本发明属于涂料
技术领域：
，具体涉及一种环保涂料及其制备方法。
背景技术：
：钢材的有机涂料涂层对其耐腐蚀性能及其使用寿命有决定性的影响。由于受到空气中二氧化硫气体或盐分的作用，钢材腐蚀速度加快；在雨季，涂层长期受雨水浸湿、或者日夜温差太大易结露，钢材都会较快地受到腐蚀，导致使用寿命下降。目前我国正处于经济建设飞速发展时期，钢铁在道路桥梁、海洋工程、船舶、石油化工、高铁设施、风电设备、重型机械等以钢结构为主的构筑物与设备中得到大量应用的同时大量设施因为腐蚀而报废，因此金属防腐成为目前面临的一个十分紧迫的问题。涂装耐候性较好的涂料是防止金属腐蚀最有效措施。关于提高钢材涂层耐候性问题，曾有不少文献资料中提及，主要涉及涂料树脂改性和配方改良，技术改进多是侧重于提高钢材某一方面的性能，不能获得一种耐水性、耐腐蚀性、耐污性等综合性能好的钢材。其次，现有技术大都未考虑到涂装时涂料附着力与均匀性对钢材耐候性的影响，应用有局限性。再者，目前市场上使用的大部分为传统溶剂型涂料，对施工人员健康有害并且严重污染环境。近年来随着环保要求越来越高，比如2010年gb24409-2009《汽车涂料中有害物质限量》等一系列标准政策相继强制执行，和人们环保意识的增强，开发环境友好型防腐涂料逐渐成为研究热点。技术实现要素：本发明的目的是为了克服上述
背景技术：
的不足，研发出一种附着力强，耐水、耐蚀、耐污等综合性能好的环保涂料。为达到本发明的目的，以重量份数计，本发明的环保涂料包含：聚氨酯丙烯酸酯40~45份，环氧基丙烯酸树脂30~35份，乙醇15~30份，二氧化钛悬浮液10~15份，二氧化硅醇溶液10~15份，活性稀释剂10~15份，钛酸酯偶联剂3~5份，分散剂2~5份，氨水1~5份，流平剂2~4份，引发剂1~3份，乳化剂1~3份。优选的，以重量份数计，本发明的环保涂料包含：聚氨酯丙烯酸酯43份，环氧基丙烯酸树脂33份，乙醇20份，二氧化钛悬浮液13份，二氧化硅醇溶液13份，活性稀释剂13份，钛酸酯偶联剂4份，分散剂4份，氨水4份，流平剂3份，引发剂2份，乳化剂2份。本发明中，所述环氧基丙烯酸树脂经以下方法处理：a）将23~25wt%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、72wt%~74wt%的甲基丙烯酸月桂酯和过氧化苯甲酰混合均匀，得单体混合物，其中，所述过氧化苯甲酰为使用单体总重量的1.5~2wt%；b）在反应容器中加入15~18wt%的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯单体和使用单体总重量1.5~2倍量的乙酸乙酯，加热至回流状态，保持回流状态40~50min后，向反应容器中匀速滴加步骤a）所得单体混合物，在2~3小时内滴加完毕，然后在回流温度保温搅拌2~3小时，在10~15min内加入使用的单体总重量0.8~1.2wt%的月桂基过氧化物，回流，保温反应1.5~3小时；c）使用减压蒸馏的方法蒸除溶剂，物料趁热倒入铝盘中，冷却、粉碎。本发明中，所述二氧化钛悬浮液以重量分数计，由以下原料组成：10~15%的二氧化钛，40~45%的酒精，10~15%的六偏磷酸钠，其余成分为水。本发明中，所述二氧化硅醇溶液的制备方法为：取正硅酸甲酯、无水乙醇、蒸馏水搅拌混合，添加三甲基氟硅烷，调节ph值至3~4，再加氟化铵，其中正硅酸甲酯与蒸馏水、无水乙醇、氟化铵的摩尔比为1：1~3：10~12：0.08~0.12。