CN113831448A - 一种纯丙乳液，其原料组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纯丙乳液，其原料组合物及其制备方法和应用。纯丙乳液的原料组合物包括如下重量份数的各组分；110～180份软单体、30～80份硬单体、2～6份亲水单体、0.2～1份硅烷偶联剂、0.2～0.9份氧化剂A、0.1～0.3份氧化剂B、0.2～0.9份还原剂A、0.1～0.3份还原剂B和3～15份乳化剂；其中，软单体包括丙烯酸酯类软单体；硬单体包括甲基丙烯酸酯类硬单体，不包括丙烯腈。本发明的纯丙乳液在制备过程中不引入丙烯腈这种2B类致癌物质，生产和使用过程更环保安全，且具有优异的力学性能，聚合反应体系在相对较温和的条件下进行，降低能耗的同时也保证了工艺的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于涂料领域，特别涉及一种纯丙乳液，其原料组合物及其制备方法和应用。
背景技术
外墙弹性涂料是一类采用弹性性能优异的丙烯酸酯弹性乳液为基料制备的产品，其具有优异的防裂性能，即便是在寒冷的冬季，其优异的低温延伸率也可以遮盖基层细微的裂痕，外墙弹性涂料还具有耐沾污、耐老化和耐擦洗性能，令墙面长久完美如新，配合不同施工工艺可形成不同造型的花纹效果。
现有的丙烯酸酯弹性乳液通常都会添加丙烯腈这种韧性单体，以此来提高丙烯酸酯弹性乳液力学性能。虽然新版《危险化学品目录(2015版)》中，丙烯腈已经从剧毒化学品目录中消失，转而出现在危险化学品目录之列。这意味着，2015年5月1日起，丙烯腈从剧毒化学品等级降为危险化学品。但是，在2017年世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，丙烯腈在2B类致癌物清单中，所以相比于丙烯酸酯类单体，以丙烯腈为原料的产品在生产过程中需要工厂以及操作工人配备更多的防护措施并满足相应的生产使用资质，这在一定程度上限制了含丙烯腈产品工业化的便利性。目前，也有不含丙烯腈的丙烯酸酯弹性乳液，但其力学性能不理想，无法满足外墙弹性涂料在性能上的要求。
因此，本领域亟需研发一种无需添加丙烯腈，且具有优异力学性能的纯丙乳液，提高生产和使用安全性，减少对环境的污染和对人体的伤害。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中大部分丙烯酸酯弹性乳液的原料中含有用于提高力学性能的丙烯腈，由于丙烯腈为2B类致癌物质，使其在生产和使用过程中，危险性高，对人体伤害大；而现有不添加丙烯腈的丙烯酸酯弹性乳液的力学性能无法满足使用需求等缺陷，而提供一种纯丙乳液，其原料组合物及其制备方法和应用。本发明的纯丙乳液在制备过程中不引入丙烯腈这种2B类致癌物质，生产和使用过程更环保安全，且具有优异的力学性能，整个聚合反应在55～65℃条件下进行，聚合反应体系在相对较温和的条件下进行，降低能耗的同时也保证了工艺的稳定性。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：
本发明提供一种纯丙乳液的原料组合物，具体包括如下重量份数的各组分；110～180份软单体、30～80份硬单体、2～6份亲水单体、0.2～1份硅烷偶联剂、0.2～0.9份氧化剂A、0.1～0.3份氧化剂B、0.2～0.9份还原剂A、0.1～0.3份还原剂B和3～15份乳化剂；
其中，所述软单体包括丙烯酸酯类软单体；所述硬单体包括甲基丙烯酸酯类硬单体，不包括丙烯腈。
一些实施例中，所述丙烯酸酯类软单体可包括丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸十二烷酯中的一种或多种，较佳地为丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯的混合物或丙烯酸丁酯。
一些实施例中，所述甲基丙烯酸酯类硬单体可包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸环己酯中的一种或多种，较佳为甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸异冰片酯的混合物或甲基丙烯酸甲酯。
