[发明专利]一种无机杂化丙烯酸乳液及其制备方法、涂料及其应用

说明书

本发明公开了一种无机杂化丙烯酸乳液及其制备方法、涂料及其应用，该无机杂化丙烯酸乳液的制备原料包括丙烯酸乳液基础原料和杂化添加剂；丙烯酸乳液基础原料包括：丙烯酸酯不饱和单体、苯乙烯、单官能团功能单体、多官能团交联单体、乳化剂和引发剂；杂化添加剂包括硅烷偶联剂和碱金属硅酸盐，杂化添加剂的用量占制备原料总质量的8～15％。其中，硅烷偶联剂和碱金属硅酸盐的添加，可实现对丙烯酸乳液的杂化，所得无机杂化丙烯酸乳液存储稳定性高，应用涂覆成膜时能够快速建立成膜强度，实现快速干燥，所形成涂膜硬度强，耐刮擦性好，且耐水性强。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其是涉及一种无机杂化丙烯酸乳液及其制备方法、涂料及其应用。

背景技术

有机丙烯酸乳液作为建筑涂料、工业涂料的主要成膜物质在近年来被广泛应用，其主要特点是对颜填料粘结力好，能通过自干或者烘干成膜，干燥成膜后具备一定的耐水性、耐候性和耐沾污性能。但由于常规丙烯酸乳液干燥速度慢，极大限制其在需要快干涂装生产线，或者快速施工场合的应用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种无机杂化丙烯酸乳液及其制备方法、涂料及其应用。

本发明的第一方面，提出了一种无机杂化丙烯酸乳液，其制备原料包括丙烯酸乳液基础原料和杂化添加剂；所述丙烯酸乳液基础原料包括：丙烯酸酯不饱和单体、苯乙烯、单官能团功能单体、多官能团交联单体、乳化剂和引发剂；所述杂化添加剂包括硅烷偶联剂和碱金属硅酸盐，所述杂化添加剂的用量占所述制备原料的总质量的8～15％。

根据本发明实施例无机杂化丙烯酸乳液，至少具有以下有益效果：该无机杂化丙烯酸乳液在丙烯酸物乳液基础原料的基础上，添加碱金属硅酸盐和硅烷偶联剂进行无机杂化，其应用涂覆于基材成膜时，由于乳液中的碱金属硅酸盐可与空气中的二氧化碳反应生成高模数硅酸盐、碳酸盐和二氧化硅(如下反应式Ⅰ)，使得无机杂化乳液涂膜能够快速建立成膜强度，达到快速干燥的效果；而不像普通乳液需要进行乳胶粒子变形、分子链相互扩散和渗透，以致相互缠绕，方可达到聚结的物理成膜。另外，如若将该无机杂化丙烯酸乳液应用于含钙(或钙离子)和/或二氧化硅的基材上，可进一步达到快速干燥的目的，具体地，由于乳液中碱金属硅酸盐可与基材中的钙离子/二氧化硅反应生成硅酸盐(如下反应式Ⅱ、Ⅲ)，且针对在含钙离子的基材上所形成的膜层，空气中的二氧化碳会进一步促进反应的进行，从而可更迅速地建立强度，提高性能，并且可与基材中的钙离子/二氧化硅持续发生反应，达到涂膜基材一体的效果，接触面可作为衔接层更好地承接基材和膜层，这使得对于需要快速施工的场合可以更为放心使用。

反应式I：

反应式II：

反应式III：