一种成膜快、防水的水性环保油漆的制备方法与流程

文档序号:17585304发布日期:2019-05-03 21:15阅读:195来源:国知局
本发明涉及油漆
技术领域
,具体涉及一种成膜快、防水的水性环保油漆的制备方法。
背景技术
:油漆是一种能牢固覆盖在物体表面,起保护、装饰、标志和其他特殊用途的化学混合物涂料,其为粘稠油性颜料,未干情况下易燃,不溶于水,微溶于脂肪,可溶于醇、醛、醚、苯、烷,易溶于汽油、煤油、柴油;如今常用的油漆均是由有机高分子材料构成的,油漆在使用时,将其涂抹在墙面或者门板上进行防护,避免氧化、腐蚀或者风化,近几年来,随着人民生活的不断提高,以及环保呼声的日益高涨,人们对装饰漆的要求越来越高,装饰漆的品种也己从过去的桐油、楷生漆向合成树脂漆方向发展,以满足不同消费者的需求,装饰漆一般品种有酚醛漆、醇酸漆、硝基漆、聚氨酯(pu聚酯)漆、聚酯漆、丙烯酸漆等,其中聚氨酯漆是室内装饰使用广泛,用量最多的油漆品种之一,它的漆膜坚韧、附着力强、耐磨、耐水、耐化学腐蚀、保光、保色等优异的漆膜性能深受人们的青睐。现有的油漆环保型较差,此外附着力、强冲击强度不佳,中国专利文献“(申请号:201410428439.4)”公开了一种环保型防腐涂料及其制备方法,该涂料由油漆组份及固化剂组份按重量比为100:(20~30)混合得到;油漆组份包括以下组成及含量:丙烯酸树脂55-70wt%、茶梗粉末5-15wt%、有机颜料10-15wt%、松香3-5wt%、溶剂10-15wt%、表面活性剂2-5wt%;固化剂组份包括以下组成及含量:固化剂60-69wt%、溶剂30-39wt%、脱水剂0.05-1wt%,该文献制备的油漆虽具有环保性,但附着力、防锈性不佳,中国专利文献“(申请号:201510341015.9)”公开了一种复合环保油漆,所述复合环保油漆的质量份组成如下:热塑性丙烯酸树脂40-60份、醋酸纤维素8-12份、纳米碳酸钙粉末6-10份、纳米氧化锌粉末5-10份、柠檬烯36-48份、多元醇6-12份、邻苯二甲酸酐8-15份、二氧化钛包覆的云母0.8-2.4份、偶联剂0.8-2.4份,该油漆附着力、冲击强度、耐候性不佳,同时不具备防锈性能,仍需进一步的改善。技术实现要素:本发明的目的在于将现有以有机溶剂为主的油漆转变为以水性为主的油漆,为此,选择成膜增强剂提高水性油漆的强度,物质a对油漆中未反应的小分子进行吸附,降低了水性油漆的释放可挥发性小分子有机物,选择自制的催化剂,使丙烯酸树脂及单体、丁烯二酸中的单体尽可能全部反应完全,从整体上降低油漆的毒性。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种成膜快、防水的水性环保油漆的制备方法,其特征在于,将改性丙烯酸树脂35-37份、纳米二氧化钛12-15份、纳米氧化锌5-7份、醋酸纤维素4-9份、十二烷基硫酸钠2-5份、偶联剂2-3份、颜料1-4份、ph调节剂乙酸1-3份、水13-14份、成膜增强剂1~5份、物质a0.5~2.5份加入到三口烧瓶中,于50~70℃下搅拌1h,得该环保油漆。其特征在于,所述改性丙烯酸树脂的制备方法:将丙烯酸树脂35~45份、纳米二氧化硅3~4份、硬脂酸钙1~2份、水5~15份、反丁烯二酸10~15份和催化剂0.5~1.6份加入高速搅拌机中搅拌25-50min,转速为600-800r/min,将制得的混合物送入反应釜中,反应温度为60-80℃,反应时间为20-40min,将温度降至55-75℃,再向其中加入十二烷基苯磺酸钠0.5~1.5份,继续反应35-45min,即得改性丙烯酸树脂。所述的催化剂为将甲酸铬10g、去离子水13g和亚磷酸二甲酯12g加入到三口烧瓶中,调节体系ph到3.5~4.5,再加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵1~3g,35~40℃下搅拌反应30~45min,真空干燥,得该催化剂。所述偶联剂硅烷偶联剂kh-792、kh-550、kh570的任意一种。所述的颜料为锌粉、氧化铁红、重金石粉,按照重量比3:2:1组成的混合物。