专利名称：无铅型卷尺涂料的制备方法
技术领域：
本发明涉及涂料制备方法技术领域，尤其是一种无铅型卷尺涂料的制备方法。
背景技术：
卷尺涂料是用在钢卷尺上的装饰、保护性涂料，分底漆和面漆两种。底漆与底材应有较好的附着力，面漆应具有较高的硬度和耐磨性。近年来随着卷尺市场的扩大更新，尤其面对我国卷尺出口市场的需求，对卷尺材料的要求越来越高，主要体现在耐磨性、干性、硬度、烘烤条件尤其不含铅等要求上，目前市售的一般卷尺涂料的耐磨性仅能达到4kg/密耳，这样极易形成卷尺使用过程来回拉动尺带后漆膜脱落或磨损，影响到卷尺使用寿命；通常卷尺涂料的树脂体系采用环氧酰胺的交联形式，因此固化时交联密度不够，导致漆膜的干性、耐磨性、硬度等较差，烘烤温度范围较窄，一般为180℃/2min；卷尺底漆以黄色居多，而对于黄色的涂料，现有技术一般选用铬黄颜料，而铬黄为含铅颜料，不符合无铅环保要求。
发明内容
为了克服现有技术制备的卷尺涂料的干性、耐磨性、硬度等较差，烘烤温度范围较窄，含铅的不足，本发明提供一种无铅型卷尺涂料的制备方法，利用该方法制得的无铅型卷尺涂料不仅产品硬度、耐磨性、柔韧性等机械性能优异，烘烤温度范围宽，尤其产品不含铅，符合环保要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种无铅型卷尺涂料的制备方法，具有如下工艺流程a.溶解单体，原料混合；按重量比例3～5∶10将酰胺类单体溶入醇醚类溶剂乙二醇乙醚中，过滤，打入第一高位槽待滴加用；按重量比例18～20∶25～27∶2～3∶10∶8～10∶0.4，将苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯和引发剂过氧化苯甲酰混合搅拌呈透明液，打入第二高位槽待滴加用；b.制备改性丙烯酸树脂；在常压下，将重量百分比为10％～20％的二甲苯及8％～15％的醇醚溶剂正丁醇投入反应釜中，开搅拌，通蒸汽升温至110～120℃，在110～120℃下，分别从两个高位槽同时滴加两组份，其中第一高位槽中组份按重量百分比为8％～15％，第二高位槽中组份按重量百分比为55％～75％，3～4小时内匀速滴完，并在回流温度下保温0.5～1.5小时，滴加重量百分比为0.5％～1％的引发剂过氧化苯甲酰，在0.5小时内匀速滴完，保温1小时，再滴加重量百分比为0.5％～1％的引发剂过氧化苯甲酰，在0.5小时内匀速滴完，保温4～6小时后关蒸汽、通冷却水，降温至80℃以下，得丙烯酸树脂，加入重量百分比为丙烯酸树脂的10～30％的聚酯树脂，搅拌均匀，过滤出料，制得改性丙烯酸树脂；c.制备成品涂料①制备环氧液；将重量百分比为25％～30％的二甲苯和15％～20％的醇醚类溶剂正丁醇加入反应釜中，边搅拌边加入重量百分比55％～65％的环氧树脂，升温至80～100℃，待环氧树脂完全溶解后，包装出料；②制备浆料，向容器中加入重量百分比为50％～60％改性丙烯酸树脂，40％～45％的无铅颜料和20％～25％二甲苯，高速搅匀后，浸泡4小时后，上砂磨轧浆，搅匀，待用；③配制涂料，将重量百分比为60％～70％的浆料，25％～35％改性丙烯酸树脂，3％～8％的环氧液，1‰～5‰的催化剂加入调色釜中，搅拌，加二甲苯调整粘度，搅拌均匀，过滤得成品，包装。