本发明中，所述二氧化钛悬浮液与二氧化硅醇溶液经以下方法处理：将二氧化钛悬浮液与二氧化硅醇溶液混合，加入甲酰胺搅拌制得混合溶胶，采用梨糖醇酐油酸酯、聚山梨酯、正丁醇和正庚烷配制亲水亲油平衡值为5~5.5的油相，在搅拌条件下将混合溶胶加入油相中，添加氨水调节ph值为7~8，离心分离得到tio2/sio2凝胶微球，所得凝胶微球经有机表面处理剂月桂酸钠处理，采用球磨、砂磨的分散工艺，使其均匀分散，加入搅拌机在400~500r/min的转速下搅拌研磨，再用无水乙醇陈化，得陈化液。本发明中，所述分散剂可以为聚甲基丙烯酸甲酯和羟丙基甲基纤维素的混合物，其中聚甲基丙烯酸甲酯和羟丙基甲基纤维素的重量比为1：2~1：4。本发明中，所述流平剂可以为聚酯改性聚硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷或聚二甲基硅氧烷中的一种或几种。本发明还提供一种环保涂料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：（1）将聚氨酯丙烯酸酯、环氧基丙烯酸树脂和乙醇共混处理，得混合液，共混温度为125~135℃，共混时间30~40min，搅拌速度为150~180r/min；（2）将二氧化钛悬浮液与二氧化硅醇溶液混合，加入甲酰胺搅拌制得混合溶胶，采用梨糖醇酐油酸酯、聚山梨酯、正丁醇和正庚烷配制亲水亲油平衡值为5~5.5的油相，在搅拌条件下将混合溶胶加入油相中，添加氨水调节ph值，离心分离得到tio2/sio2凝胶微球，所得凝胶微球经有机表面处理剂月桂酸钠处理，采用球磨、砂磨的分散工艺，使其均匀分散，加入搅拌机在400~500r/min的转速下搅拌研磨，再用无水乙醇陈化，得陈化液；（3）将步骤（2）所得的陈化液加入步骤（1）的混合液中，并加入活性稀释剂、钛酸酯偶联剂、分散剂、流平剂、引发剂和乳化剂，在转速为1200~1300r/min下搅拌研磨40~50min，得到混合溶液；（4）将氨水慢慢加入步骤（3）所得的混合溶液中调节ph至9~10，同时以400~450r/min转速搅拌15~25min得到环保涂料。相对于现有技术，本发明的环保涂料附着力强，耐水、耐蚀、耐污等综合性能好，高效分散，有效填充涂层的针孔，显著减少涂层中的孔隙的形成，增加了涂料使用寿命，避免了钢材腐蚀，减少了资源浪费，可以广泛应用于钢材涂装。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。实施例1：以重量份数计，取下述原料备用：聚氨酯丙烯酸酯43份，环氧基丙烯酸树脂33份，乙醇20份，二氧化钛悬浮液13份，二氧化硅醇溶液13份，活性稀释剂13份，钛酸酯偶联剂4份，分散剂4份，氨水4份，聚甲基苯基硅氧烷3份，引发剂2份，乳化剂2份。其中，环氧基丙烯酸树脂经以下方法处理：a）将24wt%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、73wt%的甲基丙烯酸月桂酯和过氧化苯甲酰混合均匀，制得单体混合物，其中，所述过氧化苯甲酰为使用单体总重量1.8wt%；b）在反应容器中加入17wt%的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯单体和使用单体总重量1.8倍量的乙酸乙酯，加热至回流状态，保持回流状态45min后，向反应容器中匀速滴加步骤a）所得单体混合物，在2.5小时内滴加完毕，然后在回流温度保温搅拌2.5小时后，在12min内加入使用的单体总重量1.0wt%的月桂基过氧化物，回流，保温反应2小时；c）使用减压蒸馏的方法蒸除溶剂，物料趁热倒入铝盘中，冷却、粉碎。