所述成膜增强剂为将对苯二甲酸12~15份加入到丙烯酰胺1~5份和5~6份水中,于60~80℃下搅拌反应1~2h,再加入季戊四醇1~2份和原甲酸酯1~5份,于40~60℃下搅拌反应1h,所得产品烘干,得成膜增强剂。所述的物质a为将硅胶18份加入到三羟甲基丙烷油酸酯15份中,再加入三羟甲基丙烷13份和硅烷偶联剂kh602为3~5份,于30~50℃下搅拌反应20~40min,再往上述体系中加入四羟基合铝酸钠1~3份和丙烯酰胺1~3份,于40℃下搅拌反应1~2h,真空干燥,得物质a。与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:(1)将现有以有机溶剂为主的油漆转变为以水性为主的油漆,为此,选择成膜增强剂提高水性油漆的强度,物质a对油漆中未反应的小分子进行吸附,降低了水性油漆的释放可挥发性小分子有机物,选择自制的催化剂,使丙烯酸和反丁烯二酸中的单体尽可能全部反应完全,从整体上降低油漆的毒性。(2)利用物质a对分子的吸附和成膜的快速增强,提高成膜时间。(3)丙烯酸树脂和醋酸纤维素分别采用山东宝尔雅化工有限公司bcs-1和美国伊士曼醋酸纤维素cab-381-20;(4)g,份,kg等可以相互互换,适当提高。具体实施方式下面结合具体实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。实施例1:一种成膜时间短、防水的水性环保油漆的制备方法,其特征在于,将改性丙烯酸树脂35份、纳米二氧化钛12份、纳米氧化锌5份、醋酸纤维素4份、十二烷基硫酸钠2份、硅烷偶联剂kh-792为2份、颜料1份、ph调节剂乙酸1份、水13份、成膜增强剂1份、物质a0.5份加入到三口烧瓶中,于50℃下搅拌1h,得该环保油漆。其特征在于,所述改性丙烯酸树脂的制备方法:将丙烯酸树脂35份、纳米二氧化硅3份、硬脂酸钙1份、水5份、反丁烯二酸10份和催化剂0.5份加入高速搅拌机中搅拌25-min,转速为600r/min,将制得的混合物送入反应釜中,反应温度为60℃,反应时间为20min,将温度降至55℃,再向其中加入十二烷基苯磺酸钠0.5份,继续反应35min,即得改性丙烯酸树脂。所述的催化剂为将甲酸铬10g、去离子水13g和亚磷酸二甲酯12g加入到三口烧瓶中,调节体系ph到3.5,再加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵1g,35℃下搅拌反应30min,真空干燥,得该催化剂。所述的颜料为锌粉、氧化铁红、重金石粉,按照重量比3:2:1组成的混合物。所述成膜增强剂为将对苯二甲酸12份加入到丙烯酰胺1份和5份水中,于60℃下搅拌反应1h,再加入季戊四醇1份和原甲酸酯1份,于40℃下搅拌反应1h,所得产品烘干,得成膜增强剂。所述的物质a为将硅胶18份加入到三羟甲基丙烷油酸酯15份中,再加入三羟甲基丙烷13份和硅烷偶联剂kh602为3份,于30℃下搅拌反应20min,再往上述体系中加入四羟基合铝酸钠1份和丙烯酰胺1份,于40℃下搅拌反应1h,真空干燥,得物质a。实施例2:一种成膜时间短、防水的水性环保油漆的制备方法,其特征在于,将改性丙烯酸树脂37份、纳米二氧化钛15份、纳米氧化锌7份、醋酸纤维素9份、十二烷基硫酸钠5份、kh-550为3份、颜料4份、ph调节剂乙酸3份、水14份、成膜增强剂5份、物质a2.5份加入到三口烧瓶中,于70℃下搅拌1h,得该环保油漆。其特征在于,所述改性丙烯酸树脂的制备方法:将丙烯酸树脂45份、纳米二氧化硅4份、硬脂酸钙2份、水15份、反丁烯二酸15份和催化剂1.6份加入高速搅拌机中搅拌50min,转速为800r/min,将制得的混合物送入反应釜中,反应温度为80℃,反应时间为40min,将温度降至75℃,再向其中加入十二烷基苯磺酸钠1.5份,继续反应45min,即得改性丙烯酸树脂。所述的催化剂为将甲酸铬10g、去离子水13g和亚磷酸二甲酯12g加入到三口烧瓶中,调节体系ph到4.5,再加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵3g,40℃下搅拌反应45min,真空干燥,得该催化剂。