制备清漆时采用的C步骤为制备成品涂料将重量百分比为50％～60％的改性丙烯酸树脂，10％～20％的氨基树脂，20％～40％的二甲苯，1‰～5‰的催化剂加入调色釜中，搅拌，加二甲苯调整粘度，搅拌均匀，过滤得成品，包装。
为有效降低固化温度，提高反应速率，提高漆膜的耐溶剂性、硬度，所述的催化剂为对甲苯璜酸、壬基萘磺酸、十二烷基苯磺酸、马来酸丁酯、磷酸氢丁酯或磷酸羟基酯。
本发明的有益效果是，本发明采取多官能团、多重互穿网络的交联形式，制成以环氧聚酯改性丙烯酸树脂为基料的无铅型卷尺涂料。在基体树脂引入聚酯树脂和环氧树脂，一方面能提高漆膜的丰满度、弹性及氧化皮上附着力，另一方面能使漆膜在交联固化时，多官能团交联，形成一种互穿网络立体交联结构，最终提高漆膜的干性及耐磨性，满足了用户的要求；利用本发明制备的无铅型卷尺涂料不使用含铅原材料尤其黄颜料，铅含量符合EN-71标准要求，适应国际环保型涂料的要求；本发明的无铅型卷尺涂料的制备方法，加入的催化剂降低了固化温度，提高了反应速率，并对漆膜的固化交联有着直接的影响，提高了漆膜的耐溶剂性、硬度及其它性能。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的无铅型卷尺涂料的制备方法制备有色涂料的工艺流程图。
图2是本发明的无铅型卷尺涂料的制备方法制备清漆的工艺流程图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明的无铅型卷尺涂料有色涂料的制备方法，具有如下工艺流程a.溶解单体，原料混合；检查低温反应釜洁净后，关好放料阀。确认电、蒸汽、水正常输送，方可投料。将酰胺类单体羟甲基丙烯酰胺或丙烯酰胺30～50份，乙二醇乙醚100份提前溶解，过滤打入第一高位槽，待滴加用。将苯乙烯160～180份，丙烯酸丁酯250～270份，丙烯酸20～30份，甲基丙烯酸甲酯100份及丙烯酸羟丙酯80～100份及过氧化苯甲酰4份混合搅拌呈透明液，打入第二高位槽待滴加用。
b.制备改性丙烯酸树脂；将二甲苯150份及正丁醇100份打入干燥洁净的反应釜中，开搅拌，通蒸汽升温至110～120℃(回流温度)。在110～120℃下，分别从两个高位槽同时滴加两组份，3-4小时内匀速滴完，并在回流温度下保温0.5～1.5小时。滴加过氧化苯甲酰2份，在0.5小时内匀速滴完，保温1小时，再滴加过氧化苯甲酰2份，在0.5小时内匀速滴完，保温4-6小时后关蒸汽、通冷却水，降温至80℃以下，加入聚酯树脂200份，搅拌均匀，停搅拌。用80目滤袋过滤出料制得改性丙烯酸树脂。以上反应为常压反应。
c.制备成品涂料①制备环氧液；将二甲苯240份和正丁醇160份加入反应釜中，边搅拌边加入600份环氧树脂，升温至80～100℃，待环氧完全溶解后，包装出料。②制备浆料；检查容器洁净后，关底阀，方可投料。首先向容器中加入改性丙烯酸树脂280份，二甲苯160份，无铅颜料560份，高速搅匀后，浸泡4小时后，上砂磨轧浆。按砂磨操作规程轧浆细度≤25μm，将细度合格后的浆料搅匀，取样测固体份含量，合格后，计量贴上标签待用。③检查调色釜洁净，电机运转正常后，关底阀，方可投料。将1800份浆料，860份改性丙烯酸树脂，135份环氧液，6份催化剂对甲苯璜酸加入调色釜中，开搅拌，按标样，用调色色浆调色至目测无明显差别并ΔE≤1.0，根据粘度补加二甲苯调整粘度，搅拌均匀。用120目滤袋过滤包装。
