一种无氨低VOC内墙乳液及其制备方法技术

一种无氨低VOC内墙乳液及其制备方法，属于建筑涂料的技术领域，所述的乳液中各组分按质量百分比计，包括水30‑55％，乳化剂0.5‑3％，过硫酸盐0.1‑3％，叔丁基过氧化氢0.1‑3％，还原剂0.1‑3％，苯乙烯10‑60％，丙烯酸丁酯5‑30％，丙烯酸0.5％‑3％，甲基丙烯酸0.5％‑3％，功能性单体I 0.1‑6％，功能性单体II 0.1‑6％；所述的功能性单体I为2‑甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯，功能性单体II为二甲基丙烯酸乙二醇酯、一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3‑丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4‑丁二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯中的一种或者两种以上的混合物。本发明专利技术内墙乳液无氨，VOC低，有效改善气味，能耗低，兼顾了玻璃化转变温度和最低成膜温度，提高了乳液的耐擦洗及其他的性能。

An ammonia free low VOC interior wall emulsion and its preparation method

An ammonia free low VOC interior wall emulsion and its preparation method belong to the technical field of building coating. The components in the emulsion consist of water 30, 55%, emulsifier 0.5, 3%, persulfate 0.1, 3%, tert butyl hydrogen peroxide 0.1, 3%, reductant 0.1, 3%, styrene 10, 10, butyl acrylate, acrylic acid, methyl methacrylate, and methyl propene. Acid 0.5% \u2011 3%, functional monomer I 0.1 \u2011 6%, functional monomer II 0.1 \u2011 6%; the functional monomer I is 2 \u2011 methacryloxyethyl phosphate, functional monomer II is glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, 1,3 \u2011 butanediol dimethacrylate, 1,4 \u2011 butanediol dimethacrylate, allyl methacrylate One or more mixtures of. The inner wall emulsion of the invention has no ammonia, low VOC, effectively improves odor and low energy consumption, takes into account the glass transition temperature and the minimum film forming temperature, and improves the scrubbing resistance and other properties of the emulsion.

