一種具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，公開了一種具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液及其制備方法與應(yīng)用。所述具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液包含有特定類型及含量的陰-非離子復合乳化劑和功能性聚合單體，還具有特定范圍的粒子殼層玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。所述苯丙乳液采用核殼乳液聚合法制備，通過控制功能性聚合單體的用量和加入方式控制乳膠粒的成核方式，制得所述具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液。所述苯丙乳液具有優(yōu)異的凍融穩(wěn)定性，在不添加抗凍劑的情況下，配成的高PVC內(nèi)墻涂料產(chǎn)品也具有優(yōu)良的凍融穩(wěn)定性。
【專利說明】一種具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液及其制備方法與應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，具體涉及一種具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液及其制備方 法與應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 涂料是和人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的裝飾材料，內(nèi)墻涂料是涂料的重要組成部分， 然而涂料中的揮發(fā)性有機化合物（V0C)是一類重要的環(huán)境污染物，對人體健康構(gòu)成了極大 的威脅。中國國家標準GB18582 - 2008《室內(nèi)裝飾裝修材料--內(nèi)墻涂料中有害物質(zhì)限 量》中將V0C定義為"在101. 3kPa標準壓力下，任何初沸點低于或等于250°C的有機化合 物"。目前，零V0C或低V0C內(nèi)墻涂料已成為歐美國家的主流涂料產(chǎn)品。歐洲室內(nèi)空氣質(zhì)量 聯(lián)合行動委員會制定了新法規(guī)，規(guī)定自2010年1月1日起，裝飾用水性平光和非平光涂料 的V0C含量分別將減小到小于30g/L和40g/L的范圍。中國內(nèi)墻涂料市場必將逐步與歐美 市場接軌，零/低V0C含量、無毒無害的健康型綠色環(huán)保涂料已被國內(nèi)廣大消費者所青睞和 推崇。
[0003] 聚合物乳液作為涂料的王要組成，直接影響著涂料的綜合性能。在眾多的內(nèi)墻涂 料用聚合物乳液中，苯丙乳液因其價廉、良好的物理化學性能而得到廣泛的應(yīng)用。苯丙乳液 (即苯乙烯-丙烯酸酯乳液）是由苯乙烯和丙烯酸酯單體經(jīng)乳液共聚而得。苯丙乳液是乳 液聚合中研究較多的體系，也是當今世界有重要工業(yè)應(yīng)用價值的十大非交聯(lián)型乳液之一。
[0004] 苯丙乳液及其涂料，因其以水為分散介質(zhì)而存在抗凍融性差的缺點，即在低溫 環(huán)境下的運輸和儲存過程中往往因為產(chǎn)品凍融凝結(jié)成塊后無法恢復流動態(tài)而變質(zhì)，造成 巨大的經(jīng)濟損失。目前，主要是采取添加抗凍劑來解決凍融穩(wěn)定性差的問題（見專利 US20090186968AUUS6933415B2以及CN103205172A等），然而所添加的抗凍劑一般為高V0C 溶劑，這勢必會增加涂料產(chǎn)品的V0C含量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種具有優(yōu)異凍融 穩(wěn)定性的苯丙乳液，所述具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液不僅V0C含量低、綜合性能好，而 且具有優(yōu)異的凍融穩(wěn)定性；
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液的制備方法，所 述制備方法具有工藝簡便、易于控制、聚合體系穩(wěn)定、轉(zhuǎn)化率高的特點；
[0007] 本發(fā)明的再一目的在于提供具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液的應(yīng)用。
[0008] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0009] -種具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液，所述苯丙乳液采用核殼乳液聚合法制備而 得，所用原料組分包括聚合主單體、陰-非離子復合乳化劑、功能性聚合單體、引發(fā)劑、pH緩 沖劑和水，所述聚合主單體為丙烯酸烷基酯與苯乙烯的混合；所述陰-非離子復合乳化劑 為具有式I?式ΠΙ結(jié)構(gòu)通式的化合物中的一種：
