酸钠SSS，8.89份丙烯酰胺AM，13.64份十一烷基聚氧乙烯醚硫酸钠盐EPA-073，123份苯乙烯ST，306.8份丙烯酸丁酯BA配制于预乳化瓶并搅拌充分；称取1.37份过硫酸钠SPS，用44.48份去离子水DIW溶解；向带有搅拌5000ml反应烧瓶中加入314.2份去离子水DIW，4.15份十一烷基聚氧乙烯醚硫酸钠盐EPA-073。在氮气保护条件下加热至88℃，分别从预乳化瓶称取3.2wt％预乳液、从氧化剂溶液称取20wt％加入至反应烧瓶中。保温15min后在180min内将剩余预乳液和氧化剂溶液滴加至反应烧瓶，控制反应温度在85℃。滴加结束保温30min，然后将反应烧瓶内物料降至60-75℃，向烧瓶中滴加11.86份去离子水DIW溶解的0.98份叔丁基过氧化氢TBHP和用11.86份去离子水DIW溶解的0.5份异抗坏血酸IAA，滴加时间为30min。降温至50℃以下，加入1.39份NaOH(32％)进行中和，后加入0.24份消泡剂Tego-825和2.08份防腐剂Kordek MLX。得到种子乳液1-1。
制备例3：种子乳液1-2
预乳液配制：135.5份去离子水DIW，0.49份对苯乙烯磺酸钠SSS，8.84份丙烯酰胺AM，14.43份十一烷基聚氧乙烯醚硫酸钠盐EPA-073，138.45份苯乙烯ST，288.68份丙烯酸丁酯BA配制于预乳化瓶并搅拌充分；称取1.36份过硫酸钠SPS，用44.2份去离子水DIW溶解；向带有搅拌5000ml反应烧瓶中加入312.24份去离子水DIW去离子水，9.43份十一烷基聚氧乙烯醚硫酸钠盐EPA-073。在氮气保护条件下加热至88℃，分别从预乳化瓶称取3.2wt％预乳液、从氧化剂溶液称取21wt％加入至反应烧瓶中。保温15min后在180min内将剩余预乳液和氧化剂溶液滴加至反应烧瓶，控制反应温度在85℃。滴加结束保温30min，然后将反应烧瓶内物料降至60-75℃，向烧瓶中滴加11.78份去离子水DIW溶解的0.97份叔丁基过氧化氢TBHP和用11.78份去离子水DIW溶解的0.5份异抗坏血酸IAA，滴加时间为30min。降温至50℃以下，加入1.38份NaOH(32％)进行中和，后加入0.24份消泡剂Tego-825和2.06份防腐剂Kordek MLX。得到种子乳液1-2。
表2种子乳液基础指标对比
粒径/nm 固含/％ PH
制备例1 80 44.30 8.0
制备例1-1 92 44.30 8.0
制备例1-2 71 44.30 8.0
Figure BDA0002553628500000101
Figure BDA0002553628500000111
实施例2-1
预乳液配制：128.49份去离子水DIW，1.03份对苯乙烯磺酸钠SSS，10.01份丙烯酰胺AM，6.85份十一烷基聚氧乙烯醚硫酸钠盐EPA-073，138.19份苯乙烯ST，365.68份丙烯酸丁酯BA配制于预乳化瓶并搅拌充分；称取1.79份过硫酸钠SPS，用32.5份去离子水DIW溶解配制成第二氧化剂溶液；称取0.97份异抗坏血酸IAA，用19.39份去离子水DIW溶解配制成第一还原剂溶液。向带有搅拌5000ml反应烧瓶中加入148.4份去离子水DIW去离子水，10.67份聚合种子乳液1(制备例1制得)。在氮气保护条件下加热至88℃，向烧瓶中加入用9.7份去离子水DIW水溶解的1.2份过硫酸钠SPS(第一氧化剂溶液)，2min后滴加预乳液和第二氧化剂溶液至烧瓶中，控制温度在84-87℃；滴加至120min时，停止滴加，向烧瓶中加入48.49份聚合种子乳液(制备例1制得)，同时降温控制温度在73-76℃。继续滴加预乳液、第二氧化剂溶液、第一还原剂溶液，控制在120min滴完。继续保温30min，将温度控制在65-75℃，向烧瓶中滴加13.6份去离子水DIW溶解的1.65份叔丁基过氧化氢TBHP(第三氧化剂溶液)和用14.55份去离子水DIW溶解的0.82份异抗坏血酸IAA(第二还原剂溶液)，滴加时间为30min。降温至50℃以下，加入2.62份NaOH(32％)进行中和，后加入4.85份烷基聚氧乙烯醚LCN-407和2.46份聚羧酸钠盐溶液SN5040，最后加入0.38份Tego-825和2.33份Kordek。得到防水乳液2-1。
采用实施例2-1相同的制备方法，根据下表配比改变配方，制备以下实施例：
表4防水乳液实施例配方
Figure BDA0002553628500000121