上述二氧化钛悬浮液以重量分数计，由以下原料组成：12%的二氧化钛，43%的酒精，12%的六偏磷酸钠，其余成分为水。上述二氧化硅醇溶液的制备方法为：取正硅酸甲酯、无水乙醇、蒸馏水搅拌混合，添加三甲基氟硅烷，调节ph值至3，再加氟化铵，其中正硅酸甲酯与蒸馏水、无水乙醇、氟化铵的摩尔比为1：2：11：0.1。上述分散剂为聚甲基丙烯酸甲酯和羟丙基甲基纤维素的混合物，其中聚甲基丙烯酸甲酯和羟丙基甲基纤维素的重量比为1：3。将上述原料按下述制备方法制备环保涂料：（1）将聚氨酯丙烯酸酯、环氧基丙烯酸树脂和乙醇共混处理，得混合液，共混温度为130℃，共混时间35min，搅拌速度为160r/min；（2）将二氧化钛悬浮液与二氧化硅醇溶液混合，加入甲酰胺搅拌制得混合溶胶，采用梨糖醇酐油酸酯、聚山梨酯、正丁醇和正庚烷配制亲水亲油平衡值为5.3的油相，在搅拌条件下将混合溶胶加入油相中，添加氨水调节ph值为7，离心分离得到tio2/sio2凝胶微球，所得凝胶微球经有机表面处理剂月桂酸钠处理，采用球磨、砂磨的分散工艺，使其均匀分散，加入搅拌机在450r/min的转速下搅拌研磨，再用无水乙醇陈化，得陈化液；（3）将步骤（2）所得的陈化液加入步骤（1）的混合液中，并加入活性稀释剂、钛酸酯偶联剂、分散剂、流平剂、引发剂和乳化剂，在转速为1250下搅拌研磨45min，得到混合溶液；（4）将氨水慢慢加入步骤（3）所得的混合溶液中调节ph至9，同时以450r/min转速搅拌20min得到环保涂料。将该涂料均匀滚涂于冷轧钢卷，经高温烘干后留做性能评价试验。实施例2：以重量份数计，取下述原料备用：聚氨酯丙烯酸酯20份，环氧基丙烯酸树脂33份，乙醇20份，二氧化钛悬浮液13份，二氧化硅醇溶液13份，活性稀释剂13份，钛酸酯偶联剂4份，分散剂4份，氨水4份，聚甲基苯基硅氧烷3份，引发剂2份，乳化剂2份。其中，环氧基丙烯酸树脂经以下方法处理：a）将24wt%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、73wt%的甲基丙烯酸月桂酯和过氧化苯甲酰混合均匀，制得单体混合物，其中，所述过氧化苯甲酰为使用单体总重量1.8wt%；b）在反应容器中加入17wt%的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯单体和使用单体总重量1.8倍量的乙酸乙酯，加热至回流状态，保持回流状态45min后，向反应容器中匀速滴加步骤a）所得单体混合物，在2.5小时内滴加完毕，然后在回流温度保温搅拌2.5小时后，在12min内加入使用的单体总重量1.0wt%的月桂基过氧化物，回流，保温反应2小时；c）使用减压蒸馏的方法蒸除溶剂，物料趁热倒入铝盘中，冷却、粉碎。上述二氧化钛悬浮液以重量分数计，由以下原料组成：12%的二氧化钛，43%的酒精，12%的六偏磷酸钠，其余成分为水。上述二氧化硅醇溶液的制备方法为：取正硅酸甲酯、无水乙醇、蒸馏水搅拌混合，添加三甲基氟硅烷，调节ph值至3，再加氟化铵，其中正硅酸甲酯与蒸馏水、无水乙醇、氟化铵的摩尔比为1：2：11：0.1。上述分散剂为聚甲基丙烯酸甲酯和羟丙基甲基纤维素的混合物，其中聚甲基丙烯酸甲酯和羟丙基甲基纤维素的重量比为1：3。