一些实施例中，所述硬单体还可进一步包括醋酸乙烯酯。
一些实施例中，所述亲水单体可包括丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酸中的任意一种或多种，较佳地为丙烯酸和丙烯酰胺的混合物。
一些实施例中，所述硅烷偶联剂的种类可为本领域常规，较佳地包括乙烯基硅烷偶联剂和/或环氧硅烷偶联剂，更佳地为乙烯基硅烷偶联剂和环氧硅烷偶联剂。
其中，所述乙烯基硅烷偶联剂较佳地包括乙烯基三甲氧基硅烷，例如，美国联碳公司生产的型号为A171的硅烷偶联剂。
其中，所述环氧硅烷偶联剂较佳地包括γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷，例如，美国迈图生产的型号为A187的硅烷偶联剂。
一些实施例中，所述氧化剂A的种类可为本领域常规，较佳地包括过硫酸盐和/或过氧化物。
其中，所述过硫酸盐可包括过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾中的任意一种或多种，较佳地为过硫酸铵。
其中，所述过氧化物可包括双氧水、叔丁基过氧化氢和异丙苯过氧化氢中的任意一种或多种，较佳地为叔丁基过氧化氢。
一些实施例中，所述氧化剂B的种类可为本领域常规，较佳地包括过氧化物氧化剂，更佳地包括叔丁基过氧化氢、双氧水和异丙苯过氧化氢中的一种或多种，进一步更佳地包括叔丁基过氧化氢和/或双氧水。
一些实施例中，所述还原剂A的种类可为本领域常规，较佳地包括
FF6M、异抗坏血酸、抗坏血酸和焦亚硫酸盐中的任意一种或多种，更佳地为异抗坏血酸或
FF6M。
其中，所述焦亚硫酸盐较佳地包括焦亚硫酸钠。
一些实施例中，所述还原剂B的种类可为本领域常规，较佳地为异抗坏血酸和/或
FF6M。
一些实施例中，所述乳化剂的种类可为本领域常规，较佳地包括阴离子乳化剂和非离子乳化剂。
其中，所述阴离子乳化剂与所述非离子乳化剂的重量份数比可为(1～3)：1，较佳地为(1.3～2)；1。
其中，所述阴离子乳化剂的种类可为本领域常规，较佳地包括磷酸酯类阴离子乳化剂和/或硫酸盐类阴离子乳化剂。
所述磷酸酯类阴离子乳化剂可包括脂肪磷酸酯，较佳地包括
RS-410、
RS-610、
RS-610中的任意一种或多种。
所述硫酸盐类阴离子乳化剂可包括乙氧基化烷基硫酸盐、烷基硫酸盐和脂肪醇醚硫酸酯盐中的任意一种或多种，较佳地为乙氧基化烷基硫酸钠盐、乙氧基化烷基硫酸铵盐、烷基硫酸钠盐和脂肪醇醚硫酸酯钠盐中的任意一种或多种，例如，
UB-WX、
LA40S Z或
ES3007。
其中，所述非离子乳化剂的种类可为本领域常规，较佳地包括脂肪醇聚氧乙烯醚类乳化剂，例如，
BC-420或
BC-610。
一些实施例中，所述软单体的重量份数较佳地为130～140份。
当所述软单体为丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯的混合物时，所述丙烯酸丁酯的重量份数可为100～150份，较佳地为110～135份；所述丙烯酸异辛酯的重量份数可为10～30份，较佳地为20～30份。
当所述软单体为丙烯酸丁酯时，所述丙烯酸丁酯的重量份数可为100～150份，较佳地为110～135份。
一些实施例中，所述硬单体的重量份数较佳地为30～40份。
当所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸异冰片酯的混合物时，所述甲基丙烯酸甲酯的重量份数可为20～50份，较佳地为20～30份；所述甲基丙烯酸异冰片酯的重量份数可为10～20份。
当所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯时，所述甲基丙烯酸甲酯的重量份数可为20～50份，较佳地为20～30份。
一些实施例中，所述亲水单体的重量份数较佳地为2.5～4.5份。
