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一种水性哑光核壳乳液及其制备方法及其应用与流程

时间:2022-02-03 阅读: 作者:专利查询

一种水性哑光核壳乳液及其制备方法及其应用与流程

1.本发明属于涂料技术领域,具体涉及一种水性哑光核壳乳液及其制备方法及其应用。


背景技术:

2.丙烯酸乳液因价格低廉,保光保色、耐热老化和耐紫外老化性能好,现已成为第一大树脂涂料。丙烯酸酯共聚物为无定型聚合物,存在涂膜光泽度、硬度、丰满度、耐磨性、耐化学品性、抗划伤性能较差的问题。如何提高以丙烯酸酯共聚物乳液为成膜物质的水性木器漆的涂膜硬度、耐化学品等综合性能,是丙烯酸酯共聚乳液研发与合成的难题。
3.现有的以丙烯酸乳液为基料的水性涂料消光,大多采用物理添加消光剂的方法,消光剂在涂料中易沉降聚团,导致涂料性能储存稳定性降低,涂层脆性、透明度和耐抛光性能下降。因此,需要一种兼具漆膜性能和哑光效果的丙烯酸乳液。


技术实现要素:

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种水性哑光核壳乳液,该乳液无需添加消光粉即可实现良好的哑光效果,漆膜透明度高、丰满度好,漆膜具有良好的基材附着力、机械强度、耐候性、耐水性和耐化学品性。
5.本发明的技术方案如下:
6.一种水性哑光核壳乳液,由以下按质量百分比计算的组分制备而成:丙烯酸(酯)类单体35-45%、增塑剂0.1-1%、乳化剂0.1-1%、交联单体a 0.3-1%、交联单体b 0.3-1%、可聚合硅烷单体0.1-0.5%、引发剂0.01-0.25%、氨水0.1-5%以及余量的水。
7.进一步的,所述丙烯酸(酯)类单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯中的至少一种。
8.进一步的,所述丙烯酸(酯)类单体为丙烯酸1-3%、甲基丙烯酸甲酯45-55%、丙烯酸丁酯0.1-1%、苯乙烯0.1-1%和丙烯酸异辛酯40-55%,各组分质量占比之和为100%。
9.进一步的,所述增塑剂包括邻苯二甲酸酯、十八碳酸酯、脂肪族二元酸酯、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的至少一种。
10.进一步的,所述交联单体a为双丙酮丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯中的至少一种;所述交联单体b为己二酸二肼、碳酸二酰肼、草酸二酰肼、丁二酸二酰肼中的至少一种。
11.进一步的,所述乳化剂包括十二烷基硫酸钠、adeka reasoap sr-10(日本艾迪科阴离子耐水环保型乳化剂)、adeka reasoap er-30(日本艾迪科表面活性剂)、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
12.进一步的,所述可聚合硅烷单体为乙烯基硅氧烷,所述乙烯基硅氧烷为乙烯基三乙氧基硅烷、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中的一种。
13.进一步的,所述引发剂为过硫酸钠和叔丁基过氧化氢。
14.进一步的,还包括消泡剂0.01-0.05%、防腐剂0.01-0.05%。
15.一种所述的水性哑光核壳乳液的制备方法,包括以下步骤:
16.s1.制备核单体预乳化液:将水、乳化剂、丙烯酸(酯)类单体和增塑剂依次加入单体预乳化罐中,搅拌乳化1-2h形成核单体预乳化液;
17.s2.制备壳单体预乳化液:将水、余下乳化剂、丙烯酸(酯)类单体、增塑剂和交联单体a依次加入单体预乳化罐中,搅拌乳化1-2h形成壳单体预乳化液;其中,增塑剂在核单体预乳化液和壳单体预乳化液中的质量比为1-2:1-2,丙烯酸(酯)类单体在核单体预乳化液和壳单体预乳化液中的质量比为3-6:1-4,乳化剂在核单体预乳化液和壳单体预乳化液中的质量比为1-3:1;
