CN101045844A - 环氧改性丙烯酸酯胶乳自动沉积涂料的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种环氧改性丙烯酸酯胶乳自动沉积涂料的制备方法，采用环氧树脂对丙烯酸酯改性，以丙烯酸酯类单体作溶剂将环氧树脂溶解，预乳化为微乳粒子，再采用核壳乳液聚合工艺制得成膜性能优良、稳定的杂化乳液，以羟基乙酸，碘酸，柠檬酸为自沉积涂装的促进组分，在制得共聚物乳胶中加入颜料色浆，羟基乙酸，碘酸，柠檬酸和去离子水配制的自动沉积涂料，完全不使用有机溶剂，避免对环境造成危害。采用本发明合成的胶乳在施用自动沉积工艺的基础上涂装于金属基材表面形成耐腐蚀性膜，具有强度高、粘附性好、耐腐蚀性好的特性，耐溶剂性能、耐盐雾性能、耐冲击性能和良好的金属附着牢度，广泛应用于汽车车架、小五金及金属基材的涂装。

Description

环氧改性丙烯酸酯胶乳自动沉积涂料的制作方法

技术领域

本发明涉及自动沉积涂料的制作方法，特别是一种环氧改性丙烯酸酯胶乳自动沉积涂料的制作方法。

背景技术

自动沉积涂料又称为自泳漆，自动沉积涂料通常是水溶液，乳胶或分散体的形式，通过化学反应使涂料自动覆盖在钢材表面的全浸式水系涂料。目前国内外先进的自动沉积涂料是采用丙烯酸乳液或采用环氧树脂作为基本材料制作的自动沉积涂料，丙烯酸乳液自动沉积涂料具有良好的耐候性、耐水性和耐化学品性能，但是其缺点在于丙烯酸乳液自动沉积涂料易产生热粘冷脆现象，抗回粘性、耐热性不佳，环氧树脂的户外耐候性较差。

发明内容

本发明的目的是针对上述的缺点，研制一种环氧改性丙烯酸酯胶乳自动沉积涂料的制备方法，采用环氧树脂对丙烯酸酯改性，以丙烯酸酯类单体作溶剂将环氧树脂溶解，预乳化为微乳粒子，再采用核壳乳液聚合工艺制得成膜性能优良、稳定的杂化乳液，制成一种具有强度高、粘附性好、耐腐蚀性好的特性，能适应金属基材的环氧改性丙烯酸酯胶乳自动沉积涂料。

本发明的另外一个目的是以羟基乙酸，碘酸，柠檬酸为自沉积涂装的促进组分。在制得共聚物乳胶中加入颜料色浆，羟基乙酸，碘酸，柠檬酸和去离子水配制的自动沉积涂料，其漆膜具有良好的外观、良好的耐溶剂性能、耐盐雾性能、耐冲击性能和良好的金属附着牢度。

本发明的目的是这样实现的：

1、环氧改性丙烯酸酯胶乳的原料配方

以下按环氧改性丙烯酸酯胶乳总重量百分比计：

(1)、10％～50％的环氧树脂Epon 828或环氧树脂E-44其中的一种或两种；

(2)、50％～80％的丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(ST)、丙烯腈(AN)、或甲基丙烯腈其中的一种或几种；

(3)、1％～10％亲水单体，如丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)或衣康酸(ITA)其中的一种或几种；

(4)、0.5％～5％的可聚合自乳化功能性单体，如乙烯基磺酸钠(SVS)、烯丙氧基羟丙磺酸钠(COPS-1)或甲基丙烯酸羟丙磺酸钠(HPMAS)其中的一种或两种；

(5)、0.5％～5％的乳化剂：十二烷基硫酸钠(K12)、十二烷基苯磺酸钠(SDS)、十二烷基二苯醚二磺酸钠(DB-45)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-9)、乙氧基化烷基酚硫酸铵、辛基酚聚氧乙烯醚其中的一种或几种；

