一種高效耐水水性建筑涂料乳液聚合物及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種高效耐水水性建筑涂料乳液聚合物及其制備方法，應用在涂料領 域里。
【背景技術】
[0002] 乳液是指由兩種(或兩種以上)不互溶的的液體，在機械外力或表面活性劑的作用 下形成的分散體。水性乳液聚合是單體和水在乳化劑的作用下配制成的乳狀液中進行的聚 合，體系主要由單體、水、乳化劑及水溶性引發劑四種成份組成。水性乳液在涂料應用中起 著成膜、粘連性等至關重要的作用，尤其是建筑涂料中應用最為廣泛。
[0003]根據《國家化學建材產業"十五"計劃和2015年發展規劃綱要》，"十五"期間，我國 城鎮住宅建設每年仍將以5億平方米左右的建設速度發展，我國涂料行業發展的主要任務 將以建筑涂料為重點，使建筑涂料在外墻裝飾中的應用比例占到60%以上。建筑外墻涂料 有著如此廣闊的市場前景，這是機遇也是挑戰，因為外墻涂料在起到裝飾美觀的同時也直 接暴露在大自然中，經受風、雨、日曬的侵襲，故要求外墻涂料要具備更為優異的性能，如耐 水等性能。
[0004]現有技術中雖然也有耐水性的涂料乳液或涂料，具體種類如下:一、采用丙烯酸類 單體并引入含酮基的單體，如201410418388.7;二、采用丙烯酸類單體和有機硅單體，如 201110440792. (K201110457958.X。但由于單體品種較為單一和選取原料不當（如采用甲基 三氯硅烷和甲基苯基二氯硅烷作為有機硅單體，由于這兩種硅烷類物質沒有不飽和烯鍵， 用于參與聚合反應容易流失掉，而影響聚合反應的進行，導致制備出的涂料聚合效果不好， 性能不穩定。）等原因，這些工藝存在著容易導致聚合效果較差，制備出的產品性能不夠穩 定等缺點。
[0005]面對各類外墻涂料乳液，開發出一款聚合效果好且兼具優異的通用性和綜合性能 的高效耐水水性建筑涂料乳液聚合物及其制備方法己成為當務之亟。

【發明內容】

[0006]本發明提供一種高效耐水水性建筑涂料乳液聚合物及其制備方法，其克服了現有 工藝所制耐水水性涂料乳液制備成功率低，且聚合效果差的缺點，具有性能穩定且耐水性 能佳的優點。
[0007]本發明的技術方案如下：
[0008] 一種高效耐水水性建筑涂料乳液聚合物，其由以下重量份的原料組成：水50-60 份、pH緩沖劑0.1-0.2份、烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸銨0.5-1.5份、烷基酚聚 氧乙烯醚0.4-0.6份、引發劑0.1-0.4份、甲基丙烯酸甲酯12-24份、丙烯酸正丁酯12-20份、 丙烯酸異辛酯2-8份、八甲基環四硅氧烷0.1-1份、乙烯基聚二甲基硅氧烷1-5份、雙丙酮乙 烯酰胺1-2份、雙丙酮醇3-8份、己二酸二酰肼1-10份、三乙胺0.1-0.8份。
[0009]該申請的高效耐水水性建筑涂料乳液聚合物的配方中，在使用丙烯酸類單體的基 礎上同時采用了含酮基的單體和有機硅單體這兩種單體，并配合己二酸二酰肼助交聯劑的 使用，在丙烯酸類單體里引入含酮基，酮基和肼交聯使得所制得的漆膜更致密耐水，同時在 乳液成膜時能在表面形成致密的硅氧烷漆膜，而大大提升了該水性建筑涂料乳液聚合物的 耐水性能。在該配方中使用了雙丙酮乙烯酰胺和雙丙酮醇兩種含酮基的單體，以及乙烯基 聚二甲基硅氧烷和八甲基環四硅氧烷兩種有機硅單體，因此使得所制的水性建筑涂料乳液 聚合物的耐水性能更加優異。且配方中采用了乙烯基聚二甲基硅氧烷這個有機硅單體替代 現有工藝中所常用的甲基三氯硅烷和甲基苯基二氯硅烷，克服了甲基三氯硅烷和甲基苯基 二氯硅烷由于沒有不飽和烯鍵，參與聚合反應是容易流失而影響到聚合的進行以及產物的 性能穩定性的缺點；使用乙烯基聚二甲基硅氧烷時，添加的乙烯基可以聚合到乳液高分子 鏈上，長期存在，穩定性好，聚合物上的聚二甲基硅氧烷鏈會在乳液成膜時由于自身表面能 低而自動迀到表面，從而形成具長效性性能的致密的硅氧烷漆膜。硅氧烷漆膜的表面能低， 具有雙疏性能即疏水性和疏油性，而疏水性能使得其耐水性進一步提高。另外，配方中的三 乙胺是有機堿，用于調整體系的pH值。
[0010]所述高效耐水水性建筑涂料乳液聚合物，其由以下重量份的原料組成，水50.3份、pH緩沖劑0.15份、烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸銨0.5份、烷基酚聚氧乙烯醚 0.6份、引發劑0.4份、甲基丙烯酸甲酯24份、丙烯酸正丁酯12份、丙烯酸異辛酯6份、八甲基 環四硅氧烷0.8、乙烯基聚二甲基硅氧烷5份、雙丙酮乙烯酰胺2份、雙丙酮醇8份、己二酸二 酰肼2份、三乙胺0.5份。該優選配方中的多種單體(特別是含酮基的單體和有機硅單體）、乳 化劑的選擇，配合上pH緩沖劑等原料，并優選原料的比例，使得所制高效耐水水性建筑涂料 乳液聚合物的性質最穩定，耐水性最佳。