18.s3.制备哑光核壳乳液:向聚合釜中加入水和乳化剂,开启搅拌,升温至80℃-84℃,稳定10-15min后,同时滴加所述核单体预乳化液和引发剂水溶液,1-2h滴加完,保温1-2h,滴加所述壳单体预乳化液和引发剂水溶液,待滴加至剩余壳单体预乳化液20-30%时,停止滴加;加入可聚合硅烷单体搅拌10-30min后继续滴加余下的壳单体预乳化液,滴加时间控制在60-120min,滴加完毕后保温1-3h;保温结束后降温至60-70℃,加入余下引发剂水溶液,温度控制在63-67℃,保温30-60min,保温结束后降温至40℃以下,用氨水调节ph至7-9,加入计量的交联单体b搅拌30-60min,过200-500目滤网即可。
19.一种水性木器漆,包括以下质量份数的组分:所述水性哑光核壳乳液70-80份、硬脂酸锌1-5份、助剂1-5份、二丙二醇丁醚1-5份、二丙二醇甲醚1-3份、水10-15份。
20.进一步的,所述助剂包括以下组分中的至少一种:润湿剂、流平剂、增稠剂、消泡剂、防腐剂、分散剂、抗划伤剂。
21.进一步的,所述助剂为润湿剂0.1-0.5份、流平剂0.1-0.5份、增稠剂0.1-0.5份、消泡剂0.1-0.5份、防腐剂0.1-0.5份、分散剂0.1-0.5份和抗划伤剂0.1-0.5份。
22.本发明具有如下有益效果:
23.本发明选用的丙烯酸(酯)类单体成膜性能好,可提高漆膜的柔韧性和基材附着力。丙烯酸(酯)类单体与可聚合硅烷单体接枝,赋予了漆膜较高的透明度和良好的自消光效果。可聚合硅烷单体能够提高漆膜的机械强度以及与基材的粘接强度,提高漆膜的耐水、耐化学品、耐候和阻隔性能。二者与增塑剂的相容性好,保证了漆膜的柔韧性,提高了漆膜的耐水性、耐温性、耐候性和耐化学品性,进一步提高了漆膜的哑光效果。
24.本发明采用壳核工艺,壳结构中的交联单体a具有良好的成膜性能,与交联剂b复合使用,可降低漆膜的固化温度,提高漆膜的交联速度,漆膜固化时大分子结构间交联接枝,可提高固化后漆膜的交联密度,从而提高了漆膜的致密性、硬度、耐化学品性能和抗刮耐磨性能。
具体实施方式
25.下面结合实施例对本发明进行详细的说明,实施例仅是本发明的优选实施方式,不是对本发明的限定。
26.下表为本发明水性哑光核壳乳液5个实施例和3个对比例的配方表(单位:%):
27.28.[0029][0030]
一种所述的水性哑光核壳乳液的制备方法,包括以下步骤:
[0031]
s1.制备核单体预乳化液:将水、乳化剂、丙烯酸(酯)类单体和增塑剂依次加入单体预乳化罐中,搅拌乳化1-2h形成核单体预乳化液;
[0032]
s2.制备壳单体预乳化液:将水、余下乳化剂、丙烯酸(酯)类单体、增塑剂和交联单体a依次加入单体预乳化罐中,搅拌乳化1-2h形成壳单体预乳化液;其中,增塑剂在核单体预乳化液和壳单体预乳化液中的质量比为2:1,丙烯酸(酯)类单体在核单体预乳化液和壳单体预乳化液中的质量比为6:4,乳化剂在核单体预乳化液和壳单体预乳化液中的质量比为1:1;
[0033]
s3.制备哑光核壳乳液:向聚合釜中加入水和乳化剂,开启搅拌,升温至80℃-84℃,稳定10-15min后,同时滴加所述核单体预乳化液和过硫酸钠水溶液,1-2h滴加完,保温1-2h,滴加所述壳单体预乳化液和过硫酸钠水溶液,待滴加至剩余壳单体预乳化液20%时,停止滴加;加入可聚合硅烷单体搅拌10min后继续滴加余下的壳单体预乳化液,滴加时间控
制在120min,滴加完毕后保温1h;保温结束后降温至60-70℃,加入叔丁基过氧化氢水溶液,10min后滴加余下亚硫酸氢钠水溶液,滴加时间为30min,温度控制在63-67℃,保温30min,保温结束后降温至40℃以下,用氨水调节ph至7-9,加入计量的交联单体b搅拌30min,过200-500目滤网即可。
[0034]
将本发明水性哑光核壳乳液5个实施例和3个对比例分别制成水性木器漆样品1-8,所述水性木器漆包括以下质量份数的组分:去离子水110份、乳液80份、润湿剂0.2份、流平剂0.2份、二丙二醇丁醚4份、二丙二醇甲醚2份、增稠剂0.1份、消泡剂0.05份、防腐剂0.05份、分散剂0.1份、抗划伤剂2.5份和硬脂酸锌5份。
[0035]
取等量水性木器漆样品1-8涂布于基材上,漆膜自干7天后测试各项性能,测试结果见下表:
[0036][0037]
可见,本发明水性哑光核壳乳液应用于水性木器漆中,可提高漆膜的硬度、耐水性和耐醇性能,漆膜哑光效果好。
[0038]
本发明乳液无需添加消光粉即可实现良好的哑光效果,漆膜透明度高、丰满度好,漆膜具有良好的基材附着力、机械强度、耐候性、耐水性和耐化学品性。