发明名称 --- 一种复合苯丙乳液及包含该复合苯丙乳液的复合外墙涂料
申请号-：CN201410052552.7
申请日：2014.02.17
公开（公告）号-：CN103819974A
公开（公告）日：2014.05.28
IPC分类号：C09D125/14; C09D7/12; C09D5/14; C09D133/04
申请（专利权）人
雅士利涂料（苏州）有限公司;
发明人：何健;段骏剑;
申请人地址：江苏省苏州市苏州工业园区东宏路48号;
申请人邮编：215123;
摘要：本发明揭示了一种复合苯丙乳液，该复合苯丙乳液包括向普通的苯丙乳液中添加的一种大分子的苯乙烯与丙烯酸酯共聚物，所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物的分子量范围为5×105-10×105之间，聚合度为5000-7000，所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物为球形，平均粒径0.38微米-1.0微米。本发明还揭示了一种包含所述的复合苯丙乳液的复合外墙涂料及其制备方法。本发明的复合苯丙乳液和复合外墙涂料能够在不增加乳胶漆成本的同时提高乳胶漆的耐候性、遮盖力和耐沾污性。
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权利要求书
1.一种复合苯丙乳液，其包括向普通的苯丙乳液中添加的一种大分子的苯乙烯与丙烯酸酯共聚物，所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物的分子量范围为5×105-10×105之间，聚合度为5000-7000，所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物为球形，平均粒径0.38微米-1.0微米。
2.根据权利要求1所述复合苯丙乳液，以质量百分比计，该复合苯丙乳液包括如下组分：
普通外墙苯丙乳液 60-70%，
苯乙烯与丙烯酸酯共聚物 30-35%，
消泡剂 0.3-2.0%，
杀菌剂 0.1-2.0%，
助溶剂 0.5-6.0%。
3.根据权利要求1或2所述复合苯丙乳液，该复合苯丙乳液中：普通外墙苯丙乳液含量∶苯乙烯与丙烯酸酯共聚物含量=2∶1。
4.根据权利要求2所述复合苯丙乳液，以质量百分比计，该复合苯丙乳液包括如下组分：
普通外墙苯丙乳液 66%，
大分子苯乙烯与丙烯酸酯共聚物 33%，
消泡剂 0.3%，
杀菌剂 0.1%，
助溶剂 0.6%。
5.一种权利要求1-4任一项所述复合苯丙乳液的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤一，取一半量的普通外墙苯丙乳液，以400-600转/分钟的转速搅拌，加入大分子苯乙烯与丙烯酸酯共聚物，得到第一混合物；
步骤二，向第一混合物中加入剩余的一半普通外墙苯丙乳液，继续以400-600转/分钟的转速搅拌至少10分钟，得到第二混合物；
步骤三，依次逐一向第二混合物中加入消泡剂、杀菌剂和助溶剂，搅拌均匀后继续以400-600转/分钟的转速搅拌5-10分钟。
6.根据权利要求5所述的复合苯丙乳液的制备方法，其特征在于：该方法的整个制备过程的温度控制在20±2℃。
7.一种包含权利要求1-4任一项所述的复合苯丙乳液的复合外墙涂料，以质量百分比计，所述复合外墙涂料包括如下原料组分：
纯水 25-40%；
分散剂 0.4-1%；
金红石型钛白粉 8-20%；
复合苯丙乳液 18-35%；
消泡剂 0.1-0.5%；
成膜剂 2-4%；
增稠剂 0.1-0.5%；
防霉剂 0.1-0.4%；
辅料 20-45%。
8.根据权利要求7所述的复合外墙涂料，其特征在于：所述辅料包括煅烧高岭土、碳酸钙和滑石粉，所述煅烧高岭土的含量为复合外墙涂料原料组分总质量的5-10%，所述碳酸钙的含量为复合外墙涂料原料组分总质量的10-20%，所述滑石粉的含量为复合外墙涂料原料组分总质量的5-15%。
9.一种权利要求8所述的复合外墙涂料的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤一，向纯水中，在400-600转/分钟的转速搅拌下，加入纤维素增稠剂，搅拌至溶胀，得到纤维素溶液；