【技术实现步骤摘要】
一种无氨低VOC内墙乳液及其制备方法
本专利技术属于建筑涂料的
，涉及一种内墙涂料，具体涉及一种无氨低VOC内墙乳液及其制备方法。
技术介绍
近年来，环保问题成为人们关注的重点，内墙涂料直接涂装于建筑物或构筑物的内表面，与人们的生活或工作关系更为密切，因此要求更严格，除了必须满足墙面漆的关键环保指标：VOC、游离甲醛、重金属，还应具有适当的耐水性、耐碱性和耐擦洗性。其中，内墙乳液对于低VOC及净味的处理，大都是通过抽提或者蒸馏的方法除掉未反应完全的单体或者反应过程中的副产物，虽然最终反应产物的味道很小、VOC很低，但是抽提过程中能耗过大，反而增加了碳排放。另一方面，对于抽提出来的VOC及废水也需要更多的能耗去解决，对环境不利。此外，如何最大程度上的减小氨味的来源及释放也是内墙乳液探讨的重点之一。在乳液合成及中和过程中由于乳化剂的多样性，有一些是含氮的物质；聚合中常常会加入丙烯酰胺等含氮的亲水性物质提高乳液的稳定性；中和过程中使用含氨的物质进行pH的调节等等都会不可避免的引入一些含氮的原材料，这些材料都会在后期应用及成膜过程中逐步释放出氨，从而产生刺激性气味。
技术实现思路
本专利技术为解决上述问题，提供了一种无氨低VOC内墙乳液及其制备方法。本专利技术内墙乳液无氨，VOC低，有效改善气味，能耗低，兼顾了玻璃化转变温度和最低成膜温度，提高了乳液的耐擦洗及其他的性能。本专利技术为实现其目的采用的技术方案是：一种无氨低VOC内墙乳液，关键在于，所述的乳液中各组分按质量百分比计，包括水30-55％，乳化剂0.5-3％，过硫酸盐0.1-3％，叔丁基过氧化氢0.1-3％，还原剂0.1-3％，苯乙烯10-60％，丙烯酸丁酯5-30％，丙烯酸0.5％-3％，甲基丙烯酸0.5％-3％，功能性单体I0.1-6％，功能性单体II0.1-6％，所述的功能性单体I为2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯(HEMA-P70M)，所述的功能性单体II为二甲基丙烯酸乙二醇酯、一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯中的一种或者两种以上的混合物。进一步，所述过硫酸盐为过硫酸钾和/或过硫酸钠。进一步，所述的还原剂为吊白块SFS、亚硫酸氢钠、抗坏血酸钠、布吕格曼BruggoliteFF6M中的一种。进一步，乳化剂为硫酸盐阴离子乳化剂(如十二烷基硫酸钠)、磺酸盐阴离子乳化剂(如十二烷基苯磺酸钠)、磷酸盐类阴离子乳化剂(如RS-610或者RS-710)、可聚合乳化剂(如SR10)中的一种或者两种以上的混合物。如上述所述的一种无氨低VOC内墙乳液的制备方法，包括以下步骤：(1)、按权利要求1所述比例准备各组分；(2)、第一单体乳液的制备：取水总量的10-20％和乳化剂总量的30-40％置于烧杯中搅拌，再加入苯乙烯总量的70-80％、丙烯酸丁酯总量的20％-30％、丙烯酸总量的50％、甲基丙烯酸总量的20-50％、功能性单体I总量的5-10％及功能性单体II总量的5-10％进行乳化，配成第一单体乳液，备用；(3)、第二单体乳液的制备：取水总量的10-20％和乳化剂总量的30-40％置于烧杯中搅拌，再加入剩余的苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、功能性单体I、功能性单体II进行乳化配成第二单体乳液，备用；(4)、配置叔丁基过氧化氢溶液：将叔丁基过氧化氢与水总量的0.5-1％混合，搅拌均匀，得到叔丁基过氧化氢溶液；配置还原剂溶液：将还原剂与水总量的5-10％混合，搅拌均匀，得到还原剂溶液；配置引发剂溶液：将过硫酸盐与水总量的1-2％混合，搅拌均匀，得到过硫酸盐引发剂溶液；(5)、取剩余的水与剩余的乳化剂加入至反应釜中，加热至60-70℃，加入叔丁基过氧化氢溶液总量的1％-10％保温5min，之后加入还原剂溶液总量的1％-10％，保温15min；(6)、加入剩余的叔丁基过氧化氢溶液质量的80-95％，保温5min，开始滴加剩余的还原剂溶液质量的80-95％、第一单体乳液质量的60-90％及第二单体乳液质量的60-90％，在2h内滴加完毕；(7)、滴加结束之后，保温30-60min，升温至80-90℃；(8)、滴加过硫酸盐引发剂溶液、剩余的第一单体乳液及剩余的第二单体乳液，在1h内滴加完毕；(9)、滴加完毕之后，在80-90℃下保温1-2h；(10)、降温至60℃，加入剩余的叔丁基过氧化氢溶液，再滴加剩余的还原剂溶液，在15-20min内滴加完毕，降温至室温调节pH至7-8，过滤出料，得到无氨低VOC内墙乳液。步骤(6)中，还原剂恒速滴加，第一单体乳液按递减的速度滴加，第二单体乳液按递增的速度滴加，控制第一单体乳液和第二单体乳液同时滴加完毕。步骤(8)中，过硫酸盐恒速滴加，第一单体乳液按递减的速度滴加，第二单体乳液按递增的速度滴加，控制第一单体乳液和第二单体乳液同时滴加完毕。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术实现了在提高建筑乳液的常规性能基础上，进一步降低VOC，最大程度避免氨的产生及释放，有效改善味道，同时不额外增加碳排放及能耗。用本方法制备成的乳液具有较高的单体转化率，兼顾了玻璃化转变温度和最低成膜温度，提高了乳液的耐擦洗及其他的性能，关于最低成膜温度就是通过滴加单体不同的渐变方式来实现的。(2)独特结构的设计。本专利技术乳液核壳结构的设计非常的独特，采用了玻璃化温度从里到外渐变的设计，逐渐提高的tg，无明显的tg转折点，Tg是单体渐变的滴加方式合成的，这样的结构具有更大的优势，可以避免核壳结构中两相不相容的缺点，又可以兼具不同结构的多重性能组合；使得成膜过程中相结构差异很小，成膜紧密，不存在相分离等问题。控制第一单体乳液和第二单体乳液的滴加速度，可以有效调节乳液的玻璃化转变温度，并且将功能单体集中分布在表层(第一单体中加入的功能单体量要少，第二单体中加入的功能单体量多，第一单体是逐步减慢的滴加速度，第二单体是逐步加快的过程，所以功能单体集中在表层)；这样可以保证乳液膜有足够成膜的基础上，又赋予漆膜足够的硬度，此外还提高了功能单体的利用率。(3)多种功能单体(功能性单体I和功能性单体II)及交联机制的引入。除了主反应的单体化学共聚之外，引入的功能性单体I和功能性单体II通过互穿聚合物网络及物理共混对乳液进行了改性，可以调整整个乳液的性能。不仅可以提高和颜、填料之间的相互作用和乳液整体的致密性，而且还可以改善耐水耐碱性、耐擦洗性。多种功能单体的加入使得乳液在成膜过程中，具有多种形式的相互作用；除了大分子链之间的相互缠绕、内交联、外交联赋予乳液膜更加致密的特点之外；还使得乳液引入疏水改性缔合部分，使得成膜过程中，不会由于分子量过大引起的分子链移动缓慢，成膜困难等缺点；又可以使得水分蒸发过程中，可以更加紧密的相互作用，提供更加严密的保护特点。(4)两种引发体系相结合的方式。单体乳液滴加分为两个阶段，在第一个阶段采用的是低温氧化还原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无氨低VOC内墙乳液，其特征在于，所述的乳液中各组分按质量百分比计，包括水30-55％，乳化剂0.5-3％，过硫酸盐0.1-3％，叔丁基过氧化氢0.1-3％，还原剂0.1-3％，苯乙烯10-60％，丙烯酸丁酯5-30％，丙烯酸0.5％-3％，甲基丙烯酸0.5％-3％，功能性单体I 0.1-6％，功能性单体II 0.1-6％，所述的功能性单体I为2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯，所述的功能性单体II为二甲基丙烯酸乙二醇酯、一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯中的一种或者两种以上的混合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种无氨低VOC内墙乳液，其特征在于，所述的乳液中各组分按质量百分比计，包括水30-55％，乳化剂0.5-3％，过硫酸盐0.1-3％，叔丁基过氧化氢0.1-3％，还原剂0.1-3％，苯乙烯10-60％，丙烯酸丁酯5-30％，丙烯酸0.5％-3％，甲基丙烯酸0.5％-3％，功能性单体I0.1-6％，功能性单体II0.1-6％，所述的功能性单体I为2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯，所述的功能性单体II为二甲基丙烯酸乙二醇酯、一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯中的一种或者两种以上的混合物。


