用于建筑内墙涂料的生物基丙烯酸酯乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种用于建筑内墙涂料的生物基丙烯酸酯乳液及其制备方法，按重量份计，包括以下原料：去离子水45

【技术实现步骤摘要】
用于建筑内墙涂料的生物基丙烯酸酯乳液及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种用于建筑内墙涂料的生物基丙烯酸酯乳液及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，为缓解能源和环境的双重压力，人们越来越重视可再生能源和可持续发展。据估算，地球每年的植物生物质资源和可再生废弃物资源(包括农业、林业、畜牧业废弃物，水产废弃物和城市垃圾等)统称为生物基资源，换算后约为消耗石油、天然气和煤等能源总量的10倍。生物基资源及其终端产品的开发与使用，一方面能减少人们对石化能源的过度依赖，降低对环境的污染；另一方面，变废为宝，解决资源浪费的问题。
[0003]现阶段，生物基乳液的主要技术难点在于生物基单体具有空间位阻大、反应活性低、电子效应等特点，会导致聚合转化效率低，储存稳定性差、漆膜发黏和配漆后应用性能差等问题。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种用于建筑内墙涂料的生物基丙烯酸酯乳液及其制备方法，聚合转化率高，储存稳定性优良、漆膜不发黏且应用性能优异。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供的一种用于建筑内墙涂料的生物基丙烯酸酯乳液，按重量份计，包括以下原料：去离子水45-55份，甲基丙烯酸烷基酯10-15份，丙烯酸烷基酯1-5份，生物基丙烯酸烷基酯单体15-25份，含不饱和碳碳双键的有机羧酸1-2份，反应型阴离子乳化剂0.5-1份，非离子乳化剂0.5-1份，缓冲剂0.1-0.2份，引发剂0.1-0.5份，反应性稳定单体0.1-0.5份，中和剂0.5-1份。
[0006]所述甲基丙烯酸烷基酯采用甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸戊酯中的至少一种；所述丙烯酸烷基酯采用丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的至少一种。
[0007]所述生物基丙烯酸烷基酯单体采用含有13-17个碳原子的长碳链丙烯酸酯的至少一种；
[0008]所述生物基丙烯酸烷基酯单体是经过生物发酵、化学降解或化学转化制备出的含不饱和烯烃的长链可聚合单体。
[0009]所述含不饱和碳碳双键的有机羧酸采用丙烯酸、衣康酸、富马酸中的至少一种。
[0010]所述反应型阴离子乳化剂采用烯丙氧甲基脂肪醇聚氧乙烯磺酸盐、烯丙基聚氧乙烯醚硫酸盐、乙烯基磺酸钠中的至少一种。
[0011]所述非离子乳化剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚、乙烯基聚氧乙烯烷基醚中的至少一种。
[0012]所述缓冲剂采用碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠中的至少一种；所述引发剂采用过硫酸钠、过硫酸钾中的至少一种。
[0013]所述反应性稳定单体采用烯丙氧基羟丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠中的至少一种；所述中和剂采用氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。
[0014]另外，本专利技术还提供了一种所述生物基丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤：
[0015]步骤S1、预乳化液A：常温常压下，将5-10份去离子水、0.05-0.2份反应性稳定单体，配方量生物基丙烯酸烷基酯单体，混合制成预乳化液A，搅拌25-35min，备用；
[0016]步骤S2、种子引发剂：取0.05-0.1份引发剂和5-10份去离子水配成种子引发剂溶液，搅拌溶解后备用；
[0017]步骤S3、预乳化液B：常温常压下，将配方量的甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、含不饱和碳碳双键的有机羧酸，10-15份去离子水，0.3-0.6份反应型阴离子乳化剂，0.2-0.3份非离子乳化剂和余量反应性稳定单体、余量引发剂，制成预乳化液B，搅拌25-35min，备用；
[0018]步骤S4、乳液聚合：常温常压下，预先在四口烧瓶反应釜中加入余量反应型阴离子乳化剂、余量非离子乳化剂，配方量的缓冲剂和余量去离子水，搅拌均匀升温至80-85℃，取步骤S3中制得预乳化液B总量的1.5％-3％加入反应釜中，同时加入步骤S2中制得种子引发剂溶液，在80-85℃下反应20-30min；
[0019]步骤S5、将步骤S1制得预乳化液A滴加至剩余预乳化液B中，滴加时间为3-4h；同时控制预乳化液B边搅拌边滴加至反应釜，反应温度为80-85℃，滴加时间与预乳化A滴加时间相同，保证预乳化液A与预乳化液B同时滴完，结束后在80-85℃保温30-60min；
[0020]步骤S6、最后降温至45℃以下，加入中和剂调节乳液pH至8-9，过滤得生物基丙烯酸酯乳液。