当所述亲水单体为丙烯酰胺和丙烯酸时，所述丙烯酰胺的重量份数可为0.5～1.5份，较佳地为0.5～1份；所述丙烯酸的重量份数可为2～5份，较佳地为2～3.5份。
一些实施例中，所述硅烷偶联剂的重量份数较佳地为0.5～0.7份。
一些实施例中，所述氧化剂A的重量份数较佳地为0.3～0.8份。
一些实施例中，所述还原剂A的重量份数较佳地为0.3～0.8份。
一些实施例中，所述乳化剂的重量份数较佳地为3～14.3份，更佳地为6～7份。
一些实施例中，所述纯丙乳液的原料组合物中还可进一步包括水。
其中，所述水的重量份数可为本领域常规，较佳地为150～180份，更佳地为160～180份。
本发明还提供一种纯丙乳液的制备方法，所述纯丙乳液的原料包括如上所述的纯丙乳液的原料组合物，具体包括如下步骤：
(1)部分所述乳化剂和水的混合物与所述硬单体、所述软单体、所述亲水单体和所述硅烷偶联剂混合，制得单体乳化液；
(2)在惰性气氛下，剩余部分所述乳化剂和水混合，在温度为55～65℃的条件下，加入部分所述单体乳化液、部分所述氧化剂A和部分所述还原剂A，再滴加剩余部分所述单体乳化液、剩余部分所述氧化剂A和剩余部分所述还原剂A，进行保温反应，制得物料A；
(3)所述物料A与所述氧化剂B和所述还原剂B经混合反应，二次保温反应，调节体系的pH值至7～9，即可。
步骤(1)中，部分所述乳化剂和所述水的重量份数比可为1：(8～20)，较佳地为1：(8～10)。
步骤(1)中，部分所述乳化剂和所述水的混合物的制备方法可为本领域常规，一般可包括如下步骤：部分所述乳化剂和所述水经混合，即可。
其中，所述混合的时间可为本领域该类操作常规的时间，一般可为15～40min。
步骤(1)中，所述混合的时间可为本领域该类操作常规的时间，一般可使体系完全乳化即可，较佳地为30min以上，更佳地为30～40min。
步骤(1)中，部分所述乳化剂占所述乳化剂的质量百分比可为60％～90％，较佳地为85.7％～90％。按照本领域常规，剩余部分所述乳化剂占所述乳化剂的质量百分比与部分所述乳化剂占所述乳化剂的质量百分比之和为100％。
步骤(2)中，所述惰性气氛可为本领域技术人员常规认为的不与原料发生化学反应的惰性气氛，一般可为氮气。
步骤(2)中，剩余部分所述乳化剂和所述水的重量份数比可为本领域常规，一般可为1：(70～100)，较佳地为1：(70～83)。
步骤(2)中，剩余部分所述乳化剂和水的混合物的制备方法可为本领域常规，一般可为剩余部分所述乳化剂和所述水经混合，即可。
其中，所述混合的时间可为本领域该类操作常规的时间，较佳地为5～10min。
步骤(2)中，部分所述单体乳化液占所述单体乳化液的质量百分比可为4％～8％，较佳地为5％～8％。按照本领域常规，剩余部分所述单体乳化液占所述单体乳化液的质量百分比与部分所述单体乳化液占所述单体乳化液的质量百分比之和为100％。
步骤(2)中，部分所述氧化剂A占所述氧化剂A的质量百分比可为5％～20％，较佳地为10％～20％。按照本领域常规，剩余部分所述氧化剂A占所述氧化剂A的质量百分比与部分所述氧化剂A占所述氧化剂A的质量百分比之和为100％。
步骤(2)中，部分所述还原剂A占所述还原剂A的质量百分比可为5％～20％，较佳地为10％～20％。按照本领域常规，剩余部分所述还原剂A占所述还原剂A的质量百分比与部分所述还原剂A占所述还原剂A的质量百分比之和为100％。
步骤(2)中，部分所述氧化剂A和/或剩余部分所述氧化剂A可按照本领域常规以氧化剂A水溶液的形式加入。
其中，所述氧化剂A水溶液中，所述氧化剂A与水的重量份数比可为1：(35～100)，较佳地为1：(40～83)。
步骤(2)中，部分所述还原剂A和/或剩余部分所述还原剂A可按照本领域常规以还原剂A水溶液的形式加入。
其中，所述还原剂A水溶液中，所述还原剂A与水的重量份数比可为1：(35～100)，较佳地为1：(40～83)。
步骤(2)中，所述加入的时间可为本领域常规，一般可为5～10min。
步骤(2)中，剩余部分所述单体乳化液、剩余部分所述氧化剂A和剩余部分所述还原剂A的滴加时间可为本领域常规，一般可为3～4h。
