本發明專利技術涉及一種建筑內外墻彈性涂料用苯乙烯-丙烯酸酯共聚物系涂料乳液的制備方法，所述苯乙烯-丙烯酸酯系涂料乳液包括苯乙烯-丙烯酸酯種子乳液的制備方法和涂料乳液的制備方法，主要組成包括苯乙烯，丙烯酸酯，硅烷偶聯劑，乳化劑，引發劑，消泡劑、pH調節劑、分子量調節劑和水。本發明專利技術利用有機納米粒子強大的表面效應及乳膠粒子內外聚合物分布的可設計性，將種子乳液聚合法與相控擴散成膜技術相結合，實現了以常規原料制得高性能的涂料乳液；成功地解決了漆膜致密性、力學性能及耐戶外老化性等問題。本發明專利技術涂料乳液可用作各類建筑內外墻乳膠漆的成膜物質，也可用于金屬防腐底漆，木器門窗的清漆等的配制。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種建筑內外墻彈性涂料用苯乙烯-丙烯酸酯共聚物系涂料乳液的制備方法，具體涉及一種相控成膜的苯乙烯-丙烯酸酯型涂料乳液，由乳液制備的涂料及它們的制備方法，屬于建筑涂料領域。
技術介紹
苯乙烯-丙烯酸酯共聚物系涂料乳液(簡稱:苯丙型涂料乳液)占據著各類建筑涂料乳液的主要市場，2009年，我國各類苯丙型涂料乳液消耗近70萬噸。苯丙型涂料乳液的性能與成本決定了國內建筑涂裝質量的主體。1995年，德國BASF公司率先將高性能苯丙型涂料296DS引入中國市場以來，國內眾多生產廠家開始競相研究開發高性能苯丙型涂料乳液。遺憾的是，目前國內生產的苯丙型涂料乳液，一直存在無法解決耐水性與展色性，顏料承載能力與漆膜力學性能之間的平衡問題，更重要的是，國內生產的苯丙型涂料乳液的耐候性差，提高耐候性往往與MMA共聚，造成成本大幅度提高，用戶難以接受。隨著我國經濟的高速發展，建筑涂料耗量每年均以15%的增長率遞增，2009年，中國大陸共消耗建筑涂料360萬噸，其中消耗各類涂料乳液近90萬噸，其中高性能苯丙型涂料乳液消耗近30萬噸，而到2011年，我國建筑涂料已突破450萬噸，2011年實際建筑涂料耗量為460萬噸。隨著我國建筑涂裝的規范化，高性能苯丙型涂料乳液已開始廣泛用于高層建筑外墻的涂裝，如何提高苯丙型的耐候性就成為制約能否在高層建筑外墻使用的技術瓶頸。因此開發高端建筑涂料乳液一直是國內涂料乳液生產廠的永恒的課題。中國專利CN102372960A公開了一種高耐污苯丙乳膠漆，它主要是由下列原料按照重量配比攪拌制成:157份苯丙乳液，13份分散劑，80份去離子水，15份己二酰肼，2份分散劑，4份消泡劑，11份防霉劑，23份高嶺土，15份鈦白粉，15份重鈣粉，15份成膜助劑，12份聚醚類增稠劑。 中國專利CN1872888A公開了一種建筑用苯乙烯一丙烯酸酷乳液的合成方法，該共聚物乳液是以水為介質，以苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸為共聚單體，并加入乳化劑和引發劑進行乳液聚合反應合成的，各組成成分的重量百分比為:水40 55%，苯乙烯18 30%，(甲基)丙烯酸酯18 30，(甲基)丙烯酸0.5 3%，乳化劑0.5 4%，引發劑0.1 0.5%，保護膠0.1 0.5%ο中國專利CN1249111C公開了一種改性苯丙乳液的制備方法，是以苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸為聚合單體，以有機氟為改性單體，以復合乳化劑為體系的乳化劑，采用熱分解引發劑為引發劑，用硅烷偶聯劑對有機氟進行預處理后，以十一烷基苯磺酸作催化劑，采用核殼工藝聚合得到改性苯丙乳液?，F有技術中對苯丙型涂料乳液進行了諸多改進，但仍存在顏料體積濃度小，對顏料承載能力差，展色性差及耐雨痕能力差等問題，耐候性未得到明顯的改善
技術實現思路
本專利技術以解決目前建筑內外墻涂料用苯丙型涂料乳液一直存在耐候性能差，顏料體積濃度小，對顏料承載能力差，展色性差及耐雨痕能力差等問題為目的，相應對苯丙型涂料乳液進行全新設計和系統研究。利用種子可控乳液聚合技術與相控成膜技術相結合，提供了一種高性能(耐候、超耐水、耐污及高展色)的苯丙型涂料及其制備方法。常規種子乳液聚合多是在嚴格控制乳化劑用量在CMC以下，而且需多步單體溶脹-聚合才能完成，而且最初的種子位于乳膠粒的最內層，因每步聚合補加的乳化劑量均在CMC以下，因此粒徑分布很窄，但最終乳膠粒的粒徑都很大，一般均在160nm以上，這對于合成PVC增韌改性劑是優點，但對于制備涂料乳液就是缺點，因為建筑涂料乳液的粒徑越細，其對顏料的承載能力，對顏料及基材的粘結性能就越好，這是因為納米級有機聚合物同樣存在超表面效應。本專利技術利用乳膠粒的顆粒形態設計將種子乳液聚合與相控成膜機制相結合，解決耐污性與低溫柔性難以均衡的問題，具體是采用種子法嚴格控制最終乳液的粒徑及最終乳液乳膠粒的殼層聚合物的組成及其親水性的大小。