根据实施例2-1配方，分别将实施例2-1中所用聚合种子乳液1更换为种子乳液1-1，得到实施例2-6，粒径为315nm粒径：使用Malvern ZS90粒径仪测定；将实例2-1中所用聚合种子乳液1更换为种子乳液1-2，得到实施例2-7，粒径为242nm粒径，使用Malvern ZS90粒径仪测定。
对比例2-8
预乳液配制：136.47份去离子水DIW，1.09份对苯乙烯磺酸钠SSS，9.95份丙烯酰胺AM，7.88份十一烷基聚氧乙烯醚硫酸钠盐EPA-073，139.67份苯乙烯ST，395.52份丙烯酸丁酯BA配制于预乳化瓶并搅拌充分；称取1.29份过硫酸钠SPS，用34.5份去离子水DIW溶解配制成氧化剂溶液。向带有搅拌5000ml反应烧瓶中加入185.4份去离子水DIW，0.22份EPA073。在氮气保护条件下加热至88℃，从预乳液中取4.9wt％预乳液加入烧瓶，然后向烧瓶中加入用10.3份去离子水DIW溶解的1.29份过硫酸钠SPS，2min后滴加预乳液和氧化剂溶液至烧瓶中，控制温度在84-87℃；共滴加至240min。滴完继续保温30min，将温度控制在65-75℃，向烧瓶中滴加14.42份去离子水DIW溶解的2.16份叔丁基过氧化氢TBHP和用15.45份去离子水DIW溶解的1.08份异抗坏血酸IAA，滴加时间为30min。降温至50℃以下，加入2.57份NaOH(32％)进行中和，后加入5.15份烷基聚氧乙烯醚LCN-407和2.32份聚羧酸钠盐溶液SN5040，最后加入0.4份Tego-825和2.48份Kordek。得到防水乳液2-8粒径为310nm粒径，使用Malvern ZS90粒径仪测定。
对比例2-9
预乳液配制：136.47份去离子水DIW，1.09份对苯乙烯磺酸钠SSS，9.95份丙烯酰胺AM，7.88份十一烷基聚氧乙烯醚硫酸钠盐EPA-073，133.49份苯乙烯ST，410.7份丙烯酸丁酯BA配制于预乳化瓶并搅拌充分；称取1.29份过硫酸钠SPS，用34.5份去离子水DIW溶解配制成氧化剂溶液。向带有搅拌5000ml反应烧瓶中加入185.4份去离子水DIW，0.22份EPA073。在氮气保护条件下加热至88℃，从预乳液中取4.9wt％预乳液加入烧瓶，然后向烧瓶中加入用10.3份去离子水DIW溶解的1.29份过硫酸钠SPS，2min后滴加预乳液和氧化剂溶液至烧瓶中，控制温度在84-87℃；共滴加至240min。滴完继续保温30min，将温度控制在65-75℃，向烧瓶中滴加14.42份去离子水DIW溶解的2.16份叔丁基过氧化氢TBHP和用15.45份去离子水DIW溶解的1.08份异抗坏血酸IAA，滴加时间为30min。降温至50℃以下，加入2.57份NaOH(32％)进行中和，后加入5.15份烷基聚氧乙烯醚LCN-407和2.32份聚羧酸钠盐溶液SN5040，最后加入0.4份Tego-825和2.48份Kordek。得到防水乳液2-8粒径为361nm粒径，使用Malvern ZS90粒径仪测定。
对比例2-10
预乳液配制：135.73份去离子水DIW，1.09份对苯乙烯磺酸钠SSS，10.57份丙烯酰胺AM，7.24份十一烷基聚氧乙烯醚硫酸钠盐EPA-073，145.97份苯乙烯ST，386.28份丙烯酸丁酯BA配制于预乳化瓶并搅拌充分；称取1.9份过硫酸钠SPS，用34.32份去离子水DIW溶解配制成氧化剂溶液；称取1.02份异抗坏血酸IAA，用20.49份去离子水DIW溶解配制成还原剂溶液。向带有搅拌5000ml反应烧瓶中加入156.73份去离子水DIW去离子水，11.27份聚合种子乳液1(制备例1制得)。在氮气保护条件下加热至88℃，向烧瓶中加入用10.24份去离子水DIW水溶解的1.28份过硫酸钠SPS，2min后滴加预乳液和氧化剂溶液至烧瓶中，控制温度在84-87℃；滴加240min。滴加结束后继续保温30min，将温度控制在65-75℃，向烧瓶中滴加14.34份去离子水DIW溶解的1.74份叔丁基过氧化氢TBHP和用15.37份去离子水DIW溶解的0.87份异抗坏血酸IAA，滴加时间为30min。降温至50℃以下，加入2.77份NaOH(32％)进行中和，后加入5.12份烷基聚氧乙烯醚LCN-407和2.6份聚羧酸钠盐溶液SN5040，最后加入0.4份Tego-825和2.46份Kordek。得到防水乳液2-10。
测试方法
