低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液及其制备方法与流程

1.本发明涉及建筑装修材料技术领域，涉及一种低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液及其制备方法。


背景技术：

2.随着科学技术的不断进步，人们对于表面装饰的要求和环保意识的日益增强，使得建筑装饰装修材料得到了迅速的发展，对于装饰涂料也提出了新的要求。
3.但市面上现有的乳胶漆常常出现施工中、施工后气味大，释放出voc(挥发性有机化合物)等有害气体的情况，而且，一些乳胶漆中还可能会存在apeo(烷基酚聚氧乙烯醚类化合物)释放的情况；这些不仅影响了乳胶漆装饰工程的进度，更会影响施工工人以及居住者的身体健康。
4.目前内外墙乳胶漆也常常出现运输过程或使用中，其机械稳定性、钙离子稳定性、稀释稳定性、冻融稳定性等稳定性不足，施工时不易承载各种颜料、施工粘度难以把控，施工后光泽度不够，耐擦洗、耐水性差，长时间使用后易出现脱落等问题。因此，亟需研发出一种综合性能优良的低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提出一种低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液及其制备方法，该低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液的乳化效果好，具有低气味、低voc、高稳定性的优点，能够广泛用于内墙体系。
6.基于上述目的，本发明提供了一种低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液，以重量份计，该苯丙乳液的原料包括：
7.丙烯酸丁酯单体18-25份、丙烯酸异辛酯单体5-13份、甲基丙烯酸甲酯单体2-9份，苯乙烯17-28份，功能单体1-3份，阴离子乳化剂1-6份，非离子乳化剂0.1-5份，引发剂0.1-5份，有机硅单体0.1-1.5份。
8.上述的低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液中，优选的，所述功能单体选自丙烯酸、丙烯酰胺和双丙酮丙烯酰胺中的一种或几种的组合。
9.上述的低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液中，优选的，所述阴离子乳化剂包括第一阴离子乳化剂和第二阴离子乳化剂；
10.所述第一阴离子乳化剂和所述第二阴离子乳化剂各自独立地选自脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐。
11.上述的低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液中，优选的，所述非离子乳化剂包括第一非离子乳化剂和第二非离子乳化剂；
12.所述第一非离子乳化剂和第二非离子乳化剂各自独立地选自脂肪醇乳化剂t-det a139和/或异构十三碳醇聚氧乙烯醚1309。
13.上述的低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液中，优选的，所述引发剂包括第一引发剂
和第二引发剂；
14.所述第一引发剂和第二引发剂各自独立地选自aps(过磷酸铵)、sps(聚二硫二丙烷磺酸钠)和kps(过硫酸钾)中的一种或几种的组合。
15.上述的低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液中，优选的，所述有机硅单体选自a171(乙烯基三甲氧基硅烷)、a174(3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷)和a187(3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷)中的一种或几种的组合。
16.上述的低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液中，使用有机硅单体能够有效提高交联度，提高苯丙乳液的耐擦洗性能。功能单体和乳化剂的联合应用，能够降低voc的释放，且不含apeo。
17.本发明还提供上述的低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液的制备方法，包括如下步骤：
18.将去离子水、部分阴离子乳化剂、部分非离子乳化剂、丙烯酸丁酯单体、丙烯酸异辛酯单体、甲基丙烯酸甲酯单体、苯乙烯、功能单体、有机硅单体和部分引发剂在第一反应器中混合搅拌，得到第一反应物；
