一种高盐雾高耐候的水性涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种高盐雾高耐候的水性涂料及其制备方法，主要包含丙烯酸改性乳液，所述的丙烯酸改性乳液由异丁醇、乙二醇单丁醚、甲基异丁基酮、过氯乙烯、丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十三氟辛酯、乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯，偶氮二异丁腈、甲基单乙醇胺、去离子水组成。本发明的涂料是非常优异的底面合一型涂料，适应于金属工件，涂装后常温干燥，涂层外观平整光亮，流平性好，具有较佳的机械性能，具有非常优异的耐候性能，经2500小时QUV老化试验，失光率≤15％，ΔE≤1.5，同时还具有较好的耐腐蚀性，耐盐雾性达到1000小时，单向腐蚀宽度≤2mm。
【专利说明】一种高盐雾高耐候的水性涂料及其制备方法
[【技术领域】]
[0001] 本发明属于水性涂料和制备方法【技术领域】，涉及一种高盐雾高耐候的水性涂料及 其制备方法。
[【背景技术】]
[0002] 材料腐蚀是全世界面临的一个严重问题。腐蚀不仅消耗了宝贵财富，而且破坏了 生产、生活等许多活动的正常运行。我国每年因金属腐蚀造成的损失高达几百亿人民币，约 占国民总值的4%，随着金属用量的增加，其损失量还将不断增大。如此惊人的损耗，剌激着 防腐蚀涂料的发展，同时涂膜暴露在室外环境条件下容易发生脆化、粉化、变色、失光、剥落 等问题，涂膜需要具有较高的耐候性能，所以高盐雾高耐候的水性涂料研发刻不容缓。
[0003] 发明专利（CN 102108250A)公开了一种水性底面合一防腐漆及其制备方法，以水 性聚氨酯改性环氧树脂为基料，添加多种助剂制备而成，同时具有较高的防腐蚀性能和耐 老化性能，经实验耐紫外线老化达到600h，耐盐雾性也达到600h。现在市面上这样的耐候 和耐盐雾要求还不能满足市场的需求，单一涂层还没有达到高耐候和高盐雾的要求，所以 急需开发出一种高盐雾高耐候的水性涂料。
[
【发明内容】
]
[0004] 本发明针对现有技术的不足，提供一种高盐雾高耐候的水性涂料及其制备方法， 本发明产品为单组份涂料，本发明的涂料是非常优异的底面合一型涂料，适应于金属工件， 涂装后常温干燥，涂层外观平整光亮，流平性好，具有较佳的机械性能，硬度为H，冲击强度 为50Kg. cm，附着力为0级，具有非常优异的耐候性能，经2500小时QUV老化试验，失光率 < 15%，ΛΕ < 1. 5,同时还具有较好的耐腐蚀性，耐盐雾性达到1000小时，单向腐蚀宽度 < 2mm〇
[0005] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种具有核-壳结构的高盐雾高耐候 的水性涂料，主要包含丙烯酸改性乳液，所述的丙烯酸改性乳液由9-15重量份异丁醇、4-8 重量份乙二醇单丁醚、2-4重量份甲基异丁基酮、4-6重量份过氯乙烯、2-5重量份丙烯酸 十二氟庚酯、1. 5-3. 5重量份丙烯酸十三氟辛酯、3-5重量份乙烯基三甲氧基硅烷、3. 5-5. 5 重量份丙烯酸、5. 5-7. 5重量份甲基丙烯酸甲酯、5. 8-6. 6重量份丙烯酸羟乙酯、7. 2-10重 量份苯乙烯、8-11. 4重量份丙烯酸异辛酯，1-2重量份偶氮二异丁腈、1. 5-2. 5重量份甲基 单乙醇胺、20-30重量份去离子水组成。
[0006] 该水性涂料中还进一步的含有如下成分：
[0007] 所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加16-38重量份 防腐颜填料。
[0008] 所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加1-2重量份水 性润湿分散剂。
[0009] 在所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加0. 4-1重量 份水性消泡剂。
[0010] 在所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加0. 8-2重量 份水性流平剂。
[0011] 在所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加0. 4-1重量 份水性增稠剂。
[0012] 在所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加0. 3-0. 7重 量份水性紫外光吸收剂。
[0013] 在所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加35. 3-41. 1 重量份去尚子水。
