【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑涂料，具体涉及一种建筑涂料用的生物基醇酸改性聚烯烃的水性乳液及其制备方法。
技术介绍
1、醇酸改性丙烯酸树脂作为一种兼具醇酸高光饱满外观和丙烯酸理想耐水性的优点，加上醇酸原料来源广泛(特别是各类不饱和生物质多元醇)，逐渐受到业内的重视和普及。而常规的改性方式有共聚法和酯化法等，均需要以本体聚合的方式来进行(往往需加入有机溶剂维持传质均匀性)，涉及到耐高温设施条件，在有机溶剂反应体系中，酯化反应的温度大致在200-240℃，需要用到耐高温及高气密性的管路和设备，而水性聚合资质的厂家一般采用的是蒸汽加热，且水沸点常压为100℃，较难以实现。
2、因此，亟需一种配套于水性乳液聚合工艺条件的醇酸改性丙烯酸乳液的方案，对于节约企业成本具有重要意义。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种建筑涂料用的生物基醇酸改性聚烯烃的水性乳液及其制备方法，该方法是一种配套于水性乳液聚合工艺条件的醇酸改性丙烯酸乳液的方案，并将其应用于常规建筑涂料中，制备出性能不亚于常规苯丙或纯丙类的内外墙建筑涂料，本专利技术的方法使用的原料更加环保，符合未来涂料方面的趋势要求，有助于提升我国在涂料方面原料的环保物料占比方面在国际上的竞争力。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、一种建筑涂料用的生物基醇酸改性聚烯烃的水性乳液的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
4、(1)将生物基醇酸不饱和树脂与烯烃类单
5、(2)向油性混合液中加入乳化剂进行乳化，得到预乳化分散液；
6、(3)将所述预乳化分散液、引发剂和水混合，在反应釜中进行聚合反应，得到聚合产物；
7、(4)将聚合产物中的残留单体去除，并通过ph调节剂调节体系ph值，得到建筑涂料用的生物基醇酸改性聚烯烃的水性乳液。
8、进一步地，生物基醇酸不饱和树脂经生物基多元醇、生物基多元酸及其衍生物、油类经过脱水共聚制得。
9、进一步地，所述生物基多元醇选自甘油、山梨糖醇、木糖醇中至少一种。但是需要说明的是，本专利技术的制备方法使用的生物基多元醇不限于以上几种。
10、进一步地，所述生物基多元酸及其衍生物选自呋喃二甲酸、葡萄糖二酸、谷氨酸、马来酸酐、琥珀酸酐中的至少一种。但是需要说明的是，本专利技术的方法使用的生物基多元酸及其衍生物不限于以上几种。
11、需要说明的是马来酸酐可以从生物基材料糠醛通过加氢反应得到。
12、进一步地，所述油类选自大豆油、蓖麻油、亚麻仁油、梓油、桐油中的至少一种。
13、为了提高乳化过程相容性，同时提高产品的强度，进一步地，制备生物基醇酸不饱和树脂的油类的碘值大于130。
14、“不饱和度”是油类的一个重要指标，以“碘值”来衡量；不饱和键含量越高，其碘值也越高；碘值在130以上的称“干性油”、100-130的为“半干性油”、100以内的为“不干性油”。通过大量试验发现，本专利技术选用油类的碘值大于130，与烯烃类单体共聚时具有更好的活性，可得到键合密度更高的树脂，产品性能也更理想。
15、随着现在环保政策的日益严格要求(现国际上已开始有生物基含量测试认证)。原料的环保物料占比越多，在未来的优势也越大。本专利技术的方案也是基于目前国际上在环保方面的趋势在涂料制备领域做相关准备，主要目的在于实现涂料的环保与原料的可持续生产。生物基醇酸树脂与普通醇酸树脂的差别，主要在于多元醇和多元酸来源的不同，生物质基醇酸树脂与普通醇酸树脂的差异在于有更多的生物质材料构成占比，更符合未来的趋势。
16、在醇酸改性丙烯酸的传统工艺中，是将烯烃类单体中的羧基和羟基，作为多元酸和多元醇参与到其酯化反应体系中，且不饱和键是保留的。其固化机理为干燥过程，链段中的不饱和键通过催化剂促进氧化反应的进行从而实现的交联。本专利技术中的醇酸改性丙烯酸工艺，是直接将醇酸树脂中的不饱和键，引入到烯烃的不饱和键自由基聚合体系中，从反应端就已将不饱和键交联完，其固化机理为乳胶粒堆叠成膜。
17、不同于普通醇酸树脂使用的通过化学合成制备多元酸，比如苯甲酸、己二酸、顺丁烯二酸等，以及使用传统的石油基多元醇作为原料。本专利技术使用的多元酸为来源于生物质的多元酸或者通过从生物质中提取的多元酸，使用的多元醇的来源是天然存在形式、提取或合成途径。也就是生物基多元醇是指来源于可再生生物资源(如植物、农作物废弃物、微生物发酵产物等)的多元醇，与传统的石油基多元醇相比，生物基多元醇具有环境友好、可再生性强和减少碳排放等优点，是可持续发展化学领域的一个重要方向。生物基醇酸树脂中的多元醇材料多为天然的植物多元醇，以不饱和脂肪酸或脂肪醇为主，为自然界含量巨大的可再生资源，具备不饱和烃链段和羟基、羧基端位结构，不饱和键能提供活性接枝位点，羟基、羧基为锚定基团可提供界面附着力效果，同时羟基、羧基还能为后交联提供交联位点。
18、在反应工艺创新性方面，主要区别在于醇酸改性丙烯酸上，目前较主流的方式为酯化法：
19、(1)将烯烃类单体制成含羧基或羟基、环氧基的加成聚合物；
20、(2)与干性或半干性油与多元醇制得单甘油酯；
21、(3)与多元酸酯化制得改性树脂。反应机理以醇酸为主。