步骤二，在400-600转/分钟的转速搅拌下，向纤维素溶液中加入分散剂，然后边搅拌边加入2/3量的金红石型钛白粉和2/3量的辅料，再将搅拌转速调整至1200-1600转/分钟，加入剩余量的金红石型钛白粉和辅料，混匀后继续搅拌15-20分钟；
步骤三，调整转速至500-800转/分钟，边搅拌边依次逐一加入复合苯丙乳液、消泡剂、成膜剂、增稠剂和防霉剂，混匀后，继续搅拌5-10分钟。
10.根据权利要求9所述的复合外墙涂料的制备方法，其特征在于：该方法的整个制备过程温度控制在20℃-55℃。
说明书
一种复合苯丙乳液及包含该复合苯丙乳液的复合外墙涂料
技术领域
本发明涉及一种复合苯丙乳液及包含该复合苯丙乳液的复合外墙涂料，属于化工涂料技术领域。
背景技术
乳胶漆是一种能牢固覆盖在物体表面，起保护、装饰、标志和其他特殊用途的化学混合物涂料，其一般成份包括：成膜物质、颜料、溶剂和助剂。中国涂料界比较权威的涂料工艺一书是这样定义的：“涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。”因此，涂料属于有机化工高分子材料，所形成的涂膜属于高分子化合物类型。按照现代通行的化工产品的分类，涂料属于精细化工产品。现在的涂料正在逐步成为一类多功能性的工程材料，是化学工业中的一个重要行业。
随着社会的发展，消费者对乳胶漆的功能要求在逐渐提高，其中对乳胶漆耐候性、遮盖力和耐沾污性的要求尤为明显。而同时提高这三方面的性能，对乳胶漆成本上的压力是比较大的。因此，如何在不增加乳胶漆成本的同时提高耐候性、遮盖力和耐沾污性，就成为了在市场上竞争的关键。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种复合苯丙乳液及包含该复合苯丙乳液的复合外墙涂料，能够在不增加乳胶漆成本的同时提高乳胶漆的耐候性、遮盖力和耐沾污性。
本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：
一种复合苯丙乳液，其包括向普通的苯丙乳液中添加的一种大分子的苯乙烯与丙烯酸酯共聚物，所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物的分子量范围为5×105-10×105之间，聚合度为5000-7000，所述苯乙烯与丙烯酸酯共聚物为球形，平均粒径0.38微米-1.0微米。
上述复合苯丙乳液中，优选的，以质量百分比计，该复合苯丙乳液包括如下组分：
上述复合苯丙乳液中，优选的，该复合苯丙乳液中：普通外墙苯丙乳液含量∶苯乙烯与丙烯酸酯共聚物含量=2∶1。
一种上述的复合苯丙乳液，以质量百分比计，该复合苯丙乳液包括如下组分：
本发明还提供一种上述复合苯丙乳液的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤一，取一半量的普通外墙苯丙乳液，以400-600转/分钟的转速搅拌，加入大分子苯乙烯与丙烯酸酯共聚物，得到第一混合物；
步骤二，向第一混合物中加入剩余的一半普通外墙苯丙乳液，继续以400-600转/分钟的转速搅拌至少10分钟，得到第二混合物；
步骤三，依次逐一向第二混合物中加入消泡剂、杀菌剂和助溶剂，搅拌均匀后继续以400-600转/分钟的转速搅拌5-10分钟。
上述的复合苯丙乳液的制备方法中，优选的，该方法的整个制备过程的温度控制在20±2℃。
本发明还提供一种包含上述的复合苯丙乳液的复合外墙涂料，以质量百分比计，所述复合外墙涂料包括如下原料组分：
上述的复合外墙涂料中，优选的，所述辅料包括煅烧高岭土、碳酸钙和滑石粉，所述煅烧高岭土的含量为复合外墙涂料原料组分总质量的5-10%，所述碳酸钙的含量为复合外墙涂料原料组分总质量的10-20%，所述滑石粉的含量为复合外墙涂料原料组分总质量的5-15%。
本发明还提供一种上述的复合外墙涂料的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤一，向纯水中，在400-600转/分钟的转速搅拌下，加入纤维素增稠剂，搅拌至溶胀，得到纤维素溶液；
步骤二，在400-600转/分钟的转速搅拌下，向纤维素溶液中加入分散剂，然后边搅拌边加入2/3量的金红石型钛白粉和2/3量的辅料，再将搅拌转速调整至1200-1600转/分钟，加入剩余量的金红石型钛白粉和辅料，混匀后继续搅拌15-20分钟；