[0014] 防腐颜填料为磷酸锌、三聚磷酸铝、云母氧化铁、炭黑、钛白粉或硫酸钡中的一 种或任意几种混合物。水性润湿分散剂选自市售的美国空气化工的surfynol FS-85、 surfynol PSA-336或surfynol 104BC中的任意一种。水性消泡剂选自市售的法国罗地亚 的Rhodoline DF691或Rhodoline DF681F中的任意一种。水性流平剂选自市售的德国毕 克的BYK-333、BYK-381或BYK-388中的任意一种。水性增稠剂选自市售的上海永研化工 的LM-276、LT-935或LM-901中的任意一种。水性紫外光吸收剂选自市售的巴斯夫公司的 Tinuvin5151 或 Tinuvin326 中的任意一种。
[0015] 本发明还包括一种高盐雾高耐候的水性涂料的制备方法：
[0016] 将4-6重量份过氯乙烯，1-2重量份丙烯酸，2-2. 4重量份丙烯酸羟乙酯，4. 5-5. 5 重量份甲基丙烯酸甲酯，7. 2-10重量份苯乙烯，0. 4-0. 8重量份偶氮二异丁腈混合均匀得 到混合液a，待用；
[0017] 将2-5重量份丙烯酸十二氟庚酯，1. 5-3. 5重量份丙烯酸十三氟辛酯，3-5重量份 乙烯基三甲氧基硅烷，2. 5-3. 5重量份丙烯酸，3. 8-4. 4重量份丙烯酸羟乙酯，1-2重量份甲 基丙烯酸甲酯，8-11. 4重量份丙烯酸异辛酯，0. 4-0. 8重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到 混合液b，待用；
[0018] 将0. 2-0. 4重量份的偶氮二异丁腈和2-4重量份甲基异丁基酮混合均匀得到混合 液c，待用；
[0019] 将9-15重量份异丁醇，4-8重量份乙二醇单丁醚加入带有搅拌器和冷凝管的反应 容器中，通氮气，升温到85°C，开始滴加混合液a，1. 5小时滴完后保温半小时，开始滴加混 合液b，2小时滴加完，然后保温半小时，然后滴加混合液c，半小时滴完，然后升温到90°C， 保温2小时，然后降温到45°C，开始加入1. 5-2. 5重量份甲基单乙醇胺，搅拌0. 5小时，然后 加入20-30重量份去离子水，搅拌1小时，过滤出料，获得所述的具有核-壳结构的高盐雾 高耐候的丙烯酸改性乳液。
[0020] 还方法还进一步还包括如下步骤：将0.4-1重量份的水性润湿分散剂和 35. 3-41. 1重量份的去离子水一起加入研磨罐中搅拌均匀，再加入0. 4-1重量份的水性消 泡剂，搅拌5分钟，再加入16-38重量份防腐颜填料高速砂磨2小时，至细度< 15 μ m，然后 加入0. 8-2重量份水性流平剂、20-40重量份具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯酸改 性乳液、〇. 4-1重量份水性增稠剂和0. 3-0. 7重量份水性紫外光吸收剂，搅拌均匀后过滤出 料，获得所述的1?盐雾1?耐候的水性涂料。
[0021] 本发明的高盐雾高耐候的水性涂料的有益效果是：该涂料为水性单组份涂料，是 非常优异的底面合一型涂料，涂装后涂层常温干燥，涂装方便，使用环保、安全；本涂料成膜 物质采用具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液，核层为过氯乙烯改性的丙烯 酸树脂，玻璃化温度高，硬度大，具有非常优异的防腐蚀性能，壳层为含氟硅改性的丙烯酸 树脂，玻璃化温度低，柔韧性好，具有非常优异的耐候性，通过成膜过程中壳层的柔韧性包 裹核层，提高涂料的致密性，阻止腐蚀性物质的侵入，同时利用含氟硅树脂的表面张力低， 耐候性好，聚集在涂层表面，提高涂层的耐候性。此涂层外观平整光亮，流平性好，具有较佳 的机械性能，硬度为H，冲击强度为50Kg. cm，附着力为0级，具有非常优异的耐候性能，经 2500小时QUV老化试验，失光率< 15%，ΛΕ < 1. 5,同时还具有较好的耐腐蚀性，耐盐雾性 达到1000小时，单向腐蚀宽度彡2mm。
[【具体实施方式】]
[0022] 以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限 定本发明的范围。
[0023] 实施例1
[0024] 1)所述具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液配方：
[0025] 异丁醇 9份 乙二醇单丁醚 4份 甲基异丁基酮 2份 过氯乙烯 6份 丙烯酸十二氟庚酯 5份 丙烯酸十三氟辛酯 3.5份 乙烯基三甲氧基硅烷 5份 丙烯酸 5.5份 甲基丙烯酸甲酯 7.5份 丙烯酸羟乙酯 6.6份 苯乙烯 10份
[0026] 丙烯酸异辛酯 11.4份 偶氮二异丁腈 2份 甲基单乙醇胺 2.5份 去离子水 20份
[0027] 将6重量份过氯乙烯，2重量份丙烯酸，2. 4重量份丙烯酸羟乙酯，5. 5重量份甲基 丙烯酸甲酯，10重量份苯乙烯，〇. 8重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液a，待用；
