一种水性丙烯酸树脂防腐涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种水性丙烯酸树脂防腐涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。包括有按重量份计的如下组分：30～55份改性的丙烯酸乳液、16～25份水性环氧树脂、10～16份的硅溶胶、4～6份三聚磷酸铝、5～15份的防腐颜料、20～40份的颜填料、0.5～5份的助剂和10～15份的水。本发明中提供的水性丙烯酸涂料具有存储时间长的优点，经过12个月以上的存储仍然能够具有较好的涂膜性能。
【专利说明】
一种水性丙烯酸树脂防腐涂料及其制备方法
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及一种水性丙烯酸树脂防腐涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。
[0003]
【背景技术】
[0004] 丙烯酸单体和树脂的研究最早始于1805年，但由于条件限制，直到1927年才由 Rohm & Haas公司工业化生产，而真正在涂料上的应用则是在1953年以后。丙烯酸树脂涂料 发展的今天。已经是类型最多、综合性能最全、通用性最强的一类合成树脂涂料，与其他高 分子树脂相比，丙烯酸树脂涂料具有许多突出的优点，如其优异的耐光、耐候性，户外暴晒 耐久性强，紫外光照射不易分解和变黄，能长期保持原有的光泽和色泽，耐热性好;耐腐 蚀，有较好的耐酸、碱、盐、油脂、洗涤剂等化学品沾污及腐蚀性能。丙烯酸树脂涂料既有优 越的装饰性能，又有良好的保护性能。既可制成溶剂型涂料，又可制成水性涂料，还可制成 无溶剂型涂料。因此，丙烯酸树脂涂料已成为最受关注、最受青昧的一大类涂料。
[0005] 另外，随着涂料工业的发展，一个新的问题日益被人们所关注，即有机涂料对环境 的污染问题。在涂料工业中，所用的溶剂和助剂中常含有挥发性有机化合物(V0C )，它们挥 发到空气中会造成空气污染。除此之外，有害空气污染物(HAPs)、重金属等有毒有害物质也 对环境和人体健康造成危害。凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性涂料。 水性涂料包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料(乳胶涂料)3种。水溶性涂料是以 水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水 溶环氧树脂及无机高分子树脂等。其优点包括有：1.水性涂料以水作溶剂，节省大量资源； 水性涂料消除了施工时火灾危险性；降低了对大气污染;水性涂料仅采用少量低毒性醇醚 类有机溶剂，改善了作业环境条件。一般的水性涂料有机溶剂（占涂料)在10%~15%之间， 而现在的阴极电泳涂料已降至1.2%以下，对降低污染节省资源效果显著。2.水性涂料在湿 表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工;水性涂料对材质表面适应性好，涂层附着力强。3.水 性涂料涂装工具可用水清洗，大大减少清洗溶剂的消耗。4.水性涂料电泳涂膜均匀、平整。 展平性好；内腔、焊缝、棱角、棱边部位都能涂上一定厚度的涂膜，有很好的防护性；电泳涂 膜有最好的耐腐蚀性，厚膜阴极电泳涂层的耐盐雾性最高可达1200h。
