CN115215959A - 杂化水性丙烯酸树脂、人工彩砂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种杂化水性丙烯酸树脂、人工彩砂及其制备方法和应用。所述杂化水性丙烯酸树脂，以质量百分比计，包括如下原料组分：丙烯酸单体30％～50％、有机硅单体1％～5％、改性二氧化硅分散液5％～20％、引发剂0.2％～0.5％、氧化还原引发剂0.01％～0.05％、乳化剂1％～3％、助剂0.2％～1.5％，以及水35％～55％。所述杂化水性丙烯酸树脂能够兼顾良好的附着力以及化学耐性。
Description
技术领域
本发明涉及人工彩砂技术领域，特别是涉及一种杂化水性丙烯酸树脂、人工彩砂及其制备方法和应用。
背景技术
随着建筑涂料的发展，仿天然大理石的外墙真石漆、多彩涂料、艺术涂料或地面彩色涂料成为了目前建筑涂料的主流，彩砂作为主要组分用量逐年增加，随着天然彩砂资源的枯竭和环境保护法规的加强，天然彩砂供应日趋紧张，且高品质彩砂价格高昂，同时天然彩砂本身存在色泽不均一、强度差、容易分化、批次色差无法保证等缺点，因此通过人工合成的人工彩砂成为当前市场的主流。
目前，对于人工彩砂已有一定的研究，例如，有方法采用水性环氧树脂固化法制备彩砂，还有方法采用水性羟基丙烯酸乳液固化法制备彩砂，还有方法采用改性无溶剂丙烯酸分散体与固化剂制备彩砂，还有方法采用丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液制备彩砂。
这些方法虽然都能够一定程度上改善人工彩砂的部分性能，但是难以使制备的彩砂同时兼顾良好的附着力以及化学耐性。
发明内容
本发明提供一种能够兼顾良好的附着力以及化学耐性的杂化水性丙烯酸树脂、人工彩砂及其制备方法和应用。
本发明的第一方面，提供一种杂化水性丙烯酸树脂，以质量百分比计，包括如下原料组分：
在其中一个实施例中，所述丙烯酸单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸中的一种或多种。
在其中一个实施例中，以占所述原料组分的质量百分比计，所述苯乙烯为5％～10％，所述甲基丙烯酸甲酯为15％～25％，所述丙烯酸丁酯为9％～12％，所述甲基丙烯酸为1％～3％。
在其中一个实施例中，所述改性二氧化硅分散液具有如下所示特征之一：
(1)所述改性二氧化硅分散液为丙烯酸酯改性纳米二氧化硅溶液和乙烯基改性纳米二氧化硅溶液中的一种或两种；
(2)所述改性二氧化硅分散液的固含量为25％～35％。
在其中一个实施例中，所述有机硅单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基三乙氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基三异丙氧基硅烷中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述乳化剂为聚合型阴离子乳化剂和聚合型非离子乳化剂的混合物。
在其中一个实施例中，所述聚合型阴离子乳化剂为烯丙基脂肪醇聚氧乙烯基醚磺酸盐和/或烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐；及/或，
所述聚合型非离子乳化剂为烯丙基脂肪醇聚氧乙烯基醚、丙烯酰氧基聚氧乙烯基醚和甲基丙烯酰氧基聚氧乙烯基醚中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述引发剂为过硫酸盐类引发剂；及/或，
所述的氧化还原引发剂为叔丁基过氧化氢与异抗坏血酸钠的组合。
在其中一个实施例中，所述助剂包括分子量调节剂和/或pH调节剂。
在其中一个实施例中，以占所述原料组分的质量百分比计，所述助剂具有如下所示特征之一：
(1)分子量调节剂为0.1％～1％；
(2)pH调节剂为0.1％～0.5％。
在其中一个实施例中，所述pH调节剂包括氨水、二甲基乙醇胺、三乙醇胺和AMP-95中的一种或多种；及/或，
所述pH调节剂包括氨水、二甲基乙醇胺、三乙醇胺和AMP-95中的一种或多种。
本发明的第二方面，提供第一方面所述的杂化水性丙烯酸树脂制备方法，包括如下步骤：
将所述丙烯酸单体、有机硅单体与硅烷改性二氧化硅分散液混合，制备第一混合物；
将部分所述水和部分所述乳化剂混合，制备第二混合物；
将所述第一混合物与第二混合物混合，制备预乳化液；
将剩余所述水和剩余所述乳化剂混合，制备第三混合物；