(6)0.1～1％的引发剂：过硫酸铵(APS)或过硫酸钾(KPS)其中的一种或两种；

以下按重量份计：

(1)、100重量份的环氧改性丙烯酸酯胶乳；

(2)、1～10重量份的颜料色浆：碳黑色浆、酞菁蓝色浆、联苯胺黄色浆或柠檬色浆其中的一种或几种；

(3)、自沉积促进剂组分：2～15重量份的羟基乙酸、5～15重量份的碘酸、0.5～3重量份的柠檬酸和适量去离子水配成。

2、环氧改性丙烯酸酯胶乳自动沉积涂料的合成工艺步骤如下：

(1)、预乳液配制：

将上述定量的环氧树脂、丙烯酸酯类单体、亲水单体、部分乳化剂及部分去离子水放入不锈钢反应釜中，在室温下搅拌0.3h～0.7h，转速400～800rpm，产生预乳液。

(2)、种子乳液核壳聚合：

在另一座不锈钢反应釜中，放入适量的去离子水、剩余的乳化剂及可聚合自乳化功能单体搅拌溶解，升温到65℃～85℃加入部分引发剂和部分丙烯酸酯单体作核，待反应泛蓝光，同时在2h～4h内徐徐加入上述制备的预乳化液和剩余的引发剂。

(3)、熟化：上述工艺完成后，升温到75℃～95℃熟化0.3h～0.7h，然后降温、检验、出料。

(4)配漆：称取100重量份上述自制的环氧改性丙烯酸酯胶乳，同时加入1～10重量份的颜料色浆、2～15重量份的羟基乙酸、5～15重量份的碘酸、0.5～3重量份的柠檬酸和适量去离子水，搅拌均匀制成环氧改性丙烯酸酯胶乳自动沉积涂料。

用本发明方法制备的胶乳粒径80～250nm，固含量约为40～45％。

本发明将丙烯酸酯和环氧树脂有机结合起来，充分发挥它们的特点，而且完全不使用有机溶剂，避免对环境造成危害。采用本发明合成的胶乳在施用自动沉积工艺的基础上涂装于金属基材表面形成耐腐蚀性膜，具有强度高、粘附性好、耐腐蚀性好的特性，、耐溶剂性能、耐盐雾性能、耐冲击性能和良好的金属附着牢度，广泛应用于汽车车架、小五金及金属基材的涂装。

具体实施方案

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：环氧改性丙烯酸酯胶乳自动沉积涂料的原料配方及合成工艺(黑色)：

1、制备预乳液

称取30千克的环氧树脂Epon 828、称取3千克的甲基丙烯酸(MAA)、称取35千克的丙烯酸丁酯(BA)、称取40千克的甲基丙烯酸甲酯(MMA)、称取10千克的苯乙烯(ST)、称取60千克去离子水、称取1.2千克十二烷基硫酸钠(K12)、称取0.6千克壬基酚聚氧乙烯醚(NP-9)，放入不锈钢反应釜中于室温下搅拌0.3h～0.7h，转速400～800rpm形成预乳液。

2、种子乳液核壳聚合

在另一座不锈钢反应釜中，将40千克去离子水、0.2千克十二烷基硫酸钠(K12)、1千克烯丙氧基羟丙磺酸钠(COPS-1)搅拌溶解，升温到75℃加入0.1千克过硫酸钠和5千克水溶液，当温度升温至78℃时，加入5千克苯乙烯(ST)、3千克丙烯酸丁酯(BA)、1千克甲基丙烯酸(MAA)作核，待反应泛蓝光，在3h内徐徐加入上述制备的预乳液、0.3千克过硫酸钠和40千克水溶液。

3、熟化：上述工艺完成后，升温到88℃熟化0.5h，然后降温、检验，制成环氧改性丙烯酸酯胶乳。

4、配漆：称取100千克上述自制的环氧改性丙烯酸酯胶乳，同时加入7.4千克的碳黑色浆、8千克的羟基乙酸、6千克的碘酸、1千克的柠檬酸和300千克的去离子水，搅拌均匀制成环氧改性丙烯酸酯胶乳自动沉积涂料。

实施例2：环氧改性丙烯酸酯胶乳自动沉积涂料的原料配方及合成工艺(黄色)：

1、制备预乳液

称取25千克的环氧树脂E-44、称取2千克的甲基丙烯酸(MAA)、称取37千克的丙烯酸丁酯(BA)、称取36千克甲基丙烯酸甲酯(MMA)、称取10千克的苯乙烯(ST)、称取2千克的丙烯腈(AN)、称取60千克去离子水、称取1.5千克十二烷基苯磺酸钠(SDS)、称取0.8千克壬基酚聚氧乙烯醚(NP-9)，放入不锈钢反应釜中于室温下搅拌0.3h～0.7h，转速400～800rpm形成预乳液。