上述实例所制备的乳液与水、消泡剂、防腐剂等组成液料部分，使用水泥、石英粉、重钙等组成粉料部分。将液料和粉料混合高速搅拌10min。取混合后漆刮膜一道1mm，24h后刮膜第二道2mm，室温养护96h，40℃养护48h，冷却后测试。
粒径：使用Malvern ZS90粒径仪，采用polystyrene latex模型，water为分散介质General purpose分析方法测定。
固含：称取1.0g左右的乳液放于直径5cm铝箔纸中，铺展均匀后放于150度烘箱中，烘烤20min测定。
拉伸强度：依据GB/T16777-2008检测方法测定；
断裂伸长率：依据GB/T16777-2008检测方法测定。
涂膜颜色：将乳液和水泥按1：1.5重量比混合，刮一道3mm，评价漆膜颜色。
表5防水涂料测试配方
Figure BDA0002553628500000161
表6各实施例性能对比
实施例 粒径/nm 固含/％ 拉伸强度/Mpa 断裂伸长率/％ 涂膜颜色
实施例2-1 281 55.1 2.80 200 深灰
实施例2-2 280 55.1 3.00 185 深灰
实施例2-3 283 55.1 2.70 213 深灰
实施例2-4 260 55.1 2.85 195 深灰
实施例2-5 296 55.1 2.80 198 深灰
实施例2-6 315 55.1 2.7 190 灰绿
实施例2-7 242 55.1 2.8 202 灰红
对比例2-8 310 55.1 1.9 85 发红
对比例2-9 361 55.1 1.8 90 发绿
对比例2-10 343 55.1 2.2 135 深灰
指标 / / ≥1.8 ≥80 呈灰色
由表6可以看出，所有实施例的拉伸强度和断裂伸长率都比对比例正常聚合工艺的性能有大幅提升。实施例涂膜颜色整体呈灰色颜色较稳定，而对比例粒径波动较大，涂膜颜色也不稳定，在小粒径时呈红色，在大粒径时呈绿色。调整聚合种子乳液的量和粒径对最终防水乳液的粒径和涂膜颜色有轻微波动，但整体性能优于对比例。
最后应当说明的是，以上聚合种子乳液和防水乳液实施例仅用以本发明的优选实施方式进行描述，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换做出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (15)

1.一种水性JS防水乳液的制备方法，该方法包括如下步骤：
（A）制备聚合种子乳液
以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯的一种或多种为硬单体，以丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯的一种或两种为软单体，丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯、乙烯基硅烷的一种或多种为功能单体，在乳化剂、氧化剂、还原剂、中和剂、消泡剂、防腐剂和水的存在下乳液聚合而获得聚合种子乳液；
其组分含量为硬单体110-160质量份；软单体270-330质量份；功能单体6-12质量份；乳化剂13-27质量份；氧化剂1.5-5质量份；还原剂0.1-0.8质量份；中和剂0.8-4质量份；消泡剂0.1-0.8质量份；防腐剂1.5-5质量份；水480-620质量份；
（B）制备乳液
以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯的一种或多种为硬单体，以丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯的一种或两种为软单体，丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯、乙烯基硅烷的一种或多种为功能单体，在乳化剂、步骤（A）制备的聚合种子乳液、氧化剂、还原剂、中和剂、稳定分散剂、消泡剂、防腐剂和水的存在下进行乳液聚合而制备，其组分含量为硬单体90-170质量份，软单体340-410质量份，功能单体5-15质量份，乳化剂4-16质量份，所述聚合种子乳液45-75质量份，氧化剂0.8-6质量份，还原剂0.8-5质量份，中和剂0.8-4质量份，稳定分散剂2-10质量份，消泡剂0.08-0.6质量份，防腐剂1-4质量份，水340-460质量份，
