一种高固低粘水性涂料用乳液，其原料组合物及其制备方法和应用与流程

本发明属于丙烯酸乳液聚合，具体涉及一种高固低粘水性涂料用乳液，其原料组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、水性丙烯酸酯涂料具有对环境友好，同时也具备较好的耐酸碱性，抗沾污性，以及良好的施工环境。

2、目前，高架桥通常用油性涂料，其气味较大，有机挥发物较多，对空气污染重，对施工人员的身体伤害也较大。但现有的水性丙烯酸酯涂料由于固含一般较低，含水量较大，若将其应用在高架桥上，要达到所需效果不但用量多，且在使用时会增加时间和人工，同时也会增加运输成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述问题，提供一种高固低粘水性涂料用乳液，其原料组合物及其制备方法和应用。本发明制得的高固低粘水性涂料用乳液，在保证乳液高固体含量、低粘度、高光泽的情况下，具有更突出的耐沾污性、耐候性，低透水率。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明一方面，提供了一种高固低粘水性涂料用乳液的原料组合物，其包括如下重量份数的各组分：29～36份硬单体、22～27份软单体、0.9～1.8份功能性单体、2.0～5.6份种子乳液、1.2～2.0份乳化剂、0.55～0.65份硅烷偶联剂、0.2～0.3份引发剂、0.027～0.033份氧化剂、0.013～0.017份还原剂、0.3～0.5份ph调节剂；

4、其中，所述种子乳液为纯丙硅乳液聚合物。

5、一些实施例中，所述硬单体选自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯中的至少一种；优选地，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和甲基丙烯酸正丁酯；

6、一些实施例中，所述软单体为丙烯酸丁酯和/或丙烯酸异辛酯；优选地，所述软单体为丙烯酸丁酯；

7、一些实施例中，所述功能性单体包括丙烯酸，以及丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸和丙烯酰胺中的至少一种；优选地，所述功能性单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酸羟乙酯；

8、一些实施例中，所述种子乳液为上海保立佳化工股份有限公司blj-kd900；

9、一些实施例中，所述乳化剂包括阴离子型乳化剂，以及非离子型乳化剂或反应型乳化剂；所述阴离子型乳化剂的重量份数为0.68～1.7份，所述非离子型乳化剂的重量份数为0～1.0份，所述反应型乳化剂的重量份数为0～1.0份；

10、一些实施例中，所述硅烷偶联剂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至少一种；优选地，所述硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；

11、一些实施例中，所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵；优选地，所述引发剂为过硫酸钠；

12、一些实施例中，所述氧化剂为叔丁基过氧化氢或过氧化氢；优选地，所述氧化剂为叔丁基过氧化氢；

13、一些实施例中，所述还原剂为亚硫酸氢钠、vc、吊白块；优选地，所述还原剂为亚硫酸氢钠；

14、一些实施例中，所述ph调节剂为氨水、片碱或其他ph调节剂；优选地，所述ph调节剂为氨水。

15、一些实施例中，所述阴离子型乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、烯丙基醚羟丙基磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚硫酸钠中的至少一种；优选地，所述阴离子型乳化剂为巴斯夫aes 825、科莱恩emulsogen epa1963、保立佳blj-0260中的一种；

16、一些实施例中，所述非离子型乳化剂选自辛基酚聚氧乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚中的至少一种；优选地，所述非离子型乳化剂为科莱恩emulsogen lcn 118、巴斯夫op 25中的一种；

17、一些实施例中，所述反应型乳化剂选自烯丙基醚羟丙基磺酸、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、烯丙氧基异构醇醚硫酸酯氨盐中的至少一种；优选地，所述反应型乳化剂为默吉特re-1、索尔维sipomer cops-1、艾迪科sr-10中的至少一种。

18、一些实施例中，所述高固低粘水性涂料用乳液的原料组合物中还包括29～39份去离子水；

19、一些实施例中，所述高固低粘水性涂料用乳液的原料组合物中还包括0～1.1份尿素。

20、本发明另一方面，提供了一种高固低粘水性涂料用乳液的制备方法，至少包括：

21、(1)将乳化剂和去离子水混合后，加入硬单体、软单体、功能单体和硅烷偶联剂搅拌，制得预乳液；

22、(2)将去离子水和种子乳液在反应釜内混合，再加入初引发剂反应，得釜底液；

23、(3)向所述釜底液中同时滴加预乳液以及反应引发剂，滴加3.5～5h后在所述预乳液中加入后引发剂继续滴加或滴加结束后在所述反应釜内加入所述后引发剂，再进行保温反应；

24、(4)保温反应完成后降温，进行后处理，得所述高固低粘水性涂料用乳液。

25、步骤(1)中，所述去离子水的重量份数为12～20份；

26、步骤(1)中，所述搅拌时间为0.5h～1h；

27、步骤(1)中，在加入所述硅烷偶联剂后，还包括加入0.3～0.5份ph调节剂的操作；

28、步骤(1)中，在加入所述硅烷偶联剂后，还包括加入尿素的操作；

29、步骤(2)中，所述去离子水的重量份数为11～23份；

30、步骤(2)中，所述混合温度为82～90℃；

31、步骤(2)中，所述初引发剂的用量为所述引发剂总量的10.5～13.5％；

32、步骤(2)中，所述反应时间为10～20min；

33、步骤(2)中，在加入所述种子乳液混合后，还包括加入所述预乳液的2～10％进行反应；

34、步骤(3)中，所述反应引发剂的用量为所述引发剂总量的83～86％；

35、步骤(3)中，所述后引发剂的用量为所述引发剂总量的3.5～4.5％；

36、步骤(3)中，所述滴加时间为3～6h；

37、步骤(3)中，所述滴加温度为82～90℃；

38、步骤(3)中，所述保温反应的时间为0.5～2h；

39、步骤(3)中，所述保温反应的温度为82～90℃；

40、步骤(4)中，所述降温的温度为70～80℃；

41、步骤(4)中，所述后处理包括：滴加氧化剂和还原剂，再降温至50℃以下，加入ph调节剂，调节ph至7～8，过滤出料的操作。

42、所述初引发剂、所述反应引发剂、所述后引发剂均以水溶液形式加入；优选地，将所述引发剂溶于1.5～1.8份的去离子水，得引发剂的水溶液；

43、步骤(3)中，所述滴加前30min速度为0.5倍，然后以1倍的滴加速度继续滴加2小时，最后以1.5倍的速度完成滴加。

44、步骤(1)所述预乳液中不添加所述硅烷偶联剂，在步骤(3)中，将所述硅烷偶联剂和所述后引发剂加入所述预乳液中。

45、本发明第三方面，还提供一种高固低粘水性涂料用乳液，其由上述的高固低粘水性涂料用乳液的制备方法制得。

46、本发明第四方面，还提供一种上述的高固低粘水性涂料用乳液在高架桥中的应用。

47、本发明所用试剂和原料均市售可得。

48、本发明的积极进步效果在于：

49、本发明主要采用添加种子乳液及功能性单体聚合的工艺，通过添加种子乳液和调整ph值来降低乳液的粘度，提高乳液的固含，达到乳液高固含低粘度的效果，从而增加在水性涂料制备中提高乳液的添加量，继而提高水性涂料的光泽，耐沾污，增强附着力等性能，在普通水性乳液应用中也可以相对降低其运输成本，减少乳液的添加量。例如，配置1公斤涂料，要求配方中所需固体含量为60％，若乳液固含量越高则所需用量越少。