[0006] CN104673059A公开了 一种水性环氧丙烯酸树脂防腐涂料及其制备方法，按照重量 百分比计，包括以下原料组分：环氧丙烯酸树脂27~37%;炭黑2~3%;沉淀硫酸钡17~ 27% ;防锈颜料5~13% ;功能助剂0.6~1.4% ;二甲基乙醇胺1~2.2% ;助溶剂5~6% ;增 稠剂0.2~0.6 % ;去离子水22~30 % <ΧΝ104072657Α公开了一种水性丙烯酸树脂及包装容 器涂料，水性丙烯酸树脂的制备过程为调整单体比例，通过1，1_二甲基-1-庚基羧基缩水甘 油酯进行改性，经2-氨基-2-甲基-1-丙醇进行中和，成盐，实现水性化，制备粘度低、对颜料 分散性好的水性丙烯酸树脂。CN104212287A公开一种亲水性丙烯酸涂料及其制备方法，所 述涂料包含丙烯酸乳液，丙烯酸乳液由包括以下单体经乳液聚合制备得到：丙烯酸烷基酯 60-110重量份，交联单体5-65重量份，丙烯酸和甲基丙烯酸共5-40重量份，以及多元醇（甲 基)丙烯酸酯0-65重量份，且丙烯酸：甲基丙烯酸的质量比为2: (1-2)，交联单体、丙烯酸、甲 基丙烯酸与多元醇（甲基)丙烯酸酯的总重量份数为70-150份，丙烯酸乳液的玻璃化转变温 度为 20-30 °C。
[0007] 但是上述的水性丙烯酸涂料在经过长期存储之后，会发生使用后漆膜性能下降的 问题。
[0008]
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是:提供一种保存期限长、防腐效果好的水性丙烯酸树脂涂料。
[0010] 技术方案是： 一种水性丙烯酸树脂防腐涂料，包括有按重量份计的如下组分：30~55份改性的丙烯 酸乳液、16~25份水性环氧树脂、10~16份的硅溶胶、4~6份三聚磷酸铝、5~15份的防腐颜 料、20~40份的颜填料、0.5~5份的助剂和10~15份的水。
[0011] 上述的防腐颜料是磷酸锌、改性磷酸锌、钼酸锌中的一种或几种任意比例混合物。 [00 12]上述的助剂是润湿剂、分散剂、成膜助剂、pH调节剂、消泡剂、流变助剂按任意比例 的混合物。
[0013] 上述的颜填料可以是氧化铁红、钛白粉、硫酸钡、滑石粉、云母粉中的一种或几种 任意比例的混合物。
[0014] 上述的改性的丙烯酸乳液的制备方法是： S1，按重量份计，将50~60份羟基硅油、10~15份硅烷偶联剂KH-570、3~5份Κ0Η、乙酸 乙酯6~10份混合均匀，在氮气气氛下，升温至90°C后保持反应3h，得到改性聚硅氧烷预聚 体； S2,按重量份计，取丙烯酸丁酯12~15份、丙烯酸甲酯5~10份、乳化剂1~2份和去离子 水60~70份，高速搅拌0.5~lh，再加入引发剂2~4份，在70~80 °C下反应0.5~2h，再滴加6 ~10份改性聚硅氧烷预聚体和引发剂1~2份，在70~80 °C下反应2~3h，再用氨水调节pH至 7,得到改性的丙烯酸乳液。
[0015] 所述偶氮类引发剂选自偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二甲酰 胺、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二环己基甲腈、偶氮二氰基戊 酸、偶氮二异丙基咪唑啉、偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈和偶氮二异庚腈中的一种或多种。
[0016] 羟基硅油中的羟基含量是8wt%。
[0017] 步骤S2中的高速搅拌是指转速2000rpm。
[0018] 上述的水性丙烯酸树脂防腐涂料制备方法是:将改性的丙烯酸乳液、水性环氧树 月旨、硅溶胶、三聚磷酸铝、助剂和水混合搅拌均匀;然后边搅拌边加入防腐颜料及颜填料，搅 拌均匀，得水性防腐涂料。
[0019]以下实施例中所采用的水性环氧树脂是陶氏化学的OudraSperse WB 6001。
[0020]以下实施例中所采用的硅溶胶是山东百特新材料有限公司的PA30。
[0021]以下实施例中所采用的助剂：润湿剂（FLASH-X 3 3 0，美国Ha 1 ο X公司）、分散剂 (Bykl91，德国毕克）、成膜助剂(Texanol，伊士曼化工公司）、pH调节剂(AMP-95,陶氏化学）、 消泡剂（海川8225,海川新材料科技有限公司）、流变助剂（凹凸棒土，南京团结活性白土 厂)。
[0022] 有益效果 本发明中提供的水性丙烯酸涂料具有存储时间长的优点，经过12个月以上的存储仍然 能够具有较好的涂膜性能。
[0023]
【具体实施方式】