一较佳实施例中，剩余部分所述氧化剂A和剩余部分所述还原剂A的滴加时间可比剩余部分所述单体乳化液的滴加时间长5～10min。
步骤(2)中，所述保温反应的时间可为本领域该类操作常规的时间，较佳地为20～40min，更佳地为30min。
步骤(2)中，所述保温反应的温度可为55～65℃，较佳地为60～65℃。
步骤(3)中，所述混合反应的温度可为本领域该类操作常规的温度，较佳地为50～60℃，更佳地为55～60℃。
步骤(3)中，所述氧化剂B可按照本领域常规以氧化剂B水溶液的形式添加。
其中，所述氧化剂B水溶液中，所述氧化剂B与水的重量份数比可为1：(40～70)，较佳地为1:50。
其中，所述氧化剂B水溶液的添加方式可为滴加。所述氧化剂B水溶液的滴加时间可为1～2h，较佳地为1.5h。
步骤(3)中，所述还原剂B可按照本领域常规以还原剂B水溶液的形式添加。
其中，所述还原剂B水溶液中，所述还原剂B与水的重量份数比可为1：(40～70)，较佳地为1:50。
其中，所述还原剂B水溶液的添加方式可为滴加。所述还原剂B水溶液的滴加时间可为1～2h，较佳地为1.5h。
步骤(3)中，所述二次保温反应的温度可为本领域该类操作常规的温度，较佳地为50～60℃，更佳地为55℃。
步骤(3)中，所述二次保温反应的时间可为本领域该类操作常规的时间，较佳地为1h。
步骤(3)中，所述二次保温反应结束后还可进一步包括降温的操作，一般降温至45℃以下。
步骤(3)中，按照本领域常规，一般可采用添加pH调节剂的方法调节体系的pH值至7～9。
其中，所述pH调节剂可为本领域常规使用的碱性pH调节剂，较佳地为氨水和/或氢氧化钠溶液。
步骤(3)中，所述调节体系的pH值至7～9后，还可进一步包括过滤，收集滤液的操作。
本发明还提供一种纯丙乳液，其由如上所述的纯丙乳液的制备方法制得。
本发明还提供一种如上所述的纯丙乳液作为基料在制备涂料中的应用。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：本发明所提供的纯丙乳液生产过程中不引入丙烯腈这种2B类致癌物质，生产过程更环保安全。本发明采用低温氧化还原聚合工艺制备的纯丙乳液中，聚合物分子量远高于常规高温热引发法制得的纯丙乳液，且断裂伸长率和拉伸强度明显比常规高温热引发法制得的纯丙乳液要高。本发明整个聚合反应在55～65℃条件下进行，聚合反应体系条件温和，降低能耗的同时也保证了工艺的稳定性。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
一种纯丙乳液，其原料组合物包括如下重量份数的各组分，见表1；
表1
纯丙乳液的制备方法包括以下步骤：
(1)将部分乳化剂5.4份和水50份充分搅拌混合15min后，加入丙烯酸丁酯135份，甲基丙烯酸甲酯30份，丙烯酸3.5份，丙烯酰胺1份，硅烷偶联剂0.5份继续搅拌乳化30分钟以上，得到稳定的单体乳化液备用；
(2)氧化剂A溶液的制备：将0.3份氧化剂A溶解于25份水中，搅拌至完全溶解待用；
还原剂A溶液的制备：将0.3份还原剂A溶解于25份水中，搅拌至完全溶解待用，使用前半小时现配现用；
反应釜底料液A的制备：向带有搅拌器、冷凝器、蠕动泵、氮气管路的聚合釜中，加入去离子水50份和剩余部分乳化剂0.6份，混合5min，升温至釜内温度至55～60℃，并且通入氮气作为保护气体；
当反应釜升温至55～60℃时，向反应釜中加入5wt％的单体乳化液，部分氧化剂A溶液(10wt％)和部分还原剂A溶液(10wt％)，混合8分钟后，开始滴加剩余部分单体乳化液(95wt％)、剩余部分氧化剂A溶液(90wt％)、剩余部分还原剂A溶液(90wt％)，滴加时间控制在4h；剩余部分氧化剂A溶液与剩余部分还原剂A溶液比剩余部分单体乳化液晚10min滴加结束；滴加结束后，在55～60℃条件下保温30min，降温至55℃，制得物料A；
(3)对物料A进行后处理，将0.1份氧化剂B(叔丁基过氧化氢)和0.1份的还原剂B(
FF6M)分别溶解于5份水中，同时滴加1.5h，滴加结束后，在55℃条件下进行二次保温1h，降温至45℃以下，加氨水调节体系的pH值至7-9，过滤，即得纯丙乳液。