将所述预乳化液和引发剂分批加入至所述第三混合物中进行反应，制备第四混合物；
于所述第四混合物中加入所述氧化还原引发剂。
在其中一个实施例中，反应的温度为80℃～90℃。
本发明的第三方面，提供一种人工彩砂，原料组分包括色浆、填料以及第一方面所述的杂化水性丙烯酸树脂。
在其中一个实施例中，以质量份计，所述原料组分包括：
在其中一个实施例中，所述界面增强剂为环氧基硅烷、环氧基硅烷水解液、氨基硅烷和氨基硅烷水解液中的一种或多种。
本发明的第四方面，提供第三方面所述的人工彩砂的制备方法，包括如下步骤：
混合所述杂化水性丙烯酸树脂、色浆、填料和界面增强剂，制备混合料；
将所述混合料进行烘烤。
本发明的第五方面，提供一种涂料，其特征在于，包括基础漆以及第三方面所述的人工彩砂。
上述杂化水性丙烯酸树脂，通过采用丙烯酸单体与有机硅单体作为树脂的复合单体，并在此基础上加入改性二氧化硅分散液，其与树脂的相容性好，且三者互相协同，在成膜时，树脂上硅羟基、改性二氧化硅上的硅羟基以及砂子表面的硅羟基之间相互缩合，交联密度大幅度提高，如此使制备得到的人工彩砂的耐磨性和各种化学耐性(包括耐水、酸、碱、溶剂以及耐候)均明显提升。
另外，上述杂化水性丙烯酸树脂不含有机溶剂，同时对砂子的润湿性好，具有良好的染色效果好，制备得到的人工彩砂色差小。
进一步地，目前的人工材料中还需要加入固化剂，固化剂通常需要采用溶剂稀释后才能加入。而基于上述杂化水性丙烯酸树脂，上述人工彩砂在生产过程中直接加入界面增强剂即可，无需采用固化剂以及额外的溶剂稀释，生产过程无任何VOC排放，且降低了人彩砂的成本。同时，上述人工彩砂具有耐磨性强、彩砂染色牢度好、耐酸碱性好、耐水性好、耐溶剂性好、耐候性好等优点。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的杂化水性丙烯酸树脂、人工彩砂及其制备方法和应用作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本文所使用的术语“和/或”、“或/和”、“及/或”的可选范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。
本文中，“一种或多种”指所列项目的任一种、任两种或任两种以上。
本发明中，“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”、“第四方面”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。
本发明中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本发明中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
本发明中涉及的百分比含量，如无特别说明，对于固液混合和固相-固相混合均指质量百分比，对于液相-液相混合指体积百分比。
本发明中涉及的百分比浓度，如无特别说明，均指终浓度。所述终浓度，指添加成分在添加该成分后的体系中的占比。
本发明中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。
本发明提供一种杂化水性丙烯酸树脂，以质量百分比计，包括如下原料组分：
具体地，丙烯酸单体的质量百分比包括但不限于：30％、33％、35％、38％、40％、42％、45％、47％、50％。
具体地，有机硅单体的质量百分比包括但不限于：1％、2％、3％、4％、5％。
具体地，改性二氧化硅分散液的质量百分比包括但不限于：5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、17％、20％。
具体地，引发剂的质量百分比包括但不限于：0.2％、0.3％、0.4、0.5％。
具体地，氧化还原引发剂的质量百分比包括但不限于：0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％。
具体地，乳化剂的质量百分比包括但不限于：1％、1.5％、2％、2.5％、3％。
具体地，助剂的质量百分比包括但不限于：0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.7％、1％、1.2％、1.5％。
在其中一个示例中，所述丙烯酸单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸中的一种或多种。进一步地，所述丙烯酸单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸的混合物。