[0024] 实施例1 备取如下原料:30份改性的丙烯酸乳液、16份水性环氧树脂、10份的硅溶胶、4份三聚磷 酸铝、5份的防腐颜料磷酸锌、20份的颜填料氧化铁红、0.5份的助剂和10份的水。助剂是润 湿剂、分散剂、成膜助剂、pH调节剂、消泡剂、流变助剂按等比例的混合。
[0025] 其中，改性的丙烯酸乳液的制备方法是： S1，按重量份计，将50份羟基硅油、10份硅烷偶联剂KH-570、3份Κ0Η、乙酸乙酯6份混合 均匀，在氮气气氛下，升温至90 °C后保持反应3h，得到改性聚硅氧烷预聚体;羟基硅油中的 羟基含量是8wt%; S2,按重量份计，取丙烯酸丁酯12份、丙烯酸甲酯5份、乳化剂1份和去离子水60份， 2000rpm高速搅拌0.5h，再加入引发剂偶氮二环己基甲腈2份，在70°C下反应0.5h，再滴加6 份改性聚硅氧烷预聚体和引发剂偶氮二环己基甲腈1份，在70°C下反应2h，再用氨水调节pH 至7，得到改性的丙烯酸乳液。
[0026] 上述的水性丙烯酸树脂防腐涂料制备方法是:将改性的丙烯酸乳液、水性环氧树 月旨、硅溶胶、三聚磷酸铝、助剂和水混合搅拌均匀;然后边搅拌边加入防腐颜料及颜填料，搅 拌均匀，得水性防腐涂料。
[0027] 实施例2 备取如下原料： 55份改性的丙烯酸乳液、25份水性环氧树脂、16份的硅溶胶、6份三聚磷酸铝、15份的防 腐颜料磷酸锌、40份的颜填料氧化铁红、5份的助剂和15份的水。助剂是润湿剂、分散剂、成 膜助剂、pH调节剂、消泡剂、流变助剂按等比例的混合。
[0028] 其中，改性的丙烯酸乳液的制备方法是： S1，按重量份计，将60份羟基硅油、15份硅烷偶联剂KH-570、5份Κ0Η、乙酸乙酯10份混合 均匀，在氮气气氛下，升温至90 °C后保持反应3h，得到改性聚硅氧烷预聚体;羟基硅油中的 羟基含量是8wt%; S2,按重量份计，取丙烯酸丁酯15份、丙烯酸甲酯10份、乳化剂2份和去离子水70份， 2000rpm高速搅拌lh，再加入引发剂偶氮二环己基甲腈4份，在80°C下反应2h，再滴加10份改 性聚硅氧烷预聚体和引发剂偶氮二环己基甲腈2份，在80°C下反应3h，再用氨水调节pH至7， 得到改性的丙烯酸乳液。
[0029] 上述的水性丙烯酸树脂防腐涂料制备方法是:将改性的丙烯酸乳液、水性环氧树 月旨、硅溶胶、三聚磷酸铝、助剂和水混合搅拌均匀;然后边搅拌边加入防腐颜料及颜填料，搅 拌均匀，得水性防腐涂料。
[0030] 实施例3 备取如下原料： 40份改性的丙烯酸乳液、20份水性环氧树脂、12份的硅溶胶、5份三聚磷酸铝、12份的防 腐颜料磷酸锌、30份的颜填料氧化铁红、3份的助剂和12份的水。助剂是润湿剂、分散剂、成 膜助剂、pH调节剂、消泡剂、流变助剂按等比例的混合。
[0031 ]其中，改性的丙烯酸乳液的制备方法是： S1，按重量份计，将55份羟基硅油、12份硅烷偶联剂KH-570、4份Κ0Η、乙酸乙酯8份混合 均匀，在氮气气氛下，升温至90 °C后保持反应3h，得到改性聚硅氧烷预聚体;羟基硅油中的 羟基含量是8wt%; S2,按重量份计，取丙烯酸丁酯13份、丙烯酸甲酯8份、乳化剂2份和去离子水5份， 2000rpm高速搅拌0.8h，再加入引发剂偶氮二环己基甲腈3份，在75°C下反应lh，再滴加7份 改性聚硅氧烷预聚体和引发剂偶氮二环己基甲腈2份，在75°C下反应3h，再用氨水调节pH至 7,得到改性的丙烯酸乳液。
[0032] 上述的水性丙烯酸树脂防腐涂料制备方法是:将改性的丙烯酸乳液、水性环氧树 月旨、硅溶胶、三聚磷酸铝、助剂和水混合搅拌均匀;然后边搅拌边加入防腐颜料及颜填料，搅 拌均匀，得水性防腐涂料。
[0033] 对照例1 与实施例3的区别在于:丙烯酸乳液中未经过聚硅氧改性。
[0034] 备取如下原料： 40份丙烯酸乳液、20份水性环氧树脂、12份的硅溶胶、5份三聚磷酸铝、12份的防腐颜料 磷酸锌、30份的颜填料氧化铁红、3份的助剂和12份的水。助剂是润湿剂、分散剂、成膜助剂、 pH调节剂、消泡剂、流变助剂按等比例的混合。