如图2所示的本发明的无铅型卷尺涂料清漆的制备方法，具有如下工艺流程a.溶解单体，原料混合；检查低温反应釜洁净后，关好放料阀。确认电、蒸汽、水正常输送，方可投料。将酰胺类单体羟甲基丙烯酰胺或丙烯酰胺30～50份，乙二醇乙醚100份提前溶解，过滤打入第一高位槽，待滴加用。将苯乙烯160～180份，丙烯酸丁酯250～270份，丙烯酸20～30份，甲基丙烯酸甲酯100份及丙烯酸羟丙酯80～100份及过氧化苯甲酰4份混合搅拌呈透明液，打入第二高位槽待滴加用。
b.制备改性丙烯酸树脂；将二甲苯150份及正丁醇100份打入干燥洁净的反应釜中，开搅拌，通蒸汽升温至110～120℃(回流温度)。在110～120℃下，分别从两个高位槽同时滴加两组份，3～4小时内匀速滴完，并在回流温度下保温0.5～1.5小时。滴加过氧化苯甲酰2份，在0.5小时内匀速滴完，保温1小时，再滴加过氧化苯甲酰2份，在0.5小时内匀速滴完，保温4～6小时后关蒸汽、通冷却水，降温至80℃以下，加入聚酯树脂200份，搅拌均匀，停搅拌。用80目滤袋过滤出料制得改性丙烯酸树脂。以上反应为常压反应。
c.制备成品涂料将重量百分比为550份改性丙烯酸树脂，150份氨基树脂，30份二甲苯，2份催化剂对甲苯璜酸加入调色釜中，搅拌，加二甲苯调整粘度至23℃涂4杯粘度达100～120秒，搅拌均匀，用120目滤袋过滤包装。
本发明的无铅型卷尺涂料，主要性能技术指标要求可达到1)固化条件 (160-205)℃/1.5-2min2)细度 ≤15μm3)附着力 0级4)柔韧性 1mm5)硬度 ≥2H6)耐磨性 ≥16kg/密耳7)可溶性铅 ≤90mg/kg8)耐MEK＞100次9)耐沸水 2小时无变化原来卷尺涂料所用树脂体系采用的是环氧酰胺的交联形式，该体系固化时交联密度不够，工件出炉时有粘手的感觉，因此最终漆膜的干性、耐磨性、硬度肯定不适合现在的要求，为此我们采取多官能团，多重互穿网络的交联形式以使其能满足现在的要求。
其交联成膜时的主要反应如下a.羟基与氨基树脂反应 b.丙烯酸树脂酰胺基与环氧树脂反应 在丙烯酸树脂体系中引入饱和聚酯在丙烯酸树脂中加入聚酯树脂，主要为了提高漆膜的丰满度及耐磨性，以弥补丙烯酸树脂耐磨性不足的缺陷。我们进行了大量的合成试验，对丙烯酸树脂进行改性，表1是聚酯不同加入量(以丙烯酸树脂为基准)对漆膜性能影响比较表。
表1 从表1可以看出，从综合性能及经济角度考虑，加入20％的聚酯树脂是最佳点。
在改性丙烯酸体系中引入环氧树脂在改性丙烯酸体系中加入环氧树脂主要是提高漆膜的氧化皮上附着力，它与环氧树脂的混容性有一定限度，大分子量环氧树脂(E-06或E-03)基本上不能与丙烯酸树脂混容，E-12的混容性也是有限，所以一般选择分子量900(E-20)以下的环氧树脂，通过混容性试验，确定加入E-44环氧。表2是不同环氧加入量(以丙烯酸树脂为基准)对漆膜性能的影响比较表。
表2 从表2可以看出，3％加入量时，漆膜综合性能优良。
催化剂的应用催化剂的加入对降低固化温度，提高反应速率有较明显的影响，常用的催化剂有对甲苯璜酸、壬基萘磺酸、十二烷基苯磺酸、马来酸丁酯、磷酸氢丁酯及磷酸羟基酯等。
使用催化剂时应考虑对原漆贮存稳定性及漆膜机械性能的影响，加入量过多，导致原漆贮存期间粘度增加过快，漆膜的柔韧性及附着力降低，表3是不同催化剂加量(以原漆量为基准)对漆膜性能的影响比较表。
