一种亲水性润滑涂层用涂料及其制备方法与流程

文档序号:11223867
本发明涉及化工涂料
技术领域
,特别是涉及一种亲水性润滑涂层用涂料及其制备方法。
背景技术
:常规空调箔用亲水涂料赋予涂层防腐和亲水功能,该技术国内比较成熟,亲水性空调箔在冲压成翅片过程中为减少摩擦,提高冲压速度需喷淋挥发性翅片油,后续工艺再通过加热的方法使其挥发掉,使用的翅片油不仅气味大,对环境有污染,而且翅片油会对涂层性能有损伤,为了提高冲压效率,降低翅片油使用量行业内开始研究具有润滑功能的亲水涂料。目前为了实现润滑功能的涂料,做出的涂层具有一定的润滑性和亲水性,但现有技术中的润滑涂层用涂料制备工艺复杂,如需要加热分散等,并且涂料稳定性差,易出现分成,涂料味道重;并且存在涂层的初期亲水性、层间附着力差、涂料不够透明以及涂料成本高等问题。技术实现要素:基于此,本发明的目的在于,提供一种亲水性润滑涂层用涂料及其制备方法,其制备工艺简单、成品稳定性好、润滑性能优异。一种亲水性润滑涂层用涂料,包括以下重量份的组分:聚丙烯酰胺改性超亲水性丙烯酸树脂50-85份、改性蜡助剂8-20份、水50-90份、润湿剂0.5-1.2份、水性交联剂30-50份、消泡剂0-2份以及乙二醇丁醚30-50份。本发明所述的亲水性润滑涂层用涂料,采用聚丙烯酰胺改性丙烯酸树脂和改性蜡助剂,涂料稳定性好,赋予了涂层优异的润滑性和超亲水性,使其动摩擦系数小于等于0.125,静摩擦系数小于等于0.175,初期亲水性小于等于5°,持续亲水性介于10-18°之间,在用于空调换热器时,保证冷凝水在翅片的扩散,不容易形成“水桥”,保证空调运转的通风效果;并且原材料成本低且无明显气味,生产工艺简单,可实现灵活排产。进一步地,所述聚丙烯酰胺改性丙烯酸树脂包括按重量份的以下组分:丙烯酰胺5-20份、甲基丙烯酸或丙烯酸30-40份、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟丙酯30-40份、水50-60份、聚丙烯酰胺3-10份、可聚合表面活性剂5-20份、引发剂0.5-2.5份。聚丙烯酰胺具有降阻性能,有效降低摩擦系数,提高润滑性,从而改善涂料的润滑性;并且通过引入聚丙烯酰胺聚合物,协同甲基丙烯酸(或丙烯酸)和甲基丙烯酸羟乙酯(或丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟丙酯),利用其中含有的羟基和羧基,使制备得到的改性丙烯酸树脂具有亲水性,通过甲基的引入提供湿性,使涂料的亲水性更持久。进一步地,所述聚丙烯酰胺改性丙烯酸树脂的分子量为500万-1000万。在此分子量范围内的聚丙烯酰胺改性丙烯酸树脂,在保证亲水性的同时,能够保证涂料的粘度适中,涂料的膜厚易于控制;当分子量小于500万,亲水性差,具体表现为亲水角度虽然在20°以内,但是水滴周围是毛边不平滑,即水滴不够圆,而当分子量大于1000万时,粘度过高,涂料使用过程中膜厚不易控制。进一步地,所述改性蜡助剂包括非离子型硬聚乙烯蜡制品。利用改性蜡助剂和聚丙烯酰胺,聚丙烯酰胺能有效吸附在金属表面,从涂层中向外迁出,在表面形成润滑的薄层,降低摩擦系数,保证涂料形成的涂层表面的润滑性,改性蜡助剂与涂料中的成分具有良好的相容性,在涂料内部能够降低各组分的内聚力,从涂层内部保证润滑性,二者协同提高整个涂层的润滑性能。进一步地,所述改性蜡助剂的粒径小于或等于20μm。改性蜡助剂的粒径在此范围内能够有效改善水滴的圆度,如果粒径过大会影响涂层的亲水角度,粒径越大,亲水角度越大,水滴周围平滑度不好,有毛边,不能满足使用需求。进一步地,所述水性交联剂为甘脲树脂水性交联剂,优选甲基乙醚化甘脲树脂。使用甘脲树脂水性交联剂能够有效提高涂料的亲水性。进一步地,所述聚丙烯酰胺为阴离子聚丙烯酰胺,所述阴离子聚丙烯酰胺的分子量小于1200万。阴离子聚丙烯酰胺为水溶性高分子聚合物,保证涂料的亲水性,并且由于聚丙烯酰胺在水溶液中的增稠作用,分子量小于1200万能够有效避免分子量过大溶于水后导致体系的粘度过大,不利于生产和成品的粘度控制。进一步地,所述可聚合表面活性剂为烯丙基型磺酸官能团表面活性剂,所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或几种。