所述的颜料为锌粉、氧化铁红、重金石粉,按照重量比3:2:1组成的混合物。所述成膜增强剂为将对苯二甲酸15份加入到丙烯酰胺5份和6份水中,于80℃下搅拌反应2h,再加入季戊四醇2份和原甲酸酯5份,于60℃下搅拌反应1h,所得产品烘干,得成膜增强剂。所述的物质a为将硅胶18份加入到三羟甲基丙烷油酸酯15份中,再加入三羟甲基丙烷13份和硅烷偶联剂kh602为5份,于50℃下搅拌反应40min,再往上述体系中加入四羟基合铝酸钠3份和丙烯酰胺3份,于40℃下搅拌反应2h,真空干燥,得物质a。实施例3:一种成膜时间短、防水的水性环保油漆的制备方法,其特征在于,将改性丙烯酸树脂36份、纳米二氧化钛13.5份、纳米氧化锌6份、醋酸纤维素6.5份、十二烷基硫酸钠3.5份、kh570偶联剂2.5份、颜料2.5份、ph调节剂乙酸2份、水13.5份、成膜增强剂3份、物质a1.5份加入到三口烧瓶中,于60℃下搅拌1h,得该环保油漆。其特征在于,所述改性丙烯酸树脂的制备方法:将丙烯酸树脂40份、纳米二氧化硅3.5份、硬脂酸钙1.5份、水10份、反丁烯二酸12.5份和催化剂1.0份加入高速搅拌机中搅拌30min,转速为700r/min,将制得的混合物送入反应釜中,反应温度为70℃,反应时间为30min,将温度降至65℃,再向其中加入十二烷基苯磺酸钠1份,继续反应40min,即得改性丙烯酸树脂。所述的催化剂为将甲酸铬10g、去离子水13g和亚磷酸二甲酯12g加入到三口烧瓶中,调节体系ph到4.0,加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵2g,38℃下搅拌反应38min,真空干燥,得该催化剂。所述的颜料为锌粉、氧化铁红、重金石粉,按照重量比3:2:1组成的混合物。所述成膜增强剂为将对苯二甲酸13.5份加入到丙烯酰胺3份和5.5份水中,于70℃下搅拌反应1.5h,再加入季戊四醇1.5份和原甲酸酯3份,于50℃下搅拌反应1h,所得产品烘干,得成膜增强剂。所述的物质a为将硅胶18份加入到三羟甲基丙烷油酸酯15份中,再加入三羟甲基丙烷13份和硅烷偶联剂kh602为4份,于40℃下搅拌反应30min,再往上述体系中加入四羟基合铝酸钠2份和丙烯酰胺2份,于40℃下搅拌反应1.5h,真空干燥,得物质a。实施例4:一种成膜时间短、防水的水性环保油漆的制备方法,其特征在于,将改性丙烯酸树脂36份、纳米二氧化钛14份、纳米氧化锌5.5份、醋酸纤维素5份、十二烷基硫酸钠3份、kh-792偶联剂2份、颜料2份、ph调节剂乙酸1份、水13份、成膜增强剂1份、物质a1份加入到三口烧瓶中,于60℃下搅拌1h,得该环保油漆。其特征在于,所述改性丙烯酸树脂的制备方法:将丙烯酸树脂35份、纳米二氧化硅3份、硬脂酸钙1份、水5份、反丁烯二酸15份和催化剂1.6份加入高速搅拌机中搅拌50min,转速为800r/min,将制得的混合物送入反应釜中,反应温度为80℃,反应时间为40min,将温度降至75℃,再向其中加入十二烷基苯磺酸钠1.5份,继续反应45min,即得改性丙烯酸树脂。所述的催化剂为将甲酸铬10g、去离子水13g和亚磷酸二甲酯12g加入到三口烧瓶中,调节体系ph到4.5,再加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵3g,40℃下搅拌反应45min,真空干燥,得该催化剂。所述的颜料为锌粉、氧化铁红、重金石粉,按照重量比3:2:1组成的混合物。所述成膜增强剂为将对苯二甲酸13份加入到丙烯酰胺3份和4份水中,于70℃下搅拌反应1.5h,再加入季戊四醇1份和原甲酸酯3份,于50℃下搅拌反应1h,所得产品烘干,得成膜增强剂。所述的物质a为将硅胶18份加入到三羟甲基丙烷油酸酯15份中,再加入三羟甲基丙烷13份和硅烷偶联剂kh602为4份,于50℃下搅拌反应40min,再往上述体系中加入四羟基合铝酸钠3份和丙烯酰胺3份,于40℃下搅拌反应1h,真空干燥,得物质a。