本发明属于化工领域，具体而言，涉及水性丙烯酸氨基烤漆及其制备方法。
背景技术：
在工业快速发展的今天，生产厂家始终关注着在提高出件率的前提下，如何保证工件优良的涂装效果。随之而来的，就是浸涂漆的应运而生。浸涂是一种操作方便、涂料利用率高、工作高效率的涂料施工方式，符合现代工业制作生产的需要。但传统的油性浸涂漆，存在voc含量高、污染大、刺激性气味严重，漆中含有的苯、甲醛等有害物质严重影响工人们的身心健康等缺点。而市场上现有的水性浸涂漆，即便在符合环保的前提下，也存在着一些缺点，例如：浸涂表面效果差、在液槽中易于分层，稳定性能不好、一次成膜性差，需要多次浸涂，浸涂后易于流挂、浸涂后工件耐腐蚀性能差等。因此，浸涂漆有待进一步改进。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出水性丙烯酸氨基烤漆及其制备方法，该水性丙烯酸氨基烤漆具有较好的防腐性能和储存稳定性，并且voc含量低、污染小、施工操作简单，能在一定温度下快速成膜固化，用于工件上时具有流平性好、丰满度高、硬度高、附着力强和一次浸涂成膜性高等特点。
根据本发明的一个方面，本发明提出了一种水性丙烯酸氨基烤漆，包含：
40-60重量份的改性水性羟基丙烯酸乳液、5-10重量份的水性氨基树脂、0.2-0.5重量份的ph调节剂、5-10重量份的环保助溶剂、0.5-1重量份的分散剂、0.05-0.3重量份的消泡剂、0.3-0.5重量份的基材润湿剂、0.5-2重量份的防闪锈剂、1-2重量份的增稠剂、2-4重量份的防沉剂、8-15重量份的颜料、5-15重量份的环保防锈填料以及10-15重量份的去离子水。
本发明上述实施例的水性丙烯酸氨基烤漆中以改性水性羟基丙烯酸乳液为主要成分，采用该改性水性羟基丙烯酸乳液能够更好地与水性氨基树脂发生交联反应，进而显著提高水性丙烯酸氨基烤漆的硬度、附着力、耐候性、保光性、保色性、耐化学品性等。其次，通过进一步加入上述含量的环保助溶剂、分散剂、防闪锈剂、增稠剂、颜料、环保防锈填料等组分，可以进一步提高水性丙烯酸氨基烤漆防腐性能和稳定性。另外，该水性丙烯酸氨基烤漆还具有容易操作的优点，尤其适用于浸涂法，且一次浸涂成膜性高。因此，采用本发明上述实施例的水性丙烯酸氨基烤漆可达到流平性好、丰满度高、硬度高、附着力强的效果，并且该水性丙烯酸氨基烤漆还具有voc含量低、污染小的优点，进而能够满足广大消费者对于健康环保材料的需求。
另外，根据本发明上述实施例的水性丙烯酸氨基烤漆还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述改性水性羟基丙烯酸乳液是通过加入微量的防闪锈剂、附着力促进剂、环保助溶剂和分散剂改性得到。由此，可以显著提高水性丙烯酸氨基烤漆的附着力、防腐性能、稳定性能以及成膜性能等。
在本发明的一些实施例中，所述水性氨基树脂为甲醚化氨基树脂717、甲醚化氨基树脂5717和甲醇醚化氨基树脂sh-5718中的一种。由此，可以进一步提高水性丙烯酸氨基烤漆的综合性能。
在本发明的一些实施例中，所述ph调节剂为二甲基乙醇胺和/或己二胺。由此，可以有效调节水性丙烯酸氨基烤漆的ph值，使水性丙烯酸氨基烤漆具有较好的稳定性。
