一種浮雕涂料骨料用乳膠及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種浮雕涂料骨料用乳膠及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著乳液聚合理論研究的不斷深化及乳液聚合物水平的不斷提高，乳液聚合技術(shù) 也不斷發(fā)展，派生出了不少乳液聚合的新分支，出現(xiàn)了許多新的乳液聚合方法，諸如反向乳 液聚合、非水介質(zhì)中的乳液聚合、無皂乳液聚合、乳液縮聚、乳液定向聚合、分散聚合、微乳 超微乳液聚合、反應(yīng)性聚合物凝膠、制備具有核殼結(jié)構(gòu)乳液粒子、輻射乳液聚合等。這些方 法大多數(shù)已見諸于工業(yè)化生產(chǎn)，所制造的不同功能、不同用途的特種乳液聚合和聚合物乳 液，已大量地應(yīng)用于各個領(lǐng)域，有些產(chǎn)品已延伸到某些高新技術(shù)領(lǐng)域，成為不可缺少的材料 和工作性質(zhì)。這些新分支和新方法的出現(xiàn)，大大豐富了乳液聚合的內(nèi)容，也大大促進了乳液 聚合理論和技術(shù)的發(fā)展。
[0003] 核殼乳液聚合工藝在乳液聚合中具有重要的作用，其典型的方法是根據(jù)核殼的組 成，采用分段聚合方法制備聚合物，將核作為種子，然后將殼層單體加到種子聚合物上聚合 而成。這種結(jié)構(gòu)的聚合物比共混聚合物或單體均聚物乳液具有更優(yōu)異的性能，廣泛應(yīng)用于 涂料、粘合劑和油墨等領(lǐng)域。例如，內(nèi)硬外軟的核殼聚合物在不改變?nèi)橐壕酆衔飭误w組成的 前提下，可有效降低成膜溫度，改善聚合物的柔韌性和彈性。20世紀80年代Okubo提出了 "粒子設(shè)計"的思想，通過特殊乳液聚合方法制備出一類具有雙層或多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合粒子。 可以通過核和殼的不同組合，得到一系列不同形態(tài)的粒子，進而得到不同功能的產(chǎn)品。
[0004] CN104530304A公開了一種水泥基建筑材料用低Tg丙烯酸酯乳液，該丙烯酸酯乳 液由一種軟核硬殼結(jié)構(gòu)的乳膠粒組成，乳液Tg為-30 °C~5 °C，核Tg為-50 °C~-5 °C，殼Tg 為-5 °C~20 °C，核比例為70 %~95 %，殼比例為5 %~30 %。其制造方法包括核預(yù)乳液的 配制，核引發(fā)劑溶液的配制、殼預(yù)乳液的配制，殼引發(fā)劑溶液的配制、種子乳液的制備、核聚 合物乳液的制備以及核殼結(jié)構(gòu)乳液的制備。采用該制備方法雖然得到了核殼結(jié)構(gòu)乳液，但 該方法中并沒有提到自交聯(lián)性。
[0005] CN103965816A公開了一種低VOC高性能無紡布材料用乳液膠粘劑及其制備方法， 其中乳液膠粘劑的組成成分按重量份為：硬單體10~40份；軟單體10~30份；功能性單 體5~15份；引發(fā)劑0. 1~1. 5份；乳化劑1~5份；pH調(diào)節(jié)劑0. 1~0. 5份，改性蒙脫石 0. 1~0. 5份，去離子水30~70份。其制備方法為半連續(xù)核殼聚合方法。該方法存在以下 缺陷：并沒有形成真正的殼包核結(jié)構(gòu)乳液，該方法中也未提到自交聯(lián)性。
[0006] CN102585084A公開了一種涂料乳液及其制備方法。該涂料乳液，由以下原料聚合 而成：硬單體、軟單體、功能性單體、復(fù)合乳化劑、有機娃，引發(fā)劑、PH調(diào)節(jié)劑和去離子水。該 制備方法中選擇了合適的軟、硬單體的配比，應(yīng)用了陰離子和非離子乳化劑混合，并通過核 殼聚合反應(yīng)制得。制備的涂料乳液具有較低的成膜溫度，較好的耐水性。該方法并沒有提 到是否形成真正的殼包核結(jié)構(gòu)乳液，該方法中也未提到自交聯(lián)性。