22、对于水性化的产品，现有方法则需要在工艺中引入更多的羧基或磺酸基等亲水基团，并于最后乳化前加入碱性物质与酸根成盐，从而提高稀释效率，故称之为水稀释型树脂。但是传统工艺由于引入了较多亲水物质，故所得水性化产品在耐水方面会相对偏差。本专利技术采用的方式为自由基聚合的工艺，利用醇酸中自带的不饱和键，与烯烃类单体进行自由剂聚合，从而可直接做出醇酸改性丙烯酸乳液。同时，采用自由基乳液聚合的路线能获得分子量更高的树脂，故在耐水和机械强度方面也要优于传统水稀释型醇酸树脂。在本专利技术中，生物基醇酸不饱和树脂充当的是一种“功能单体”的角色，为烯烃类产品引入醇酸树脂外观高亮饱满的特色，而又不失烯烃类乳液较理想的机械性能和耐水性能。
23、进一步地，所述步骤(1)中烯烃类单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、烯基磺酸盐中的至少一种。
24、进一步地，所述步骤(1)中交联单体包括双丙酮丙烯酰胺、二丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的至少一种。
25、本专利技术通过添加交联单体，从而提高分子量，可较好地改善涂层的机械性能和耐酸碱性能。分析是由于交联单体具有2个及以上的不饱和键，能以之为中心与相邻2个及以上的其他单体键合，从而形成更致密的网状结构。本专利技术体系中由于引入了生物基醇酸不饱和树脂的醇酸类的长链段，会影响产品的耐水洗、耐刮擦和耐沾污性能。专利技术人通过加入交联单体来补足这方面的性能，从而做出耐水洗、耐刮擦和耐沾污更理想的涂料产品。分析是由于醇酸类的长链段存在一定的位阻本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种建筑涂料用的生物基醇酸改性聚烯烃的水性乳液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的建筑涂料用的生物基醇酸改性聚烯烃的水性乳液的制备方法，其特征在于，所述生物基醇酸不饱和树脂经生物基多元醇、生物基多元酸及其衍生物和油类经过脱水共聚制得。
3.根据权利要求1所述的建筑涂料用的生物基醇酸改性聚烯烃的水性乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中烯烃类单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、烯基磺酸盐中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的建筑涂料用的生物基醇酸改性聚烯烃的水性乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中交联单体包括双丙酮丙烯酰胺、二丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的建筑涂料用的生物基醇酸改性聚烯烃的水性乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的乳化剂包括脂肪族硫酸盐/磺酸盐、脂肪族聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚改性脂肪族硫酸盐/磺酸盐、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种建筑涂料用的生物基醇酸改性聚烯烃的水性乳液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的建筑涂料用的生物基醇酸改性聚烯烃的水性乳液的制备方法，其特征在于，所述生物基醇酸不饱和树脂经生物基多元醇、生物基多元酸及其衍生物和油类经过脱水共聚制得。
3.根据权利要求1所述的建筑涂料用的生物基醇酸改性聚烯烃的水性乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中烯烃类单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、烯基磺酸盐中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的建筑涂料用的生物基醇酸改性聚烯烃的水性乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中交联单体包括双丙酮丙烯酰胺、二丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的建筑涂料用的生物基醇酸改性聚烯烃的水性乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的乳化剂包括脂肪族硫酸盐/磺酸盐、脂肪族聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚改性脂肪族硫酸盐/磺酸盐、聚乙烯吡咯烷酮中的至...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗智明，林铭铎，袁荣先，林森安，洪继涛，郑智超，蔡伟东，罗天翼，洪量，
申请(专利权)人：广东龙湖科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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