将上述原料按下述制备方法制备环保涂料：（1）将聚氨酯丙烯酸酯、环氧基丙烯酸树脂和乙醇共混处理，得混合液，共混温度为130℃，共混时间35min，搅拌速度为160r/min；（2）将二氧化钛悬浮液与二氧化硅醇溶液混合，加入甲酰胺搅拌制得混合溶胶，采用梨糖醇酐油酸酯、聚山梨酯、正丁醇和正庚烷配制亲水亲油平衡值为5.3的油相，在搅拌条件下将混合溶胶加入油相中，添加氨水调节ph值为7，离心分离得到tio2/sio2凝胶微球，所得凝胶微球经有机表面处理剂月桂酸钠处理，采用球磨、砂磨的分散工艺，使其均匀分散，加入搅拌机在450r/min的转速下搅拌研磨，再用无水乙醇陈化，得陈化液；（3）将步骤（2）所得的陈化液加入步骤（1）的混合液中，并加入活性稀释剂、钛酸酯偶联剂、分散剂、流平剂、引发剂和乳化剂，在转速为1250下搅拌研磨45min，得到混合溶液；（4）将氨水慢慢加入步骤（3）所得的混合溶液中调节ph至9，同时以450r/min转速搅拌20min得到环保涂料。将该涂料均匀滚涂于冷轧钢卷，经高温烘干后留做性能评价试验。实施例3：以重量份数计，取下述原料备用：聚氨酯丙烯酸酯43份，环氧基丙烯酸树脂20份，乙醇20份，二氧化钛悬浮液13份，二氧化硅醇溶液13份，活性稀释剂13份，钛酸酯偶联剂4份，分散剂4份，氨水4份，聚甲基苯基硅氧烷3份，引发剂2份，乳化剂2份。其中，环氧基丙烯酸树脂经以下方法处理：a）将24wt%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、73wt%的甲基丙烯酸月桂酯和过氧化苯甲酰混合均匀，制得单体混合物，其中，所述过氧化苯甲酰为使用单体总重量1.8wt%；b）在反应容器中加入17wt%的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯单体和使用单体总重量1.8倍量的乙酸乙酯，加热至回流状态，保持回流状态45min后，向反应容器中匀速滴加步骤a）所得单体混合物，在2.5小时内滴加完毕，然后在回流温度保温搅拌2.5小时后，在12min内加入使用的单体总重量1.0wt%的月桂基过氧化物，回流，保温反应2小时；c）使用减压蒸馏的方法蒸除溶剂，物料趁热倒入铝盘中，冷却、粉碎。上述二氧化钛悬浮液以重量分数计，由以下原料组成：12%的二氧化钛，43%的酒精，12%的六偏磷酸钠，其余成分为水。上述二氧化硅醇溶液的制备方法为：取正硅酸甲酯、无水乙醇、蒸馏水搅拌混合，添加三甲基氟硅烷，调节ph值至3，再加氟化铵，其中正硅酸甲酯与蒸馏水、无水乙醇、氟化铵的摩尔比为1：2：11：0.1。上述分散剂为聚甲基丙烯酸甲酯和羟丙基甲基纤维素的混合物，其中聚甲基丙烯酸甲酯和羟丙基甲基纤维素的重量比为1：3。将上述原料按下述制备方法制备环保涂料：（1）将聚氨酯丙烯酸酯、环氧基丙烯酸树脂和乙醇共混处理，得混合液，共混温度为130℃，共混时间35min，搅拌速度为160r/min；（2）将二氧化钛悬浮液与二氧化硅醇溶液混合，加入甲酰胺搅拌制得混合溶胶，采用梨糖醇酐油酸酯、聚山梨酯、正丁醇和正庚烷配制亲水亲油平衡值为5.3的油相，在搅拌条件下将混合溶胶加入油相中，添加氨水调节ph值为7，离心分离得到tio2/sio2凝胶微球，所得凝胶微球经有机表面处理剂月桂酸钠处理，采用球磨、砂磨的分散工艺，使其均匀分散，加入搅拌机在450r/min的转速下搅拌研磨，再用无水乙醇陈化，得陈化液；（3）将步骤（2）所得的陈化液加入步骤（1）的混合液中，并加入活性稀释剂、钛酸酯偶联剂、分散剂、流平剂、引发剂和乳化剂，在转速为1250下搅拌研磨45min，得到混合溶液；（4）将氨水慢慢加入步骤（3）所得的混合溶液中调节ph至9，同时以450r/min转速搅拌20min得到环保涂料。