2、种子乳液核壳聚合

在另一座不锈钢反应釜中，将40千克去离子水、0.2千克十二烷基苯磺酸钠(SDS)、1千克乙烯基磺酸钠(SVS)搅拌溶解，升温到75℃加入0.2千克过硫酸铵(APS)和5千克水的溶液，当温度升温至78℃时，加入5千克苯乙烯(ST)、3千克丙烯酸丁酯(BA)、1千克甲基丙烯酸(MAA)作核，待反应泛蓝光，在3h内徐徐加入上述制备的预乳液、0.4千克过硫酸铵(APS)和40千克水溶液。

3、熟化：上述工艺完成后，升温到88℃熟化0.5h，然后降温、检验，制成环氧改性丙烯酸酯胶乳。

4、配漆：称取100千克上述自制的环氧改性丙烯酸酯胶乳，同时加入8千克的联苯胺黄色浆、10千克的羟基乙酸、8千克的碘酸、1千克的柠檬酸和300千克的去离子水，搅拌均匀制成环氧改性丙烯酸酯胶乳自动沉积涂料。

Claims (1)

1、环氧改性丙烯酸酯胶乳自动沉积涂料的制作方法，其特征是按如下工艺实现的：

A、环氧改性丙烯酸酯胶乳的原料配方

以下按环氧改性丙烯酸酯胶乳总重量百分比计：

(1)、10％～50％的环氧树脂Epon 828或环氧树脂E-44其中的一种或两种；

(2)、50％～80％的丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(ST)、丙烯腈(AN)、或甲基丙烯腈其中的一种或几种；

(3)、1％～10％亲水单体，如丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)或衣康酸(ITA)其中的一种或几种；

(4)、0.5％～5％的可聚合自乳化功能性单体，如乙烯基磺酸钠(SVS)、烯丙氧基羟丙磺酸钠(COPS-1)或甲基丙烯酸羟丙磺酸钠(HPMAS)其中的一种或两种；

(5)、0.5％～5％的乳化剂：十二烷基硫酸钠(K12)、十二烷基苯磺酸钠(SDS)、十二烷基二苯醚二磺酸钠(DB-45)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-9)、乙氧基化烷基酚硫酸铵、辛基酚聚氧乙烯醚其中的一种或几种；

(6)0.1～1％的引发剂：过硫酸铵(APS)或过硫酸钾(KPS)其中的一种或两种；

以下按重量份计：

(1)、100重量份的环氧改性丙烯酸酯胶乳；

(2)、1～10重量份的颜料色浆：碳黑色浆、酞菁蓝色浆、联苯胺黄色浆或柠檬色浆其中的一种或几种；

(3)、自沉积促进剂组分：2～15重量份的羟基乙酸、5～15重量份的碘酸、0.5～3重量份的柠檬酸和适量去离子水配成；

B、环氧改性丙烯酸酯胶乳自动沉积涂料的合成工艺步骤如下：

(1)、预乳液配制：

将上述定量的环氧树脂、丙烯酸酯类单体、亲水单体、部分乳化剂及部分去离子水放入不锈钢反应釜中，在室温下搅拌0.3h～0.7h，转速400～800rpm，产生预乳液，

(2)、种子乳液核壳聚合：

在另一座不锈钢反应釜中，放入适量的去离子水、剩余的乳化剂及可聚合自乳化功能单体搅拌溶解，升温到65℃～85℃加入部分引发剂和部分丙烯酸酯单体作核，待反应泛蓝光，同时在2h～4h内徐徐加入上述制备的预乳化液和剩余的引发剂；

(3)、熟化：上述工艺完成后，升温到75℃～95℃熟化0.3h～0.7h，然后降温、检验、出料；

(4)配漆：称取100重量份上述自制的环氧改性丙烯酸酯胶乳，同时加入1～10重量份的颜料色浆、2～15重量份的羟基乙酸、5～15重量份的碘酸、0.5～3重量份的柠檬酸和适量去离子水，搅拌均匀制成环氧改性丙烯酸酯胶乳自动沉积涂料。