19.在第二反应器中加入去离子水、剩余部分的阴离子乳化剂、剩余部分的非离子乳化剂，然后通氮气升温后，加入剩余部分的引发剂，再匀速滴加第一反应物，反应得到第二反应物；
20.对第二反应物进行保温后进行净味处理，然后进行降温，再调整该第二反应物的ph值，制得低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液。
21.上述的制备方法中，优选的，该方法包括如下步骤：
22.将去离子水、第一阴离子乳化剂、第一非离子乳化剂、丙烯酸丁酯单体、丙烯酸异辛酯单体、甲基丙烯酸甲酯单体、苯乙烯、功能单体、有机硅单体和第一引发剂在第一反应器中混合搅拌，得到第一反应物；
23.在第二反应器中加入去离子水、第二阴离子乳化剂和第二非离子乳化剂，然后通氮气升温后，加入第二引发剂，再匀速滴加第一反应物，得到第二反应物；
24.对第二反应物进行保温后进行净味处理，然后进行降温，再调整该第二反应物的ph值，制得低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液。
25.上述的制备方法中，优选的，所述通氮气升温为将温度升温至80-90℃；
26.所述匀速滴加第一反应物是控制第一反应物在3-5h内匀速滴加完。
27.上述的制备方法中，优选的，在对第二反应物进行保温后进行净味处理，然后进行降温，再调整该第二反应物的ph值的步骤中，
28.对第二反应物进行保温为将第二反应物在80-90℃的温度条件下保温1-2h；
29.降温为将反应环境温度降温至50-70℃；
30.所述调整该第二反应物的ph值为将该第二反应物调整至ph值7-9。
31.上述的制备方法中，所述净味处理为本领域常用技术手段。调整ph值的方法为可以通过使用氢氧化钠进行调整，但不限于此。
32.上述的制备方法中，去离子水的使用可以根据需要进行调整，但是5-50份的水为较佳比例用量，作为基质载体的效果较好。
33.本发明提供的技术方案具有以下显著有益效果：
34.本发明苯丙乳液中，除了软、硬单体外，还同时加入了含有羧基(丙烯酸、丙烯酰胺)或n-取代的酰胺和甲酮(双丙酮丙烯酰胺)等官能团的功能单体、含有甲氧基的有机硅单体，各类单体在阴离子乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐以及非离子乳化剂混合的乳化剂中进行有效交联反应，通过各原料的协同复配作用，提高苯丙乳液的耐擦洗性能，并采用净味处理技术，降低voc的释放，且不含apeo。最终制得的苯丙乳液冻融稳定性好，耐擦洗好，与基材相容性好，附着力较强，具有优异的成漆稳定性和较好的耐玷污性；还具有低气味，低voc和无apeo的优点。
具体实施方式
35.为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
36.实施例1
37.本实施例提供一种低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液，以重量份计，所述苯丙乳液的原材料包括：
38.丙烯酸丁酯单体18份，丙烯酸异辛酯单体5份，甲基丙烯酸甲酯单体2份，苯乙烯17份，功能单体1份，阴离子乳化剂1.1份，非离子乳化剂0.2份，引发剂0.2份，有机硅单体0.1份。
39.其中，所述功能单体为丙烯酸；所述阴离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(本实施例选择aes)；所述非离子乳化剂为a139，所述引发剂为aps，所述有机硅单体为a171。
40.本实施例的苯丙乳液是通过如下方法制备得到的：
41.在单体罐中加入去离子水10份，然后将1份阴离子乳化剂、0.1份非离子乳化剂、丙烯酸丁酯单体、丙烯酸异辛酯单体、甲基丙烯酸甲酯单体、苯乙烯、功能单体、有机硅单体和0.1份引发剂加入到单体罐中，进行搅拌，搅拌20分钟后，得到第一反应物；然后在反应釜中加入去离子水10份、0.1份阴离子乳化剂和0.1份非离子乳化剂，然后再往反应釜中通入氮气，再对其进行升温，将反应釜的温度升至80℃后，向反应釜中加入0.1份引发剂，在加入引发剂5分钟后，开始匀速滴加第一反应物，第一反应物滴加的时间为3h，然后得到第二反应物；然后对第二反应物进行保温处理，保温时间为1h，再对反应物进行净味处理，在进行净味处理后，对反应物进行降温处理，将温度降至60℃后，使用ph调节剂(氢氧化钠)将反应物的ph调整至7-9后，制得低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液。
42.实施例2
43.本实施例提供一种低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液，以重量份计，所述苯丙乳液的原材料包括：
