本發(fā)明屬于建筑涂料，具體涉及一種改性苯丙乳液、內墻涂料及其制備方法。

背景技術：

1、涂料在建筑領域的應用，從最初的裝飾功能發(fā)展到今天的越來越多的附加功能，防霉、抗菌、抗甲醛、阻燃防火等功能。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，國家對于建筑物阻燃防火的要求越來越高，防火涂料涂敷于基材表面，不僅起到裝飾和保護基材的作用，同時還需要阻燃防火，火災時延緩火勢蔓延，保護生命財產(chǎn)安全。為此我國實施了gb?50222-2017《建筑內部裝修設計防火規(guī)范》、gb?8624-1997《建筑材料燃燒性能分級方法》的國家強制標準，對建筑內墻涂料的防火要求、等級分類做了嚴格的要求和說明。市場上的防火涂料層出不窮，大部分是通過無機復合填料，達到阻燃防火的效果。

2、無機復合填料阻燃防火涂料，在儲存過程中增稠嚴重，影響施工性能，因此相對一般涂料，無機防火涂料儲存周期短，客戶投訴相對比較多，產(chǎn)品維護和管理成本增加。另一方面無機型阻燃防火涂料在應用過程中，僅僅對水泥基材有一定的附著力，應用范圍相對比較窄。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種改性苯丙乳液、內墻涂料及其制備方法，以金剛烷基甲基丙烯酸酯為單體在引發(fā)劑過硫酸鉀、催化劑叔丁基過氧化氫的作用下對聚苯丙烯乳液進行接枝，拓寬了聚苯丙乳液接枝改性的范圍，而且提高了聚苯丙乳液的力學性能。本發(fā)明通過金剛烷基甲基丙烯酸酯、含氟丙烯酸酯接枝改性苯丙乳液后，和水性苯并噁嗪樹脂復合使用，應用在涂料中，達到防火阻燃效果的同時，改善涂料儲存穩(wěn)定性、附著力以及耐擦洗性能。

2、為解決上述問題，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：

3、本發(fā)明的第一個發(fā)明目的為：

4、提供一種改性苯丙乳液，其包括以下重量份組分：

5、苯乙烯10～30份，金剛烷基甲基丙烯酸酯5～15份，含氟丙烯酸酯5～20份，乳化劑1～5份，過硫酸鉀0.1～0.5份，叔丁基過氧化氫0.1～0.5份，碳酸氫鈉0.1～1份，去離子水30～60份。

6、本發(fā)明的改性苯丙乳液的進一步優(yōu)化為：

7、所述的金剛烷基甲基丙烯酸酯為2-甲基-2-金剛烷基甲基丙烯酸酯、1-金剛烷基甲基丙烯酸酯、2-異丙基-2-金剛烷基甲基丙烯酸酯、2-乙基-2-金剛烷基甲基丙烯酸酯、3-羥基-1-金剛烷基甲基丙烯酸酯、1-甲基-1-乙基-1-金剛烷甲醇甲基丙烯酸酯中的一種或幾種的組合。優(yōu)選為2-異丙基-2-金剛烷基甲基丙烯酸酯、2-乙基-2-金剛烷基甲基丙烯酸酯、3-羥基-1-金剛烷基甲基丙烯酸酯中的一種或幾種的組合。

8、所引入的金剛烷基甲基丙烯酸酯為大體積的剛性基團，大體積剛性基團會改善聚合物內部的結構，提高涂料的熱穩(wěn)定性，一定程度上提高了苯丙乳液的阻燃性能；成膜后增加內部空隙，和遮蓋聚合物協(xié)同作用，提高涂料的折射率，達到漆膜的高遮蓋的要求。

9、本發(fā)明的改性苯丙乳液的進一步優(yōu)化為：

10、所述的含氟丙烯酸酯為丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟異丙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯中的一種或幾種的組合。

11、本發(fā)明的改性苯丙乳液的進一步優(yōu)化為：

12、所述的乳化劑是十二烷基苯磺酸鈉、丁二基萘磺酸鈉、脂肪酸皂、松香酸皂、烷基磺酸鹽、烷基芳基磺酸鹽、烷基磺基琥珀酸鹽、聚氧亞烷基烷基硫酸鹽、聚氧亞烷基芳基硫酸鹽、硬脂基三甲基銨、聚氧乙烯醚硬脂醇、鯨蠟基三甲基銨、月桂基三甲基銨、聚氧亞烷基烷基苯基醚、聚氧亞烷基烷基醚、烷基聚葡糖苷、聚甘油烷基醚、聚氧亞烷基脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、脫水山梨糖醇脂肪酸酯中的一種或幾種的組合。優(yōu)選為十二烷基苯磺酸鈉、丁二基萘磺酸鈉、聚氧乙烯醚硬脂醇、聚氧亞烷基烷基苯基醚、聚氧亞烷基脂肪酸酯、烷基聚葡糖苷中的一種或幾種的組合。

