[发明专利]无皂核壳乳液型两亲聚合物树脂及其制备和在制备功能调湿涂料中的应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子技术领域，涉及一种聚合物树脂，尤其涉及一种具有亲水性和亲油性的无皂核壳乳液型两亲聚合物树脂及其制备方法，本发明还涉及该无皂核壳乳液型两亲聚合物树脂在生产功能调湿涂料中的应用。

技术背景

空气相对湿度是衡量室内环境的一项重要参数，它与人体健康和工作生活密切相关，过高过低都会影响人们的正常生活。综合考虑微生物生长、人体发病、物品变质以及舒适度等各种因素，公认最佳相对湿度范围是40％～60％，因此研究与开发具有良好调湿性能的调湿材料对改善人居热湿环境、提高物品的保存质量及降低空调系统能耗有重要意义。

当前，室内湿度调控方法按是否消耗能源分可分为主动式和被动式两种。前者主要指空调技术，该法投资大、能耗高、易产生噪音污染，引发“建筑室内空调综合症”等问题，不宜长期使用。后者利用可再生能源或材料的吸/放湿特性来调控湿度，无需消耗任何人工能源和机械设备，是一种节能的生态性调控方法。目前被动式方法尚未成熟，亟待进一步系统研究。利用材料的吸/放湿特性来控制调节湿度的研究在日本已有二十多年了，而在我国和许多国家都才刚刚起步，因此研究开发具有自动调节空气湿度能力的材料，对节能降耗、改善环境、保护生态具有重要的现实意义。

调湿涂料利用涂层的吸/放湿特性来调控湿度的涂料，是调湿材料中的一种，与调湿板、调湿薄膜等材料既相互联系又相互区别，它涂刷于墙体或其它物品表面，起到保护、装饰被涂物和调节空气湿度的作用，所以对于居室来说，采用调湿涂料则是最方便快捷的调湿方式。传统的调湿涂料，按成膜物来源可分为无机型、有机型和有机/无机复合调湿涂料，但它们都因存在以下缺点而很少商品化，大多只停留在研究阶段：1)调湿效果不明显；2)涂层在高湿度环境下易粉化脱落；3)当底材透水或涂层遇水时，涂膜会起泡脱落，影响其美观和性能。

具有良好调湿性能的调湿涂料应具备以下特征：1)具有优良的通透性。2)具有优良的吸水性和保水性。3)涂膜吸水后不能起泡、脱落，墙体不能变形，否则就没意义。

以丙烯酸类单体合成的水分散型两亲聚合物树脂为成膜物制成的智能呼吸性涂料具有出色的吸水性、保水性、耐水性和通透性，调湿性能优良，是较为理想的呼吸性涂料。但其有机溶剂量较大，造成产品成本升高，影响其推广和应用。

以丙烯酸类单体合成的乳液型两亲聚合物树脂为成膜物制成的智能呼吸性涂料不但具有出色的吸水性、保水性、耐水性、通透性和调湿性，而且在生产和施工过程中均不含有机溶剂，安全环保，成本低，是较为理想的居室装饰内墙涂料。由于该涂料使用了少量乳化剂，一方面使乳液聚合得以顺利进行，并得到稳定的高分子量的聚合物胶体分散液，另一方面也会给产物带来一些问题，如产生泡沫。为解决此类问题，人们用无皂乳液聚合方法来制备较清洁的乳胶粒子。

以丙烯酸类单体合成的无皂乳液型两亲聚合物树脂为成膜物制成的智能呼吸性涂料由于不含有机溶剂和乳化剂，所以在生产和施工过程中更加安全环保，成本低，涂层具有更出色的外观和吸水性、保水性、耐水性、耐碱性。但是乳液型和无皂乳液型树脂的最低成膜温度均较高，一般在15℃以上，若不添加成膜助剂就难以在低温下良好成膜，从而影响涂层性能。然而成膜助剂是一种易消失的具有一定挥发速率的临时增塑剂，价格较高，添加后会使产品成本升高，因此研制硬核软壳的无皂核壳乳液型两亲聚合物树脂就更具有现实意义。该乳液无需添加成膜助剂就能在低温下很好成膜，这不仅能保证涂层具有较高机械强度、乳液稳定性和耐水耐碱等性能，又不致使产品成本增加，同时还解决了低温施工问题，所以综合考虑生产、施工、涂层性能和产品成本等各种因素，用无皂核壳乳液型两亲聚合物树脂制成的功能调湿涂料将是理想的居室装饰内墙涂料。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有无皂核壳乳液型两亲聚合物树脂。

本发明的另一目的，是提供一种利用无皂核壳乳液型两亲聚合物树脂生产一种集装饰性、调湿性、通透性、保温防结露、耐水耐碱、抗菌等为一体的多重功能调湿涂料的方法。

(一)无皂核壳乳液型两亲聚合物树脂

本发明的无皂核壳乳液型两亲聚合物树脂的制备，由以下重量份的原料和方法制备而成：

原料：以重量份计

不饱和烃基酸1～50份，甲基丙烯酸甲酯1～50份、苯乙烯0～50份，丙烯酸丁酯1～80份，甲基丙烯酸丁酯0～50份，甲基丙烯酸羟丙酯1～80份，甲基丙烯酸羟乙酯0～50份，丙烯酰胺0.1～50份，双丙酮丙烯酰胺0～20份，纳米氧化硅0～10份，碳酸氢钠1～10份，引发剂0.1～10份；

工艺：