将该涂料均匀滚涂于冷轧钢卷，经高温烘干后留做性能评价试验。实施例4：以重量份数计，取下述原料备用：聚氨酯丙烯酸酯43份，环氧基丙烯酸树脂33份，乙醇20份，二氧化钛悬浮液13份，二氧化硅醇溶液13份，活性稀释剂13份，钛酸酯偶联剂4份，分散剂4份，氨水4份，聚甲基苯基硅氧烷3份，引发剂2份，乳化剂2份。与实施例1不同的是，本实施例中所述环氧基丙烯酸树脂未经本发明所述方法处理。上述二氧化钛悬浮液以重量分数计，由以下原料组成：12%的二氧化钛，43%的酒精，12%的六偏磷酸钠，其余成分为水。上述二氧化硅醇溶液的制备方法为：取正硅酸甲酯、无水乙醇、蒸馏水搅拌混合，添加三甲基氟硅烷，调节ph值至3，再加氟化铵，其中正硅酸甲酯与蒸馏水、无水乙醇、氟化铵的摩尔比为1：2：11：0.1。上述分散剂为聚甲基丙烯酸甲酯和羟丙基甲基纤维素的混合物，其中聚甲基丙烯酸甲酯和羟丙基甲基纤维素的重量比为1：3。将上述原料按下述制备方法制备环保涂料：（1）将聚氨酯丙烯酸酯、环氧基丙烯酸树脂和乙醇共混处理，得混合液，共混温度为130℃，共混时间35min，搅拌速度为160r/min；（2）将二氧化钛悬浮液与二氧化硅醇溶液混合，加入甲酰胺搅拌制得混合溶胶，采用梨糖醇酐油酸酯、聚山梨酯、正丁醇和正庚烷配制亲水亲油平衡值为5.3的油相，在搅拌条件下将混合溶胶加入油相中，添加氨水调节ph值为7，离心分离得到tio2/sio2凝胶微球，所得凝胶微球经有机表面处理剂月桂酸钠处理，采用球磨、砂磨的分散工艺，使其均匀分散，加入搅拌机在450r/min的转速下搅拌研磨，再用无水乙醇陈化，得陈化液；（3）将步骤（2）所得的陈化液加入步骤（1）的混合液中，并加入活性稀释剂、钛酸酯偶联剂、分散剂、流平剂、引发剂和乳化剂，在转速为1250下搅拌研磨45min，得到混合溶液；（4）将氨水慢慢加入步骤（3）所得的混合溶液中调节ph至9，同时以450r/min转速搅拌20min得到环保涂料。将该涂料均匀滚涂于冷轧钢卷，经高温烘干后留做性能评价试验。实施例5：以重量份数计，取下述原料备用：聚氨酯丙烯酸酯43份，环氧基丙烯酸树脂33份，乙醇20份，二氧化钛悬浮液13份，二氧化硅醇溶液13份，活性稀释剂13份，钛酸酯偶联剂4份，分散剂4份，氨水4份，聚甲基苯基硅氧烷3份，引发剂2份，乳化剂2份。其中，环氧基丙烯酸树脂经以下方法处理：a）将24wt%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、73wt%的甲基丙烯酸月桂酯和过氧化苯甲酰混合均匀，制得单体混合物，其中，所述过氧化苯甲酰为使用单体总重量1.8wt%；b）在反应容器中加入17wt%的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯单体和使用单体总重量1.8倍量的乙酸乙酯，加热至回流状态，保持回流状态45min后，向反应容器中匀速滴加步骤a）所得单体混合物，在2.5小时内滴加完毕，然后在回流温度保温搅拌2.5小时后，在12min内加入使用的单体总重量1.0wt%的月桂基过氧化物，回流，保温反应2小时；c）使用减压蒸馏的方法蒸除溶剂，物料趁热倒入铝盘中，冷却、粉碎。上述二氧化钛悬浮液以重量分数计，由以下原料组成：12%的二氧化钛，43%的酒精，12%的六偏磷酸钠，其余成分为水。上述二氧化硅醇溶液的制备方法为：取正硅酸甲酯、无水乙醇、蒸馏水搅拌混合，添加三甲基氟硅烷，调节ph值至3，再加氟化铵，其中正硅酸甲酯与蒸馏水、无水乙醇、氟化铵的摩尔比为1：2：11：0.1。