其中在乳液的制备中，聚合种子乳液至少分两阶段添加，包括在聚合的初始加入第一部分种子乳液和反应一段时间后加入第二部分聚合种子乳液，再通过氧化还原引发，获得防水乳液。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，聚合种子乳液的组分含量为硬单体120-150质量份；软单体280-320质量份；功能单体7-11质量份；乳化剂15-25质量份；氧化剂2-4质量份；还原剂0.2-0.6质量份；中和剂1-3质量份；消泡剂0.1-0.5质量份；防腐剂2-3质量份；水500-600质量份；
制备乳液的组分含量为硬单体100-160质量份，软单体350-400质量份，功能单体6-12质量份，乳化剂5-15份，所述聚合种子乳液50-70质量份，氧化剂1-5质量份，还原剂1-4质量份，中和剂1-3质量份，稳定分散剂3-8质量份，消泡剂0.1-0.5质量份，防腐剂2-3质量份，水350-450质量份，
其中第一部分种子乳液为聚合种子乳液质量的8-35%和反应时间为60-200分钟。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，第一部分种子乳液为聚合种子乳液质量的10-30%和反应时间为90-150分钟。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，乳液的制备包括向预乳化釜中加入去离子水总量的25-55%，然后加入乳化剂、硬单体、功能单体、软单体，搅拌配制预乳液1；向反应釜加入水总量的25-45wt%；向反应釜中加入聚合种子乳液的8%-35%，升温至反应温度80-88℃，在反应温度下向反应釜加入第一氧化剂溶液，然后通过泵向釜中持续滴加第一部分的预乳液1和第二氧化剂溶液，滴加一段时间后，向反应釜中加入聚合种子乳液的65-92%，控制温度在65-85℃继续滴加第二部分的预乳液1、第二氧化剂溶液和第一还原剂溶液；
保温一段时间，降温至60-80℃，同步滴加第三氧化剂溶液和第二还原剂溶液；降温至35-55℃，加入碱液中和，调节pH至7.5-8.5，继续加入稳定分散剂、消泡剂、防腐剂，过滤出料即可得该防水乳液；
第一氧化剂为1-3质量份，选自过硫酸铵、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢中的一种或多种，第二氧化剂为1-3质量份，选自过硫酸铵、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢中的一种或多种，第三氧化剂为1-3质量份，其为叔丁基过氧化氢；
第一还原剂为0.5-1.5质量份，选自异抗坏血酸、焦亚硫酸钠中的一种或多种，第二还原剂为0.5-1.5质量份，其为异抗坏血酸。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，乳液的制备包括向预乳化釜中加入去离子水总量的30%-50%，然后加入乳化剂、硬单体、功能单体、软单体，搅拌配制预乳液1；向反应釜加入水总量的30%-40wt%；向反应釜中加入聚合种子乳液的10%-30%，升温至反应温度80-88℃，在反应温度下向反应釜加入第一氧化剂溶液，然后通过泵向釜中持续滴加第一部分的预乳液1和第二氧化剂溶液，滴加60-200分钟后，向反应釜中加入聚合种子乳液的70%-90%，控制温度在70-80℃继续滴加第二部分的预乳液1、第二氧化剂溶液和第一还原剂溶液，全程总共滴加200-240min；
保温0.5-1.5小时，降温至选65-75℃，同步滴加第三氧化剂溶液和第二还原剂溶液，共滴加30-60min；降温至40-50℃，加入碱液中和，调节pH至7.5-8.5，继续加入稳定分散剂、消泡剂、防腐剂，过滤出料即可得该防水乳液。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其中，乳液的制备包括：
（1）预乳液1配制：向预乳化釜中加入去离子水总量的25-55%，然后加入乳化剂、硬单体、功能单体、软单体，高速搅拌；
（2）釜底液配制：向反应釜加入去离子水总量的25-45%，加入聚合种子乳液的10-30%，升温至80-88℃；
（3）在80-88℃时，向反应釜加入第一氧化剂溶液，5-10min后通过泵向釜中持续滴加预乳液1和第二氧化剂溶液；滴加100-120min时，向反应釜中加入聚合种子乳液的70%-90%，控制温度在70-80℃继续滴加预乳液1、第二氧化剂溶液和第一还原剂溶液，全程总共滴加200-240min；