实施例2
一种纯丙乳液，其原料组合物包括如下重量份数的各组分，见表2；
表2
纯丙乳液的制备方法包括以下步骤：
(1)将部分乳化剂6份和水50份充分搅拌混合15min后，加入甲基丙烯酸甲酯20份，甲基丙烯酸异冰片酯20份，丙烯酸丁酯135份，丙烯酸2份，丙烯酰胺0.5份，硅烷偶联剂1份继续搅拌乳化30分钟以上，得到稳定的单体乳化液备用；
(2)氧化剂A溶液的制备：将0.7份氧化剂A溶解于25份水中，搅拌至完全溶解待用；
还原剂A溶液的制备：将0.7份还原剂A溶解于25份水中，搅拌至完全溶解待用，使用前半小时现配现用；
反应釜底料液A的制备：向带有搅拌器、冷凝器、蠕动泵、氮气管路的聚合釜中，加入去离子水70份和剩余部分乳化剂1份，混合5min，升温至釜内温度至60～65℃，并且通入氮气作为保护气体；
当反应釜升温至60～65℃时，向反应釜中加入5wt％的单体乳化液，部分氧化剂A溶液(10wt％)和部分还原剂A溶液(10wt％)，混合8分钟后，开始滴加剩余部分单体乳化液(95wt％)、剩余部分氧化剂A溶液(90wt％)、剩余部分还原剂A溶液(90wt％)，滴加时间控制在4h；剩余部分氧化剂A溶液与剩余部分还原剂A溶液比剩余部分单体乳化液晚10min滴加结束；滴加结束后，在55～60℃条件下保温30min，降温至55℃，制得物料A；
(3)对物料A进行后处理，将0.1份氧化剂B(叔丁基过氧化氢)和0.1份的还原剂B(
FF6M)分别溶解于5份水中同时滴加1.5h，滴加结束后，在55℃条件下进行二次保温1h，降温至45℃以下，加氨水调节体系的pH值至7～9，过滤，即得纯丙乳液。
实施例3
一种纯丙乳液，其原料组合物包括如下重量份数的各组分，见表3；
表3
纯丙乳液的制备方法包括以下步骤：
(1)将部分乳化剂6份和水50份充分搅拌混合15min后，加入甲基丙烯酸甲酯20份，甲基丙烯酸异冰片酯20份，丙烯酸丁酯110份，丙烯酸异辛酯20份，丙烯酸2份，丙烯酰胺0.5份，硅烷偶联剂0.7份继续搅拌乳化30分钟以上，得到稳定的单体乳化液备用；
(2)氧化剂A溶液的制备：将0.7份氧化剂A溶解于25份水中，搅拌至完全溶解待用；
还原剂A溶液的制备：将0.7份还原剂A溶解于25份水中，搅拌至完全溶解待用，使用前半小时现配现用；
反应釜底料液A的制备：向带有搅拌器、冷凝器、蠕动泵、氮气管路的聚合釜中，加入去离子水70份和剩余部分乳化剂1份，混合5min，升温至釜内温度至60～65℃，并且通入氮气作为保护气体；
当反应釜升温至60～65℃时，向反应釜中加入5wt％的单体乳化液，部分氧化剂A溶液(10wt％)和部分还原剂A溶液(10wt％)，混合8分钟后，开始滴加剩余部分单体乳化液(95wt％)、剩余部分氧化剂A溶液(90wt％)、剩余部分还原剂A溶液(90wt％)，滴加时间控制在4h；剩余部分氧化剂A溶液与剩余部分还原剂A溶液比剩余部分单体乳化液晚10min滴加结束；滴加结束后，在55～60℃条件下保温30min，降温至55℃，进行后处理，制得物料A；
(3)对物料A将0.1份氧化剂B(叔丁基过氧化氢)和0.1份的还原剂B(
FF6M)分别溶解于5份水中同时滴加1.5h，滴加结束后，在55℃条件下进行二次保温1h，降温至45℃以下，加氨水调节体系的pH值至7～9，过滤，即得纯丙乳液。
对比例1
一种纯丙乳液，其原料组合物包括如下重量份数的各组分，见表4；
表4
纯丙乳液的制备方法包括以下步骤：
(1)将部分乳化剂5.4份和水50份充分搅拌混合15min后，加入丙烯酸丁酯135份，甲基丙烯酸甲酯30份，丙烯酸3.5份，丙烯酰胺1份，硅烷偶联剂0.5份继续搅拌乳化30分钟以上，得到稳定的单体乳化液备用；
(2)氧化剂A溶液的制备：将0.3份氧化剂A溶解于25份水中，搅拌至完全溶解待用；
还原剂A溶液的制备：将0.3份还原剂A溶解于25份水中，搅拌至完全溶解待用，使用前半小时现配现用；
反应釜底料液A的制备：向带有搅拌器、冷凝器、蠕动泵、氮气管路的聚合釜中，加入去离子水50份和剩余部分乳化剂0.6份，升温至釜内温度至80～85℃，并且通入氮气作为保护气体；
