專利名稱：無機納米粒子改性建筑乳液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑涂料領(lǐng)域，具體地說，涉及一種無機納米粒子改 性建筑苯丙乳液及其該乳液的制備方法。
背景技術(shù)：
關(guān)于乳液聚合及無機納米材料的改性在國內(nèi)外早已有研究，但將無 機納米粒子與高分子乳液改性的研究尚處于起步階段。因此吸引著越來 越多的研究人員從事該類乳液的研究，已在納米粒子改性乳液的聚合工 藝等方面進行了較多的探索，但有效的改性方法還較少，還存在一些問 題，主要是納米顆粒在聚合物基體中得不到均勻分散，納米顆粒團聚或 產(chǎn)生相分離等問題。為了解決無機納米粒子改性建筑乳液存在的問題， 開發(fā)出性能優(yōu)良的無機納米粒子改性建筑乳液，是國內(nèi)外科研人員研究 的熱點課題。本發(fā)明將無機納米粒子進行表面改性與有機單體一起進行 預(yù)乳化及種子乳液聚合制備無機納米粒子改性建筑乳液，使無機納米粒 子^乳液單體中均勻分散，使無機相與有機相之間相容性好，防止納米 顆粒團聚，克服了現(xiàn)有技術(shù)上的缺陷，此類有關(guān)研究目前尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目是為了解決上述的無機納米粒子建筑乳液存在的技術(shù)問 題.對現(xiàn)有的無機納米粒子建筑乳液進行技術(shù)改良，從而提供一種新型 無機納米粒子改性建筑乳液。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種無機納米粒子改性建筑乳液的制備
方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種無機納米粒子改性建筑乳液采取 的技術(shù)措施為用甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸，
0P-10乳化劑，乳化劑A，乳化劑B，濕附著單體，反應(yīng)性乳化劑，過硫 酸鉀引發(fā)劑，碳酸氫鈉調(diào)節(jié)劑，氨水，納米Ti02改性液，去離子水來配
比、合成、制備，其各組分的質(zhì)量百分比含量為
甲基丙烯酸甲酯為1 5%，苯乙烯為15 25%，丙烯酸丁酯為15 25%， 去離子水為35 60%， OP-10乳化劑為1 5。/。，甲基丙烯酸為1 3%，乳化 齊廿A為0.2 1%，乳化劑B為0. 1 0.6%，濕附著單體為O. 5 3%，反應(yīng)性 乳化劑為O. 1 0.3%，碳酸氫鈉調(diào)節(jié)劑為O. 2 0. 6%，過硫酸鉀引發(fā)劑為 0. 3 0. 8%， 氨水為O. 1 0. 2%，納米TiO2改性液為0. 5 1. 5%。 其中，上所述的去離子水為二次蒸餾水，冷卻到25。C時使用； 上所述的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸均使 用國產(chǎn)工業(yè)級。其中，甲基丙烯酸甲酯具有一定的表面硬度；丙烯酸丁 酯的耐水性、耐堿性、成膜性好，表面光澤性高；甲基丙烯酸含有極性 基團，其親水性、著色性及附著性能好；苯乙烯，硬度好，附著力好， 耐濕性優(yōu)良，耐熱性好。四者共聚，有利于使合成乳液的涂膜綜合性能 提高；
上所述的0P-IO即是壬基酚聚氧乙烯醚，為非離子型乳化劑，屬于 國產(chǎn)工業(yè)級；
上所述的乳化劑A為陰離子型乳化劑(十二烷基苯磺酸鈉)，屬于國 產(chǎn)工業(yè)級；
上所述的乳化劑B為脂肪醇聚氧乙烯醚，屬于國產(chǎn)工業(yè)級； 上所述的過硫酸鉀為引發(fā)劑，屬于國產(chǎn)工業(yè)級； 上所述的碳酸氫鈉調(diào)節(jié)劑屬于國產(chǎn)工業(yè)級，
上所述的反應(yīng)性乳化劑即是乙烯基磺酸鈉，因乙烯基磺酸鈉含有不 飽和雙鍵，可以有效地解決成膜后耐水性不好的問題；
上所述的濕附著單體即是甲基丙烯酸三烷氧基硅烷衍生物，加入濕 附著單體可以提高鈣離子穩(wěn)定性，耐水性、耐擦洗性；
上所述的納米Ti02改性液為經(jīng)過表面改性的納米Ti02改性液，即
在燒杯中將0P-10乳化劑和DA分散劑加入到去離子水中，開動攪拌器加 入納米Ti02，然后高速分散處理25min，隨后用超聲波儀處理25min，制 備出納米Ti02改性液，備用。