可聚合表面活性剂作出的成品泡沫少,增加涂料使用的方便性;烯丙基型磺酸官能团含有HSO3-,有效提高亲水涂料的初期亲水性和持续亲水性;并且可聚合的表面活性剂避免了一般表面活性剂不能聚合到分子链上的问题,在涂料烘干成膜后,不可聚合表面表面活性剂有向表面迁移倾向,潮湿环境中表面活性剂有损失,亲水性也会有损失,而可聚合的表面活性剂能够有效保证活性剂的存留,保证亲水性。进一步地,所述润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯磺酸盐中的一种或两种;所述消泡剂为非硅或聚醚类消泡剂。所述润湿剂能够有效降低表面张力,改善水滴圆度。本发明还提供了一种亲水性润滑涂层用涂料的制备方法,包括以下步骤:S1:按所述重量份称取各组分;S2:依次向聚丙烯酰胺改性超亲水性丙烯酸树脂中加入改性蜡助剂、润湿剂、水性交联剂、消泡剂、乙二醇丁醚和水,搅拌1-3h得到所述亲水性润滑涂层用涂料。本发明的制备方法工艺简单,不需要加热分散等复杂步骤,易于工业化生产;且制备得到的成品涂料稳定性好,润滑性能优异。进一步地,所述搅拌速度为60-400r/min。进一步地,所述聚丙烯酰胺改性超亲水丙烯酸树脂的制备方法为:按重量份称取以下组分:丙烯酰胺5-20份、甲基丙烯酸或丙烯酸30-40份、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟丙酯30-40份、水50-60份、聚丙烯酰胺3-10份、可聚合表面活性剂5-20份、引发剂0.5-2.5份;将聚丙烯酰胺和可聚合表面活性剂溶解于水中,升温至70-90℃,向其中滴加甲基丙烯酸或丙烯酸、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟丙酯以及引发剂,反应1-3小时后,滴加丙烯酰胺水溶液继续反应1-3小时,冷却出料即得聚丙烯酰胺改性超亲水丙烯酸树脂。为了更好地理解和实施,下面详细说明本发明。具体实施方式本发明公开了一种亲水性润滑涂层用涂料及其制备方法,所述亲水性润滑涂层用涂料,包括以下重量份的组分:聚丙烯酰胺改性超亲水性丙烯酸树脂50-85份、改性蜡助剂8-20份、水50-90份、润湿剂0.5-1.2份、水性交联剂30-50份、消泡剂0-2份以及乙二醇丁醚30-50份。其中,所述润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯磺酸盐中的一种或两种;所述消泡剂为非硅或聚醚类消泡剂类消泡剂;所述水性交联剂为甘脲树脂水性交联剂,优选甲基乙醚化甘脲树脂。优选的,所述亲水性润滑涂层用涂料,包括以下重量份的组分:聚丙烯酰胺改性超亲水性丙烯酸树脂50-70份、改性蜡助剂8-15份、水50-90份、润湿剂0.5-1.2份、水性交联剂30-50份、消泡剂0-0.03份以及乙二醇丁醚30-50份。所述聚丙烯酰胺改性丙烯酸树脂的分子量为500万-1000万,其包括按重量份的以下组分:丙烯酰胺5-10份、甲基丙烯酸或丙烯酸30-40份、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟丙酯30-40份、水50-60份、聚丙烯酰胺3-10份、可聚合表面活性剂5-20份、引发剂0.5-2.5份。其中,所述聚丙烯酰胺为阴离子聚丙烯酰胺,所述阴离子聚丙烯酰胺的分子量小于1200万。所述可聚合表面活性剂为烯丙基型磺酸官能团表面活性剂;所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或几种。所述改性蜡助剂包括非离子型硬聚乙烯蜡制品,所述改性蜡助剂的粒径小于或等于20μm。本发明所述的亲水性润滑涂层用涂料制备方法包括以下步骤:S1:按前述重量份称取各组分;S2:依次向聚丙烯酰胺改性超亲水性丙烯酸树脂中加入改性蜡助剂、润湿剂、水性交联剂、消泡剂、乙二醇丁醚和水,搅拌1-3h得到所述亲水性润滑涂层用涂料。所述搅拌速度为60-400r/min。