当反应釜升温至80～85℃时，向反应釜中加入5wt％的单体乳化液，部分氧化剂A溶液(10wt％)、部分还原剂A溶液(10wt％)，混合8分钟后，开始滴加剩余部分单体乳化液(95wt％)、剩余部分氧化剂A溶液(90wt％)、剩余部分还原剂A溶液(90wt％)，滴加时间控制在4h；剩余部分氧化剂A溶液、还原剂A溶液比剩余部分单体乳化液晚10min滴加结束；滴加结束后，制得物料A；
(3)对物料A在80～85℃条件下保温30min，降温至55℃，进行后处理，将0.1份氧化剂B(叔丁基过氧化氢)和0.1份的还原剂B(
FF6M)分别溶解于5份水中同时滴加1.5h，滴加结束后，在55℃条件下进行二次保温1h，降温至45℃以下，加氨水调节体系的pH值至7～9，过滤，即得纯丙乳液。
对比例2
与实施例1相比，区别仅在于纯丙乳液的原料组合物中组分的用量有所差异，具体见表5，其他条件参数同实施例1。
表5
效果实施例1
按《JG/T 172-2014弹性建筑涂料》中的规定进行外墙弹性涂料断裂伸长率和拉伸强度的测试方法，测试上述实施例1～3和对比例1～2制得纯丙乳液在室温和-10℃条件下的断裂伸长率和拉伸强度，结果见表6。
表6
结果表明，与对比例1～2制得的产品相比，实施例1～3制得的纯丙乳液的断裂伸长率、拉伸强度和耐寒性能均显著增强，力学性能优异。
最后，还需要说明的是，在本发明中术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管上面已经通过本公开的具体实施例的描述对本公开进行了披露，但是，应该理解，本领域技术人员可在所附方案的精神和范围内设计对本公开的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本公开所要求保护的范围内。
Claims (10)
1.一种纯丙乳液的原料组合物，其特征在于，其包括如下重量份数的各组分；110～180份软单体、30～80份硬单体、2～6份亲水单体、0.2～1份硅烷偶联剂、0.2～0.9份氧化剂A、0.1～0.3份氧化剂B、0.2～0.9份还原剂A、0.1～0.3份还原剂B和3～15份乳化剂；
其中，所述软单体包括丙烯酸酯类软单体；所述硬单体包括甲基丙烯酸酯类硬单体，不包括丙烯腈。
2.如权利要求1所述的纯丙乳液的原料组合物，其特征在于，所述丙烯酸酯类软单体包括丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸十二烷酯中的一种或多种，较佳地为丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯的混合物或丙烯酸丁酯；
和/或，所述甲基丙烯酸酯类硬单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸环己酯中的一种或多种，较佳为甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸异冰片酯的混合物或甲基丙烯酸甲酯；
和/或，所述硬单体还进一步包括醋酸乙烯酯；
和/或，所述亲水单体包括丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酸中的任意一种或多种，较佳地为丙烯酸和丙烯酰胺的混合物；
和/或，所述硅烷偶联剂包括乙烯基硅烷偶联剂和/或环氧硅烷偶联剂，较佳地为乙烯基硅烷偶联剂和环氧硅烷偶联剂；
和/或，所述氧化剂A包括过硫酸盐和/或过氧化物；较佳地，所述过硫酸盐包括过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾中的任意一种或多种，更佳地为过硫酸铵；较佳地，所述过氧化物包括双氧水、叔丁基过氧化氢和异丙苯过氧化氢中的任意一种或多种，更佳地为叔丁基过氧化氢；
和/或，所述氧化剂B包括过氧化物氧化剂，较佳地包括叔丁基过氧化氢、双氧水和异丙苯过氧化氢中的一种或多种，更佳地包括叔丁基过氧化氢和/或双氧水；
和/或，所述还原剂A包括
FF6M、异抗坏血酸、抗坏血酸和焦亚硫酸盐中的任意一种或多种，较佳地为异抗坏血酸或