[0028] 将5重量份丙烯酸十二氟庚酯，3. 5重量份丙烯酸十三氟辛酯，5重量份乙烯基三 甲氧基硅烷，3. 5重量份丙烯酸，4. 4重量份丙烯酸羟乙酯，2重量份甲基丙烯酸甲酯，11. 4 重量份丙烯酸异辛酯，〇. 8重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液b，待用；
[0029] 将0. 4重量份的偶氮二异丁腈和2重量份甲基异丁基酮混合均匀得到混合液c，待 用；
[0030] 将9重量份异丁醇，4重量份乙二醇单丁醚加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器 中，通氮气，升温到85°C，开始滴加混合液a，1. 5小时滴完后保温半小时，开始滴加混合液 b，2小时滴加完，然后保温半小时，然后滴加混合液c，半小时滴完，然后升温到90°C，保温2 小时，然后降温到45°C，开始加入2. 5重量份甲基单乙醇胺，搅拌0. 5小时，然后加入20重 量份去离子水，搅拌1小时，过滤出料，获得所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯 酸改性乳液。
[0031] 2)所述高盐雾高耐候的水性涂料配方
[0032] 高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液 40份 磷酸锌 5份 三聚磷酸铝 3份 炭黑 4份 硫酸钡 4份 surfynol PSA-336 1 份 Rhodoline DF 681F 0.4 份 BYK-388 0.8 份 LM-276 0.4 份 Tinuvin 326 0.3 份 去离/·水 41.1份
[0033] 按配方量将水性润湿分散剂surfynol PSA-336和去离子水一起加入研磨罐中搅 拌均匀，再加入水性消泡剂Rhodoline DF681F，搅拌5分钟，再加入防腐颜填料磷酸锌、三 聚磷酸铝、炭黑和硫酸钡高速砂磨2小时，至细度< 15 μ m，然后加入水性流平剂BYK-388、 高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液、水性增稠剂LM-276和水性紫外光吸收剂Tinuvin326,搅 拌均匀后过滤出料，获得所述的高盐雾高耐候的水性涂料。
[0034] 实施例2
[0035] 1)所述具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液配方：
[0036] 异丁醇 12份 乙二醇单丁醚 6份 甲基异丁基酮 3份 过氯乙烯 5份 丙烯酸十二氟庚酯 3.5份 丙烯酸十三氟辛酯 2.5份 乙烯基三甲氧基硅烷 4份 丙烯酸 4.5份 甲基丙烯酸甲酯 6.5份 丙烯酸羟乙酯 6.2份 苯乙烯 8.6份 丙烯酸异辛酯 9.7份 偶氮二异丁腈 1.5份 甲基单乙醇胺 2份 去离_Γ·水 25份
[0037] 将5重量份过氯乙烯，1. 5重量份丙烯酸，2. 2重量份丙烯酸羟乙酯，5重量份甲基 丙烯酸甲酯，8. 6重量份苯乙烯，0. 6重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液a，待用；
[0038] 将3. 5重量份丙烯酸十二氟庚酯，2. 5重量份丙烯酸十三氟辛酯，4重量份乙烯基 三甲氧基硅烷，3重量份丙烯酸，4. 1重量份丙烯酸羟乙酯，1. 5重量份甲基丙烯酸甲酯，9. 7 重量份丙烯酸异辛酯，〇. 6重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液b，待用；
[0039] 将0. 3重量份的偶氮二异丁腈和3重量份甲基异丁基酮混合均匀得到混合液c，待 用；
[0040] 将12重量份异丁醇，6重量份乙二醇单丁醚加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器 中，通氮气，升温到85°C，开始滴加混合液a，1. 5小时滴完后保温半小时，开始滴加混合液 b，2小时滴加完，然后保温半小时，然后滴加混合液c，半小时滴完，然后升温到90°C，保温2 小时，然后降温到45°C，开始加入2重量份甲基单乙醇胺，搅拌0. 5小时，然后加入25重量 份去离子水，搅拌1小时，过滤出料，获得所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯酸 改性乳液。
[0041] 2)所述高盐雾高耐候的水性涂料配方
[0042] 高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液 30份 三聚磷酸铝 8份 云母氧化铁 5份 炭黑 6份
[0043] 钛白粉 8份 surfynol FS-85 1 ·5 份 Rhodoline DF 691 0.7 份 BYK-381 1.4 份 LM-901 0.7 份 Tinuvin 5151 0.5 份 去离子水 38.2份