其中,所述聚丙烯酰胺改性超亲水丙烯酸树脂的制备方法为:按前述重量份称取组分;将聚丙烯酰胺和可聚合表面活性剂溶解于水中,升温至70-90℃,向其中滴加甲基丙烯酸或丙烯酸、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟丙酯以及引发剂,反应1-3小时后,滴加丙烯酰胺水溶液继续反应1-3小时,冷却出料即得聚丙烯酰胺改性超亲水丙烯酸树脂。实施例1本实施例所述的亲水性润滑涂层用涂料,包括以下重量份的组分:聚丙烯酰胺改性超亲水性丙烯酸树脂70份、改性蜡助剂15份、水80份、烷基酚聚氧乙烯醚1份、甲乙基醚化甘脲树脂水性交联剂40份、聚醚类消泡剂0.015份以及乙二醇丁醚40份。所述聚丙烯酰胺改性丙烯酸树脂的分子量为500万-1000万,其包括按重量份的以下组分:丙烯酰胺8份、甲基丙烯酸30份、甲基丙烯酸羟乙酯30份、水50份、阴离子聚丙烯酰胺6份、烯丙基型磺酸官能团表面活性剂10份、过硫酸钠0.7份。其中,所述聚丙烯酰胺的分子量为1000万。所述改性蜡助剂包括非离子型硬聚乙烯蜡制品,所述改性蜡助剂的粒径为18μm。所述亲水性润滑涂层用涂料的制备方法,包括以下步骤:S1:按前述重量份称取各组分;S2:依次向聚丙烯酰胺改性超亲水性丙烯酸树脂中加入改性蜡助剂、润湿剂、水性交联剂、消泡剂、乙二醇丁醚和水,每加入一种物料后搅拌10-30min后再加入下一物料,加入完毕后,于100r/min的转速搅拌1-3h得到所述亲水性润滑涂层用涂料。其中,所述聚丙烯酰胺改性超亲水丙烯酸树脂的制备方法为:按前述重量份称取组分;将阴离子聚丙烯酰胺和烯丙基型磺酸官能团表面活性剂溶解于水中,升温至70-90℃,向其中滴加甲基丙烯酸或丙烯酸、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟丙酯以及引发剂,反应1-3小时后,滴加丙烯酰胺水溶液继续反应1-3小时,冷却出料即得聚丙烯酰胺改性超亲水丙烯酸树脂。通过上述方法制备得到的亲水性润滑涂层用涂料的性能参数如下表1:表1本实施例所述的涂料的性能参数粘度固含量pH值9-12S(T-4杯,25℃)11%(180℃,30min)2.3通过上述方法制备得到的亲水性润滑涂层用涂料用于空调箔的亲水性及润滑性指标如下表2(对照现有技术中的普通涂料用于空调箔的指标),从表中数据可知,本发明所述的涂料具有更优异的亲水性及润滑性能。表2本实施例所述涂料及现有涂料用于空调箔的指标参数初期亲水性/°持续亲水性/°耐翅片油性/°动摩擦系数静摩擦系数现有6-820-267-150.5600.760实施例1410-1260.1050.135相对于现有技术,本实施例采用聚丙烯酰胺改性丙烯酸树脂和改性蜡助剂,涂料稳定性好,赋予了涂层优异的润滑性和超亲水性,动摩擦系数为0.105,静摩擦系数为0.135,初期亲水性为4°,持续亲水性介于10-12°之间;并且原材料成本低且无明显气味,生产工艺简单,可实现灵活排产。实施例2本实施例所述的亲水性润滑涂层用涂料,包括以下重量份的组分:聚丙烯酰胺改性超亲水性丙烯酸树脂50份、改性蜡助剂20份、水50份、混合的烷基酚聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯磺酸盐0.5份、甲乙基醚化甘脲树脂水性交联剂30份、非硅消泡剂1份以及乙二醇丁醚30份。所述烷基酚聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯磺酸盐的摩尔比为1:1。所述聚丙烯酰胺改性丙烯酸树脂的分子量为500万-1000万,其包括按重量份的以下组分:丙烯酰胺20份、甲基丙烯酸40份、甲基丙烯酸羟丙酯40份、水60份、阴离子聚丙烯酰胺10份、烯丙基型磺酸官能团表面活性剂20份、刘硫酸铵2.5份。其中,所述聚丙烯酰胺的分子量为1100万。所述改性蜡助剂包括非离子型硬聚乙烯蜡制品,所述改性蜡助剂的粒径为20μm。所述亲水性润滑涂层用涂料的制备方法,包括以下步骤:S1:按前述重量份称取各组分;S2:依次向聚丙烯酰胺改性超亲水性丙烯酸树脂中加入改性蜡助剂、润湿剂、水性交联剂、消泡剂、乙二醇丁醚和水,每加入一种物料后搅拌10-30min后再加入下一物料,加入完毕后,于200r/min的转速搅拌1-3h得到所述亲水性润滑涂层用涂料。