一种醋叔乳液及其制备方法技术

本发明专利技术属于涂料技术领域，提供了一种醋叔乳液及其制备方法。所述醋叔乳液具有良好的高pH、高温稳定性，在无需额外添加防冻剂及成膜助剂的情况下，能够同时兼具良好的冻融稳定性、热储存稳定性、耐擦洗性。所述醋叔乳液包括如下质量份数的原料：丙烯酸烷基酯10‑30份、醋酸乙烯酯5‑95份、叔碳酸乙烯酯1‑40份、烷基羧酸0.1‑10份、交联功能单体1‑10份、乳化剂0.5‑6份；引发剂0.1‑2份；缓冲剂0.01‑0.5份、pH调节剂0‑0.5份、去离子水100份。所述醋叔乳液作为一种高性能低成本环保型乳液，用于建筑涂料。

【技术实现步骤摘要】
一种醋叔乳液及其制备方法
本专利技术涉及涂料
，具体涉及丙烯酸乳液及其制备，尤其涉及一种醋叔乳液及其制备方法。
技术介绍
近年来水性丙烯酸酯类乳液一直深受市场青睐，尤其是分别以苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯为主、丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯为辅的水性丙烯酸苯丙乳液和水性丙烯酸纯丙乳液表现更为突出。但近年来随着环保形势的加强，苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯单体价格开始不断上涨，且居高不下。其次，以苯乙烯为主的苯丙乳液体系中含有大量的苯系物，或多或少都会对健康有一定影响；而以甲基丙烯酸甲酯为主的纯丙乳液，一直以来被行业定位中高端产品，其性能在低乳液添加点表现的不明显，且其价格在低端市场无优势。因此，一款高性能低成本环保型的乳液一直是各大建筑乳液生产商的开发项目。目前所知对此类乳液的研究主要集中在以下几个方面进行，即对乳液制备技术的改进和创新、新型丙烯酸酯类单体和新型功能单体的开发与利用、新型乳化剂的开发以及纳米技术的应用等。因此如何更好的选择丙烯酸酯单体以及如何更好的和功能单体搭配，达到高性能、低成本以及环保是本行业的一道技术难题。叔碳酸乙烯酯是一种无色透明带有轻微水果气味的液体，有一定的黏度，密度比水大，微溶于水。其结构式为：叔碳酸乙烯酯是一种多支链一元饱和羧酸乙烯酯，其α碳原子上的烷基形成的空间位阻以及它的非极性，使其表现出优异的抗紫外线性能和极强的疏水性能，从而使其聚合物具有良好的耐候性、耐水性、耐碱性以及低表面张力等优点。叔碳酸乙烯酯分子中的双键又使其具有一定的反应活性，能与乙烯、丙烯酸酯、苯乙烯等具有双键的单体进行共聚，提高其共聚物的性能，拓宽其应用范围，是一类优良的改性单体。醋叔乳液是以醋酸乙烯酯通过叔碳酸乙烯酯的增塑改性，采用先进的自交联技术聚合而成(CN201610033717.5；CN201610673902.0)。由于具有良好的环保性、光泽及滑爽的手感越来越成为内墙装饰涂料首先成膜物质之一。但与此同时，醋叔乳液在整体综合性能方面仍存在一定的改进空间，在如何兼具良好的冻融稳定性、热储存稳定性、耐擦洗性等性能方面具有一定的欠缺，尤其是如何同时兼具良好的冻融稳定性与耐擦洗性难以实现。
技术实现思路
本专利技术提供一种醋叔乳液及其制备方法，具有良好的高pH、高温稳定性，在无需额外添加防冻剂及成膜助剂的情况下，能够同时兼具良好的冻融稳定性、热储存稳定性、耐擦洗性。本专利技术提供一种醋叔乳液，其中，由如下质量份数的原料构成：丙烯酸烷基酯10-30份、醋酸乙烯酯5-95份、叔碳酸乙烯酯1-40份、烷基羧酸0.1-10份、交联功能单体1-10份、乳化剂0.5-6份、引发剂0.1-2份、缓冲剂0.01-0.5份、pH调节剂0-0.5份、去离子水100份。所述烷基羧酸为β-丙烯酰氧基丙酸。所述乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂按质量比例1-10：1-10混合后所得组合型乳化剂，其中所述阴离子乳化剂为磷酸酯型阴离子乳化剂，所述非离子乳化剂为烷基聚氧乙烯醚或两种以上不同聚合度的烷基聚氧乙烯醚的混合物。所述引发剂为叔丁基过氧化氢、亚硫酸氢钠、布吕格曼引发剂FF6M、维生素C、双氧水、过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种或两种以上的混合物。