在其中一个示例中，以占所述原料组分的质量百分比计，所述苯乙烯为5％～10％，所述甲基丙烯酸甲酯为15％～25％，所述丙烯酸丁酯为9％～12％，所述甲基丙烯酸为1％～3％。
在其中一个示例中，所述改性二氧化硅分散液的固含量为25％～35％。进一步地，所述改性二氧化硅分散液的固含量包括但不限于：25％、28％、30％、32％、35％。
在其中一个示例中，所述改性二氧化硅分散液为丙烯酸酯改性纳米二氧化硅溶液和乙烯基改性纳米二氧化硅溶液中的一种或两种。
在其中一个示例中，所述有机硅单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基三乙氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基三异丙氧基硅烷中的一种或多种。
在其中一个示例中，所述乳化剂为聚合型阴离子乳化剂和聚合型非离子乳化剂的混合物。采用聚合型阴离子乳化剂和聚合型非离子乳化剂想复合，能够进一步提升树脂本身的润湿和分散能力，提高对砂子的润湿性，减少色差，使染色更均匀。
进一步地，所述聚合型阴离子乳化剂为烯丙基脂肪醇聚氧乙烯基醚磺酸盐和/或烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐。
进一步地，所述聚合型非离子乳化剂为烯丙基脂肪醇聚氧乙烯基醚、丙烯酰氧基聚氧乙烯基醚和甲基丙烯酰氧基聚氧乙烯基醚中的一种或多种。
在其中一个示例中，聚合型阴离子乳化剂和聚合型非离子乳化剂的质量比为1:(0.5～1.5)。
在其中一个示例中，所述引发剂为过硫酸盐类引发剂。进一步地，所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或多种。
在其中一个示例中，所述氧化还原引发剂为叔丁基过氧化氢与异抗坏血酸钠的组合。
在其中一个示例中，所述助剂包括分子量调节剂和/或pH调节剂。进一步地，以占所述原料组分的质量百分比计，所述分子量调节剂为0.1％～1％。进一步地，以占所述原料组分的质量百分比计，所述pH调节剂为0.1％～0.5％。
在其中一个示例中，所述分子量调节剂为正十二烷基硫醇和/或异十二烷基硫醇。
在其中一个示例中，所述pH调节剂为氨水、N,N-二甲基乙醇胺、三乙醇胺和AMP-95中的一种或多种。进一步地，所述pH调节剂的目的在于调节体系的pH为7～8。
本发明还提供上述的杂化水性丙烯酸树脂制备方法，包括如下步骤：
S1:将所述丙烯酸单体、有机硅单体与改性二氧化硅分散液混合，制备第一混合物；
S2:将部分所述水和部分所述乳化剂混合，制备第二混合物；
S3:将所述第一混合物与第二混合物混合，制备预乳化液；
S4:将剩余所述水和剩余所述乳化剂混合，制备第三混合物；
S5:将所述预乳化液和引发剂分批加入至所述第三混合物中进行反应，制备第四混合物；
S6:于所述第四混合物中加入所述氧化还原引发剂。
可以理解地，上述S1～S6编号的作用在于更为清楚的展示本发明的方案，并非表示各步骤的先后顺序。
可以理解地，所述助剂根据助剂的种类进行投料，本领域技术人员可以依据本领域的通识确定其投料步骤。
具体地，步骤S1中，主要目的在于将丙烯酸单体、有机硅单体与硅烷改性二氧化硅分散液混合，保证三者之间分散的均匀性。
具体地，步骤S2中：
在其中一个示例中，部分所述水是指配方量的25％～35％。
在其中一个示例中，部分所述乳化剂是指配方量的75％～85％。
具体地，步骤S3中：
在其中一个示例中，混合的搅拌转速为200rpm～400rpm，时间为25min～35min。
具体地，步骤S4中，主要目的在于将剩余的水和乳化剂预先混合分散。
具体地，步骤S5中：
在其中一个示例中，分批加入包括：先加入所述预乳化液总量的2％～4％以及所述引发剂总量的8％～12％，然后再滴加剩余的所述预乳化液和引发剂，于3h～5h内滴完。
在其中一个示例中，反应的温度为80℃～90℃。
在其中一个示例中，分批加入结束后，保温50min～70min。
在其中一个示例中，分批加入的过程中，可以将所述预乳化液和引发剂以适量水稀释。
具体地，步骤S6中：加入所述氧化还原引发剂的目的在于后处理消除残余单体。
在其中一个示例中，反应结束后，将反应液降温至70℃～75℃，加入所述氧化还原引发剂，在50min～70min加入完毕。进一步地，加入完毕后将反应液降温至50℃以下，调节pH为7～8。