在本发明的一些实施例中，所述消泡剂为毕克公司的byk-024或byk-028中的至少一种。由此，可以使水性丙烯酸氨基烤漆中各组分分散并形成稳定、无气泡且无缩孔的体系，进而提高水性丙烯酸氨基烤漆的稳定性。
在本发明的一些实施例中，所述基材润湿剂为tego-100、tego-510和tego-4100的至少一种。由此，可以进一步提高水性丙烯酸氨基烤漆的流平性，增加漆膜对基材的附着力和成膜性能。
在本发明的一些实施例中，所述环保助溶剂为工业酒精、丙二醇丁醚和二丙二醇甲醚中的至少一种。由此，可以进一步提高提高水性丙烯酸氨基烤漆中各成分的溶解性、配伍性和分散性，进而提高水性丙烯酸氨基烤漆的稳定性。
在本发明的一些实施例中，所述防闪锈剂为亚硝酸钠的水溶液或醇溶液、ed-617f和缓蚀剂510中的至少一种。由此，可以进一步提高提高水性丙烯酸氨基烤漆的防腐锈性能。
在本发明的一些实施例中，所述分散剂为毕克公司的byk-190和byk-194中的至少一种。由此，可以有效提高水性丙烯酸氨基烤漆中各组分的分散效率，进而提高水性丙烯酸氨基烤漆的稳定性能，并充分发挥颜填料的遮盖潜力。
在本发明的一些实施例中，所述增稠剂为hv-30、pur-40、ap-660和ase60中的至少一种。由此可以使水性丙烯酸氨基烤漆具有一定的粘度，并有效防止漆液沉淀和分层，提高一次涂装的湿膜厚度。
在本发明的一些实施例中，所述防沉剂为有机膨润土、水包水涂料保护胶和帝斯巴隆中至少一种的水溶液。由此，可以有效防止水性丙烯酸氨基烤漆中颜填料等成分的沉降，进而使水漆具有较好的流平性，提高一次性成膜率。
在本发明的一些实施例中，所述的颜料为钛白粉r-706、酞青绿和1019黄。由此可以通过调整颜料的用量来改变水性丙烯酸氨基烤漆的颜色。
在本发明的一些实施例中，所述环保防锈填料为硫酸钡、铁钛粉、三聚磷酸铝和复合磷酸锌中的至少一种。由此，可以进一步提高水性丙烯酸氨基烤漆的防锈性能。
根据本发明的第二个方面，本发明还提出了一种制备上述水性丙烯酸氨基烤漆的方法，包括：
(1)向水性羟基丙烯酸乳液中加入微量的防闪锈剂、附着力促进剂、环保助溶剂和分散剂，以便对所述水性羟基丙烯酸乳液进行改性，以便得到改性水性羟基丙烯酸乳液；(2)将一部分的去离子水、一部分的ph调节剂、一部分的环保助溶剂、消泡剂、分散剂、颜料、环保防锈填料和防沉剂混合，并在500-800r/min的搅拌速度下搅拌20min后，进行研磨至细度≤20um，以便得到第一漆料；(3)将改性水性羟基丙烯酸乳液、剩余部分的去离子水、剩余部分的ph调节剂和剩余部分的环保助溶剂进行混合，并在300-600r/min的搅拌速度下搅拌10min，以便得到第二漆料；(4)将所述第一漆料和所述第二漆料进行混合，并在500-800r/min的搅拌速度下搅拌均匀，以便得到第三漆料；(5)于500-800r/min的搅拌速度下，向所述第三漆料中依次加入水性氨基树脂、防闪锈剂和基材润湿剂并搅拌均匀，以便得到第四漆料；以及(6)向所述第四漆料中加入增稠剂，以便将所述第四漆料的粘度调至粘度为70-80s，并获得所述水性丙烯酸氨基烤漆。
