一种多组分防水型高分子涂料乳液及其制作方法与流程

本发明涉及高分子涂料乳液，具体涉及一种多组分防水型高分子涂料乳液及其制作方法。

背景技术：

1、高分子涂料乳液是以高分子化合物作为主要成膜物质，添加主要的助剂和填料，经过一定的工艺加工形成的乳液型涂料，由于其具有施工简单、快干以及无污染的特点，被广泛应用于建筑、家具、汽车、家电等领域。但是普通的高分子涂料乳液使用寿命短，易被雨水浸染产生溶胀现象导致涂层脱落，易被刮伤产生划痕，易被老化导致破损，易被细菌的生理活动导致污损发霉，并且在破损产生时没有自修复的能力，所以在使用高分子涂料乳液时就需要频繁更换，不仅劳民伤财还会造成资源的浪费。

2、普通的高分子涂料乳液已经跟不上时代发展，为了满足多个领域的使用需求，人们对其进行了改性处理，比如公开号为cn104744651b的专利公开了一种环保型含氟聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液及其制备方法，采用自乳化法且不添加任何有机溶剂和小分子乳化剂，具有很好的贮藏稳定性，并且氟原子的引入有效的提高了水性聚氨酯的耐水性以及耐溶剂性，使得制备出来的涂膜具有优异的防水防油以及耐热的性能。又比如公开号为cn103614036b的专利公开了一种高分子乳液防水涂料，制作工艺简单，操作方便且防水性能优异，并且强度高，粘结性能强，还具有优异的耐老化性能，耐候性以及防紫外线性能，具有优良的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多组分防水型高分子涂料乳液及其制作方法，解决了以下几点技术问题：(1)普通高分子涂料乳液防水性能欠佳、耐磨性不好、抗氧化性能差导致涂层容易被水溶胀腐蚀，易被刮伤、不耐氧化并且没有自修复的功能，导致涂层使用寿命较短，需要频繁进行更换的问题；(2)普通高分子涂料乳液不具有抗菌性能，细菌生理活动会在涂层表面留下污渍或者形成霉斑，影响美观性的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种多组分防水型高分子涂料乳液，包括以下重量份的原料：10-20份丙烯酸丙酯、10-15份丙烯酸异丁酯、8-12份全氟己基乙基丙烯酸酯、3-5份乳化剂、1-3份引发剂、1-2份中和剂、80-120份去离子水；还包括10-12份自修复型添加料、8-10份防水抗氧化复合物。

4、进一步地，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠；所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的任意一种；所述中和剂为浓度为1-2mo l/l的氨水。

5、进一步地，所述自修复添加料的制备方法，包括以下步骤：

6、s1:将聚碳酸酯二醇置于甲苯中，充分搅拌后，加入2-氯丙烯酸与对甲苯磺酸，升温反应,减压蒸馏除去溶剂后收集产物，得到烯基化聚碳酸酯；

7、s2：将烯基化聚碳酸酯置于无水乙醇中，加入4,4'-联吡啶二硫醚，回流反应后减压蒸馏，收集产物得到自修复型添加料。

8、进一步地，步骤s1中，所述升温反应温度为105-110℃，时间为3-5h。

9、进一步地，步骤s2中，所述回流反应时间为12-24h。

10、本方案中，在对甲苯磺酸的作用下聚碳酸酯二醇结构中的羟基与2-氯丙烯酸结构中的羧基发生酯化反应，得到烯基化聚碳酸酯，再通过回流反应，将烯基化聚碳酸酯结构中的活性氯与4,4'-联吡啶二硫醚结构中的叔胺发生季铵化反应，得到具有双季铵基团以及二硫键的自修复型添加料。该种自修复型添加料结构中具有多个碳酸酯结构，分子碳链较长排列紧密，并且形成的结晶度高，分子间的范德华力较大，所以在水分子的作用下不易被润湿和渗透，具有一定的防水效果，其结构中具有的多个双键，能够与涂料乳液的基体产生交联反应，形成网状结构，增强涂料乳液的耐磨性以及内聚力，在涂料乳液固化后形成的涂层产生裂缝时，其结构中的二硫键发挥自修复作用，通过硫原子上的自由电子与周围的硫原子发生反应，形成新的更为稳定的二硫键，从而实现涂层的自修复功能，延长涂层的使用寿命，并且其结构中形成的双季铵基团能够发挥广谱的抗菌作用，能够有效的防止细菌的附着，从而避免出现由于细菌的生理活动导致的涂层污损、霉变等现象，有效地保持了涂层的美观。