[0007] CN102321326A公開了一種室溫自交聯(lián)核殼結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯彈性乳液及其制備方 法。該制備方法采用核殼聚合工藝，在殼層引入交聯(lián)單體，將核層玻璃化溫度（Tg)設(shè)計 成-40°C~-15°c，殼層Tg設(shè)計成5°C~40°C，并在乳液聚合完畢，調(diào)節(jié)pH至8~9后，加 入一定量的交聯(lián)劑，制得核殼結(jié)構(gòu)的室溫自交聯(lián)彈性乳液。該方法并沒有提到是否形成真 正的殼包核結(jié)構(gòu)乳液。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種浮雕涂料骨料用乳膠及其制備方 法和應(yīng)用。
[0009] 本發(fā)明提供一種浮雕涂料骨料用乳膠，其pH在7. 5-8. 5,固含量為43. 0 %~ 56. 0%，粘度在200-850mpa. s ;其包括以下重量百分比的組分：
[0010] 單體 43.1 ~58.0%，
[0011] 增強膠乳 1.1~2.3%，
[0012] 混合助劑 0· 04 ~3. 10 %，
[0013] 增塑劑 0~0.5%，
[0014] 引發(fā)劑 0.25 ~0.77%，
[0015] 溶劑 39.0 ~53.0%，
[0016] 填料 0 ~0.1%，
[0017] 粒子穩(wěn)定劑 0· 7~4. 0 %。
[0018] 作為優(yōu)選，所述單體包括以下組分：（1)與分子式為CH2= C(CH3)COOH的物質(zhì)互為 同分異構(gòu)體的物質(zhì)，優(yōu)選地其重量百分比為32. 3~37. 2% ;和（2)由一個異丙烯基和一個 羧基組成的化合物或者其取代基產(chǎn)物，優(yōu)選地其重量百分比為2. 2~2. 9% ;和（3)丙烯酸 脂類或其取代基酯類中的一種或幾種，優(yōu)選地其重量百分比為8. 0~19. 1%。
[0019] 作為優(yōu)選，所述增強膠乳為具有"核殼結(jié)構(gòu)"的自交聯(lián)型聚合物，具有極強的抗皂 化性和耐電介質(zhì)能力，粘度在30-100mpa. s，pH值為12-13,固含在54. 5-60之間的物質(zhì)的 一種或多種。
[0020] 作為優(yōu)選，所述混合助劑為消泡劑和緩沖劑的一種或多種。其中，消泡劑包括礦物 油、金屬皂類或硅類中的一種或多種；緩沖劑為堿性物質(zhì)的飽和或不飽和水溶液。
[0021] 作為優(yōu)選，所述增塑劑為脂肪酸酯類、磷酸酯類或檸檬酸酯類中的一種或多種。
[0022] 作為優(yōu)選，所述引發(fā)劑為過硫酸鹽、過氧化物類、氧化-還原引發(fā)劑中的一種或多 種。
[0023] 作為優(yōu)選，所述溶劑為水。優(yōu)選地，包括各指標的去離子水。
[0024] 作為優(yōu)選，所述填料為碳酸鈣、沉淀硫酸鋇中的一種或多種。
[0025] 作為優(yōu)選，所述粒子穩(wěn)定劑為陰離子型保護劑和非離子型控制劑的一種或多種。
[0026] 本發(fā)明還提供上述的浮雕涂料骨料用乳膠的制備方法，該方法包括：a.在預(yù)分散 裝置中，轉(zhuǎn)速50-100r/min，加入一定量溶劑、一定量混合助劑和一定量粒子穩(wěn)定劑，攪拌 15-30min混合均勻后，再加入全部的單體，調(diào)整轉(zhuǎn)速85-140r/min室溫下攪拌20-35min，得 到預(yù)混液；
[0027] b.用一定量的溶劑溶解一定量引發(fā)劑配成引發(fā)劑溶液1，用一定量的溶劑溶解一 定量引發(fā)劑配成引發(fā)劑溶液2;