本发明还提供一种人工彩砂，原料组分包括色浆、填料以及如上所述的杂化水性丙烯酸树脂。
在其中一个示例中，以质量份计，所述原料组分包括：
上述人工彩砂通过杂化水性丙烯酸树脂与界面增强剂之间的配合实现固化缩合反应，从而形成立体交联网络结果，交联密度高，即可保证人工彩砂的耐磨性和化学耐性，使染色效果更牢固，无需采用固化剂以及额外的溶剂稀释，降低成本的同时，生产过程无任何VOC排放，绿色环保。
在其中一个示例中，所述界面增强剂为环氧基硅烷、环氧基硅烷水解液、氨基硅烷和氨基硅烷水解液中的一种或多种。
在其中一个示例中，所述色浆为无机色浆。
在其中一个示例中，所述填料为石英石和/或钙砂。进一步地，所述填料的目数为30目～120目。
在其中一个示例中，所述人工彩砂的原料组分中不包括固化剂。
在其中一个示例中，所述人工彩砂的原料组分中不包括溶剂。
本发明还提供如上所述的人工彩砂的制备方法，包括如下步骤：
混合所述杂化水性丙烯酸树脂、色浆、填料和界面增强剂，制备混合料；
将所述混合料进行烘烤。
在其中一个示例中，制备混合料包括如下步骤：
将所述杂化水性丙烯酸树与色浆混合，所得混合料加入至填料中，搅拌，再加入界面增强剂，搅拌。
在其中一个示例中，烘烤的条件包括：温度为110℃～130℃，时间为20min～40min。
本发明还提供一种涂料，包括基础漆以及如上所述的人工彩砂。进一步地，所述涂料为仿天然大理石的外墙真石漆、多彩涂料、艺术涂料或地面彩色涂料。
以下为具体的实施例，如无特别说明实施例中的原料均为市售产品。
改性二氧化硅分散液为购自上海玖特纳米材料科技有限公司的丙烯酸酯改性纳米二氧化硅溶液或乙烯基改性纳米二氧化硅溶液，固含量为30％。
氧化还原引发剂为叔丁基过氧化氢与异抗坏血酸钠的组合。
实施例1
本实施例为一种杂化水性丙烯酸树脂，以质量百分比计，原料组分如下：
其中，丙烯酸单体为苯乙烯5％、甲基丙烯酸甲酯25％、丙烯酸丁酯9％和甲基丙烯酸1％；
复合乳化剂为烯丙基脂肪醇聚氧乙烯基醚磺酸盐与烯丙基脂肪醇聚氧乙烯基醚的质量比为1:1的混合物。
上述杂化水性丙烯酸树脂的制备方法如下：
(1)预乳化液的制备：先将配方量的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸、硅烷改性二氧化硅分散液、甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、正十二烷基硫醇在高位槽中混合均匀，然后在预乳化釜中加入配方量30％的去离子水和80％的复合乳化剂，打开搅拌器，调高转速至300rpm，然后将高位槽中混合均匀的混合单体打入，搅拌30分钟以上备用。
(2)往反应缸中打入剩余的去离子水和复合乳化剂，搅拌均匀，升温至82℃，投入3％的预乳化液和配方量10％的引发剂(以适量去离子水稀释)。
(3)连续滴加剩余的预乳化液和剩余引发剂(以适量去离子水稀释)，滴加时间4小时，滴加完毕保温60分钟。
(4)降温至75℃，加入氧化还原引发剂(叔丁基过氧化氢与异抗坏血酸钠的质量比为1:1，叔丁基过氧化氢平均分为3次加入，异抗坏血酸钠配成1wt％的水溶液连续滴加)消除残余单体，60分钟滴加完毕。
(5)降温至50℃以下，加入氨水调至pH值为7.5；
(6)待温度降至室温，过滤包装。
实施例2
本实施例为一种杂化水性丙烯酸树脂，以质量百分比计，原料组分如下：
其中，丙烯酸单体为苯乙烯6％、甲基丙烯酸甲酯18％、丙烯酸丁酯11％和甲基丙烯酸2％；
复合乳化剂为烯丙基脂肪醇聚氧乙烯基醚磺酸盐与丙烯酰氧基聚氧乙烯基醚的质量比为1:1的混合物。
上述杂化水性丙烯酸树脂的制备方法如下：
(1)预乳化液的制备：先将配方量的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸、丙烯酸酯改性二氧化硅分散液、甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、叔十二烷基硫醇在高位槽中混合均匀，然后在预乳化釜中加入配方量20％的去离子水和50％的复合乳化剂，打开搅拌器，调高转速至300rpm，然后将高位槽中混合均匀的混合单体打入，搅拌30分钟以上备用。
(2)往反应缸中打入剩余的去离子水和复合乳化剂，搅拌均匀，升温至82℃，投入3％的预乳化液和配方量50％的引发剂(以适量去离子水稀释)。
(3)连续滴加剩余的预乳化液和剩余引发剂(以适量去离子水稀释)，滴加时间4小时，滴加完毕保温60分钟。
