[发明专利]一种内墙乳胶涂料用耐水抗泛白硅丙复合乳液的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种水性涂料的制备方法，具体涉及一种内墙乳胶涂料用耐水抗泛白硅丙复合乳液的制备方法。

背景技术

随着环保要求的日渐严格以及人们对居住环境质量的日益重视，挥发性有机化合物（VOC）含量已成为室内装饰装修过程中的一项重要考察指标。目前，传统溶剂型内墙涂料已逐渐被水性涂料中的乳胶涂料所取代。而作为乳胶涂料常用的成膜物质，聚丙烯酸酯乳液近年来也得到了广泛的研究和应用。聚丙烯酸酯乳液原料来源广泛、价格低廉，它不仅具有优良的耐候、保光、粘结以及耐化学品等性能，而且以水为分散介质，对环境污染小。用聚丙烯酸酯乳液配制的乳胶涂料与传统溶剂型涂料相比，大大降低了施工后室内的VOC含量。然而，由于这类乳胶涂料采用水性聚合物乳液为成膜物质，它常常面临着耐水性差、遇水易泛白的缺陷，并且聚合物树脂往往存在“热粘冷脆”的缺陷，导致乳胶涂料存在硬度与最低成膜温度间的矛盾。这些缺陷及矛盾又会进一步引起涂层附着力降低、耐候性变差、涂料的使用地域及季节受限等系列问题。

有机硅单体及其树脂具有极低的表面能，其Si-O键易旋转且键能高，利用有机硅改性聚丙烯酸酯乳液，不仅可以解决聚丙烯酸酯乳液耐水性差、遇水易泛白的问题，还能有效改善其耐高低温性、耐候性以及耐沾污性等性能。然而，仅仅引入有机硅还不能彻底解决聚丙烯酸酯热粘冷脆的问题，往往还需要引入交联剂。双丙酮丙烯酰胺/二酰肼交联剂体系是近年来乳胶涂料中研究最多的一类交联剂。它不仅克服了常规交联剂如二乙烯基苯、乙二醇二丙烯酸酯等造成的聚合不稳定问题，还避免了酰胺类交联剂如N-羟甲基丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺等在使用中释放甲醛的危险，并且能够在室温乳液成膜过程中交联，进一步提升乳液的应用性能。因此，近年来室温自交联型硅丙复合乳液已逐渐成为高性能成膜材料研究领域的热点。

硅丙复合乳液的制备通常采用常规乳液聚合法、核壳乳液聚合法或互穿网络聚合法来进行。常规乳液聚合法工艺简单，但在聚合时硅氧烷在水相中易发生水解、缩聚而影响乙烯基有机硅氧烷与丙烯酸酯单体的共聚，很难制备高硅含量的硅丙乳液。核壳乳液聚合法虽然能通过不同的核壳层赋予乳液不同的性能，但该方法操作复杂，工艺控制要求较严，并且当有机硅为核时，其表面被聚丙烯酸酯包埋，复合树脂性能提升有限；当有机硅为壳时，乳液稳定性差，还容易产生聚丙烯酸酯和聚硅氧烷两种乳胶粒子，所得树脂难以兼顾二者优点。互穿网络聚合法制备的硅丙复合乳液中聚有机硅烷与聚丙烯酸酯分子链相互贯穿、缠结，能有效解决有机硅与丙烯酸树脂相分离的问题，但工艺同样较复杂，复合粒子结构形态、二者互穿程度、相区大小等难以控制，并且由于分子链的缠结使乳液在成膜过程中有机硅分子链迁移变得困难，难以真正实现成本与性能的统一。

发明内容

本发明的目的是提供一种能降低有机硅用量、性能稳定优异且成本较低的内墙乳胶涂料用耐水抗泛白硅丙复合乳液的制备方法。

为解决上述的技术问题，本发明采取的技术方案：

一种内墙乳胶涂料用耐水抗泛白硅丙复合乳液的制备方法，其特殊之处在于：

由以下质量分数的原料制成：

单体                  （46～48）wt%

其中：

丙烯酸酯类单体           （90～95）wt%

乙烯基类有机硅             （2～5）wt%

自交联剂                   （1～2）wt%

助交联剂                   （2～5）wt%    

乳化剂                  （1～3）wt%

引发剂过硫酸铵       （0.6～1.0）wt%

其余为去离子水；

其中，自交联剂由组分A与组分B组成，二者物质的量之比为20：（16～25）；

具体步骤为：

步骤一：单体预乳化：

将部分乳化剂用部分去离子水溶解均匀，倒入预先混合均匀的乙烯基类有机硅、自交联剂组分A、助交联剂以及部分丙烯酸酯类单体的混合液中，在乳化机上先低速乳化，待混合液呈乳白色均匀乳液后，再高速乳化10min，得到单体预乳液；

其中，乳化剂用量为乳化剂总量的（25～35）wt%，去离子水用量为预乳化单体总量的（35～45）wt%，丙烯酸酯类单体用量为丙烯酸酯类单体总量的（60～70）wt%；

步骤二：种子乳液聚合：