根据本发明上述实施例的制备水性丙烯酸氨基烤漆的方法，预先对水性羟基丙烯酸乳液进行改性，并将分别制备得到第一漆料和第二漆料进行混合，再加入水性氨基树脂、防闪锈剂和基材润湿剂。其中在混合过程中，改性水性羟基丙烯酸乳液中的羟基及羧基与水性氨基树脂中的烷氧基能够更好地发生固化交联反应，最后采用增稠剂调节粘度，可以有效制备得到水性丙烯酸氨基烤漆。由此，通过上述方法制备得到的水性丙烯酸氨基烤漆具有较好的防腐性能和储存稳定性，并且voc含量低、污染小、施工操作简单，而且能在一定温度下快速成膜固化，用于工件上时具有流平性好、丰满度高、硬度高、附着力强和一次浸涂成膜性高等特点。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的制备水性丙烯酸氨基烤漆的方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
根据本发明的一个方面，本发明提出了一种水性丙烯酸氨基烤漆，包含：
40-60重量份的改性水性羟基丙烯酸乳液、5-10重量份的水性氨基树脂、0.2-0.5重量份的ph调节剂、5-10重量份的环保助溶剂、0.5-1重量份的分散剂、0.05-0.3重量份的消泡剂、0.3-0.5重量份的基材润湿剂、0.5-2重量份的防闪锈剂、1-2重量份的增稠剂、2-4重量份的防沉剂、8-15重量份的颜料、5-15重量份的环保防锈填料以及10-15重量份的去离子水。
本发明上述实施例的水性丙烯酸氨基烤漆中以改性水性羟基丙烯酸乳液为主要成分，采用该改性水性羟基丙烯酸乳液能够更好地与水性氨基树脂发生交联反应，进而显著提高水性丙烯酸氨基烤漆的硬度、附着力、耐候性、保光性、保色性、耐化学品性等。其次，通过进一步加入上述含量的环保助溶剂、分散剂、防闪锈剂、增稠剂、颜料、环保防锈填料等组分，可以进一步提高水性丙烯酸氨基烤漆防腐性能和稳定性。另外，该水性丙烯酸氨基烤漆还具有容易操作的优点，尤其适用于浸涂法，且一次浸涂成膜性高。因此，采用本发明上述实施例的水性丙烯酸氨基烤漆可达到流平性好、丰满度高、硬度高、附着力强的效果，并且该水性丙烯酸氨基烤漆还具有voc含量低、污染小的优点，进而能够满足广大消费者对于健康环保材料的需求。
根据本发明的具体实施例，本发明提出的水性丙烯酸氨基烤漆使用时需要一定的烘烤条件，例如130摄氏度。
根据本发明的具体实施例，改性水性羟基丙烯酸乳液可以通过向水性羟基丙烯酸乳液加入微量的防闪锈剂、附着力促进剂、环保助溶剂和分散剂改性得到。发明人意外地发现，通过预先向水性羟基丙烯酸乳液加入微量的防闪锈剂、附着力促进剂、环保助溶剂和分散剂，较直接将水性羟基丙烯酸乳液与其他组分混合，不仅可以进一步提高水性丙烯酸氨基烤漆的附着力、防腐性能以及成膜性能，还能进一步提高水性丙烯酸氨基烤漆的储存稳定性。
根据本发明的具体示例，上述预先向水性羟基丙烯酸乳液中加入微量的防闪锈剂、附着力促进剂、环保助溶剂和分散剂中，防闪锈剂、附着力促进剂、环保助溶剂和分散剂的具体加入量分别为水性羟基丙烯酸乳液总质量的5-10‰。发明人发现，仅加入5-10‰的量即可达到改性水性羟基丙烯酸乳液效果，具体地，其附着力、防腐性能以及成膜性能均能够得到显著提高。
根据本发明的具体示例，水性羟基丙烯酸乳液可以为上海源禾化工生产的乳液，由此可以进一步提高水性丙烯酸氨基烤漆的储存稳定性。