[0035]其中，丙烯酸乳液的制备方法是： 按重量份计，取丙烯酸丁酯13份、丙烯酸甲酯8份、乳化剂2份和去离子水5份，2000rpm 高速搅拌〇.8h，再加入引发剂偶氮二环己基甲腈3份，在75°C下反应lh，再滴加引发剂偶氮 二环己基甲腈2份，在75°C下反应3h，再用氨水调节pH至7,得到的丙烯酸乳液。
[0036] 上述的水性丙烯酸树脂防腐涂料制备方法是:将丙烯酸乳液、水性环氧树脂、硅溶 胶、三聚磷酸铝、助剂和水混合搅拌均匀;然后边搅拌边加入防腐颜料及颜填料，搅拌均匀， 得水性防腐涂料。
[0037] 性能试验 1、 将薄钢板(50mmX120mmX0.5mm)采用1000目细砂纸进行打磨处理； 2、 将生产好的水性防腐涂料分别喷涂到薄钢板上，放置25°C恒温条件下自干24小时； 测定。
将上述的涂料置于35°C下密封放置12个月后，取出再进行上述试验，结果如下：
从上表可以看出，通过对丙烯酸树脂进行改性之后，可以延长涂料的存储时间，经过12 个月的存储之后，附着力、耐候性能均未发生明显下降。
【主权项】
1. 一种水性丙烯酸树脂防腐涂料，其特征在于:包括有按重量份计的如下组分：30~ 55份改性的丙烯酸乳液、16~25份水性环氧树脂、10~16份的硅溶胶、4~6份三聚磷酸铝、5 ~15份的防腐颜料、20~40份的颜填料、0.5~5份的助剂和10~15份的水。2. 根据权利要求1所述的水性丙烯酸树脂防腐涂料，其特征在于:所述的防腐颜料是磷 酸锌、改性磷酸锌、钼酸锌中的一种或几种任意比例混合物。3. 根据权利要求1所述的水性丙烯酸树脂防腐涂料，其特征在于：所述的助剂是润湿 剂、分散剂、成膜助剂、PH调节剂、消泡剂、流变助剂按任意比例的混合物。4. 根据权利要求1所述的水性丙烯酸树脂防腐涂料，其特征在于:所述的颜填料可以是 氧化铁红、钛白粉、硫酸钡、滑石粉、云母粉中的一种或几种任意比例的混合物。5. 根据权利要求1所述的水性丙烯酸树脂防腐涂料，其特征在于:改性的丙烯酸乳液的 制备方法是：Sl，按重量份计，将50~60份羟基硅油、10~15份硅烷偶联剂KH-570、3~5份 KOH、乙酸乙酯6~10份混合均匀，在氮气气氛下，升温至90°C后保持反应3h，得到改性聚硅 氧烷预聚体;S2,按重量份计，取丙烯酸丁酯12~15份、丙烯酸甲酯5~10份、乳化剂1~2份 和去离子水60~70份，高速搅拌0.5~Ih，再加入引发剂2~4份，在70~80 °C下反应0.5~ 2h，再滴加6~10份改性聚硅氧烷预聚体和引发剂1~2份，在70~80°C下反应2~3h，再用氨 水调节pH至7,得到改性的丙烯酸乳液。6. 根据权利要求5所述的水性丙烯酸树脂防腐涂料，其特征在于:所述的引发剂是偶氮 类引发剂。7. 根据权利要求6所述的水性丙烯酸树脂防腐涂料，其特征在于:所述偶氮类引发剂选 自偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸 盐、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二环己基甲腈、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉、偶氮 二异丁腈、偶氮二异戊腈和偶氮二异庚腈中的一种或多种。8. 根据权利要求5所述的水性丙烯酸树脂防腐涂料，其特征在于:羟基硅油中的羟基含 量是8wt%。9. 根据权利要求5所述的水性丙烯酸树脂防腐涂料，其特征在于:步骤S2中的高速搅拌 是指转速2000rpm。10. 权利要求1~9任一项所述的水性丙烯酸树脂防腐涂料的制备方法，包括如下步骤： 将改性的丙烯酸乳液、水性环氧树脂、硅溶胶、三聚磷酸铝、助剂和水混合搅拌均匀;然后边 搅拌边加入防腐颜料及颜填料，搅拌均匀，得水性防腐涂料。
【文档编号】C09D163/00GK105885690SQ201610401977
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】宋介珍
【申请人】宋介珍