(4)降温至75℃，加入氧化还原引发剂(叔丁基过氧化氢与异抗坏血酸钠的质量比为1:1，叔丁基过氧化氢平均分为3次加入，异抗坏血酸钠配成1wt％的水溶液连续滴加)消除残余单体，60分钟滴加完毕。
(5)降温至50℃以下，加入N,N二甲基乙醇胺调至pH值为7.5；
(6)待温度降至室温，过滤包装。
实施例3
本实施例为一种杂化水性丙烯酸树脂，以质量百分比计，原料组分如下：
其中，丙烯酸单体为苯乙烯8％、甲基丙烯酸甲酯15％、丙烯酸丁酯12％和甲基丙烯酸1％；
复合乳化剂为烯丙基脂肪醇聚氧乙烯基醚硫酸盐与丙烯酰氧基聚氧乙烯基醚的质量比为1:1的混合物。
上述杂化水性丙烯酸树脂的制备方法如下：
(1)预乳化液的制备：先将配方量的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸、丙烯酸酯改性二氧化硅分散液、甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、叔十二烷基硫醇在高位槽中混合均匀，然后在预乳化釜中加入配方量20％的去离子水和50％的复合乳化剂，打开搅拌器，调高转速至300rpm，然后将高位槽中混合均匀的混合单体打入，搅拌30分钟以上备用。
(2)往反应缸中打入剩余的去离子水和复合乳化剂，搅拌均匀，升温至82℃，投入3％的预乳化液和配方量50％的引发剂(以适量去离子水稀释)。
(3)连续滴加剩余的预乳化液和剩余引发剂(以适量去离子水稀释)，滴加时间4小时，滴加完毕保温60分钟。
(4)降温至75℃，加入氧化还原引发剂(叔丁基过氧化氢与异抗坏血酸钠的质量比为1:1，叔丁基过氧化氢平均分为3次加入，异抗坏血酸钠配成1wt％的水溶液连续滴加)消除残余单体，60分钟滴加完毕。
(5)降温至50℃以下，加入AMP-95调至pH值为7.5；
(6)待温度降至室温，过滤包装。
实施例4
本实施例为一种杂化水性丙烯酸树脂，其原料组分和制备方法与实施例1相同，主要区别在于：将丙烯酸单体中的苯乙烯换成甲基丙烯酸甲酯。
实施例5
本实施例为一种杂化水性丙烯酸树脂，其原料组分和制备方法与实施例1相同，主要区别在于：将丙烯酸单体中的甲基丙烯酸甲酯换成苯乙烯。
实施例6
本实施例为以实施例1～5的杂化水性丙烯酸树脂制备的人工彩砂，原料组分如下表1所示：
表1
| 原料 | 重量(g) |
| 实施例1～5制备的杂化水性丙烯酸树脂 | 10 |
| γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷 | 0.1 |
| 无机色浆 | 0.1 |
| 钙砂(10-100目) | 988.8 |
| 总计 | 1000 |
上述人工彩砂的制备方法如下：
将所述杂化水性丙烯酸树脂、无机色浆混合均匀，然后加入到钙砂中，然后在搅拌状态下加入界面增强剂γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀，然后在120℃的烘箱中烘烤30min。
对比例1
本对比例为一种人工彩砂，其采用的杂化水性丙烯酸树脂同实施例2，制备方法同实施例6，主要区别在于：制备杂化水性丙烯酸树脂的过程中不加入丙烯酸酯改性二氧化硅分散液，以去离子水补齐质量百分比。
对比例2
本对比例为一种人工彩砂，其采用的杂化水性丙烯酸树脂同实施例2，制备方法同实施例6，主要区别在于：制备杂化水性丙烯酸树脂的过程中不加入乙烯基三甲氧基硅烷，以去离子水补齐质量百分比。
对比例3
本对比例为一种人工彩砂，其采用的杂化水性丙烯酸树脂同实施例2，制备方法同实施例6，主要区别在于：制备人工彩砂的过程中不加入界面增强剂γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
测试例
(1)耐磨性测试：
将实施例和对比例制备的人工彩砂加入至真石漆用基础漆中，人工彩砂与真石漆用基础漆的质量比为3:1，所得混合物料以砂磨机砂磨10min，然后用水清洗，观察无明显的褪色、掉色现象，则认定为染色牢固度以及附着力好，按照1～5分评价，分数越高掉色越严重。其中，真石漆用基础漆的配方按照行业常规使用配方，具体如下表2所示：
表2
(2)化学耐性测试：
按照建筑饰面材料用彩砂检测标准JC/T2328-2015，将实施例和对比例制备的人工彩砂分别进行耐水、耐酸、耐碱、耐溶剂和耐老化的测试。
(3)润湿性测试
将染好的彩砂进行颜色对比，依据彩砂色彩鲜艳程度评价，彩砂色彩鲜艳明亮，评价为润湿性好，彩砂色彩昏暗无光，评价为润湿性不好，按照1～5分评价，分数越高润湿性越不好。
