本发明涉及一种水性丙烯酸酯乳液，具体涉及一种金属表面防护用水性丙烯酸自干纳米乳液以及其制备方法。
背景技术：
：金属表面暴露在空气中会被养护，因此需要涂层来保护。目前对于金属表面的防护，市场上大量采用溶剂型、水性醇酸树脂、氨基烤漆类。但以上三种类别的保护剂都有一些缺陷，溶剂型因固化过程产生大量有机废气，不符合国家环保要求。水性醇酸树脂，氨基烤漆，因为需要高温烘烤，导致生产成本居高不下，并且性能和溶剂型树脂差距很大，市场接受程度低下。有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型金属防护用水性丙烯酸酯自干纳米乳液，使其更具有产业上的利用价值。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种产品成本低、防腐性能高、具有高耐候性的丙烯酸酯自干纳米乳液及其制备方法。本发明的技术方案如下：一种金属防护用水性丙烯酸酯自干纳米乳液，包括以下重量份数的各组分：一种金属防护用水性丙烯酸酯自干纳米乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、在四口烧瓶中加入20份去离子水，搅拌后加热，至温度升高至80℃时，滴加0.1份乳化剂和0.1份缓冲剂；s2、在预乳化瓶中加入30份去离子水，预乳化瓶搅拌中加入乳化机、自交联单体、磷酸酯功能单体、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯，高速搅拌1小时，制得预乳液备用；s3、继续加热四口烧瓶，至温度升高至84℃时，取2-4％体积的预乳液加入；继续加入过硫酸铵，等到四口烧瓶中出现淡蓝色时，将四口烧瓶升温至85℃；s4、继续滴加剩余预乳液和过硫酸铵至四口烧瓶中，滴加时间保持在4-5小时，滴加结束后，维持85℃的温度继续反应1-2小时；s5、将四口烧瓶降温至65℃，先后加入引发剂a和异抗坏血酸钠，维持温度反应20-40分钟；s6、继续降温至40℃，加入消泡剂，搅拌后加入ph调节剂，调节ph至7.5。进一步的，所述乳化剂为乳化剂sr-10。进一步的，所述自交联单体为丁二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、二乙烯基苯中的任一种。进一步的，所述缓冲剂为碳酸氢铵。借由上述方案，本发明至少具有以下优点：本发明乳液采用了微乳液聚合法，制备的乳液粒径60-100纳米，对金属基材的润湿性，附着力都显著增强，与色浆的相溶性，机械稳定性非常好，色浆色泽度饱满，光泽度高。通过微乳液聚合法，可以实现高玻璃化温度，提高乳液的硬度，并且不会明显提高最终成膜温度。能实现不使用成膜助剂的情况下，自干成膜。本乳液因为不含有成膜助剂，能有效防止粉化现象，显著提高耐候时间，抗粉化性能明显提高。乳液表面封闭性强，耐腐蚀，耐盐雾时间能达到200小时以上。本乳液采用自交联单体聚合，所以固化方式可以直接室温固化，并且固化速度快，表干时间10分钟后就可以进行下个工序，完全放弃高温烘烤，浪费电能等缺点。固化过程挥发的溶剂是水蒸气，完全环保，无有机溶剂产生。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。具体实施方式下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例1在1000ml的四口烧瓶中加入200ml的去离子水，通过搅拌机搅拌，搅拌速率为200转每分钟，并加热至80℃，滴加1g乳化机sr-10和1g碳酸氢铵；在预乳化瓶中加入300ml的去离子水，开启搅拌后加入60g乳化剂、10g自交联单体、30g磷酸酯功能单体、150g丙烯酸丁酯、150g丙烯酸异辛酯、20g丙烯酸、10g丙烯酸羟乙酯、200g甲基丙烯酸甲酯、150g苯乙烯，高速搅拌1小时，制得预乳液备用；继续对四口烧瓶加热，至温度升到84℃时，取2％体积的预乳液加入到四口烧瓶中，并滴加10g过硫酸铵，等到四口烧瓶中出现淡蓝色时，将四口烧瓶升温至85℃；继续滴加剩余预乳液和20g过硫酸铵至四口烧瓶中，滴加时间保持在4小时，滴加结束后，维持85℃的温度继续反应1小时；将四口烧瓶降温至65℃，先后加入10g引发剂a和20g异抗坏血酸钠，维持温度反应20分钟；继续降温至40℃，加入10g消泡剂，搅拌后加入10gph调节剂，调节ph至7.5。