[0010]

【權(quán)利要求】
1. 一種具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液，所述苯丙乳液采用核殼乳液聚合法制備而 得，所用原料組分包括聚合主單體、陰-非離子復合乳化劑、功能性聚合單體、引發(fā)劑、pH緩 沖劑和水，所述聚合主單體為丙烯酸烷基酯與苯乙烯的混合；其特征在于： 所述陰-非離子復合乳化劑為具有式I?式III結(jié)構(gòu)通式的化合物中的一種：
所述功能性聚合單體為具有式IV?式V結(jié)構(gòu)通式的化合物中的一種：
在式I?式V中，Rp R2、R3、R4及R5獨立的選自Ci?C 13的直鏈烷烴基、Ci?C13的含 有支鏈結(jié)構(gòu)的烷烴基或c2?C15的羥烷基；m為3至50的整數(shù)；η為3至50的整數(shù)；〇為3 至50的整數(shù)；X為磺酸鹽基團、硫酸鹽基團、羧酸鹽基團中的一種；Μ+為Na+、K+或ΝΗ 4+。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液，其特征在于：所述 陰-非離子復合乳化劑的用量為聚合主單體總質(zhì)量的〇. 5%?1%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液，其特征在于：所述功 能性聚合單體的用量為聚合主單體總質(zhì)量的〇. 2%?1%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液，其特征在于：所述具 有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液的粒子殼層玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為18?40°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液，其特征在于：所述丙 烯酸烷基酯為丙烯酸丁酯或丙烯酸異辛酯； 所述聚合主單體中丙烯酸烷基酯與苯乙烯的質(zhì)量比為（48?35) : (52?65); 所述引發(fā)劑為過硫酸鈉、過硫酸銨或過硫酸鉀中的一種； 所述引發(fā)劑的用量為聚合主單體總質(zhì)量的〇. 4%?0. 6% ; 所述pH緩沖劑為NaHC03或NaHP04中的一種； 所述pH緩沖劑的用量為聚合主單體總質(zhì)量的0. 3%?0. 6%。
6. -種根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項所述的具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液的制備方 法，其特征在于包括如下步驟 ： (1) 將pH緩沖劑、陰-非離子復合乳化劑、總重量20?40%的引發(fā)劑和總重量60? 80%的水加入反應(yīng)器中，混合后加熱； (2) 待反應(yīng)器溫度加熱至78?82°C，滴加總重量8?15%的聚合主單體，于5?lOmin 內(nèi)滴加完畢，保溫20?30min ; (3) 然后往反應(yīng)器中同時滴加余量的聚合主單體、余量的水和引發(fā)劑所配制的溶液，待 余量的聚合主單體剩余1/2?1/3時開始滴加功能性聚合單體，此步驟所有物料在3?4h 內(nèi)滴加完畢，然后升溫至85?90°C保溫反應(yīng)0. 5?lh ; (4) 待步驟（3)反應(yīng)結(jié)束后降溫至50?60°C，用氨水調(diào)節(jié)pH值至7?9,冷卻后得到 所述具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液。
7. -種根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項所述的具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液在制備具有 優(yōu)良凍融穩(wěn)定性涂料中的應(yīng)用。
8. -種以權(quán)利要求1?5任一項所述的具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液為原料制備的 乳膠漆，其特征在于：由以下質(zhì)量百分比的原料調(diào)制而成： 水 36.67%, 潤濕分散劑0.5%, 成膜助劑 0.9%， 消泡劑 0.2%， 群r漿 0.02%， 增稠劑 0.47%， 氨水 0.04%， 鈦白粉 2%， 高嶺土 10%， 滑石粉 9%， 重鈣 30%， 防霉劑 0.2%， 所述具有優(yōu)異凍融穩(wěn)定性的苯丙乳液 10%。
【文檔編號】C08F220/06GK104086686SQ201410294831
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】沈慧芳, 沈大譜, 楊之卓, 劉薇薇 申請人:華南理工大學, 嘉寶莉化工集團股份有限公司