[0021]制得生物基丙烯酸酯乳液的粒径为100-200nm；生物基丙烯酸酯乳液的固含量为40％-55％。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]1、本专利技术的生物基丙烯酸酯乳液采用幂级加料工艺，搭配反应型阴离子乳化剂、反应性稳定单体来提高单体转化率，增加乳胶粒子的稳定性。幂级加料工艺在乳液聚合前期成核阶段时，反应性差的生物基丙烯酸烷基酯单体含量很低，保证了初期乳胶粒子的稳定存在，进而在后期生物基丙烯酸烷基酯单体含量增多时，始终维持一个相对稳定的反应场所。而反应型阴离子乳化剂则可以很容易地与单体反应，接枝到分子链上，且相对于一般的阴离子乳化剂，反应型阴离子乳化剂不易发生乳化剂迁移作用，在乳液的储存过程中，稳定性更好。反应性稳定单体的作用则是在聚合过程中减少因生物基丙烯酸烷基酯单体反应性差造成的凝胶、出渣问题，三者同时作用提高聚合转化率。
[0024]2、本专利技术的生物基丙烯酸酯乳液采用幂级加料工艺，使其聚合物玻璃化转变温度拓宽，成膜温度更低，同时分子间结构紧密，贯穿性能好，涂料应用时涂层空隙小，成膜效果更好，保证了涂料优异的性能。
[0025]3、本专利技术的生物基丙烯酸酯乳液，充分发挥长碳链生物基丙烯酸烷基酯单体的玻璃化温度低且包裹性强的特点，在聚合过程中，生物基丙烯酸烷基酯单体分布靠外，在涂料应用过程中，生物基丙烯酸烷基酯单体对影响成膜性较大的高吸油量的粉体(如高岭土等)有较好的缔合包裹作用，保证漆膜优异的成膜性。即使少量降低涂料配方中成膜助剂的添加量，依然具备很好的成膜性及应用性能，可作为涂料应用中降低成本的一种思路。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本专利技术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专利技术，并不用于限制本专利技术的范围。
[0027]实施例1
[0028]一种用于建筑内墙涂料的生物基丙烯酸酯乳液，按重量份计，包括以下原料：去离子水45份，甲基丙烯酸烷基酯10份，丙烯酸烷基酯3份，生物基丙烯酸烷基酯单体25份，含不饱和碳碳双键的有机羧酸2份，反应型阴离子乳化剂1份，非离子乳化剂0.5份，缓冲剂0.1份，引发剂0.2份，反应性稳定单体0.2份，中和剂0.5份。
[0029]所述甲基丙烯酸烷基酯采用甲基丙烯酸甲酯；所述丙烯酸烷基酯采用丙烯酸丁酯。所述生物基丙烯酸烷基酯单体采用含有13个碳原子的直链丙烯酸酯(赢创Terra C13-MA)；所述生物基丙烯酸烷基酯单体是经过生物发酵、化学降解或化学转化制备出的含不饱和烯烃的长链可聚合单体。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于建筑内墙涂料的生物基丙烯酸酯乳液，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：去离子水45-55份，甲基丙烯酸烷基酯10-15份，丙烯酸烷基酯1-5份，生物基丙烯酸烷基酯单体15-25份，含不饱和碳碳双键的有机羧酸1-2份，反应型阴离子乳化剂0.5-1份，非离子乳化剂0.5-1份，缓冲剂0.1-0.2份，引发剂0.1-0.5份，反应性稳定单体0.1-0.5份，中和剂0.5-1份。2.根据权利要求1所述的用于建筑内墙涂料的生物基丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述甲基丙烯酸烷基酯采用甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸戊酯中的至少一种；所述丙烯酸烷基酯采用丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的用于建筑内墙涂料的生物基丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述生物基丙烯酸烷基酯单体采用含有13-17个碳原子的长碳链丙烯酸酯中的至少一种；所述生物基丙烯酸烷基酯单体是经过生物发酵、化学降解或化学转化制备出的含不饱和烯烃的长链可聚合单体。4.根据权利要求1所述的用于建筑内墙涂料的生物基丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述含不饱和碳碳双键的有机羧酸采用丙烯酸、衣康酸、富马酸中的至少一种。5.根据权利要求1所述的用于建筑内墙涂料的生物基丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述反应型阴离子乳化剂采用烯丙氧甲基脂肪醇聚氧乙烯磺酸盐、烯丙基聚氧乙烯醚硫酸盐、乙烯基磺酸钠中的至少一种。6.根据权利要求1所述的用于建筑内墙涂料的生物基丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述非离子乳化剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚、乙烯基聚氧乙烯烷基醚中的至少一种。7.根据权利要求1所述的用于建筑内墙涂料的生物基丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述缓冲剂采用碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠中的至少一种；所述引发剂采用过硫酸钠、过硫酸钾中的至少一种。8.根据权利要求1所述的用于建筑内墙涂料的生物基丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述反...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，曾庆乐，
申请(专利权)人：广东巴德富新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：