13、磺酸鹽類作為陰離子型乳化劑，乳化能力強，水溶性較大，適用范圍寬，它們既可以在堿性條件下使用，又可以在酸性條件下使用，而且所制得的乳液無論對酸還是對金屬離子都具有較大的穩(wěn)定性；非離子型乳化劑以吸附保護作用使乳膠粒穩(wěn)定，陰離子型乳化劑和非離子型乳化劑配合使用，取長補短，兩者復合使用時，兩類乳化劑分子交替吸附在乳膠粒表面，即在離子型中嵌入非離子型，造成了一定的空間位阻，增大了乳化劑離子間的距離，減少了在同一乳膠粒上相鄰乳化劑離子間的靜電斥力，增加了陰離子乳化劑在乳膠粒上的吸附強度；另一方面，離子型乳化劑可以看成為電解質，非離子型乳化劑上的親水基團與h2o及h3o+通過氫鍵作用而帶上正電荷，離子間發(fā)生靜電作用，減少了親水基團間的斥力，增加了乳化能力。

14、本發(fā)明的第二個發(fā)明目的為：

15、提供一種前面所述的改性苯丙乳液的制備方法，其包括以下制備步驟：

16、s1.按比例向反應釜內加入去離子水，再分別加入苯乙烯、金剛烷基甲基丙烯酸酯、含氟丙烯酸酯，開啟攪拌；

17、s2.然后向反應釜內加入五分之一的乳化劑、過硫酸鉀、四分之一的碳酸氫鈉，升溫至80℃，出現(xiàn)藍光后保溫15min形成種子乳液；

18、s3.把剩余部分的乳化劑、剩余部分的碳酸氫鈉及叔丁基過氧化氫緩慢加入反應釜中，升溫至85℃保溫2h，降溫、過濾后制備得到改性苯丙乳液。

19、本發(fā)明的第三個發(fā)明目的為：

20、提供一種改性苯丙乳液內墻涂料，其包括以下重量份組分：

21、前面所述的改性苯丙乳液10～20份，水性苯并噁嗪樹脂5～10份，遮蓋聚合物15～27份，功能性粉料5～9份，煅燒高嶺土5～10份，重質碳酸鈣5～10份，去離子水20～35份，羥乙基纖維素0.2～0.7份，增稠劑0.2～0.5份，潤濕分散劑1.0～3.0份，成膜助劑1.0～4.0份。

22、本發(fā)明的改性苯丙乳液內墻涂料的進一步優(yōu)化為：

23、所述的遮蓋聚合物是一種核-殼結構的水性純丙乳液，折光率為1.5～1.8，乳液粒徑為350nm～450nm之間。通過控制殼的的粒徑，提供遮蓋能力；另外，因為核和殼對光線的折射率不同，增加了光的散射性能，提高了聚合的遮蓋性能。

24、本發(fā)明的改性苯丙乳液內墻涂料的進一步優(yōu)化為：

25、所述的功能性粉料包括竹炭粉、膨潤土和硅藻土，所述的竹炭粉、膨潤土和硅藻土占功能性粉料總質量的5％～9％。

26、本發(fā)明的改性苯丙乳液內墻涂料的進一步優(yōu)化為：

27、所述的潤濕分散劑為全氟正丙基乙烯基醚、全氟環(huán)醚、全氟丁基甲醚、全氟己基乙醇聚氧乙烯醚、全氟烷基乙醇聚氧乙烯醚、全氟丁基四氫呋喃、聚全氟甲基異丙基醚、全氟乙基乙烯基醚、全氟聚醚醇中的一種或幾種的組合。優(yōu)選為全氟正丙基乙烯基醚、聚全氟甲基異丙基醚、全氟乙基乙烯基醚、全氟烷基乙醇聚氧乙烯醚中的一種或幾種的組合。

28、全氟烷基分散劑電負性較大，氟原子對電子具有較大的吸引力，使得核外電子密度更大，原子半徑更小。電子由于被吸附的較為緊密，因此很難出現(xiàn)乳液粒子在涂料中各種粉料的偏移，減小乳液在應用過程的團聚風險；另外，由于電子吸附緊密的原因，在涂料中應用時，提高與基材的附著力。同時全氟化合物具有較低的表面張力，能夠調控聚苯丙乳液在生產(chǎn)應用過程中，因為高速分散剪切破乳的風險，以及在長期存放過程中，面臨極寒天氣時，不會破乳出現(xiàn)絮凝問題。