其中,所述聚丙烯酰胺改性超亲水丙烯酸树脂的制备方法为:按前述重量份称取组分;将阴离子聚丙烯酰胺和烯丙基型磺酸官能团表面活性剂溶解于水中,升温至70-90℃,向其中滴加甲基丙烯酸或丙烯酸、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟丙酯以及引发剂,反应1-3小时后,滴加丙烯酰胺水溶液继续反应1-3小时,冷却出料即得聚丙烯酰胺改性超亲水丙烯酸树脂。通过上述方法制备得到的亲水性润滑涂层用涂料的性能参数如下表3:表3本实施例所述的涂料的性能参数粘度固含量pH值9-12S(T-4杯,25℃)12%(180℃,30min)1通过上述方法制备得到的亲水性润滑涂层用涂料用于空调箔的亲水性及润滑性指标如下表4(对照现有技术中的普通涂料用于空调箔的指标),从表中数据可知,本发明所述的涂料具有更优异的亲水性及润滑性能。表4本实施例所述涂料及现有涂料用于空调箔的指标参数初期亲水性/°持续亲水性/°耐翅片油性/°动摩擦系数静摩擦系数现有6-820-267-150.5600.760实施例2510-1880.1250.175相对于现有技术,本实施例采用聚丙烯酰胺改性丙烯酸树脂和改性蜡助剂,涂料稳定性好,赋予了涂层优异的润滑性和超亲水性,动摩擦系数为0.125,静摩擦系数为0.175,初期亲水性为5°,持续亲水性介于10-18°之间;并且原材料成本低且无明显气味,生产工艺简单,可实现灵活排产。实施例3本实施例所述的亲水性润滑涂层用涂料,包括以下重量份的组分:聚丙烯酰胺改性超亲水性丙烯酸树脂85份、改性蜡助剂8份、水90份、烷基酚聚氧乙烯磺酸盐1.2份、甲乙基醚化甘脲树脂水性交联剂50份、聚醚类消泡剂2份以及乙二醇丁醚50份。所述聚丙烯酰胺改性丙烯酸树脂的分子量为500万-1000万,其包括按重量份的以下组分:丙烯酰胺5份、丙烯酸35份、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯35份、水55份、阴离子聚丙烯酰胺3份、烯丙基型磺酸官能团表面活性剂5份、刘硫酸铵0.5份。其中,所述聚丙烯酰胺的分子量为1000万。所述改性蜡助剂包括非离子型硬聚乙烯蜡制品,所述改性蜡助剂的粒径为15μm。所述亲水性润滑涂层用涂料的制备方法,包括以下步骤:S1:按前述重量份称取各组分;S2:依次向聚丙烯酰胺改性超亲水性丙烯酸树脂中加入改性蜡助剂、润湿剂、水性交联剂、消泡剂、乙二醇丁醚和水,每加入一种物料后搅拌10-30min后再加入下一物料,加入完毕后,于400r/min的转速搅拌1-3h得到所述亲水性润滑涂层用涂料。其中,所述聚丙烯酰胺改性超亲水丙烯酸树脂的制备方法为:按前述重量份称取组分;将阴离子聚丙烯酰胺和烯丙基型磺酸官能团表面活性剂溶解于水中,升温至70-90℃,向其中滴加甲基丙烯酸或丙烯酸、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟丙酯以及引发剂,反应1-3小时后,滴加丙烯酰胺水溶液继续反应1-3小时,冷却出料即得聚丙烯酰胺改性超亲水丙烯酸树脂。通过上述方法制备得到的亲水性润滑涂层用涂料的性能参数如下表5:表5本实施例所述的涂料的性能参数粘度固含量pH值9-12S(T-4杯,25℃)9%(180℃,30min)3通过上述方法制备得到的亲水性润滑涂层用涂料用于空调箔的亲水性及润滑性指标如下表6(对照现有技术中的普通涂料用于空调箔的指标),从表中数据可知,本发明所述的涂料具有更优异的亲水性及润滑性能。表6本实施例所述涂料及现有涂料用于空调箔的指标参数初期亲水性/°持续亲水性/°耐翅片油性/°动摩擦系数静摩擦系数现有6-820-267-150.5600.760实施例33.510-1260.1100.145相对于现有技术,本实施例采用聚丙烯酰胺改性丙烯酸树脂和改性蜡助剂,涂料稳定性好,赋予了涂层优异的润滑性和超亲水性,动摩擦系数为0.115,静摩擦系数为0.145,初期亲水性为3.5°,持续亲水性介于10-12°之间;并且原材料成本低且无明显气味,生产工艺简单,可实现灵活排产。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。当前第1页1 2 3 
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