高耐水耐堿和高耐擦洗醋丙乳液及相關涂料的制備
【技術領域】
[0001] 本發明屬于建筑涂料領域，乳液合成方向，具體涉及一種高耐水耐堿和高耐擦洗 醋丙乳液及相關涂料的制備。
【背景技術】
[0002] 在眾多以乳液聚合為主要合成工藝的內外墻乳液產品中，以醋酸乙烯酯為主要原 料合成的醋丙乳液不論在工業領域還是在科研領域都有著非常重要的地位。我國于在20 世紀50年代就開始了醋丙乳液的研制工作，70年代醋丙乳液工業有了突飛猛進的發展。和 傳統的苯丙或者純丙乳液相比，醋丙乳液憑借其優異的施工性、較小的氣味、獨特的流變性 能、價格低廉、粘結性強、成膜穩定性好等優點，深受廣大涂料廠商和消費者的青睞。廣泛的 用于木材加工、織物粘結、家具組裝、紙板粘接、建筑涂料等領域。
[0003] 但醋丙乳液也有其自身不可克服的缺陷。其主要原料醋酸乙烯酯水溶性較高，吸 水率相較于其他的丙烯酸類物質偏高，醋丙乳液耐水性不是很理想。此外，醋酸乙烯酯在 水性、尤其是堿性條件下容易水解，造成分子鏈的斷裂，對于漆膜的整體性能有著顯著的影 響，特別體現在耐水耐堿和耐擦洗的性能上面。另一方面，醋丙乳液由于大分子量的保護膠 體的加入，如聚乙烯醇或者羥基纖維素，使得粒徑要遠大于苯丙或者純丙乳液，乳液顆粒的 比表面積很小，對于粉料的承載能力較小，漆膜的后期性能受到了極大的影響。故如何在保 持醋丙乳液優勢的基礎上，進一步提高其耐水耐堿和耐擦洗的性能一直是醋丙乳液研究的 重要方向。顆粒的比表面積很小，對于粉料的承載能力較小，漆膜的后期性能受到了極大的 影響。
【發明內容】
[0004] 針對上述問題，本發明提供一種耐水耐堿和高耐擦洗醋丙乳液及相關涂料的制 備。
[0005] 為達到上述目的，本發明高耐水耐堿和高耐擦洗的醋丙乳液，包括：
[0006] 第一部分核殼結構的組成如下：醋酸乙烯酯200-300、丙烯酸丁酯50-70、丙 烯酸0-1、甲基丙烯酸亞乙基脲乙氧基酯（MEEU)0-5重量份、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯 (TMPTMA)0-5 ；
[0007] 第二部分核殼結構的組成如下：甲基丙烯酸50-120、丙烯酸丁酯20-60、甲基丙烯 酸亞乙基脲乙氧基酯（MEEU) 0-5、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTMA) 0-5。
[0008] 進一步地，第一部分核殼結構與第二部分核殼結構的比例在50/50到95/5之間。
[0009] 進一步地，還包括如下重量份的原料：
[0010] 羥基纖維素Plus300 1-5、十二烷基硫酸鈉2-6、非離子乳化劑Abex25155-20、反 應型乳化劑SVS0-1、過硫酸銨0. 5-2、以及去離子水400-500。
[0011] 最佳的組分：羥基纖維素Plus300 1.5、十二烷基硫酸鈉4、非離子乳化劑Abex 2515 5. 5、反應型乳化劑SVS0. 5、過硫酸銨0. 5、以及去離子水450。
[0012] 進一步地，包括如下重量份的組分：羥基纖維素Plus300 1. 5、十二烷基硫酸鈉4、 非離子乳化劑Abex 2515 5. 5、反應型乳化劑SVS 0. 5、過硫酸銨0. 5、以及去離子水450。
[0013] 進一步地，還包括如下組分：表面活性劑、還有引發劑、熱引發劑、氧化還原引發 劑、還有pH緩沖劑、消泡劑、殺菌劑。
[0014] 進一步地，所述表面活性劑由陰離子表面活性劑、可聚合表面活性劑、非離子表面 活性劑組成。