根据本发明的具体实施例，水性氨基树脂可以为甲醚化氨基树脂717、甲醚化氨基树脂5717和聚合型部分甲醇醚化氨基树脂sh-5718中的一种。本发明中通过采用上述水性氨基树脂并作为交联剂使用，可以使交联固化后形成的漆膜具有较强的活性和优良的光泽、丰满度、保色性、硬度、耐药品性、耐水及耐侯性，此外，还能进一步提高漆膜的硬度与柔韧性的平衡，进而可以进一步提高水性丙烯酸氨基烤漆的综合性能和性价比。
根据本发明的具体实施例，ph调节剂可以为二甲基乙醇胺和/或己二胺。本发明中通过采用上述ph调节剂可以有效调节水性丙烯酸氨基烤漆的ph值，使水性丙烯酸氨基烤漆具有较好的稳定性。
根据本发明的具体实施例，本发明中通过在水性丙烯酸氨基烤漆配入消泡剂可以使水性丙烯酸氨基烤漆中各组分分散并形成稳定的、无气泡且无缩孔的体系，进而提高水性丙烯酸氨基烤漆的稳定性。根据本发明的具体示例，消泡剂可以为毕克公司的byk-024或byk-028中的至少一种，因此消泡效果更好，可以进一步提高水性丙烯酸氨基烤漆的稳定性。
根据本发明的实施例，本发明中通过采用基材润湿剂可以有效地对水性丙烯酸氨基烤漆中各成分粒子进行润湿，降低粒子的表面张力，达到优异的润湿效果，进而可以显著提高水性丙烯酸氨基烤漆对基材的润湿性能，改进漆液的流平性，增加漆膜对基材的附着力和成膜性能。根据本发明的具体示例，基材润湿剂可以为tego-100、tego-510和tego-4100的至少一种，本发明中通过选用上述基材润湿剂，可以进一步提高水性丙烯酸氨基烤漆的流平性，增加漆膜对基材的附着力和成膜性能。
根据本发明的具体实施例，本发明中通过采用环保助溶剂可以显著提高中各成分的溶解性、配伍性和分散性，进而提高水性丙烯酸氨基烤漆的稳定性。根据本发明的具体示例，环保助溶剂可以为工业酒精、丙二醇丁醚和二丙二醇甲醚中的至少一种。发明人发现通过选用上述不同的环保助溶剂进行复配，不仅进一步提高水性丙烯酸氨基烤漆的稳定性，还可以为改性水性羟基丙烯酸乳液提供更快的干燥速度和高丰满度。
根据本发明的实施例，本发明中可以通过在水性丙烯酸氨基烤漆中配入防闪锈剂来阻止基材发生电化学反应，避免锈蚀的产生，进而提高水性丙烯酸氨基烤漆的防腐性能。根据本发明的具体实施例，防闪锈剂可以为亚硝酸钠的水溶液或醇溶液、ed-617f和缓蚀剂510中的至少一种，本发明中通过采用上述防闪锈剂可以进一步提高提高水性丙烯酸氨基烤漆的防腐性能。
根据本发明的实施例，分散剂可以为毕克公司的byk-190和byk-194中的至少一种。本发明中通过选用上述分散剂可以有效提高水性丙烯酸氨基烤漆中各组分的分散效率，进而可以显著提高水性丙烯酸氨基烤漆的稳定性能，并充分发挥颜填料的遮盖潜力。
根据本发明的具体实施例，增稠剂可以为hv-30、pur-40、ap-660和ase60中的至少一种。本发明中通过采用上述增稠剂可以对水性丙烯酸氨基烤漆的粘度进行调节，使水性丙烯酸氨基烤漆具有一定的粘度，进而有效防止漆液沉淀和分层，提高一次涂装的湿膜厚度。