一種無機納米粒子改性建筑乳液的制備方法，其步驟為
(1) 將4/5的去離子水和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯 酸、聚乙二醇辛基苯基醚、十二烷基苯磺酸鈉、反應(yīng)性乳化劑加入到乳 化容器中攪拌，進行乳化，制成乳白色混合物；
(2) 將1/5去離子水液置于乳化容器中，當溫度在5(TC時，加入 部分過硫酸鉀引發(fā)劑，升溫至80 88 "C之間，保溫lh;
(3) 將剩余的過硫酸鉀引發(fā)劑滴加到乳化容器中，滴加速度為120 L/h;然后加入經(jīng)過表面改性的納米Ti02改性液，再恒溫l h，冷卻至 40 "C以下;
(4) 加入氨水調(diào)節(jié)pH值為7 8之間，過濾，獲得無機納米粒子改 性建筑乳液。
本發(fā)明的一種無機納米粒子改性建筑乳液及其制備方法其有益效果 主要體現(xiàn)在無機納米粒子在乳液單體中分散均勻，無機相與有機相之 間相容性好，可以防止納米顆粒團聚，可明顯提高乳液的耐老化性能， 具有更突出的鈣離子穩(wěn)定性，提高了耐水性、耐擦洗性、穩(wěn)定性更好。 工藝簡單、價格低廉、無環(huán)境污染。所有性能可滿足水性無機納米粒子 改性建筑乳液的技術(shù)要求，具有巨大的市場應(yīng)有前景。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的一種無機納米粒子改性建筑乳液及其制 備方法作進一步的詳述。
一、 原料配方
去離子水 60kg
甲基丙烯酸甲酯 lkg
苯乙烯 20kg
丙烯酸丁酯 15kg
甲基丙烯酸 lkg
乳化劑A 0. 2kg
乳化劑B 0. lkg
濕附著單體 0.5kg
0P-10乳化劑 lkg
過硫酸鉀 0.3kg
碳酸氫鈉 0.2kg
反應(yīng)性乳化劑 0. lkg
納米Ti02改性液 0.5kg
氨水 0. lkg
二、制備工藝
(1) 將4/5的去離子水和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯 酸、聚乙二醇辛基苯基醚、十二垸基苯磺酸鈉、反應(yīng)性乳化劑加入到乳 化容器中攪拌，進行乳化，制成乳白色混合物；
(2) 將l/5去離子水液置于乳化容器中，當溫度在5(TC時，加入部 分過硫酸鉀引發(fā)劑，升溫至80 88 'C之間，保溫lh;
(3) 將剩余的過硫酸鉀引發(fā)劑滴加到乳化容器中，滴加速度為120 L /h;然后加入經(jīng)過表面改性的納米Ti02改性液，再恒溫lh，冷卻至40 'C以下；
(4) 加入氨水調(diào)節(jié)pH值為7 8之間，過濾，獲得無機納米粒子改
性建筑乳液。 實施例2 一、 原料配方-
去離子水 35kg
甲基丙烯酸甲酯 5kg
苯乙烯 25kg
丙烯酸丁酯 20kg
甲基丙烯酸 2kg
乳化劑A lkg
乳化劑B 0. 6kg
濕附著單體 3kg
0P-10乳化劑 5kg
過硫酸鉀 0.8kg
碳酸氫鈉 0.6kg
反應(yīng)性乳化劑 0.3kg
納米Ti02改性液 1.5kg
氨水 0.2kg 二、制備方法與實施例l相同。 實施例3 一、 原料配方
去離子水 45kg
甲基丙烯酸甲酯 3kg
苯乙烯 15kg
丙烯酸丁酯 25kg
甲基丙烯酸. 3kg
乳化劑A 0. 5kg
乳化劑B 0. 3kg
濕附著單體 2kg
0P-10乳化劑 4kg
過硫酸鉀 0.6kg
碳酸氫鈉 0.3kg
反應(yīng)性乳化劑 0.2kg
納米Ti02改性液 lkg
氨水 0. lkg
二、制備方法與實施例l相同。
實施例4
一、 原料配方
去離子水 50kg
甲基丙烯酸甲酯 2kg
苯乙烯 22kg
丙烯酸丁酯 18kg
甲基丙烯酸 2kg
乳化劑A 0. 4kg
乳化劑B 0. 4kg
濕附著單體 lkg
0P-10乳化劑 2kg
過硫酸鉀 0.5kg
碳酸氫鈉 0.3kg
反應(yīng)性乳化劑 0.3kg
納米Ti02改性液 lkg
氨水 0. lkg
二、 制備方法與實施例l相同。
權(quán)利要求
