内墙用丙烯酸乳液及其制备方法与流程

本发明涉及涂料，涉及一种内墙用丙烯酸乳液及其制备方法。

背景技术：

1、随着科学技术的不断进步，人们对于建筑物内外墙美化的要求和环保意识的日益增强，使得建筑装饰装修材料得到了迅速的发展，对于建筑内外墙涂料也提出了新的要求。

2、内墙涂料应用于室内墙面装修，涂料中含有的甲醛、乙醛、苯系物、醋酸乙烯、萘等物质，在施工后，涂料中的一些有机化合物成分会挥发至空气中，这些组分大都是来源于乳液中的未反应完全的残留单体以及少部分涂料中的成膜助剂等，会造成室内空气的voc含量升高，气味加重。进一步容易造成室内空气污染，影响施工工人以及居住者的身体健康。

3、水性丙烯酸乳液是内墙涂料的重要原料，其质量的好坏，直接决定了内墙涂料的品质。现有技术中公开了一些低气味苯丙烯酸乳液，能够得到低气味的苯丙烯酸乳液的涂膜，其粒径小、粘度适中，然而，该乳液的耐洗刷性、耐水白性能差，施工后光泽度不够，长时间使用后易出现脱落，无法满足一些高要求的使用场景。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种内墙用丙烯酸乳液及其制备方法，所得到的内墙用丙烯酸乳液能够具备细粒径、低气味的特定，同时具有强耐洗刷性能和耐水白性能。

2、基于上述目的，本发明提供了一种内墙用丙烯酸乳液，该内墙用丙烯酸乳液的原材料包括乳化剂、水、引发剂和单体；

3、所述单体包括软单体、硬单体、功能单体和有机硅单体；且，

4、所述内墙用丙烯酸乳液的粒子的平均粒径≤120nm；

5、其中，

6、所述软单体为tg范围在-70℃至-20℃的丙烯酸酯类软单体；

7、所述硬单体为苯乙烯；

8、所述功能单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中的一种或几种的组合。

9、本发明的技术方案中，内墙用丙烯酸乳液的粒子的平均粒径分布在120nm以内，且越小越好。小粒径的乳液是聚合更致密的乳胶粒子，稳定性大大提高，并且小粒径乳液应用到内墙涂料后，更有利于成膜以及附着力的提升，进而提高了产品的耐洗擦、耐水白性能。乳化剂是影响乳液聚合物乳胶粒子的关键因素之一，乳液聚合的场所是胶束，乳化剂与单体混合形成胶束，当乳化剂多的时候，形成的胶束变多，增加聚合场所，聚合物粒径变小；当乳化剂少的时候，形成的胶束变少，聚合物粒径变大，但过少的乳化剂则不利于乳液聚合的进行，并影响乳液的性能。

10、因此，本发明的技术方案通过控制组分和制备工艺，得到粒子的平均粒径≤120nm；优选为≤100nm；进一步优选为≤90nm；例如70-90nm。

11、上述的内墙用丙烯酸乳液中，优选的，所述功能单体为丙烯酸和/或丙烯酰胺。进一步优选的，所述功能单体为丙烯酸。

12、上述的内墙用丙烯酸乳液中，优选的，所述软单体为丙烯酸丁酯和/或丙烯酸异辛酯。上述的内墙用丙烯酸乳液中，软单体使用丙烯酸酯类软单体聚合物成膜后赋予乳液良好的弹性、柔软性、延展性。

13、上述的内墙用丙烯酸乳液中，优选的，所述有机硅单体选自乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的组合。

14、上述的内墙用丙烯酸乳液中，进一步优选的，所述有机硅单体可以选自迈图公司生产的a171硅烷偶联剂、a174硅烷偶联剂、a187硅烷偶联剂等。

15、上述的内墙用丙烯酸乳液中，优选的，乳化剂包括阴离子乳化剂和非离子乳化剂；

16、所述阴离子乳化剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀磺酸盐、十二烷基二苯醚二磺酸钠和烯丙氧基羟丙基磺酸钠中的一种或几种的组合。

17、上述的内墙用丙烯酸乳液中，优选的，所述非离子乳化剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚乳化剂、脂肪酸聚氧乙烯酯乳化剂和聚氧乙烯烷基胺乳化剂中的一种或多种组合。

18、上述的内墙用丙烯酸乳液中，原材料的用量可以根据需要进行调整，但是达不到本发明的优异的技术效果，故而，优选的，以重量份计，所述内墙用丙烯酸乳液的原材料包括乳化剂1-15份、引发剂0.1-5份、软单体25-40份、硬单体30-50份、功能单体1-3份和有机硅单体2-3份，水的用量为单体总重量的85wt％-115wt％。

19、上述的内墙用丙烯酸乳液中，优选的，所述引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或几种的组合。

20、上述的内墙用丙烯酸乳液中，优选的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀磺酸盐为聚氧乙烯(eo)磺化脂肪醇得到的磺酸盐。进一步优选的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀磺酸盐可以为氰特公司的aerosol a-102乳液乳化剂。