表3 从表3可以看，催化剂加入量为0.2％时，漆膜性能良好。
权利要求
1.一种无铅型卷尺涂料的制备方法，其特征是具有如下工艺流程a.溶解单体，原料混合；按重量比例3～5∶10将酰胺类单体溶入醇醚类溶剂乙二醇乙醚中，过滤，打入第一高位槽待滴加用；按重量比例18～20∶25～27∶2～3∶10∶8～10∶0.4，将苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯和引发剂过氧化苯甲酰混合搅拌呈透明液，打入第二高位槽待滴加用；b.制备改性丙烯酸树脂在常压下，将重量百分比为10％～20％的二甲苯及8％～15％的醇醚溶剂正丁醇投入反应釜中，开搅拌，通蒸汽升温至110～120℃，在110～120℃下，分别从两个高位槽同时滴加两组份，其中第一高位槽中组份按重量百分比为8％～15％，第二高位槽中组份按重量百分比为55％～75％，3～4小时内匀速滴完，并在回流温度下保温0.5～1.5小时，滴加重量百分比为0.5％～1％的引发剂过氧化苯甲酰，在0.5小时内匀速滴完，保温1小时，再滴加重量百分比为0.5％～1％的引发剂过氧化苯甲酰，在0.5小时内匀速滴完，保温4～6小时后关蒸汽、通冷却水，降温至80℃以下，得丙烯酸树脂，加入重量百分比为丙烯酸树脂的10～30％的聚酯树脂，搅拌均匀，过滤出料，制得改性丙烯酸树脂；c.制备成品涂料①制备环氧液；将重量百分比为25％～30％的二甲苯和15％～20％的醇醚类溶剂正丁醇加入反应釜中，边搅拌边加入重量百分比55％～65％的环氧树脂，升温至80～100℃，待环氧树脂完全溶解后，包装出料；②制备浆料，向容器中加入重量百分比为50％～60％改性丙烯酸树脂，40％～45％的无铅颜料和20％～25％二甲苯，高速搅匀后，浸泡4小时后，上砂磨轧浆，搅匀，待用；③配制涂料，将重量百分比为60％～70％的浆料，25％～35％改性丙烯酸树脂，3％～8％的环氧液，1‰～5‰的催化剂加入调色釜中，搅拌，加二甲苯调整粘度，搅拌均匀，过滤得成品，包装。
2.根据权利要求1所述的无铅型卷尺涂料的制备方法，其特征是所述的C步骤为制备成品涂料；将重量百分比为50％～60％的改性丙烯酸树脂，10％～20％的氨基树脂，20％～40％的二甲苯，1‰～5‰的催化剂加入调色釜中，搅拌，加二甲苯调整粘度，搅拌均匀，过滤得成品，包装。
3.根据权利要求1、2所述的无铅型卷尺涂料的制备方法，其特征是所述的催化剂为对甲苯璜酸、壬基萘磺酸、十二烷基苯磺酸、马来酸丁酯、磷酸氢丁酯或磷酸羟基酯。
全文摘要
本发明涉及涂料制备方法技术领域，尤其是一种无铅型卷尺涂料的制备方法，具有如下工艺流程a.溶解单体，原料混合；b.制备改性丙烯酸树脂；c.制备成品涂料。利用本发明制备的无铅型卷尺涂料，具有较高的漆膜的丰满度、弹性及氧化皮上的附着力、干性及耐磨性，不使用含铅原材料尤其黄颜料，铅含量符合EN－71标准要求，适应国际环保型涂料的要求；加入的催化剂降低了固化温度，提高了反应速率，并对漆膜的固化交联有着直接的影响，提高了漆膜的耐溶剂性、硬度及其它性能。
文档编号G01B3/02GK1752161SQ20051009517
公开日2006年3月29日 申请日期2005年10月28日 优先权日2005年10月28日
发明者蒋正新 申请人:常州市凌龙涂料有限公司