44.丙烯酸丁酯单体25份，丙烯酸异辛酯单体13份，甲基丙烯酸甲酯单体9份，苯乙烯28份，功能单体3份，第一阴离子乳化剂3份，第一非离子乳化剂1.5份，第一引发剂3份，有机硅单体1.5份，第二阴离子乳化剂3份，第二非离子乳化剂3份，第二引发剂2份。
45.其中，所述功能单体为丙烯酰胺；所述第一阴离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐aes；所述第一非离子乳化剂为1309，所述第一引发剂为sps，所述有机硅单体为a174，
所述第二阴离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐aes；所述第二非离子乳化剂为1309，所述第二引发剂为sps。
46.本实施例的苯丙乳液是通过如下方法制备得到的：
47.在单体罐中加入去离子水，然后将第一阴离子乳化剂、第一非离子乳化剂、丙烯酸丁酯单体、丙烯酸异辛酯单体、甲基丙烯酸甲酯单体、苯乙烯、功能单体、有机硅单体和第一引发剂加入到单体罐中，进行搅拌，搅拌30分钟后，得到第一反应物；然后在反应釜中加入去离子水、第二阴离子乳化剂和第二非离子乳化剂，然后再往反应釜中通入氮气，再对其进行升温，将反应釜的温度升至85℃后，向反应釜中加入第二引发剂，在加入第二引发剂5分钟后，开始匀速滴加第一反应物，第一反应物滴加的时间为4h，然后得到第二反应物；然后对第二反应物进行保温处理，保温时间为1.5h，再对反应物进行净味处理，在进行净味处理后，对反应物进行降温处理，将温度降至70℃后，使用ph调节剂将反应物的ph调整至7-9后，制得低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液。
48.实施例3
49.本实施例提供一种低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液，以重量份计，所述苯丙乳液的原材料包括：
50.丙烯酸丁酯单体22份，丙烯酸异辛酯单体7份，甲基丙烯酸甲酯单体5份，苯乙烯23份，功能单体2份，第一阴离子乳化剂2份，第一非离子乳化剂1份，第一引发剂2份，有机硅单体1份，第二阴离子乳化剂2份，第二非离子乳化剂2份，第二引发剂1.2份。
51.其中，所述功能单体为双丙酮丙烯酰胺；所述第一阴离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐aes；所述第一非离子乳化剂为a139，所述引发剂为kps，所述有机硅单体为a187，所述第二阴离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐aes；所述第二非离子乳化剂为1309，所述第二引发剂为aps。
52.本实施例的苯丙乳液是通过如下方法制备得到的：
53.在单体罐中加入去离子水，然后将第一阴离子乳化剂、第一非离子乳化剂、丙烯酸丁酯单体、丙烯酸异辛酯单体、甲基丙烯酸甲酯单体、苯乙烯、功能单体、有机硅单体和第一引发剂加入到单体罐中，进行搅拌，搅拌40分钟后，得到第一反应物；然后在反应釜中加入去离子水、第二阴离子乳化剂和第二非离子乳化剂，然后再往反应釜中通入氮气，再对其进行升温，将反应釜的温度升至90℃后，向反应釜中加入第二引发剂，在加入第二引发剂10分钟后，开始匀速滴加第一反应物，第一反应物滴加的时间为5h，然后得到第二反应物；然后对第二反应物进行保温处理，保温时间为2h，再对反应物进行净味处理，在进行净味处理后，对反应物进行降温处理，将温度降至50℃后，使用ph调节剂将反应物的ph调整至7-9后，制得低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液。
54.实施例4
55.本实施例提供一种低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液，以重量份计，所述苯丙乳液的原材料包括：
56.丙烯酸丁酯单体20份，丙烯酸异辛酯单体10份，甲基丙烯酸甲酯单体8份，苯乙烯25份，功能单体1.5份，第一阴离子乳化剂1.3份，第一非离子乳化剂0.8份，第一引发剂0.9份，有机硅单体0.5份，第二阴离子乳化剂1.2份，第二非离子乳化剂2.1份，第二引发剂1.5份。
57.其中，所述功能单体为丙烯酸；所述第一阴离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐aes；所述第一非离子乳化剂为1309，所述第一引发剂为aps，所述有机硅单体为a171，所述第二阴离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐aes；所述第二非离子乳化剂为a139，所述第二引发剂为kps。
58.本实施例的苯丙乳液是通过如下方法制备得到的：