21、上述的内墙用丙烯酸乳液中，优选的，所述十二烷基二苯醚二磺酸钠可以为陶氏化学的dowfax 2a1乳化剂；

22、上述的内墙用丙烯酸乳液中，优选的，所述非离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚乳化剂。进一步优选的，所述非离子乳化剂可以为巴斯夫公司生产的异构十三醇聚氧乙烯醚to-8、异构十三醇聚氧乙烯醚to-10。

23、本发明的上述的内墙用丙烯酸乳液中，为制备得到优异的内墙用丙烯酸乳液，优选的，所述内墙用丙烯酸乳液的原材料还包括氧化剂和还原剂；

24、所述氧化剂为叔丁基过氧化氢或过氧化氢；所述氧化剂的添加量为所述单体总重量的0.1wt％-1wt％。进一步优选为0.5wt％-0.8wt％。

25、上述的内墙用丙烯酸乳液中，优选的，所述还原剂为维生素c的na盐(vcna)和/或维生素c；所述还原剂的添加量为所述单体总重量的0.1wt％-1wt％；进一步优选为0.5wt％～0.8wt％。

26、上述的内墙用丙烯酸乳液中，优选的，所述内墙用丙烯酸乳液的原材料还包括后引发剂；

27、所述后引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或几种的组合；所述后引发剂的用量为所述单体总重量的0.05wt％-1wt％。进一步优选的，后引发剂的用量为所述单体总重量的0.3wt％-0.5wt％。

28、上述的内墙用丙烯酸乳液中，优选的，引发剂和后引发剂以水溶液形式加入效果最佳。

29、本发明还提供上述的内墙用丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：

30、将第一部分水，第一部分乳化剂，单体和第一部分引发剂混合反应，得到预乳化液；

31、将第二部分水、第二部分乳化剂混合，升温后，加入第二部分引发剂，反应后得到釜底液；

32、将占预乳化液总重量6％-10％的预乳液作为种子乳液加入到釜底液中，反应升温后，匀速滴加剩余的预乳液直至滴加完成，进行后处理后调ph值至7-8，即制得内墙用丙烯酸乳液。

33、上述的制备方法中，第一部分水和第二部分水构成完整水的用量；第一部分乳化剂和第二部分乳化剂构成完整乳化剂的用量；第一部分引发剂和第二部分引发剂构成完整引发剂的用量。

34、上述的制备方法中，优选的，进行后处理后调ph值至7-8的步骤是将进行完后处理后的物料降温至45℃以下，200目滤布过滤出料，添加氨水等调解ph值至7-8。

35、上述的制备方法中，优选的，将占预乳化液总重量6％-10％的预乳液作为种子乳液加入到釜底液中的步骤中，为得到更好的效果，可以控制将占预乳化液总重量8％-10％的预乳液作为种子乳液加入到釜底液中。

36、上述的制备方法中，优选的，所述升温后是指提升温度为85-90℃；上述的制备方法中，进一步优选的，升温后是指提升温度为86-88℃。

37、上述的制备方法中，优选的，所述后处理为在预乳液滴加完成后，继续滴加后引发剂，保温25-90min后再同时滴加氧化和还原剂。

38、上述的制备方法中，优选的，匀速滴加剩余的预乳液直至滴加完成的步骤中，控制滴加的时间为3-6h；进一步优选控制滴加的时间为4-6h。

39、上述的制备方法中，优选的，所述第一部分水的用量为单体总重量的50％-70％；所述第一部分乳化剂包括阴离子乳化剂和非离子乳化剂，所述阴离子乳化剂的用量为单体总重量的2％-5％，所述非离子乳化剂的用量为单体总重量的1.5-2％；所述第一部分引发剂的用量为单体总重量的0.05％-0.15％。进一步优选的，所述第一部分乳化剂包括阴离子乳化剂和非离子乳化剂，所述阴离子乳化剂的用量为单体总重量的2.5％-3.5％。

40、上述的制备方法中，优选的，所述第二部分水的用量为单体总重量的35％-45％；所述第二部分乳化剂包括阴离子乳化剂和非离子乳化剂，所述阴离子乳化剂的用量为单体总重量的2％-3.5％，所述非离子乳化剂的用量为单体总重量的2％-3％；所述第二部分引发剂的用量为单体总重量的0.5％-1％。

41、上述的内墙用丙烯酸乳液及其制备方法中，通过后加后引发剂进一步消除残单体；氧化剂与还原剂的作用，与乳液中的有机物发生氧化还原反应，将有机物分解为较小的分子，降低乳液的挥发性和有机物残留，消除残单，有助于消除或减轻乳液中的异味，降低有机物的含量，提高乳液的长期稳定性。

42、从上面所述可以看出，本发明提供的技术方案具有以下显著有益效果：

43、本发明的内墙用丙烯酸乳液通过单体配方的组合，搭配较多用量的阴、非离子乳化剂，通过种子乳液的加入量的控制，采用硅加工艺聚合，所得乳液不仅具有优异的环保性能，气味低，同时力学性能优异，与底材相容性好，使乳液成漆具有极好的耐洗擦和耐水白性能。