根据本发明的具体实施例，防沉剂可以为有机膨润土、水包水涂料保护胶和帝斯巴隆中至少一种的水溶液。本发明中通过采用上述防沉剂可以使水性丙烯酸氨基烤漆具有较好的触变性，有效防止水性丙烯酸氨基烤漆中颜填料等成分的沉降，进而使水漆具有较好的流平性，提高一次性成膜率。根据本发明的具体示例，防沉剂可以为有机膨润土ew、水包水涂料保护胶w2n和帝斯巴隆aq-600中至少一种的水溶液。根据本发明的具体示例，防沉剂可以为水包水涂料保护胶的水溶液，本发明中可以采用水包水涂料保护胶并经水和少量特殊助剂制备成水性防沉剂，由此，可以使水性防沉剂具有极佳的触变性能，赋予水性丙烯酸氨基烤漆在生产储运(低剪切、高粘度，防止颜填料沉降和分层)、施工(高剪切、低粘度，卓越的剪切变稀能力，方便施工)、成膜(剪切力撤销，低剪切条件下，粘度随时间回复，从而在防止流挂的前提下不牺牲流平)各个阶段极佳的流变控制，提高一次性成膜率。
根据本发明的具体实施例，颜料可以为钛白粉r-706、酞青绿和1019黄。本发明中通过调整上述不含铅铬的颜料用量可以有效改变水性丙烯酸氨基烤漆的颜色。
根据本发明的具体实施例，环保防锈填料可以为硫酸钡、铁钛粉、三聚磷酸铝和复合磷酸锌中的至少一种。本发明中通过选用上述不含铅铬的环保防锈填料不仅可以利用硫酸钡、铁钛粉颗粒来阻档氧分子、氯离子、水分子使之不触及基材，还能利用三聚磷酸铝和复合磷酸锌与基材发生缓慢的化学反应使反应产物牢固地附着在基材上，从而保护基材不被腐蚀。由此，通过物理屏蔽和化学反应的双重作用可以进一步提高水性丙烯酸氨基烤漆的防锈性能。根据本发明的具体示例，硫酸钡可以选用粒径为1500目的硫酸钡，铁钛粉可以为型号为404的铁钛粉。由此，可以进一步提高水性丙烯酸氨基烤漆的防锈性能。
根据本发明的第二个方面，本发明还提出了一种制备上述水性丙烯酸氨基烤漆的方法，如图1所示，包括：(1)向水性羟基丙烯酸乳液中加入微量的防闪锈剂、附着力促进剂、环保助溶剂和分散剂，以便对水性羟基丙烯酸乳液进行改性，以便得到改性水性羟基丙烯酸乳液；(2)将一部分的去离子水、一部分的ph调节剂、一部分的环保助溶剂、消泡剂、分散剂、颜料、环保防锈填料和防沉剂混合，并在500-800r/min的搅拌速度下搅拌20min后，进行研磨至细度≤20um，以便得到第一漆料；(3)将改性水性羟基丙烯酸乳液、剩余部分的去离子水、剩余部分的ph调节剂和剩余部分的环保助溶剂进行混合，并在300-600r/min的搅拌速度下搅拌10min，以便得到第二漆料；(4)将第一漆料和第二漆料进行混合，并在500-800r/min的搅拌速度下搅拌均匀，以便得到第三漆料；(5)于500-800r/min的搅拌速度下，向第三漆料中依次加入水性氨基树脂、防闪锈剂和基材润湿剂并搅拌均匀，以便得到第四漆料；以及(6)向第四漆料中加入增稠剂，以便将第四漆料的粘度调至粘度为70-80s，并获得水性丙烯酸氨基烤漆。
根据本发明上述实施例的制备水性丙烯酸氨基烤漆的方法，预先对水性羟基丙烯酸乳液进行改性，并将分别制备得到第一漆料和第二漆料进行混合，再加入水性氨基树脂、防闪锈剂和基材润湿剂。其中在混合过程中，改性水性羟基丙烯酸乳液中的羟基及羧基与水性氨基树脂中的烷氧基能够更好地发生固化交联反应，最后采用增稠剂调节粘度，可以有效制备得到水性丙烯酸氨基烤漆。由此，通过上述方法制备得到的水性丙烯酸氨基烤漆具有较好的防腐性能和储存稳定性，并且voc含量低、污染小、施工操作简单，而且能在一定温度下快速成膜固化，用于工件上时具有流平性好、丰满度高、硬度高、附着力强和一次浸涂成膜性高等特点。
根据本发明的具体实施例，可以向水性羟基丙烯酸乳液中加入5-10‰的防闪锈剂、附着力促进剂、环保助溶剂和分散剂，由此，不仅可以进一步提高水性丙烯酸氨基烤漆的附着力、防腐性能以及成膜性能，还能进一步提高水性丙烯酸氨基烤漆的储存稳定性。