[0044] 按配方量将水性润湿分散剂surfynol FS-85和去离子水一起加入研磨罐中搅拌 均匀，再加入水性消泡剂Rhodoline DF691，搅拌5分钟，再加入防腐颜填料三聚磷酸铝、云 母氧化铁、炭黑和钛白粉高速砂磨2小时，至细度< 15 μ m，然后加入水性流平剂BYK-381、 高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液、水性增稠剂LM-901和水性紫外光吸收剂Tinuvin5151， 搅拌均匀后过滤出料，获得所述的高盐雾高耐候的水性涂料。
[0045] 实施例3
[0046] 1)所述具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液配方：
[0047] 异丁醇 15份 乙二醇单丁醚 8份 甲基异丁基酮 4份
[0048] 过氯乙烯 4份 丙烯酸十二氟庚酯 2份 丙烯酸十三氟辛酯 1.5份 乙稀基二甲氧基桂焼 3份 丙烯酸 3.5份 甲基丙烯酸甲酯 5.5份 丙烯酸羟乙酯 5.8份 苯乙烯 7.2份 丙烯酸异辛酯 8份 偶氮二异丁腈 1份 甲基单乙醇胺 1.5份 去离_/·水 30份
[0049] 将4重量份过氯乙烯，1重量份丙烯酸，2重量份丙烯酸羟乙酯，4. 5重量份甲基丙 烯酸甲酯，7. 2重量份苯乙烯，0. 4重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液a，待用；
[0050] 将2重量份丙烯酸十二氟庚酯，1. 5重量份丙烯酸十三氟辛酯，3重量份乙烯基三 甲氧基硅烷，2. 5重量份丙烯酸，3. 8重量份丙烯酸羟乙酯，1重量份甲基丙烯酸甲酯，8重量 份丙烯酸异辛酯，〇. 4重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液b，待用；
[0051] 将0. 2重量份的偶氮二异丁腈和4重量份甲基异丁基酮混合均匀得到混合液c，待 用；
[0052] 将15重量份异丁醇，8重量份乙二醇单丁醚加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器 中，通氮气，升温到85°C，开始滴加混合液a，1. 5小时滴完后保温半小时，开始滴加混合液 b，2小时滴加完，然后保温半小时，然后滴加混合液c，半小时滴完，然后升温到90°C，保温2 小时，然后降温到45°C，开始加入1. 5重量份甲基单乙醇胺，搅拌0. 5小时，然后加入30重 量份去离子水，搅拌1小时，过滤出料，获得所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯 酸改性乳液。
[0053] 2)所述高盐雾高耐候的水性涂料配方
[0054] 高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液 20份 磷酸锌 11份 云母氧化铁 7份 钛白粉 8份 硫酸钡 12份 surfynol 104BC 2 Rhodoline DF 691 1 份 BYK-333 2 份
[0055] LT-935 1 份 Tinuvin 326 0.7 份 去离子水 35.3份
[0056] 按配方量将水性润湿分散剂surfynol 104BC和去离子水一起加入研磨罐中搅拌 均匀，再加入水性消泡剂Rhodoline DF691，搅拌5分钟，再加入防腐颜填料磷酸锌、云母氧 化铁、钛白粉和硫酸钡高速砂磨2小时，至细度< 15 μ m，然后加入水性流平剂BYK-333、高 盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液、水性增稠剂LT-935和水性紫外光吸收剂Tinuvin326,搅拌 均匀后过滤出料，获得所述的高盐雾高耐候的水性涂料。
[0057] 将上述实施例1-3制得的一种高盐雾高耐候的水性涂料进行制板测试，喷涂实施 例中的水性涂料，膜厚为20-25um，室温放置7天后测试样板技术指标。
[0058] 样板的主要技术指标如下表：
[0059]
【权利要求】
1. 一种具有核-壳结构的高盐雾高耐候的水性涂料，其特征在于主要包含丙烯酸改 性乳液，所述的丙烯酸改性乳液由9-15重量份异丁醇、4-8重量份乙二醇单丁醚、2-4重量 份甲基异丁基酮、4-6重量份过氯乙烯、2-5重量份丙烯酸十二氟庚酯、1. 5-3. 5重量份丙烯 酸十三氟辛酯、3-5重量份乙烯基三甲氧基硅烷、3. 5-5. 5重量份丙烯酸、5. 5-7. 5重量份甲 基丙烯酸甲酯、5. 8-6. 6重量份丙烯酸羟乙酯、7. 2-10重量份苯乙烯、8-11. 4重量份丙烯酸 异辛酯，1-2重量份偶氮二异丁腈、1. 5-2. 5重量份甲基单乙醇胺、20-30重量份去离子水组 成。
2. 如权利要求1所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的水性涂料，其特征在于在所 述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加16-38重量份防腐颜填 料。