59.在单体罐中加入去离子水，然后将第一阴离子乳化剂、第一非离子乳化剂、丙烯酸丁酯单体、丙烯酸异辛酯单体、甲基丙烯酸甲酯单体、苯乙烯、功能单体、有机硅单体和第一引发剂加入到单体罐中，进行搅拌，搅拌30分钟后，得到第一反应物；然后在反应釜中加入去离子水、第二阴离子乳化剂和第二非离子乳化剂，然后再往反应釜中通入氮气，再对其进行升温，将反应釜的温度升至90℃后，向反应釜中加入第二引发剂，在加入第二引发剂8分钟后，开始匀速滴加第一反应物，第一反应物滴加的时间为4h，然后得到第二反应物；然后对第二反应物进行保温处理，保温时间为1.5h，再对反应物进行净味处理，在进行净味处理后，对反应物进行降温处理，将温度降至60℃后，使用ph调节剂将反应物的ph调整至7-9后，制得低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液。
60.对比例1
61.以市面上常见的苯丙乳液707为参照。
62.对比例2
63.以市面上常见的另一种苯丙乳液7199为参照。
64.此外，为了考察不同原料对产品性能的影响，本发明还提供以下对比例。
65.对比例3
66.以实施例4为参照，不添加功能单体丙烯酸，其余均与实施例4相同。
67.对比例4
68.以实施例4为参照，不添加有机硅单体a171，其余均与实施例4相同。
69.对比例5
70.以实施例4为参照，将第一非离子乳化剂、第二非离子乳化剂均替换为阴离子乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐aes，其余均与实施例4相同。
71.对本发明实施例得到的苯丙乳液和对比例的苯丙乳液进行对比验证，检测方法均按照国家常规检验标准或行业通用测试方法进行检验测试，具体为：
72.voc根据标准gb/t 18582-2020测试；apeo采用气相色谱检测；冻融稳定性按标准jg/t 25-2017测试；耐擦洗性按标准gb/t 9266-2009测试；耐沾污按标准gb/t 9780-2013测试。
73.测试结果如表1所示。
74.表1
[0075] vocapeo冻融稳定性-7℃成漆稳定性耐擦洗性耐沾污性实施例11500无apeo3个循环无异常110ku10150次18％实施例21600无apeo3个循环无异常108ku1080017％实施例31400无apeo3个循环无异常106ku1050017％实施例41800无apeo3个循环无异常115ku1120015％对比例14000含apeo粘度增加125ku800023％
对比例24500含apeo絮凝130ku700028％对比例31800无apeo2个循环无异常95ku935014％对比例41800无apeo轻微絮凝90ku1010013％对比例52100无apeo2个循环无异常102ku985016％
[0076]
通过表1可以看出，本发明实施例提供的苯丙乳液的voc低于对比例1和对比例2的苯丙乳液；且不含有apeo；在-7℃冻融稳定性可以保持3个循环无异常，要好于市面上的苯丙乳液，其成漆稳定性较好；本发明实施例提供的苯丙乳液其耐擦洗次数均在10000此以上，属于优等品行列；其耐沾污性要好与对比例提供的苯丙乳液。由对比例3～5可知，不采用本发明配方时，苯丙乳液的部分性能均有所降低或达不到使用标准要求。
[0077]
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
[0078]
本发明实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
90℃；所述匀速滴加第一反应物是控制第一反应物在3-5h内匀速滴加完。10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：在对第二反应物进行保温后进行净味处理，然后进行降温，再调整该第二反应物的ph值的步骤中，对第二反应物进行保温为将第二反应物在80-90℃的温度条件下保温1-2h；降温为将反应环境温度降温至50-70℃；所述调整该第二反应物的ph值为将该第二反应物调整至ph值7-9。

技术总结
本发明提供一种低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液及其制备方法，以重量份计，该苯丙乳液的原料包括：丙烯酸丁酯单体18-25份、丙烯酸异辛酯单体5-13份、甲基丙烯酸甲酯单体2-9份，苯乙烯17-28份，功能单体1-3份，阴离子乳化剂1-6份，非离子乳化剂0.1-5份，引发剂0.1-5份，有机硅单体0.1-1.5份。本发明提供的低气味高耐擦洗功能型苯丙乳液具有较好的冻融稳定性和较好的耐玷污性；还具有低气味，低VOC优点。低VOC优点。


技术研发人员：曾国红 房迎春 熊富桃
受保护的技术使用者：上海保立佳化学技术有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/7/19