[0011]所述雙丙酮乙烯酰胺和雙丙酮醇的總重量份與己二酸二酰肼的重量份比例為1: 1，此時聚合物的交聯效果較佳。
[0012] 所述pH緩沖劑為碳酸氫鈉，引發劑為過硫酸銨。
[0013] 所述水為去離子水。
[0014]所述的高效耐水水性建筑涂料乳液聚合物的制備方法，其包括在常溫常壓下依次 進行的以下步驟：
[0015]①預乳化工藝:將水、pH緩沖劑、稀丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸銨、烷 基酚聚氧乙烯醚、引發劑、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異辛酯、八甲基環四硅氧 烷、乙烯基聚二甲基硅氧烷、雙丙酮乙烯酰胺進行混合，并以400-600rpm的分散速度高速分 散28-32min，制備成預乳化混合液；
[0016]②聚合工藝:從所述預乳化混合液中取少于其1/2體積的液體，將該液體緩慢升溫 至70_80°C，待其反應出現藍色相時，將剩余體積的的所述預乳化混合液緩慢滴加入其中并 攪拌均勻，恒溫反應〇. 5-1.5h，然后升溫至75-85°C再反應0.25-0.75h，之后將其降至室溫， 加入雙丙酮醇并攪拌均勻，再緩慢滴加己二酸二酰肼和三乙胺，攪拌均勻并過濾即得所述 高效耐水水性建筑涂料。
[0017] 所述步驟①中的分散速度為500rpm，分散時間為30min，該分散速度和分散時間的 分散效果最佳。
[0018]所述步驟②中的少于其1/2體積為1/4體積，該比例的選擇使得后續的緩慢滴加混 合更加的均勻，聚合反應更加完全，終產物的性能更佳。
[0019]所述步驟②中將從所述預乳化混合液中取少于其1/2體積的液體緩慢升溫至75 °C，該溫度助于聚合反應的進行。
[0020] 所述步驟②中將剩余體積的的所述預乳化混合液緩慢滴加入所述液體中并攪拌 均勻后，恒溫反應時間為lh，之后升溫至80°C再反應0.5h，該溫度和時間的設置使得聚合反 應更加完全。
[0021 ]與現有技術相比，本發明申請具有以下優點：
[0022] 1)制備成功率高，聚合效果好；
[0023] 2)性能穩定且耐水性能明顯好于現有工藝所制備的水性涂料。
【具體實施方式】
[0024]下面結合各實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0025]原料來源：
[0026]所述碳酸氫鈉優選為國藥集團化學試劑有限公司；
[0027]所述烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸銨、烷基酚聚氧乙烯醚、過硫酸銨 優選為阿拉丁化學試劑；
[0028]所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異辛酯、八甲基環四硅氧烷、雙丙酮 乙烯酰胺、己二酸二酰肼、三乙胺優選為安耐吉化學；
[0029] 所述乙烯基聚二甲基硅氧烷：日本信越；
[0030] 所述雙丙酮醇:星鴻化工。
[0031] 實施例1
[0032] -種高效耐水水性建筑涂料乳液聚合物，其由以下重量份的原料組成:去離子水 50.3份、pH緩沖劑碳酸氫鈉0.15份、烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸銨0.5份、烷 基酚聚氧乙烯醚0.6份、引發劑過硫酸銨0.4份、甲基丙烯酸甲酯24份、丙烯酸正丁酯12份、 丙烯酸異辛酯6份、八甲基環四硅氧烷0.8份、乙烯基聚二甲基硅氧烷5份、雙丙酮乙烯酰胺2 份、雙丙酮醇8份、己二酸二酰肼10份、三乙胺0.5份。
[0033]該高效耐水水性建筑涂料乳液聚合物，其包括在常溫常壓下依次進行的以下步 驟：
[0034]①預乳化工藝:將水、pH緩沖劑、烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸銨、烷 基酚聚氧乙烯醚、引發劑、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異辛酯、八甲基環四硅氧 烷、乙烯基聚二甲基硅氧烷、雙丙酮乙烯酰胺進行混合，并以500r