实施例5:一种成膜时间短、防水的水性环保油漆的制备方法,其特征在于,将改性丙烯酸树脂35份、纳米二氧化钛13.5份、纳米氧化锌6份、醋酸纤维素4份、十二烷基硫酸钠2份、kh-550偶联剂2份、颜料1份、ph调节剂乙酸1份、水13份、成膜增强剂5份、物质a2.5份加入到三口烧瓶中,于70℃下搅拌1h,得该环保油漆。其特征在于,所述改性丙烯酸树脂的制备方法:将丙烯酸树脂45份、纳米二氧化硅4份、硬脂酸钙1份、水15份、反丁烯二酸10份和催化剂0.5份加入高速搅拌机中搅拌25min,转速为600r/min,将制得的混合物送入反应釜中,反应温度为80℃,反应时间为40min,将温度降至75℃,再向其中加入十二烷基苯磺酸钠1.5份,继续反应45min,即得改性丙烯酸树脂。所述的催化剂为将甲酸铬10g、去离子水13g和亚磷酸二甲酯12g加入到三口烧瓶中,调节体系ph到4.0,加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵2g,40℃下搅拌反应45min,真空干燥,得该催化剂。所述的颜料为锌粉、氧化铁红、重金石粉,按照重量比3:2:1组成的混合物。所述成膜增强剂为将对苯二甲酸12份加入到丙烯酰胺3份和5份水中,于80℃下搅拌反应2h,再加入季戊四醇1份和原甲酸酯1份,于60℃下搅拌反应1h,所得产品烘干,得成膜增强剂。所述的物质a为将硅胶18份加入到三羟甲基丙烷油酸酯15份中,再加入三羟甲基丙烷13份和硅烷偶联剂kh602为5份,于50℃下搅拌反应40min,再往上述体系中加入四羟基合铝酸钠1份和丙烯酰胺1份,于40℃下搅拌反应2h,真空干燥,得物质a。表1测试数据干燥时间(min)耐水性挥发性有机物(g/l)耐盐水性(浸96h)实施例11108h不起泡32油漆无剥落、无气泡、无绣点实施例24128h不起泡21油漆无剥落、无气泡、无绣点实施例35117h不起泡25油漆无剥落、无气泡、无绣点实施例42136h不起泡27油漆无剥落、无气泡、无绣点实施例53159h不起泡34油漆无剥落、无气泡、无绣点对比实例13572h不起泡212油漆无剥落、无气泡、无绣点对实例26060h不起泡198油漆无剥落、无气泡、无绣点对比实例1采用201410428439.4的实例1,对比实例2采用201510341015.9的实例1的数据,从上述数据可以看出,本发明在成膜时间、耐水性、挥发性有机物方面由于对比文献。表2测试数据(未加成膜增强剂)干燥时间(min)挥发性有机物(g/l)耐水性实施例1153366h不起泡实施例2353854h不起泡实施例3227763h不起泡实施例4344645h不起泡实施例5294847h不起泡从表2可以看出,未加成膜增强剂,所得材料成膜时间延长、挥发性有机物含量增大,耐水性减弱,同时加了成膜增强剂,未加原甲酸酯,成膜时间比未加成膜剂所得效果要好。表3测试数据(未加物质a)干燥时间(min)挥发性有机物(g/l)实施例148189实施例266165实施例346135实施例461168实施例555149从表3可以看出,未加物质a,导致对挥发性有机物的吸附减弱,干燥时间延长。表4测试数据(加物质a,未加三羟甲基丙烷)干燥时间(min)挥发性有机物(g/l)实施例132156实施例243123实施例331111实施例444122实施例537104从表4可以看出,加物质a,未加三羟甲基丙烷,导致对挥发性有机物的吸附减弱,干燥时间延长。表5测试数据(未加催化剂)干燥时间(min)挥发性有机物(g/l)实施例143166实施例253141实施例341123实施例451131实施例549121从表5可以发现,未加催化剂,导致改性丙烯酸单体未反应太多,挥发性有机物增多,干燥时间和挥发性有机物增加,本发明强调的干燥时间是面干时间。此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12
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