2.根据权利要求1所述的一种无氨低VOC内墙乳液，其特征在于，所述过硫酸盐为过硫酸钾和/或过硫酸钠。


3.根据权利要求1所述的一种无氨低VOC内墙乳液，其特征在于，所述的还原剂为吊白块SFS、亚硫酸氢钠、抗坏血酸钠、布吕格曼BruggoliteFF6M中的一种。


4.根据权利要求1所述的一种无氨低VOC内墙乳液，其特征在于，所述乳化剂为硫酸盐阴离子乳化剂、磺酸盐阴离子乳化剂、磷酸盐类阴离子乳化剂、可聚合乳化剂中的一种或者两种以上的混合物。


5.如权利要求1所述的一种无氨低VOC内墙乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、按权利要求1所述比例准备各组分；
(2)、第一单体乳液的制备：取水总量的10-20％和乳化剂总量的30-40％置于烧杯中搅拌，再加入苯乙烯总量的70-80％、丙烯酸丁酯总量的20％-30％、丙烯酸总量的50％、甲基丙烯酸总量的20-50％、功能性单体I总量的5-10％及功能性单体II总量的5-10％进行乳化，配成第一单体乳液，备用；
(3)、第二单体乳液的制备：取水总量的10-20％和乳化剂总量的30-40％置于烧杯中搅拌，再加入剩余的苯乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝丽娟，曹威，徐文通，田海水，高昊，闫树德，朱美娟，田军，
申请(专利权)人：广东衡光新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44