步骤三，调整转速至500-800转/分钟，边搅拌边依次逐一加入复合苯丙乳液、消泡剂、成膜剂、增稠剂和防霉剂，混匀后，继续搅拌5-10分钟。
上述的复合外墙涂料的制备方法中，优选的，该方法整个制备过程温度控制在20℃-55℃。
本发明的复合苯丙乳液是在普通的苯丙乳液中还额外添加一种大分子的苯乙烯与丙烯酸酯共聚物，此共聚物为球形、平均粒径在0.38～1.0微米之间，而且内部由空气填充。它的结构能使光线发生散射和折射从而提高涂料的耐候性和遮盖力，同时它的较高玻璃化温度可以提高涂料的耐沾污性。下面我们对不同复配比例的复合苯丙乳液进行状态、成膜温度、成膜性能以及遮盖力的测试，以获得最佳的复配比例。复合苯丙乳液的比例见下表1，测试结果见表2。
表1
表2
上表中数据是根据各项性能的等级评分，5分最好，1分最差，3分合格。
根据测试的结果选择了一个综合性能最好的配比D。我们称这种配比后得到的乳液为新型复合苯丙乳液。
本发明的突出效果为：
本发明的复合苯丙乳液与普通的苯丙乳液最大的不同是，在它的体系中还额外存在着一种大分子的苯乙烯与丙烯酸酯的共聚物。由于这种共聚物的内部是由空气填充，使得它的比重低于涂料中颜填料等组分。所以，使用了这种新型复合苯丙乳液的涂料在成膜时，部分共聚物会迁移到漆膜表面。成膜后，由于这种共聚物的球形中空结构，导致阳光在照射时，有相当一部分被散射了出去，减少了漆膜受到阳光中紫外线的照射总量，从而延长了漆膜的耐候性。同时，光透过共聚物表壳并穿过空气时，改变了入射光的折射角，从而产生折射效应，提高了折射率，增加了漆膜的不透明性，使遮盖力也得到了提高。又由于苯乙烯与丙烯酸酯的共聚物分子的玻璃化温度较高，使得涂料成膜后的表面硬度也相应增加，从而提高了涂料的耐沾污性。
由于本发明只使用了新型复合苯丙乳液，涂料的其他成分并未发生变化，所以涂料的主要性能除了耐候性、遮盖力和耐沾污性有显著提高外，其他要求没有改变，符合GB/T9755-2001标准中的各项指标，符合GB/24408-2009建筑用外墙涂料中有害物质限量。与一般水性涂料相比，本发明在提高遮盖力的同时并未增加原材料成本，具有更强的产品竞争力及广阔的市场前景。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，但本发明并不局限于此。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。
实施例1
本实施例提供一种复合苯丙乳液，以质量百分比计，该复合苯丙乳液包括如下组分：
本实施例的复合苯丙乳液是通过如下制备方法制备的：
步骤一，取一半量的普通外墙苯丙乳液，以500转/分钟的转速搅拌，加入大分子苯乙烯与丙烯酸酯共聚物，得到第一混合物；
步骤二，向第一混合物中加入剩余的一半普通外墙苯丙乳液，继续以500转/分钟的转速搅拌至少10分钟，得到第二混合物；
步骤三，依次逐一向第二混合物中加入消泡剂、杀菌剂和助溶剂，搅拌均匀后继续以500转/分钟的转速搅拌10分钟。
上述的复合苯丙乳液的制备方法中，整个制备过程的温度控制在20±2℃。
本实施例还提供一种包含上述复合苯丙乳液的复合外墙涂料，以质量百分比计，该复合外墙涂料包括如下组分：
辅料组分为：
煅烧高岭土 6%，
碳酸钙 20%，
滑石粉 7%。
本实施例的复合外墙涂料是通过如下制备方法制备的：
步骤一，向纯水中，在500转/分钟的转速搅拌下，加入纤维素增稠剂，搅拌至溶胀，得到纤维素溶液；
步骤二，在500转/分钟的转速搅拌下，向纤维素溶液中加入分散剂，然后边搅拌边加入2/3量的金红石型钛白粉和2/3量的辅料，再将搅拌转速调整至1500转/分钟，加入剩余量的金红石型钛白粉和辅料，混匀后继续搅拌20分钟；
步骤三，调整转速至800转/分钟，边搅拌边依次逐一加入复合苯丙乳液、消泡剂、成膜剂、增稠剂和防霉剂，混匀后，继续搅拌10分钟。
上述的复合外墙涂料的制备方法中，该方法整个制备过程温度控制在25±5℃。
对比例1
本对比例提供一种普通外墙涂料，并与实施例1的复合外墙涂料进行耐候性、遮盖力和耐沾污性的比较。
以质量百分比计，所述普通外墙涂料包括如下组分：
辅料组分为：
煅烧高岭土 6%，
碳酸钙 20%，
滑石粉 7%。
本对比例的普通外墙涂料是通过如下制备方法制备的：