上述分散剂为聚甲基丙烯酸甲酯和羟丙基甲基纤维素的混合物，其中聚甲基丙烯酸甲酯和羟丙基甲基纤维素的重量比为1：3。将上述原料按下述制备方法制备环保涂料：（1）将聚氨酯丙烯酸酯、环氧基丙烯酸树脂和乙醇共混处理，得混合液，共混温度为130℃，共混时间35min，搅拌速度为160r/min；（2）将二氧化钛悬浮液和二氧化硅醇溶液加入步骤（1）的混合液中，再加入活性稀释剂、钛酸酯偶联剂、分散剂、流平剂、引发剂和乳化剂，在转速为1250下搅拌研磨45min，得到混合溶液；（3）将氨水慢慢加入步骤（2）所得的混合溶液中调节ph至9，同时以450r/min转速搅拌20min得到环保涂料。将该涂料均匀滚涂于冷轧钢卷，经高温烘干后留做性能评价试验。实施例6：以重量份数计，取下述原料备用：聚氨酯丙烯酸酯43份，环氧基丙烯酸树脂33份，乙醇20份，二氧化钛悬浮液13份，纳米二氧化硅13份，活性稀释剂13份，钛酸酯偶联剂4份，分散剂4份，氨水4份，聚甲基苯基硅氧烷3份，引发剂2份，乳化剂2份。其中，环氧基丙烯酸树脂经以下方法处理：a）将24wt%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、73wt%的甲基丙烯酸月桂酯和过氧化苯甲酰混合均匀，制得单体混合物，其中，所述过氧化苯甲酰为使用单体总重量1.8wt%；b）在反应容器中加入17wt%的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯单体和使用单体总重量1.8倍量的乙酸乙酯，加热至回流状态，保持回流状态45min后，向反应容器中匀速滴加步骤a）所得单体混合物，在2.5小时内滴加完毕，然后在回流温度保温搅拌2.5小时后，在12min内加入使用的单体总重量1.0wt%的月桂基过氧化物，回流，保温反应2小时；c）使用减压蒸馏的方法蒸除溶剂，物料趁热倒入铝盘中，冷却、粉碎。上述二氧化钛悬浮液以重量分数计，由以下原料组成：12%的二氧化钛，43%的酒精，12%的六偏磷酸钠，其余成分为水。上述分散剂为聚甲基丙烯酸甲酯和羟丙基甲基纤维素的混合物，其中聚甲基丙烯酸甲酯和羟丙基甲基纤维素的重量比为1：3。将上述原料按下述制备方法制备环保涂料：（1）将聚氨酯丙烯酸酯、环氧基丙烯酸树脂和乙醇共混处理，得混合液，共混温度为130℃，共混时间35min，搅拌速度为160r/min；（2）将二氧化钛悬浮液和纳米二氧化硅加入步骤（1）的混合液中，再加入活性稀释剂、钛酸酯偶联剂、分散剂、流平剂、引发剂和乳化剂，在转速为1250下搅拌研磨45min，得到混合溶液；（3）将氨水慢慢加入步骤（2）所得的混合溶液中调节ph至9，同时以450r/min转速搅拌20min得到环保涂料。将该涂料均匀滚涂于冷轧钢卷，经高温烘干后留做性能评价试验。性能评价试验结果：测试对象粘度(23±1℃粘度计，s)耐高温（130℃）耐蚀性（盐雾试验）耐水性(29±1℃，300h)耐人工气候老化性（gb/t9755-2001)实施例193980h1050h不起泡，不脱落≥1480h实施例275650h790h起泡，脱落1140h实施例369670h850h起泡，脱落980h实施例453730h680h起泡，脱落890h实施例572750h870h起泡，脱落1020h实施例664810h780h不起泡，不脱落1060h本领域的技术人员容易理解，以上所述实施例并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12