3. 如权利要求1所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的水性涂料，其特征在于在所 述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加1-2重量份水性润湿分散 剂。
4. 如权利要求1所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的水性涂料，其特征在于在所 述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加0. 4-1重量份水性消泡 剂。
5. 如权利要求1所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的水性涂料，其特征在于在所 述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加0. 8-2重量份水性流平 剂。
6. 如权利要求1所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的水性涂料，其特征在于在所 述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加0. 4-1重量份水性增稠 剂。
7. 如权利要求1所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的水性涂料，其特征在于在所 述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加0. 3-0. 7重量份水性紫外 光吸收剂。
8. 如权利要求1所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的水性涂料，其特征在于在所 述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加35. 3-41. 1重量份去离子 水。
9. 一种高盐雾高耐候的水性涂料的制备方法，其特征在于，将4-6重量份过氯乙烯， 1-2重量份丙烯酸，2-2. 4重量份丙烯酸羟乙酯，4. 5-5. 5重量份甲基丙烯酸甲酯，7. 2-10重 量份苯乙烯，0. 4-0. 8重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液a，待用； 将2-5重量份丙烯酸十二氟庚酯，1. 5-3. 5重量份丙烯酸十三氟辛酯，3-5重量份乙烯 基三甲氧基硅烷，2. 5-3. 5重量份丙烯酸，3. 8-4. 4重量份丙烯酸羟乙酯，1-2重量份甲基丙 烯酸甲酯，8-11. 4重量份丙烯酸异辛酯，0. 4-0. 8重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合 液b，待用； 将0. 2-0. 4重量份的偶氮二异丁腈和2-4重量份甲基异丁基酮混合均匀得到混合液c， 待用； 将9-15重量份异丁醇，4-8重量份乙二醇单丁醚加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器 中，通氮气，升温到85°C，开始滴加混合液a，1. 5小时滴完后保温半小时，开始滴加混合液 b，2小时滴加完，然后保温半小时，然后滴加混合液c，半小时滴完，然后升温到90°C，保温2 小时，然后降温到45°C，开始加入1. 5-2. 5重量份甲基单乙醇胺，搅拌0. 5小时，然后加入 20-30重量份去离子水，搅拌1小时，过滤出料，获得所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候 的丙烯酸改性乳液。
10.如权利要求9所述的高盐雾高耐候的水性涂料的制备方法，其特征在于还包括：将 0. 4-1重量份的水性润湿分散剂和35. 3-41. 1重量份的去离子水一起加入研磨罐中搅拌均 匀，再加入0. 4-1重量份的水性消泡剂，搅拌5分钟，再加入16-38重量份防腐颜填料高速 砂磨2小时，至细度< 15 μ m，然后加入0. 8-2重量份水性流平剂、20-40重量份具有核-壳 结构的高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液、〇. 4-1重量份水性增稠剂和0. 3-0. 7重量份水性 紫外光吸收剂，搅拌均匀后过滤出料，获得所述的高盐雾高耐候的水性涂料。
【文档编号】C08F220/28GK104140732SQ201410382371
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年8月6日 优先权日:2014年8月6日
【发明者】孔凡桃, 刘薇薇, 赵颖, 周贤, 林海莲, 张建中, 李磨 申请人:浩力森涂料（上海）有限公司, 浩力森化学科技江苏有限公司