[0028] c.在反應(yīng)釜中加入剩余溶劑、剩余粒子穩(wěn)定劑以及增強膠乳，開動攪拌裝置 85-130r/min，打開冷凝水升溫至61-70°C，加入上述引發(fā)劑溶液1的40-55%到反應(yīng)釜中， 攪拌5-1〇11^11，加入步驟 &制備的預(yù)混液的1〇-18%，反應(yīng)15-3〇1^11;
[0029] d.加入引發(fā)劑溶液1的8-10%，滴加剩余的預(yù)混液，3. 0-4. 5h滴完，并保持一定時 間間隔加入引發(fā)劑溶液1的5-8 %直至用完，保持溫度在70-78 °C，保溫反應(yīng)0. 35-0. 55h，加 入增塑劑、填料攪拌均勻，得到初級乳膠；
[0030] e.冷卻初級乳膠至65-70°C，加一定量混合助劑調(diào)pH至5-6. 5 ;
[0031] f.加入引發(fā)劑溶液2的35-45%，反應(yīng)5-20min，降溫至60-65°C，加入剩余引發(fā)劑 溶液2,反應(yīng)10-15min，用剩余混合助劑調(diào)節(jié)pH到7. 5-8. 5 ;
[0032] g.過濾，出料，即制得浮雕涂料骨料用乳膠。
[0033] 作為優(yōu)選，步驟a中，所述一定量溶劑為全部溶劑的40-85%。
[0034] 作為優(yōu)選，步驟a中，所述一定量混合助劑為全部混合助劑的30-80 %。
[0035] 作為優(yōu)選，步驟a中，所述一定量粒子穩(wěn)定劑為總粒子穩(wěn)定劑量的60-91 %。
[0036] 作為優(yōu)選，步驟b所述引發(fā)劑溶液以引發(fā)劑：溶劑水質(zhì)量比計算，引發(fā)劑溶液1的 濃度為1. 1:10-1. 5:10,引發(fā)劑2濃度的濃度為1.2:20-1.4:20。
[0037] 作為優(yōu)選，步驟d所述一定間隔時間為15_24min。
[0038] 本發(fā)明還提供一種浮雕涂料骨料用乳膠在浮雕涂料骨料中的應(yīng)用。
[0039] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的浮雕涂料骨料用乳膠及其制備方法和應(yīng)用， 該乳膠通過合理篩選不同競聚率單體采用先進的"育種"乳液聚合技術(shù)而合成具有自交聯(lián) 性能、具有環(huán)保無毒、VOC含量極低、成膜效果好的特點；在聚合過程中加入了增強膠乳起 到 "育種"作用，有效形成核層結(jié)構(gòu)保證整個聚合過程平穩(wěn)進行，精心設(shè)計引發(fā)劑組成，合理 采用不同氧化-還原引發(fā)劑體系合理有效的保證了聚合反應(yīng)的徹底進行，達到提升了成品 乳膠綜合性能的目的，有效避免了一般乳液用于浮雕涂料骨料時出現(xiàn)的顏料共舞性差、表 面龜裂、浮雕效果不強、VOC不達標等缺陷，符合當今乃至今后很長一段時間對浮雕骨料用 基料的要求。
[0040] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0041] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明 一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有 作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0042] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種浮雕涂料骨料用乳膠及其制備方 法和應(yīng)用。
[0043] 本發(fā)明提供一種浮雕涂料骨料用乳膠，其pH在7. 5-8. 5,固含量為43. 0 %~ 56. 0%，粘度在200-850mpa. s ;其包括以下重量百分比的組分：
[0044] 單體 43.1 ~58.0%，