（4）保温0.5-1.5小时，降温至65-75℃，同步滴加第三氧化剂溶液和第二还原剂溶液，共滴加30-60min，降温至40-50℃，加入碱液中和，调节pH至7.5-8.5，继续加入稳定分散剂、消泡剂、防腐剂，过滤出料即得该防水乳液。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，水使用去离子水，乳液的制备包括：
（1）预乳液1配制中，向预乳化釜中加入去离子水总量的30%-50%，然后加入乳化剂、硬单体、功能单体、软单体，高速搅拌10-30分钟；
（2）釜底液配制中，向反应釜加入去离子水总量的30%-40%，加入聚合种子乳液的10-30%，升温至80-88℃。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法，其中，所述乳化剂为十三烷醇聚氧乙烯醚硫酸钠盐、脂肪醇聚氧乙烯醚、磺基琥珀酸盐、对苯乙烯磺酸钠、十一烷基聚氧乙烯醚硫酸钠盐中的一种或多种。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法，其中，所述聚合种子乳液制备方法为：
（1）预乳液1配制：向预乳化釜中加入去离子水总量的15-35%，然后加入第一乳化剂、硬单体、功能单体、软单体，搅拌，获得预乳液1；
（2）釜底液配制：向反应釜加入去离子水总量的45-75%，向反应釜中加入第二乳化剂，配制第二乳化剂溶液升温至80-85℃；第一乳化剂占10-20质量份，第二乳化剂占4-10份；
（3）在80-85℃时转移1.5-6wt%预乳液1至反应釜；
（4）向反应釜加入15-35%的第一氧化剂溶液，然后通过泵向釜中持续滴加预乳液1和剩余的第一氧化剂溶液；
（5）保温一段时间，降温至60-75℃，滴加第二氧化剂和还原剂溶液，继续降温至40-50℃，加入碱液中和，调节pH至7.5-8.5，继续加入消泡剂、防腐剂，过滤出料即得聚合种子乳液；
第一氧化剂占1-2质量份，第二氧化剂占0.5-1.5质量份，第一氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢中的一种或多种；第二氧化剂优选叔丁基过氧化氢；
所述氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢中的一种或多种；
所述还原剂为异抗坏血酸、焦亚硫酸钠中的一种或两种。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述聚合种子乳液制备方法中：
步骤（1）中，向预乳化釜中加入去离子水总量的20%-30%，然后加入第一乳化剂、硬单体、功能单体、软单体，搅拌10-30分钟，获得预乳液1；
步骤（2）中，向反应釜加入去离子水总量的50%-70%；
步骤（3）中，在80-85℃时转移2-5wt%预乳液1至反应釜；
步骤（4）中，向反应釜加入20-30%的第一氧化剂溶液，然后通过泵向釜中持续滴加预乳液1和剩余的第一氧化剂溶液，全程总共滴加150-180min；
步骤（5）中，保温15-60分钟。
11.根据权利要求9所述的制备方法，其中，聚合物种子乳液的粒度范围70-90nm；固含为43.0%-45.0%。
12.根据权利要求9所述的制备方法，其中，预乳液的制备中，第一和第二乳化剂分别选自十三烷醇聚氧乙烯醚硫酸钠盐、脂肪醇聚氧乙烯醚、磺基琥珀酸盐、对苯乙烯磺酸钠、十一烷基聚氧乙烯醚硫酸钠盐中的一种或多种；
所述氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢中的一种或多种；
所述还原剂为异抗坏血酸、焦亚硫酸钠中的一种或两种。
13.根据权利要求4所述的制备方法，所述的碱液为NaOH溶液和/或氢氧化钾溶液；
所述的消泡剂为赢创德固赛Tego-825和/或Tego-1488；
所述的防腐剂为异噻唑啉酮类MIT防腐剂；
所述稳定分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和聚羧酸钠盐混合液。
14.通过权利要求1-13的任一项的制备方法所获得的水性JS防水乳液。
15.一种防水涂料，其包括权利要求14所述的水性JS防水乳液。
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