[发明专利]一种核壳型弹性乳液、含该种乳液的涂料及其制备方法

说明书

技术领域:

本发明涉及一种核壳型弹性乳液，特别涉及一种核壳型弹性乳液、含核壳型弹性乳液的涂料及其制备方法，属于乳液聚合、涂料技术领域。

背景技术：

近年来，随着环境保护意识的不断加强和环境保护法规的日益完善，节能环保的水性涂料获得高速发展。与溶剂型涂料相比，水性涂料具有价格低、使用安全，节省资源和能源，减少环境污染和公害等优点。水性丙烯酸脂涂料是水性涂料中发展最快、品种最多的无污染型涂料。丙烯酸酯类涂料由于具有优异的粘结力及耐水、耐碱、耐老化性能获得广泛的应用。聚丙烯酸丁酯乳液中聚丙烯酸丁酯弹性微球具有优异的弹性，在涂料使用过程中作为应力集中体，既可诱发银纹和剪切带吸收能量，又可终止银纹。其用作弹性涂料时，当基材出现裂缝，涂膜受到拉伸变形而不会开裂破坏，仍然完整的涂膜保持原有的各种阻隔作用，防止开裂的基材处直接暴露于大气之中。但聚丙烯酸丁酯尺寸稳定性差，且玻璃化温度太低，室温下不易成膜。这严重限制了其在弹性涂料中的应用。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述不足而提供一种核壳型弹性乳液及其制备方法，该乳液能使漆膜兼具聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯的双重优点。

本发明的另一目的是提供一种含所述核壳型弹性乳液的涂料及其制备方法，该涂料涂膜具有优异的性能。

本发明采取的技术方案为：

一种核壳型弹性乳液，它是以聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）为核，以聚甲基丙烯酸甲酯为壳的聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）/聚甲基丙烯酸甲酯核壳结构聚合物水性乳液，由丙烯酸丁酯、苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯乳液聚合制得。

所述的核壳型弹性乳液固含量为20～40%，粒径范围在50～100nm。

所述的核壳型弹性乳液的制备方法，包括步骤如下：

（1）聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）种子乳液的制备：

按质量比0.15～0.25：0.03～0.05：0.001～0.003：0.004～0.006：0.001～0.003：0.001～0.003：1称取丙烯酸丁酯（BA）、苯乙烯（St）、十二烷基硫酸钠(SDS)、OP-10、乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）、甲基丙烯酸丙酯（ALMA）及去离子水，加入反应瓶，搅拌中升温至80℃，恒温搅拌20-30min，称取引发剂过硫酸钾（KPS），KPS的用量为水的0.006～0.008倍，加入到反应瓶中，80℃搅拌10-15min得到种子乳液；

（2）聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）乳液的制备，

按照步骤（1）所述的比例称取原料，量扩大到步骤（1）的8-10倍，将丙烯酸丁酯、

苯乙烯、十二烷基硫酸钠、OP-10、乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸丙酯及去离子水配制成预乳液，将预乳液缓慢滴加到所制备的种子乳液中，加入引发剂KPS引发反应，80℃搅拌反应2±0.1h，得到聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）乳液；

（3）将甲基丙烯酸甲酯（MMA）滴加到步骤（2）中所制备的乳液中，称取引发剂KPS加入引发反应，80℃反应30-35min，即可得到聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）/聚甲基丙烯酸甲酯核壳乳液；甲基丙烯酸甲酯的用量为上述丙烯酸丁酯总量的0.3～0.5倍，KPS的用量为甲基丙烯酸甲酯用量的0.02～0.04倍。

上述制备方法中搅拌速度控制在1500-2000r/min，单体甲基丙烯酸甲酯的滴加速度控制在1-3ml/min；预乳液的滴加速度控制在30min内加完即可。

含有上述核壳型弹性乳液的涂料。

所述的涂料的重量份比组成优选：上述核壳型弹性乳液即聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）/聚甲基丙烯酸甲酯核壳乳液30-50份，水15-20份，颜填料30-40份，助剂4-7份；助剂的重量份比组成为丙二醇1-2份、分散剂0.1-0.5份、润湿剂0.1-0.5份、消泡剂0.1-0.5份、成膜助剂0.5-1份、多功能助剂0.1-0.5份、防腐杀菌剂0.1～0.5份、增稠剂0.6～1.5份。

所述的颜填料重量份比组成为钛白粉10-15份、重质碳酸钙（1250目）15-20份、水洗高岭土（2000目）5-10份。

所述的助剂具体为：分散剂5040；润湿剂PE-100；消泡剂NXZ；成膜助剂醇酯-12；多功能助剂AMP95；防腐杀菌剂LXE；增稠剂ATM-60、SD-301。

上述涂料的制备方法，步骤为：

将部分水、钛白粉、重质碳酸钙（1250目）、水洗高岭土（2000目）、丙二醇、分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂、多功能助剂混合，用高速分散机分散砂磨至细度≤30μm；