所述缓冲剂为碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸氢二钠、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或两种以上的混合物。进一步的，所述磷酸酯型阴离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪族乙氧基乙醇的磷酸酯、不迁移型磷酸酯乳化剂中的一种或两种以上的混合物。进一步地，所述丙烯酸烷基酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或两种以上的混合物。进一步的，所述交联功能单体为双丙酮丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲、杂环甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸亚乙基脲乙氧基酯中的一种或两种以上的混合物。进一步的，所述pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、乙醇胺、乙二胺、三乙醇胺中的一种或两种以上的混合物。又一方面，本专利技术提供一种上述任一醋叔乳液的制备方法，具体包括如下步骤：S1.单体溶液A的制备：将乳化剂0.5-4份；丙烯酸烷基酯10-30份；醋酸乙烯酯15-90份；叔碳酸乙烯酯15-35份；烷基羧酸0.5-9.9份；交联功能单体2-9份在搅拌状态下依次投入滴加罐中搅拌10分钟；再将去离子水总量的30-70％投入滴加罐中，同时投入缓冲剂，继续分散10-60分钟备用；S2.单体溶液B的制备：将余量的丙烯酸烷基酯、醋酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯1-15份、烷基羧酸、交联功能单体在搅拌状态下依次投入滴加罐中搅拌10分钟；S3.底料液C的制备：将乳化剂4-6份，去离子水总量的5-55％投入带有搅拌器、冷凝器、恒流泵加料装置的反应器中，升温至釜内温度达到55-75℃；S4.引发剂溶液D的制备：将引发剂总量的1-5％加入到去离子水总量5％中，搅拌溶解；S5.后添加引发剂溶液E的制备：将全部后添加引发剂加入到去离子水总量的5％中，搅拌溶解；S6.当反应釜釜内温度达到55-75℃，向反应釜内底料液C中加入1-5％单体溶液A、10-30％引发剂溶液D，10-60分钟后，通过恒流泵同时向反应器内滴加剩余的单体溶液A和引发剂溶液D，滴加时间控制在180-300分钟，滴加剩余的单体溶液A之前，先将单体溶液B滴入单体溶液A中，且在单体溶液A和单体溶液B滴加完毕后，剩余的引发剂溶液D延迟6-10分钟滴加完毕；S7.将温度升至80℃，保温0.5-2.5小时，降至65-70℃加入后添加引发剂溶液E，继续熟化30-90分钟，同时通入氮气，继续降温至35-45℃，并把PH调节至4-8，搅拌30分钟，过滤出料，即得到所述醋叔乳液；其中，单体溶液A的制备、单体溶液B的制备、底料液C的制备、引发剂溶液D的制备、后添加引发剂溶液E的制备无严格的先后顺序。本专利技术提供一种醋叔乳液及其制备方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：1、本专利技术的醋叔乳液中，烷基羧酸为具有更长的包含羧酸基团的侧链同时对热储存后耐擦洗无影响的β-丙烯酰氧基丙酸，从而给羧酸基团更灵活的移动空间，提高聚合物和基材的接触和作用，提高附着力。整个体系采用的阴离子乳化剂为磷酸酯类，充分利用磷酸酯基团增加基材的附着力，提高聚合物配成涂料后的耐擦洗性能。2、本专利技术的醋叔乳液中，通过磷酸酯阴离子乳化剂搭配不同聚合度(EO数)的非离子乳化剂，进一步使聚合物具有极佳的抗冻融稳定性，在配成涂料时，不需要额外添加防冻剂，仍然具有极佳的抗冻融稳定性，有利于达到零添加防冻剂的效果。3、本专利技术的醋叔乳液的制备方法中，实现了幂级滴加，使得粒子结构类似于“洋葱”结构，对耐水解性能能够大大加强，对性能有极大的提升。幂级滴加技术的“洋葱”结构使得聚合物的最低成膜温度大大降低，在配成涂料时可以在无成膜助剂下，仍然具有极佳的成膜性，有利于达到零添加成膜助剂的效果。