1、一種無機納米粒子改性建筑乳液，其特征在于，按質(zhì)量百分比含量由甲基丙烯酸甲酯為1～5％，苯乙烯為15～25％，丙烯酸丁酯為15～25％，去離子水為35～60％，OP-10乳化劑為1～5％，甲基丙烯酸為1～3％，乳化劑A為0.2～1％，乳化劑B為0.1～0.6％，濕附著單體為0.5～3％，反應(yīng)性乳化劑為0.1～0.3％，碳酸氫鈉調(diào)節(jié)劑為0.2～0.6％，過硫酸鉀引發(fā)劑為0.3～0.8％，氨水為0.1～0.2％，納米TiO2改性液為0.5～1.5％組成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種無機納米粒子改性建筑乳液，其 特征在于，所述的OP-10乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚，屬于非離子型 乳化劑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種無機納米粒子改性建筑乳液，其 特征在于，所述的乳化劑A為陰離子型乳化劑，即是十二烷基苯磺酸 鈉。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種無機納米粒子改性建筑乳液，其 特征在于，所述的乳化劑B為脂肪醇聚氧乙烯醚。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種無機納米粒子改性建筑乳液，其 特征在于，所述的反應(yīng)性乳化劑為乙烯基磺酸鈉。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種無機納米粒子改性建筑乳液，其 特征在于，所述的濕附著單體為甲基丙烯酸三烷氧基硅烷衍生物。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機納米粒子改性建筑乳液，其 特征在于，所述的納米Ti02改性液為經(jīng)過表面改性的納米Ti02改性液，即在燒杯中將0P-IO乳化劑和DA分散劑加入到去離子水中，開 動攪拌器加入納米Ti02，然后高速分散處理25min，隨后用超聲波儀 處理25min，制備出納米Ti02改性液，備用。
8、 一種無機納米粒子改性建筑乳液的制備方法，其特征在于， 包括如下步驟(1) 將4/5的去離子水和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基 丙烯酸、聚乙二醇辛基苯基醚、十二烷基苯磺酸鈉、反應(yīng)性乳化劑加 入到乳化容器中攪拌，進行乳化，制成乳白色混合物；(2) 將l/5去離子水液置于乳化容器中，當溫度在50。C時，加 入部分過硫酸鉀引發(fā)劑，升溫至80 88 'C之間，保溫lh;(3) 將剩余的過硫酸鉀引發(fā)劑滴加到乳化容器中，滴加速度為 120 L /h;然后加入經(jīng)過表面改性的納米Ti02改性液，再恒溫l h， 冷卻至40 。C以下；(4) 加入氨水調(diào)節(jié)pH值為7 8之間，過濾，獲得無機納米粒 子改性建筑乳液。
9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種無機納米粒子改性建筑乳液的制 備方法，其特征在于，步驟(1)和步驟(2)所述的去離子水為溫度 為25'C的二次蒸餾水。
全文摘要
本發(fā)明的無機納米粒子改性建筑乳液及其制備方法，屬于建筑涂料技術(shù)領(lǐng)域，是對現(xiàn)有技術(shù)的改良。該乳液按質(zhì)量百分比含量由甲基丙烯酸甲酯為1～5％，苯乙烯為15～25％，丙烯酸丁酯為15～25％，去離子水為35～60％，OP-10乳化劑為1～5％，甲基丙烯酸為1～3％，乳化劑A為0.2～1％，乳化劑B為0.1～0.6％，濕附著單體為0.5～3％，反應(yīng)性乳化劑為0.1～0.3％，碳酸氫鈉調(diào)節(jié)劑為0.2～0.6％，過硫酸鉀引發(fā)劑為0.3～0.8％，氨水為0.1～0.2％，納米TiO₂改性液為0.5～1.5％組成。本發(fā)明具有耐水性、耐擦洗性、穩(wěn)定性好，工藝簡單、成本低、環(huán)保，應(yīng)用前景好的優(yōu)點。
文檔編號C09D133/08GK101362916SQ200810156208
公開日2009年2月11日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者郭文錄 申請人:江蘇科技大學