一种稳定环保的丙烯颜料乳液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种绘画水性材料，特别是一种丙烯颜料乳液及其制备方法。

背景技术

丙烯颜料具备良好的耐久性，在绘画后可以长期保持绘画原有的色彩和表现力，但是现有的一些丙烯颜料在制造过程中采用了非APEO(烷基酚聚氧乙烯醚)乳化剂，此类乳化剂具有毒性、稳定性差且生物降解性差，影响人体健康同时严重破坏环境。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种稳定环保的丙烯颜料乳液及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种稳定环保的丙烯颜料乳液及其制备方法，由以下重量份数的原料制成：甲基丙烯酸甲酯15-25份；丙烯酸丁酯15-25份；叔碳酸乙烯酯5-10份；甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1-5份；丙烯酸缩水甘油酯1-5份；反应型乳化剂1-5份；水性引发剂0.2-0.4份；氧化还原剂0.1-0.3份；环保防腐剂0.1-0.5份；去离子水40-60份。

所述反应型乳化剂为烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵。

所述水性引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或几种任意比例混合。

所述氧化还原剂为叔丁基过氧化氢、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠中的一种或几种任意比例混合。

所述的防腐剂为2-溴-2-硝基丙烷-1,3-二醇。

一种制备上述丙烯颜料乳液所述的方法，包括如下步骤：

(1)、往乳化釜内加入50％重量份的去离子水，并开启搅拌，搅拌速度为100转/分。

(2)、往乳化釜内依次加入丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、叔碳酸乙烯酯、反应型乳化剂，并预乳化30-60分钟，记为预乳化液A部。

(3)、在反应釜内加入剩余的去离子水，开启搅拌，搅拌速度为100转/分，升温到80-85℃，记为B部。

(4)、取出10％-20％重量份的A部，一次性加入到反应釜的B部中，然后加入水性引发剂，继续搅拌聚合反应10-30分钟，生成乳液种子，记为C部。

(5)、反应釜保持80-95℃，搅拌速度保持100转/分，将A部剩余预乳化液恒速滴加到C部，滴加时间为4-5小时，滴加完成后，继续搅拌保温1小时，让C部乳液充分反应。

(6)、反应釜温度降到70-75℃并保持，搅拌速度调整为180转/分，恒速滴加氧化还原剂30-60分种进行氧化还原剂后处理，去除乳液中未反应的残余单体。

(7)、将反应釜温度降温到35-45℃，加入环保防腐剂，得到所需的丙烯颜料乳液。

本发明的有益效果是：本发明由丙烯酸丁酯、叔碳酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯及有机硅高分子聚合而成，其外观通透，展色性好，尤其采用了反应型乳化剂烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵，无毒无害，生物降解性好，增加了本发明稳定和环保特性。

具体实施方式

本实施例中，关于温度和压力没有特别强调的，均为常温常压。

一种稳定环保的丙烯颜料乳液，由以下重量份数的原料制成：甲基丙烯酸甲酯15-25份；丙烯酸丁酯(C

所述甲基丙烯酸甲酯化学式为C

所述水性引发剂选用过硫酸铵((NH

上述丙烯颜料乳液的制备方法如下：

(1)、往乳化釜内加入50％重量份的去离子水(如去离子水总重为40份，在本步中加入50％重量即20份)，并开启搅拌，搅拌速度为100转/分，搅拌时间为5分钟。

(2)、往乳化釜内依次加入丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、叔碳酸乙烯酯、反应型乳化剂，并预乳化30-60分钟，记为预乳化液A部。

(3)、在反应釜内加入剩余的去离子水(如去离子水总重为40份，在本步中剩余重量为20份)，开启搅拌，搅拌速度为100转/分，升温到80-85℃，记为B部。

(4)、反应釜保持85-90℃，搅拌速度为100转/分，取出10％-20％重量份的A部，一次性加入到反应釜的B部中，然后加入水性引发剂，继续搅拌聚合反应10-30分钟，生成乳液种子，记为C部。

(5)、反应釜保持80-95℃，搅拌速度保持100转/分，将A部剩余预乳化液恒速滴加到C部，滴加时间为4-5小时，滴加完成后，继续搅拌保温1小时，让C部乳液充分反应。