测试结果如下表3所示：
表3
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书可以用于解释权利要求的内容。
Claims (18)
1.一种杂化水性丙烯酸树脂，其特征在于，以质量百分比计，包括如下原料组分：
2.根据权利要求1所述的杂化水性丙烯酸树脂，其特征在于，所述丙烯酸单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的杂化水性丙烯酸树脂，其特征在于，以占所述原料组分的质量百分比计，所述苯乙烯为5％～10％，所述甲基丙烯酸甲酯为15％～25％，所述丙烯酸丁酯为9％～12％，所述甲基丙烯酸为1％～3％。
4.根据权利要求1所述的杂化水性丙烯酸树脂，其特征在于，所述改性二氧化硅分散液具有如下所示特征之一：
(1)所述改性二氧化硅分散液为丙烯酸酯改性纳米二氧化硅溶液和乙烯基改性纳米二氧化硅溶液中的一种或两种；
(2)所述改性二氧化硅分散液的固含量为25％～35％。
5.根据权利要求1所述的杂化水性丙烯酸树脂，其特征在于，所述有机硅单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基三乙氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基三异丙氧基硅烷中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的杂化水性丙烯酸树脂，其特征在于，所述乳化剂为聚合型阴离子乳化剂和聚合型非离子乳化剂的混合物。
7.根据权利要求6所述的杂化水性丙烯酸树脂，其特征在于，所述聚合型阴离子乳化剂为烯丙基脂肪醇聚氧乙烯基醚磺酸盐和/或烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐；及/或，
所述聚合型非离子乳化剂为烯丙基脂肪醇聚氧乙烯基醚、丙烯酰氧基聚氧乙烯基醚和甲基丙烯酰氧基聚氧乙烯基醚中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的杂化水性丙烯酸树脂，其特征在于，所述引发剂为过硫酸盐类引发剂；及/或，
所述氧化还原引发剂为叔丁基过氧化氢与异抗坏血酸钠的组合。
9.根据权利要求1～8任一项所述的杂化水性丙烯酸树脂，其特征在于，所述助剂包括分子量调节剂和/或pH调节剂。
10.根据权利要求9所述的杂化水性丙烯酸树脂，其特征在于，以占所述原料组分的质量百分比计，所述助剂具有如下所示特征之一：
(1)分子量调节剂为0.1％～1％；
(2)pH调节剂为0.1％～0.5％。
11.根据权利要求9所述的杂化水性丙烯酸树脂，其特征在于，所述的分子量调节剂为正十二烷基硫醇和/或异十二烷基硫醇；及/或，
所述pH调节剂包括氨水、二甲基乙醇胺、三乙醇胺和AMP-95中的一种或多种。
12.权利要求1～11任一项所述的杂化水性丙烯酸树脂制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述丙烯酸单体、有机硅单体与改性二氧化硅分散液混合，制备第一混合物；
将部分所述水和部分所述乳化剂混合，制备第二混合物；
将所述第一混合物与第二混合物混合，制备预乳化液；
将剩余所述水和剩余所述乳化剂混合，制备第三混合物；
将所述预乳化液和引发剂分批加入至所述第三混合物中进行反应，制备第四混合物；
于所述第四混合物中加入所述氧化还原引发剂。
13.根据权利要求12所述的杂化水性丙烯酸树脂制备方法，其特征在于，反应的温度为80℃～90℃。
14.一种人工彩砂，其特征在于，原料组分包括色浆、填料以及权利要求1～11任一项所述的杂化水性丙烯酸树脂。
15.根据权利要求14所述的人工彩砂，其特征在于，以质量份计，所述原料组分包括：
16.根据权利要求15所述的人工彩砂，其特征在于，所述界面增强剂为环氧基硅烷、环氧基硅烷水解液、氨基硅烷和氨基硅烷水解液中的一种或多种。
17.权利要求14～16任一项所述的人工彩砂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
混合所述杂化水性丙烯酸树脂、色浆、填料和界面增强剂，制备混合料；
将所述混合料进行烘烤。
18.一种涂料，其特征在于，包括基础漆以及权利要求14～17任一项所述的人工彩砂。
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