[0015] 為達到上述目的，本發明高耐水耐堿和高耐擦洗的醋丙乳液相關涂料的制備，其 特征在于，采用上述的高耐水耐堿和高耐擦洗的醋丙乳液中所述的組分制備而成。
[0016] 有益效果
[0017] 本發明與現有技術具備如下有益效果：
[0018] 本發明通過巧妙的結構設計合成的醋丙乳液，在性能上可以規避常規乳液耐水耐 堿的缺陷。多種功能單體的引入使得乳液的性能獲得了極大的提高。從而漆膜的耐水耐堿 性和耐擦洗的性能得到了極大的改善。
[0019] 合成的醋丙產品，不含ΑΡΕ0,且低甲醛，無苯系物和其他的污染排放，粒徑分布很 窄，產品穩定性很好。在關鍵的性能上，和國內外主要的競爭對手的相比，具有優異的耐水 耐堿性能，尤其體現在耐擦洗性能上。而其他性能如展色、遮蓋、流平等，則保持了醋丙一貫 的優勢。最終的產品性能優異并且綠色環保。
【具體實施方式】
[0020] 下面對本發明做進一步的描述。
[0021] 本發明采用乳液聚合工藝合成醋丙乳液，合成過程中加入了特殊功能基團疏水化 改性的羥基纖維素HEC，作為保護膠體保護乳液正常聚合的同時，將功能化疏水基團成功引 入到乳液粒子表面。從而在最終制得的漆膜產品上，保證醋丙本身的展色和流變性能的同 時，大大提高了醋丙的耐水耐堿性和耐擦洗的性能。
[0022] 采用核殼結構的制備工藝制備醋丙乳液。在殼層成功引入硬單體，如苯乙烯和甲 基丙烯酸甲酯等，從而使醋丙乳液可以結合苯丙和純丙乳液的優勢，具備了很好的耐水耐 堿性，尤其使得耐擦洗的性能得到了極大的提高。
[0023] 乳液聚合過程中加入了功能性單體及多功能交聯體系，在成膜過程中可以形成獨 特的網絡互穿結構，一方面提高了漆膜的致密性，另一方面也改善了與顏填料之間的相互 作用，從而極大的提高了產品的整體性能。
[0024] 本發明高耐水耐堿和高耐擦洗的醋丙乳液：
[0025] 1.采用特殊疏水改性的羥基纖維素Plus300,添加量1 %，從而可以將疏水基團成 功引入到乳液粒子的表面，提高了漆膜的耐水耐堿性和耐擦洗的性能
[0026] 2.采用核殼結構，殼層所占比例為30%，成功將苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯等硬單 體引入殼層，核殼的Tg分別設計為0和30〇C，使醋丙體系成功結合了苯丙和純丙的優勢，提 尚了整體的性能。
[0027] 3.引入功能性單體甲基丙烯酸亞乙基脲乙氧基酯和三官能團交聯單體三羥甲基 丙烷三丙烯酸酯，極大改善了漆膜的致密性和與顏填料的相容性。
[0028] 主要創新點的作用原理：
[0029] 1羥乙基纖維素：
[0030] 醋酸乙烯酯作為醋丙乳液中最重要的一種原料，由于其自身水溶性較好，又易在 水相體系中分解，故聚合過程之除了常用的小分子乳化劑之外，還需要加入大分子的保護 膠體。羥基纖維素作為一種綠色環保、生物可降解的大分子，常常用于醋丙乳液聚合。除了 保證乳液聚合順利進行的同時，也可以提供乳膠粒優良的電解質穩定性、機械穩定性、凍融 穩定性和稀釋穩定性。常用HEC結構式，其標準的結構式如下：
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[0032] 羥乙基纖維素在引發劑的作用下氧化脫氫生成大分子自由基，醋酸乙烯酯和丙烯 酸單體可以和大分子自由基進行鏈增長反應，導致單體接枝在羥基纖維素上。單體由于自 身性質不同，接枝的速率也不盡相同。接枝的產生在增大乳液分子量的同時，又提高了漆膜 的耐水耐堿性能。單體接枝羥基纖維素的機理，其主要的接枝機理如下：
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