(6)、反应釜温度降到70-75℃并保持，搅拌速度调整为180转/分，恒速滴加氧化还原剂30-60分种进行氧化还原剂后处理，去除乳液中未反应的残余单体。

(7)、将反应釜温度降温到35-45℃，加入环保防腐剂，得到所需的丙烯颜料乳液。

上述方法制作的丙烯颜料乳液性质稳定，绿色环保，具有生产周期短，中间有害产物少等优点。

实验组1：甲基丙烯酸甲酯15份、丙烯酸丁酯15份、叔碳酸乙烯酯5份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷2份、丙烯酸缩水甘油酯1份，烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵1份、硫酸铵0.2份、叔丁基过氧化氢0.1份、2-溴-2-硝基丙烷-1,3-二醇0.1份、去离子水56.4份。

制备方法：步骤(2)中，预乳化30分钟；步骤(3)中剩余去离子水是20份，升温至80℃；步骤(4)中，反应釜保持85℃，聚合反应10分钟，A部为3.8份(即10％重量份的A部)；步骤(5)中，反应釜升温并保持到80℃，恒速滴加4小时；步骤(6)中，反应釜温度维持80℃；步骤(7)中，将C部反应釜温度降到70℃；步骤(8)中，恒速滴加氧化还原剂30分钟；步骤(9)，将反应釜温度降到35℃并保持。

实验组2：甲基丙烯酸甲酯20份、丙烯酸丁酯19份、叔碳酸乙烯酯8份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1份、丙烯酸缩水甘油酯3份，烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵3份、硫酸铵0.1份、过硫酸钠0.2份、亚硫酸氢钠0.1份、焦亚硫酸钠0.1份、2-溴-2-硝基丙烷-1,3-二醇0.3份、去离子水54份。

制备方法：步骤(2)中，预乳化50分钟；步骤(3)中剩余去离子水是27份，升温至82℃；步骤(4)中，反应釜保持87℃，聚合反应20分钟，A部为7.65份(即15％重量份的A部)；步骤(5)中，反应釜升温并保持到90℃，恒速滴加4.5小时；步骤(6)中，反应釜温度维持84℃；步骤(7)中，将C部反应釜温度降到72℃；步骤(8)中，恒速滴加氧化还原剂50分钟；步骤(9)，将反应釜温度降到40℃并保持。

实验组3：甲基丙烯酸甲酯25份、丙烯酸丁酯25份、叔碳酸乙烯酯10份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5份、丙烯酸缩水甘油酯5份，烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵5份、硫酸铵0.1份、过硫酸钾0.1份、过硫酸钠0.2份、叔丁基过氧化氢0.1份、亚硫酸氢钠0.1份、焦亚硫酸钠0.1份、2-溴-2-硝基丙烷-1,3-二醇0.5份、去离子水60份。

制备方法：步骤(2)中，预乳化60分钟；步骤(3)中剩余去离子水是30份，升温至85℃；步骤(4)中，反应釜保持90℃，聚合反应30分钟，A部为14份(即20％重量份的A部)；步骤(5)中，反应釜升温并保持到95℃，恒速滴加5小时；步骤(6)中，反应釜温度维持95℃；步骤(7)中，将C部反应釜温度降到75℃；步骤(8)中，恒速滴加氧化还原剂60分钟；步骤(9)，将反应釜温度降到45℃并保持。

以上三个实验组的测试结果见下表：

从以上表格数据可以看出，本发明由丙烯酸丁酯、叔碳酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯及有机硅高分子聚合而成，其外观通透，展色性好，尤其采用了反应型乳化剂烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵，增加了本发明稳定和环保特性，采用水性环保材料，其生产过程中不添加苯类物质(如苯、二甲苯、甲苯、二乙苯、邻苯二甲酸酯等)、卤代烃、烷基酚聚氧乙烯醚、异噻唑酮、有机重金属(锡、铜、铬、铅、汞、砷、钡、硒、锑等)，为良好的环保型，有利于消费者的健康，保护环境。

以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围，专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。