29、本發(fā)明的改性苯丙乳液內墻涂料的進一步優(yōu)化為：

30、所述的羥乙基纖維素為甲基羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、十六烷基羥乙基纖維素、十六烷氧基-2-羥丙基羥乙基纖維素、丁氧基-2-羥丙基羥乙基纖維素、丁氧基-2-羥丙基十六烷基羥乙基纖維素、丁氧基-2-羥丙基十六烷氧基-2-羥乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、磺乙基十六烷氧基-2-羥丙基纖維素、2-羥丙基三甲基氯化銨羥乙基纖維素、2-羥丙基三甲基氯化銨十六烷基羥乙基纖維素、2-羥丙基三甲基氯化銨十六烷氧基-2-羥丙基羥乙基纖維素、2-羥丙基月桂基二甲基氯化銨羥乙基纖維素、2-羥丙基三甲基氯化銨2-羥丙基月桂基二甲基氯化銨羥乙基纖維素、二烯丙基二甲基氯化銨羥乙基纖維素接枝共聚物、以及二烯丙基二甲基氯化銨十六烷基羥乙基纖維素中的一種或幾種的組合。優(yōu)選為羥乙基纖維素為甲基羥乙基纖維素、磺乙基十六烷氧基-2-羥丙基纖維素、十六烷基羥乙基纖維素、十六烷氧基-2-羥丙基羥乙基纖維素中的一種或幾種的組合。

31、通過引入羥乙基纖維素，作為涂料的一種增稠劑，提高體系粘度，提高粉料的分散效率，在生產(chǎn)過程中提高產(chǎn)能效率，以及在涂料的儲存過程中減少涂料的分層，和應用過程幫助涂料自流平。

32、本發(fā)明的改性苯丙乳液內墻涂料的進一步優(yōu)化為：

33、所述的成膜助劑為己二酸二異丁酯、戊二酸二異丁酯、丁二酸二異丁酯、2，2，4-三甲基-1，2-戊二醇-異丁單酯、丙二醇苯醚、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚、二丙二醇單甲醚、丙二醇二醋酸酯、二異丙醇己二酸酯、己二醇丁醚醋酸酯、十二碳醇酯、十六碳醇酯、3-乙氧基丙酸乙酯中的一種或幾種的組合。

34、本發(fā)明的改性苯丙乳液內墻涂料的進一步優(yōu)化為：

35、所述的增稠劑為聚氨酯增稠劑、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、卡波樹脂、聚丙烯酸中的一種或幾種的組合。

36、本發(fā)明的第四個發(fā)明目的為：

37、提供一種前面所述的改性苯丙乳液內墻涂料的制備方法，其包括以下制備步驟：

38、s1.在300～400rpm的轉速攪拌條件，按照配方比例將水性苯并噁嗪樹脂與改性苯丙乳液進行混合，得到復合乳液；

39、s2.在500～800rpm的轉速攪拌條件下，在去離子水中加入羥乙基纖維素、潤濕分散劑分散5～10min；

40、s3.加入功能性粉料、煅燒高嶺土、重質碳酸鈣，1000～1300rpm的攪拌速度下攪拌分散10～15min；

41、s4.調整轉速在600～900rpm，加入步驟s1得到的復合乳液、遮蓋聚合物、增稠劑、成膜助劑，分散5～10min，制備得到所述的改性苯丙乳液內墻涂料。

42、本發(fā)明的有益效果為：

43、(1)以金剛烷基甲基丙烯酸酯、含氟丙烯酸酯為單體在引發(fā)劑、催化劑的作用下對聚苯丙烯乳液進行乳液聚合，提高了聚苯丙乳液的力學性能，應用在涂料上，提高了涂料的耐擦洗性能。

44、(2)通過水性苯并噁嗪樹脂和改性苯丙乳液進行復合，一方面提高內墻涂料的阻燃防火效果，另一方面通過水性苯并噁嗪樹脂和改性苯丙乳液進行復合應用在內墻涂料中，解決了阻燃防火涂料儲存周期短，后期增稠嚴重的問題。

45、(3)通過核-殼結構的水性純丙乳液作為遮蓋物質，與體系相容性好，避免了金紅石鈦白粉在涂料體系中分散性能差、易團聚的缺點。核-殼聚合過程中，在核表面進行殼的聚合反應，親水中心被水分子填滿，當干燥的時候水分揮發(fā)，留下的空腔充滿空氣，由于光在兩種介質中的折射率的不同而產(chǎn)生了不透明，聚合物中空乳液表面對光的折射性，使其具有較強的不透光性-遮蓋性，提供涂料的遮蓋性能，利用聚合物中空乳液表面對光的折射性，使其具有較強的不透光性。

46、(4)全氟烷基分散劑電負性較大，氟原子對電子具有較大的吸引力，使得復合苯丙乳液粒子外電子密度更大，避免涂料在儲存過程中，復合苯丙乳液粒子受到擠壓破乳，所以氟烷基分散劑提高了涂料的儲存穩(wěn)定性和凍融穩(wěn)定性，并且提高了涂料和基材的附著力。