本專利技術所涉的種子乳液粒徑小、分布較窄，且有適中的親水性，可保證后續滴加聚合的單體全部在種子乳液的每個乳膠粒的內部進行聚合，因這些極細粒子的超表面效應帶來的極大吸附功，將所有后續單體以黑洞的功能進行增容、聚合，因此殼層聚合物不是后續單體形成的聚合物而是種子聚合物，而當乳液固含量較高時，殼層聚合物開始破裂，軟聚合物以碎片或顆粒分布在最終乳膠粒的表層，進而提高涂料的展色性和降低涂料的成膜溫度。為實現本專利技術的目的，根據本專利技術的第一方面，提供了一種苯乙烯-丙烯酸酯型涂料的種子乳液及其制備方法。根據本專利技術的第二方面，提供了苯乙烯-丙烯酸酯型乳液及其制備方法。本專利技術的技術方案概括如下:1.苯乙烯-丙烯酸酯型種子乳液，該乳液是由作為單體組分的苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯，在含有烯屬雙鍵(或含有碳-碳雙鍵)的反應型乳化劑以及陰離子乳化劑十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉和水的存在下，通過添加水溶性自由基引發劑進行乳液聚合反應而制備的，其中所述單體組分苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)的比例(按重量份)為St:MMA:EA:BA=(7 25): (15 40): (10 30): (20 70 或 20 60)，優選是(8 20): (25 35): (12 27): (30 40)，更優選是(8 20): (25 30): (15 25): (30 35)。優選，陰離子乳化劑十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉的用量是單體總量的2 12wt%,優選3 9wt%,更優選3.2 8wt%,進一步優選3.5 7wt%,更優選4 6wt%,例如5wt%。優選，反應型乳化劑的用量是單體總量的2- 2wt%,優選3 9wt%,更優選3.2 8wt%,進一步優選3.5 7wt%,更優選4 6wt%,例如5wt%。優選，自由基引發劑的用量是單體總量的0.4 2.0wt%，優選0.45 1.5wt%，優選 0.45 1.0wt%,更優選 0.5-0.9wt%,進一步優選 0.55-0.85wt%,更優選 0.6-0.8wt%,例如 0.7wt%0優選，全部單體與去離子水(DW)的相對用量之比(按wt)是28 50:50 72，優選30 40:60 70，更優選 32 37:63 68，其中全部單體與去離子水(DW)的重量之和是100重量份。2.根據以上I項的種子乳液，其中種子乳液中的聚合物的漢克常數(Hansch)為2.25 3.10，優選為 2.30 3.00 ;優選 2.35 2.90，優選為 2.35 2.55 或 2.55 2.8 ;和/或該聚合物具有5.0 10.(TC，優選5.5 9.5°C或6.0 9.(TC，進一步優選為6.5 8.5°C或7.0 8.(TC的玻璃化轉變溫度(Tg)。其中漢克(Hansch)常數反映了單體聚合后形成的據我的親水親油性大小。3.根據以上I項或2項所述的種子乳液，其特征在于所述種子乳液的固含量在20-60wt%,優選在25-58wt%之間，更優選30_56wt%之間，更優選35_45wt%之間，優選在40-53wt%之間，更優選在48 51wt%之間。更優選，固含量也可以是在30_40wt%，優選在33-37wt% 之間，例如 35wt本文檔來自技高網...
【技術保護點】
苯乙烯?丙烯酸酯共聚物型種子乳液，該乳液是由作為單體組分的苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯，在含有烯屬雙鍵(或含有碳?碳雙鍵)的反應型乳化劑以及陰離子乳化劑十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉和水的存在下，通過添加自由基引發劑進行乳液聚合反應而制備的，其中所述單體組分苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)的比例(按重量份)為St:MMA:EA:BA=(7～25):(15～40):(10～30):(20～70或20～60)，優選是(8～20):(25～35):(12～27):(30～40)。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：田立壯，田海水，高昊，王志寬，趙玉濤，
申請(專利權)人：衡水新光化工有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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