FF6M；较佳地，所述焦亚硫酸盐包括焦亚硫酸钠；
和/或，所述还原剂B为异抗坏血酸和/或
FF6M；
和/或，所述乳化剂包括阴离子乳化剂和非离子乳化剂。
3.如权利要求2所述的纯丙乳液的原料组合物，其特征在于，所述乙烯基硅烷偶联剂包括乙烯基三甲氧基硅烷，例如，美国联碳公司生产的型号为A171的硅烷偶联剂；
和/或，所述环氧硅烷偶联剂包括γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷，例如，美国迈图生产的型号为A187的硅烷偶联剂；
和/或，所述阴离子乳化剂与所述非离子乳化剂的重量份数比为(1～3)：1，较佳地为(1.3～2)；1；
和/或，所述阴离子乳化剂包括磷酸酯类阴离子乳化剂和/或硫酸盐类阴离子乳化剂；较佳地，所述磷酸酯类阴离子乳化剂包括脂肪磷酸酯，更佳地包括
RS-410、
RS-610、
RS-610中的任意一种或多种；较佳地，所述硫酸盐类阴离子乳化剂包括乙氧基化烷基硫酸盐、烷基硫酸盐和脂肪醇醚硫酸酯盐中的任意一种或多种，更佳地为乙氧基化烷基硫酸钠盐、乙氧基化烷基硫酸铵盐、烷基硫酸钠盐和脂肪醇醚硫酸酯钠盐中的任意一种或多种，例如，
UB-WX、
LA40S Z或
ES3007；
和/或，所述非离子乳化剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚类乳化剂，例如，
BC-420或
BC-610。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的纯丙乳液的原料组合物，其特征在于，所述软单体的重量份数为130～140份；
和/或，当所述软单体为丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯的混合物时，所述丙烯酸丁酯的重量份数为100～150份，较佳地为110～135份；所述丙烯酸异辛酯的重量份数为10～30份，较佳地为20～30份；
和/或，当所述软单体为丙烯酸丁酯时，所述丙烯酸丁酯的重量份数为100～150份，较佳地为110～135份；
和/或，所述硬单体的重量份数为30～40份；
和/或，当所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸异冰片酯的混合物时，所述甲基丙烯酸甲酯的重量份数为20～50份，较佳地为20～30份；所述甲基丙烯酸异冰片酯的重量份数为10～20份；
和/或，当所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯时，所述甲基丙烯酸甲酯的重量份数为20～50份，较佳地为20～30份；
和/或，所述亲水单体的重量份数为2.5～4.5份；
和/或，当所述亲水单体为丙烯酰胺和丙烯酸时，所述丙烯酰胺的重量份数为0.5～1.5份，较佳地为0.5～1份；所述丙烯酸的重量份数为2～5份，较佳地为2～3.5份；
和/或，所述硅烷偶联剂的重量份数为0.5～0.7份；
和/或，所述氧化剂A的重量份数为0.3～0.8份；
和/或，所述还原剂A的重量份数为0.3～0.8份；
和/或，所述乳化剂的重量份数为3～14.3份，较佳地为6～7份；
和/或，所述纯丙乳液的原料组合物中还进一步包括水；较佳地，所述水的重量份数为150～180份，更佳地为160～180份。
5.一种纯丙乳液的制备方法，其特征在于，所述纯丙乳液的原料包括如权利要求1～4中任意一项所述的纯丙乳液的原料组合物，具体包括如下步骤：
(1)部分所述乳化剂和水的混合物与所述硬单体、所述软单体、所述亲水单体和所述硅烷偶联剂混合，制得单体乳化液；
(2)在惰性气氛下，剩余部分所述乳化剂和水混合，在温度为55～65℃的条件下，加入部分所述单体乳化液、部分所述氧化剂A和部分所述还原剂A，再滴加剩余部分所述单体乳化液、剩余部分所述氧化剂A和剩余部分所述还原剂A，进行保温反应，制得物料A；
(3)所述物料A与所述氧化剂B和所述还原剂B经混合反应，二次保温反应，调节体系的pH值至7～9，即可。