根据本发明的具体实施例，可以将60wt％的去离子水、50wt％的ph调节剂、20wt％的环保助溶剂、消泡剂、分散剂、颜料、环保防锈填料和防沉剂混合，并在500-800r/min的搅拌速度下搅拌20min后，进行研磨至细度≤20um，以便得到第一漆料。将改性水性羟基丙烯酸乳液、剩余部分的去离子水、剩余部分的ph调节剂和剩余部分的环保助溶剂进行混合，并在300-600r/min的搅拌速度下搅拌10min，以便得到第二漆料。由此，可以进一步提高水性丙烯酸氨基烤漆的综合性能。
根据本发明的具体实施例，向第四漆料中加入增稠剂，将第四漆料的粘度调至粘度为70-80s是在23-25摄氏度的条件下进行的。
实施例1
(1)制备水性丙烯酸氨基烤漆的原料及配比
56重量份的改性水性羟基丙烯酸乳液、6重量份的水性氨基树脂、0.3重量份的ph调节剂、6重量份的环保助溶剂、0.5重量份的分散剂、0.2重量份的消泡剂、0.3重量份的基材润湿剂、0.8重量份的防闪锈剂、1.2重量份的增稠剂、2重量份的防沉剂、10重量份的颜料、6.7重量份的环保防锈填料以及10重量份的去离子水。
其中，水性羟基丙烯酸乳液为上海源禾化工提供的乳液；水性氨基树脂为甲醚化氨基树脂5717；ph调节剂为二甲基乙醇胺；消泡剂为毕克公司byk-028；基材润湿剂为tego-510和tego-4100；环保助溶剂为工业酒精和丙二醇丁醚；防闪锈剂为亚硝酸钠的水溶液或醇溶液和ed-617f；分散剂为毕克公司的byk-190；增稠剂为hv-30和pur-40；防沉剂为水包水涂料保护胶w2n和帝斯巴隆aq-600的水溶液；颜料为钛白粉r-706、酞青绿和1019黄；环保防锈填料为硫酸钡(1500目)、三聚磷酸铝和复合磷酸锌。
(2)水性丙烯酸氨基烤漆的制备方法
1)向水性羟基丙烯酸乳液中加入微量的防闪锈剂、附着力促进剂、环保助溶剂和分散剂，以便对水性羟基丙烯酸乳液进行改性，得到改性水性羟基丙烯酸乳液；
2)将60wt％的去离子水、50wt％的ph调节剂、20wt％的环保助溶剂、消泡剂、分散剂、颜料、环保防锈填料和防沉剂混合，并在500-800r/min的搅拌速度下搅拌20min后，进行研磨至细度≤20um，得到第一漆料；
3)将改性水性羟基丙烯酸乳液、剩余部分的去离子水、剩余部分的ph调节剂和剩余部分的环保助溶剂进行混合，并在300-600r/min的搅拌速度下搅拌10min，得到第二漆料；
4)将第一漆料和第二漆料进行混合，并在500-800r/min的搅拌速度下搅拌均匀，得到第三漆料；
5)于500-800r/min的搅拌速度下，向第三漆料中依次加入水性氨基树脂、防闪锈剂和基材润湿剂并搅拌均匀，以便得到第四漆料；以及(6)向第四漆料中加入增稠剂，将第四漆料的粘度调至粘度为70-80s，并获得水性丙烯酸氨基烤漆。
(3)对上述方法制备得到的水性丙烯酸氨基烤漆进行测试
具体考察指标及结果见表1。
表1
注：所检测标准按hg/t4758-2014中华人民共和国化工行业标准-水性丙烯酸树脂涂料ⅰ型进行检测。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。