4、醋叔乳液是以醋酸乙烯酯通过叔碳酸乙烯酯的增塑改性，采用先进的自交联技术聚合而成，具有良好的环保性、光泽及滑爽的手感。但醋叔乳液在高pH、高温稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种醋叔乳液，其特征在于，包括如下质量份数的原料：丙烯酸烷基酯10‑30份、醋酸乙烯酯5‑95份、叔碳酸乙烯酯1‑40份、烷基羧酸0.1‑10份、交联功能单体1‑10份、乳化剂0.5‑6份；引发剂0.1‑2份；缓冲剂0.01‑0.5份、pH调节剂0‑0.5份、去离子水100份；其中，所述烷基羧酸为β‑丙烯酰氧基丙酸；所述乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂按质量比例1‑10：1‑10混合后所得组合型乳化剂，其中所述阴离子乳化剂为磷酸酯型阴离子乳化剂，所述非离子乳化剂为烷基聚氧乙烯醚或两种以上不同聚合度的烷基聚氧乙烯醚的混合物；所述引发剂为叔丁基过氧化氢、亚硫酸氢钠、布吕格曼引发剂FF6M、维生素C、双氧水、过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种或两种以上的混合物；所述缓冲剂为碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸氢二钠、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或两种以上的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种醋叔乳液，其特征在于，包括如下质量份数的原料：丙烯酸烷基酯10-30份、醋酸乙烯酯5-95份、叔碳酸乙烯酯1-40份、烷基羧酸0.1-10份、交联功能单体1-10份、乳化剂0.5-6份；引发剂0.1-2份；缓冲剂0.01-0.5份、pH调节剂0-0.5份、去离子水100份；其中，所述烷基羧酸为β-丙烯酰氧基丙酸；所述乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂按质量比例1-10：1-10混合后所得组合型乳化剂，其中所述阴离子乳化剂为磷酸酯型阴离子乳化剂，所述非离子乳化剂为烷基聚氧乙烯醚或两种以上不同聚合度的烷基聚氧乙烯醚的混合物；所述引发剂为叔丁基过氧化氢、亚硫酸氢钠、布吕格曼引发剂FF6M、维生素C、双氧水、过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种或两种以上的混合物；所述缓冲剂为碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸氢二钠、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或两种以上的混合物。2.根据权利要求1所述的醋叔乳液，其特征在于，所述磷酸酯型阴离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪族乙氧基乙醇的磷酸酯、不迁移型磷酸酯乳化剂中的一种或两种以上的混合物。3.根据权利要求1所述的醋叔乳液，其特征在于，所述交联功能单体为双丙酮丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲、杂环甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸亚乙基脲乙氧基酯中的一种或两种以上的混合物。4.根据权利要求1所述的醋叔乳液，其特征在于，所述丙烯酸烷基酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或两种以上的混合物。5.根据权利要求1所述的醋叔乳液，其特征在于，所述pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、乙醇胺、...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊乐，曾庆乐，黄志林，黎清挺，甘锡华，杨文涛，
申请(专利权)人：成都巴德富科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51