步骤一，向纯水中，在500转/分钟的转速搅拌下，加入纤维素增稠剂，搅拌至溶胀，得到纤维素溶液；
步骤二，在500转/分钟的转速搅拌下，向纤维素溶液中加入分散剂，然后边搅拌边加入2/3量的金红石型钛白粉和2/3量的辅料，再将搅拌转速调整至1500转/分钟，加入剩余量的金红石型钛白粉和辅料，混匀后继续搅拌20分钟；
步骤三，调整转速至800转/分钟，边搅拌边依次逐一加入普通苯丙乳液、消泡剂、成膜剂、增稠剂和防霉剂，混匀后，继续搅拌10分钟。
上述的复合外墙涂料的制备方法中，该方法整个制备过程温度控制在25±5℃。
对比实验结果见表3：
表3
由表3可以看出，我们仅用新型复合苯丙乳液等量替换了普通苯丙乳液，其他成分并未改变，而且新型复合苯丙乳液的成本与普通苯丙乳液相当，所以整个实施例1的配方的成本没有增加。同时从实验数据看出，实施例1中涂料的耐候性、遮盖力和耐沾污性都得到了提高，且其他性能相当。
实施例2
本实施例提供一种复合苯丙乳液，以质量百分比计，该复合苯丙乳液包括如下组分：
本实施例的复合苯丙乳液是通过如下制备方法制备的：
步骤一，取一半量的普通外墙苯丙乳液，以500转/分钟的转速搅拌，加入大分子苯乙烯与丙烯酸酯共聚物，得到第一混合物；
步骤二，向第一混合物中加入剩余的一半普通外墙苯丙乳液，继续以500转/分钟的转速搅拌至少10分钟，得到第二混合物；
步骤三，依次逐一向第二混合物中加入消泡剂、杀菌剂和助溶剂，搅拌均匀后继续以500转/分钟的转速搅拌10分钟。
上述的复合苯丙乳液的制备方法中，整个制备过程的温度控制在20±2℃。
本实施例还提供一种包含上述复合苯丙乳液的复合外墙涂料，以质量百分比计，该复合外墙涂料包括如下组分：
辅料组分为：
煅烧高岭土 8%，
碳酸钙 16.5%，
滑石粉 10%。
本实施例的复合外墙涂料是通过如下制备方法制备的：
步骤一，向纯水中，在500转/分钟的转速搅拌下，加入纤维素增稠剂，搅拌至溶胀，得到纤维素溶液；
步骤二，在500转/分钟的转速搅拌下，向纤维素溶液中加入分散剂，然后边搅拌边加入2/3量的金红石型钛白粉和2/3量的辅料，再将搅拌转速调整至1500转/分钟，加入剩余量的金红石型钛白粉和辅料，混匀后继续搅拌20分钟；
步骤三，调整转速至800转/分钟，边搅拌边依次逐一加入复合苯丙乳液、消泡剂、成膜剂、增稠剂和防霉剂，混匀后，继续搅拌10分钟。
上述的复合外墙涂料的制备方法中，该方法整个制备过程温度控制在25±5℃。
实施例3
本实施例提供一种复合苯丙乳液，以质量百分比计，该复合苯丙乳液包括如下组分：
本实施例的复合苯丙乳液是通过如下制备方法制备的：
步骤一，取一半量的普通外墙苯丙乳液，以500转/分钟的转速搅拌，加入大分子苯乙烯与丙烯酸酯共聚物，得到第一混合物；
步骤二，向第一混合物中加入剩余的一半普通外墙苯丙乳液，继续以500转/分钟的转速搅拌至少10分钟，得到第二混合物；
步骤三，依次逐一向第二混合物中加入消泡剂、杀菌剂和助溶剂，搅拌均匀后继续以500转/分钟的转速搅拌10分钟。
上述的复合苯丙乳液的制备方法中，整个制备过程的温度控制在20±2℃。
本实施例还提供一种包含上述复合苯丙乳液的复合外墙涂料，以质量百分比计，该复合外墙涂料包括如下组分：
辅料包括以下组分
煅烧高岭土 6.5%，
碳酸钙 13%，
滑石粉 7%。
本实施例的复合外墙涂料是通过如下制备方法制备的：
步骤一，向纯水中，在500转/分钟的转速搅拌下，加入纤维素增稠剂，搅拌至溶胀，得到纤维素溶液；
步骤二，在500转/分钟的转速搅拌下，向纤维素溶液中加入分散剂，然后边搅拌边加入2/3量的金红石型钛白粉和2/3量的辅料，再将搅拌转速调整至1500转/分钟，加入剩余量的金红石型钛白粉和辅料，混匀后继续搅拌20分钟；
步骤三，调整转速至800转/分钟，边搅拌边依次逐一加入复合苯丙乳液、消泡剂、成膜剂、增稠剂和防霉剂，混匀后，继续搅拌10分钟。
上述的复合外墙涂料的制备方法中，该方法整个制备过程温度控制在25±5℃。
由上述实施例可见，本发明的复合苯丙乳液和复合外墙涂料能够在不增加乳胶漆成本的同时提高乳胶漆的耐候性、遮盖力和耐沾污性。
本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
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