6.如权利要求5所述的纯丙乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，部分所述乳化剂和所述水的重量份数比为1：(8～20)，较佳地为1：(8～10)；
和/或，步骤(1)中，部分所述乳化剂和所述水的混合物的制备方法包括如下步骤：部分所述乳化剂和所述水经混合，即可；所述混合的时间较佳地为15～40min；
和/或，步骤(1)中，所述混合的时间为30min以上，较佳地为30～40min；
和/或，步骤(1)中，部分所述乳化剂占所述乳化剂的质量百分比为60％～90％，较佳地为85.7％～90％。
7.如权利要求5所述的纯丙乳液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述惰性气氛为氮气；
和/或，步骤(2)中，剩余部分所述乳化剂和所述水的重量份数比为1：(70～100)，较佳地为1：(70～83)；
和/或，步骤(2)中，剩余部分所述乳化剂和水的混合物的制备方法为剩余部分所述乳化剂和所述水经混合，即可；所述混合的时间较佳地为5～10min；
和/或，步骤(2)中，部分所述单体乳化液占所述单体乳化液的质量百分比为4％～8％，较佳地为5％～8％；
和/或，步骤(2)中，部分所述氧化剂A占所述氧化剂A的质量百分比为5％～20％，较佳地为10％～20％；
和/或，步骤(2)中，部分所述还原剂A占所述还原剂A的质量百分比为5％～20％，较佳地为10％～20％；
和/或，步骤(2)中，部分所述氧化剂A和/或剩余部分所述氧化剂A以氧化剂A水溶液的形式加入；较佳地，所述氧化剂A水溶液中，所述氧化剂A与水的重量份数比为1：(35～100)，更佳地为1：(40～83)；
和/或，步骤(2)中，部分所述还原剂A和/或剩余部分所述还原剂A以还原剂A水溶液的形式加入；较佳地，所述还原剂A水溶液中，所述还原剂A与水的重量份数比为1：(35～100)，更佳地为1：(40～83)；
和/或，步骤(2)中，所述加入的时间为5～10min；
和/或，步骤(2)中，剩余部分所述单体乳化液、剩余部分所述氧化剂A和剩余部分所述还原剂A的滴加时间为3～4h；较佳地，剩余部分所述氧化剂A和剩余部分所述还原剂A的滴加时间比剩余部分所述单体乳化液的滴加时间长5～10min；
和/或，步骤(2)中，所述保温反应的时间为20～40min，较佳地为30min；
和/或，步骤(2)中，所述保温反应的温度为55～65℃，较佳地为60～65℃。
8.如权利要求5～7中任意一项所述的纯丙乳液的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述混合反应的温度为50～60℃，较佳地为55～60℃；
和/或，步骤(3)中，所述氧化剂B以氧化剂B水溶液的形式添加；较佳地，所述氧化剂B水溶液中，所述氧化剂B与水的重量份数比为1：(40～70)，更佳地为1:50；较佳地，所述氧化剂B水溶液的添加方式为滴加，所述氧化剂B水溶液的滴加时间为1～2h，更佳地为1.5h；
和/或，步骤(3)中，所述还原剂B以还原剂B水溶液的形式添加；较佳地，所述还原剂B水溶液中，所述还原剂B与所述水的重量份数比为1：(40～70)，更佳地为1:50；较佳地，所述还原剂B水溶液的添加方式为滴加，所述还原剂B水溶液的滴加时间为1～2h，更佳地为1.5h；
和/或，步骤(3)中，所述二次保温反应的温度为50～60℃，较佳地为55℃；
和/或，步骤(3)中，所述二次保温反应的时间为1h；
和/或，步骤(3)中，所述二次保温反应结束后还进一步包括降温的操作，降温至45℃以下；
和/或，步骤(3)中，采用添加pH调节剂的方法调节体系的pH值至7～9；较佳地，所述pH调节剂为氨水和/或氢氧化钠溶液；
和/或，步骤(3)中，所述调节体系的pH值至7～9后，还进一步包括过滤，收集滤液的操作。
9.一种纯丙乳液，其特征在于，其由如权利要求5～8中任意一项所述的纯丙乳液的制备方法制得。
10.一种如权利要求9所述的纯丙乳液作为基料在制备涂料中的应用。
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