11、进一步地，所述防水抗氧化复合物的制备方法，包括以下步骤：

12、ss1:将甲基乙烯基硅橡胶置于三氯甲烷溶液中，充分搅拌30-40min，加入3-氯过氧苯甲酸，常温下反应72-80h后，加入甲醇析出，过滤、洗涤、干燥后得到环氧化硅橡胶；

13、ss2：将环氧化硅橡胶置于二甲苯中，充分搅拌后，加入绿原酸与催化剂，升温至100-110℃，反应5-8h，旋转蒸发除去溶剂后，收集产物得到防水抗氧化复合物。

14、本方案中，甲基乙烯基硅橡胶结构中的部分双键被3-氯过氧苯甲酸氧化，形成环氧化硅橡胶，再在催化剂的作用下，环氧化硅橡胶结构中的环氧基团与绿原酸结构中的羧基发生开环反应，得到防水抗氧化复合物。该种防水抗氧化复合物以硅橡胶作为基体材料，其结构中的硅氧烷链段具有较低的表面张力，具有优异的防水能力，在其结构中引入的绿原酸是一种多酚类化合物，其结构中的多个酚羟基能够与自由基发生反应，形成半醌式自由基，从而终止自由基链式反应，达到抗氧化的目的，将小分子绿原酸与大分子硅橡胶相结合，小分子抗氧化物质不易析出，抗氧化能力不易衰减，具有长久的抗氧化效果，同时该种防水抗氧化复合物结构中剩余的双键还能够参与高分子涂料乳液的自由基聚合反应，与涂料乳液中的全氟己基乙基丙烯酸酯和自修复型添加料中的碳酸酯结构产生协同效果，显著提升涂层的防水性能。

15、进一步地，步骤ss1中，所述甲醇的浓度为1-1.5mo l/l。

16、进一步地，步骤ss2中，所述催化剂为四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基氢氧化铵中的任意一种。

17、一种多组分防水型高分子涂料乳液的制作方法，包括以下制作步骤：

18、步骤一、将丙烯酸丙酯、丙烯酸异丁酯、全氟己基乙基丙烯酸酯、自修复型添加料、防水抗氧化复合物与乳化剂十二烷基硫酸钠置于去离子水中，在500-800r/min的转速下，搅拌1-1.5h，得到预乳液；

19、步骤二、将引发剂与剩余去离子水充分混合，形成引发性溶液；

20、步骤三、将五分之二的预乳液与五分之一的引发性溶液混合，升温至80-90℃，保温0.5-1h，得到种子乳液；

21、步骤四、将温度保持在90-95℃，向种子溶液中滴加剩余预乳液与剩余引发性溶液，保温20-30min后，降温至50-60℃，加入中和剂，充分搅拌后出料，得到高分子乳液。

22、进一步地，步骤四中，所述剩余预乳液在1-1.5h内滴完；所述剩余引发性溶液在1.5-2h内滴完。

23、本发明的有益效果：

24、本发明通过制备自修复型添加料与防水抗氧化复合物参与到高分子涂料乳液的自由基聚合进程中，使得制备出来的高分子涂料乳液抗菌性能高达99.7％，磨耗量低至0.21mg/1000r,水接触角大于152°，拉伸强度高达20.2mpa,修复率高达79.2％，同时还具有优异的抗氧化能力，能够有效的防止出现由于细菌生理活动导致涂层表面产生污损以及霉斑，影响美观的现象，能够有效的解决涂层由于被水浸泡、外力摩擦、氧化、微小裂缝不能及时处理导致的涂层破损，降低涂层使用寿命的问题。

25、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。