实施例2在1000ml的四口烧瓶中加入200ml的去离子水，通过搅拌机搅拌，搅拌速率为200转每分钟，并加热至80℃，滴加1g乳化机sr-10和1g碳酸氢铵；在预乳化瓶中加入300ml的去离子水，开启搅拌后加入70g乳化剂、20g自交联单体、40g磷酸酯功能单体、200g丙烯酸丁酯、200g丙烯酸异辛酯、30g丙烯酸、20g丙烯酸羟乙酯、250g甲基丙烯酸甲酯、200g苯乙烯，高速搅拌1小时，制得预乳液备用；继续对四口烧瓶加热，至温度升到84℃时，取3％体积的预乳液加入到四口烧瓶中，并滴加20g过硫酸铵，等到四口烧瓶中出现淡蓝色时，将四口烧瓶升温至85℃；继续滴加剩余预乳液和40g过硫酸铵至四口烧瓶中，滴加时间保持在4.5小时，滴加结束后，维持85℃的温度继续反应1.5小时；将四口烧瓶降温至65℃，先后加入20g引发剂a和350g异抗坏血酸钠，维持温度反应30分钟；继续降温至40℃，加入20g消泡剂，搅拌后加入20gph调节剂，调节ph至7.5。实施例3在1000ml的四口烧瓶中加入200ml的去离子水，通过搅拌机搅拌，搅拌速率为200转每分钟，并加热至80℃，滴加1g乳化机sr-10和1g碳酸氢铵；在预乳化瓶中加入300ml的去离子水，开启搅拌后加入80g乳化剂、30g自交联单体、50g磷酸酯功能单体、250g丙烯酸丁酯、250g丙烯酸异辛酯、40g丙烯酸、30g丙烯酸羟乙酯、300g甲基丙烯酸甲酯、250g苯乙烯，高速搅拌1小时，制得预乳液备用；继续对四口烧瓶加热，至温度升到84℃时，取4％体积的预乳液加入到四口烧瓶中，并滴加30g过硫酸铵，等到四口烧瓶中出现淡蓝色时，将四口烧瓶升温至85℃；继续滴加剩余预乳液和50g过硫酸铵至四口烧瓶中，滴加时间保持在5小时，滴加结束后，维持85℃的温度继续反应2小时；将四口烧瓶降温至65℃，先后加入20g引发剂a和350g异抗坏血酸钠，维持温度反应40分钟；继续降温至40℃，加入30g消泡剂，搅拌后加入30gph调节剂，调节ph至7.5。本发明的工作原理如下：本纳米乳液通过微乳液聚合与氧化还原工艺相结合，乳液中采用自交联体系，加入丙烯酸丁酯，丙烯酸异辛酯，甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯，丙烯酸，丙烯酸羟乙酯，磷酸酯功能单体，并采用反应型环保乳化剂，最终制备出一种粒径在60-100纳米的水性丙烯酸酯乳液。采用反应型乳化剂，可以使用很少量，就能提供很好的乳化效果。丙烯酸丁酯，丙烯酸异辛酯做为软单体，提供很好的柔韧性及初粘性，甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯能提供很好的硬度，光泽度，抗划伤性能，自交联单体，磷酸酯功能单体的加入能让本乳液具备非常好的金属附着力和自交联能力。本发明至少具有以下优点：本乳液因为采用了微乳液聚合法，乳液粒径60-100纳米，对金属基材的润湿性，附着力都显著增强，与色浆的相溶性，机械稳定性非常好，色浆色泽度饱满，光泽度高。通过微乳液聚合法，可以实现高玻璃化温度，提高乳液的硬度，并且不会明显提高最终成膜温度。能实现尽可能不使用成膜助剂的情况下，自干成膜。本乳液因为添加成膜助剂量少，能有效防止粉化现象，显著提高耐候时间，抗粉化性能明显提高。乳液表面封闭性强，耐腐蚀，耐盐雾时间能达到200小时以上。本乳液采用自交联单体聚合，所以固化方式可以直接室温固化，并且固化速度快，表干时间10分钟后就可以进行下个工序，完全放弃高温烘烤，浪费电能等缺点。固化过程挥发的溶剂是水蒸气，完全环保，无有机溶剂产生。本发明各实施例性能测试如下：(1)固含量测试测试方法为，取1g乳液放进150摄氏度烘箱中，烘烤30分钟，测试固含量。表1固含量测试项目固含量(％)实施例144实施例245实施例347(2)粘度测试测试方法为，采用旋转式粘度计在25摄氏度测试乳液粘度。表2粘度测试项目粘度(cps)实施例1158实施例2163实施例3162(3)ph测试测试方法为，用ph计测试乳液酸碱值.表3ph值项目ph值实施例17.5实施例27.5实施例37.5(4)硬度测试测试方法为，取100g乳液，用10公分宽毛刷，在铝板上均匀涂刷乳液，涂刷厚度为20μm，室温放置，自然固化48小时，用三菱硬度笔测试硬度。表4硬度测试项目硬度实施例1h实施例2h实施例3h(5)附着力测试测试方法为，将硬度测试中膜用百格刀均匀上划出小格，然后用3m附着力测试胶带，完全贴合在小格子上，用1kg滚轮来回滚压2次，90度匀速拉起测试胶带。表5硬度测试项目附着力等级实施例10实施例20实施例30(6)耐酸测试测试方法为，将硬度测试中将涂好乳液的铝板放入盐雾试验箱，用5％的氯化钠溶液，采用中性盐雾测试法。可以满足耐盐雾200小时。表6硬度测试项目耐酸雾时间实施例1＞200h实施例2＞200h实施例3＞200h(7)光泽度测试测试方法：将硬度测试涂膜后的铝板用光泽度测试仪，60度角测试。表7光泽度测试项目光泽度实施例183实施例285实施例387(8)耐老化测试测试方法：将硬度测试涂膜后的铝板，放进耐老化试验箱，uv光照200小时。表8耐老化测试以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。当前第1页12