CN102002125B - 耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液及其制备方法，一种耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液，其特征在于，按重量份数计，由以下组分通过反应聚合而成：甲基丙烯酸甲酯35-40份；丙烯酸甲酯5-10份；甲基丙烯酸乙酯30-35份；丙烯酸10-15份；引发剂0.1-0.2份；乳化剂2-4份；助溶剂8-12份；去离子水150-200份。本发明所得到的丙烯酸树脂乳液，体系均匀，粘度均匀，具备良好的离子稳定性，能够满足生产快速固化的要求同时不会使树脂成膜性能下降。利用该丙烯酸树脂乳液制备的耐指纹涂料，涂覆在镀锌钢板的表面，使表面不再粘指纹，并且该涂料环境友好。

Description

耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种丙烯酸树脂乳液及其制备方法，尤其涉及一种耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液及其制备方法。
背景技术
水性树脂作为一种环保型涂料是当前涂料研究和开发的热点之一，常用树脂水性化的途径有三：(1)使树脂成盐溶于水(2)利用树脂骨架中的-OH或醚键等亲水基因使树脂溶于水(3)依靠表面活性剂增溶而溶于水。制造水性涂料主要采用前两种途径，后一种途径则主要用于制造乳液，因此前两种途径制造的一般是双组份水性树脂，用于涂料中需加入一定量固化剂、催化剂等加速涂料的成膜干燥，而后一种途径制造的乳液为单组分，不需要加入固化剂等，应用方便。
在水性涂料中，应用最多是丙烯酸脂类，因为其优良的性能防腐、耐碱、耐水、成膜速度快、保色性能、无污染，成为现代耐指纹涂料用树脂乳液的首选，合成丙烯酸树脂乳液的单体有多种，由于合成工艺及单体不同，丙烯酸树脂乳液也多种多样，但是性能却千差万别，并不是每一种丙烯酸树脂乳液都能赋予耐指纹涂料较好的性能，在整个涂料中，成膜物质(即树脂)是基础，成膜物质的种类及结构决定了涂料中所用其他物质的种类及用量，以及涂料的酸碱度、成膜厚度、干化时间、耐蚀性等性能。
总的说来，耐指纹涂料对丙烯酸树脂乳液的要求，有以下几点：
1)稳定性。水性树脂具备良好的离子稳定性，否则在助剂和硅溶胶添加过程中会产生破乳，储存时产生分层、沉淀。
2)外观状态。应均匀体系，粘度均匀，否则会影响稳定性、涂装工艺和成膜外观及厚度。
3)玻璃化温度。丙烯酸树脂应有一定的玻璃化温度，低的玻璃化温度使涂料耐高温性能差，在涂装连续生产中发生粘辊和固化不良。
4)交联速度。满足生产快速固化的要求同时不能使树脂成膜性能下降，如粉化聚合过度。
5)颗粒大小。树脂粒径与硅溶胶颗粒大小要匹配，目的是硅溶胶颗粒包裹树脂并发生交联，如颗粒大小不一，会影响涂料的稳定性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液，利用其制备的耐指纹涂料，涂覆在镀锌钢板的表面，使其表面不再粘指纹，并且该涂料环境友好。
本发明所要解决的技术问题之二是提供上述耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液的制备方法。
本发明通过以下技术方案来实现：
一种耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液，按重量份数计，由以下组分通过反应聚合而成：
甲基丙烯酸甲酯    35-40份；
丙烯酸甲酯        5-10份；
甲基丙烯酸乙酯    30-35份；
丙烯酸            10-15份；
引发剂            0.1-0.2份；
乳化剂            2-4份；
助溶剂            8-12份；
去离子水          150-200份：
所述耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液的制备方法由下述步骤组成：
(1)将乳化剂、去离子水、引发剂、助溶剂加入反应釜中，搅拌，升温至70-80℃；
(2)将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸混合均匀，形成单体混合物，将该单体混合物，滴加入反应釜中；
(3)75-80℃，保温0.5-2小时；
(4)过滤出料；
(5)在搅拌条件下，用中和剂中和至pH至8-9。
具体的，在上述技术方案中：
所述的引发剂可以为偶氮二异丁腈。采用偶氮二异丁腈作为引发剂，其分解能形成较有选择性和夺氢能力弱的烷基自由基，不发生诱导分解，能较好的减少链段的支化，降低分子量分布，其分解速率在各种溶剂中基本相同，都呈一级反应。性质稳定等。
所述的乳化剂可以为OP-10、十二烷基硫酸钠或其混合物。
OP-10是工业上使用的烷基酚聚氧乙烯醚，是一种常用的扩散、匀染、如花润湿剂；十二烷基硫酸钠，是一种阴离子表面活性剂，起泡力强，有优良的乳化能力。
所述的助溶剂选自甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丁醇、乙二醇丁醚、环己酮、丁酮中的任意一种或几种。优选的，助溶剂为乙二醇丁醚。
在本发明中，从众多的合成丙烯酸树脂乳液的单体中，有选择性的选取了丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸。
另外的，本发明所述耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液的制备方法，由如下步骤组成：
(1)将乳化剂、去离子水、引发剂、助溶剂加入反应釜中，搅拌，升温至70-80℃；
(2)将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸混合均匀，形成单体混合物，将该单体混合物，滴加入反应釜中；
(3)75-80℃，保温0.5-2小时；
(4)过滤出料；
(5)在搅拌条件下，用中和剂中和至pH至8-9，制成丙烯酸树脂乳液。
在上述制备方法中，仅在树脂中加入酸性基团还是不能使其溶于水的，必须向树脂加入中和剂，使其与酸性基团中和成盐，才能使树脂具备水溶性，加入的中和剂不但会使丙烯酸树脂具备水溶性，并且还会影响到树脂的粘度，树脂液的稳定性、涂膜固化后性能等，因此选择合适的中和剂对制取性能优良的丙烯酸树脂乳液非常重要。
本发明中，所述的中和剂优选为氨水，氨水具有一定的碱性，且具有挥发性，这使得既可以中和树脂使其具有所需要的亲水性，也会使树脂成膜时，由于氨的挥发释放出-COOH，与添加的固化剂形成性能优良的涂层。
将本发明制备的丙烯酸树脂乳液，加入常规的硅溶胶、蜡浆、消泡流平剂、成膜助溶剂和去离子水，采用常规的制备方法，即可制得性能优异的耐指纹涂料。
本发明技术方案的优点主要体现在以下几方面：
1)具备良好的离子稳定性。在助剂和硅溶胶添加过程中不会产生破乳，储存时并不会产生分层或沉淀现象。
2)体系均匀，粘度均匀。
3)具有一定的玻璃化温度。在后续涂装连续生产中不会发生粘辊现象和固化良好。
4)能够满足生产快速固化的要求同时不会使树脂成膜性能下降。
5)树脂粒径与硅溶胶颗粒大小匹配，制备的涂料的稳定性能好。
具体实施方式
实施例1
一种耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液，按重量份数计，由以下组分通过反应聚合而成：
甲基丙烯酸甲酯    35份；
丙烯酸甲酯        10份；
甲基丙烯酸乙酯    30份；
丙烯酸            15份；
偶氮二异丁腈      0.1份；
OP-10             3份；
乙二醇丁醚        12份；
去离子水          150份。
其制备方法，包括下列步骤：
(1)将OP-10、水、乙二醇丁醚、偶氮二异丁腈加入反应釜中，搅拌，升温至80℃；
(2)将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸混合均匀，形成单体混合物，将该单体混合物，滴加入反应釜中；
(3)75℃，保温1.5小时；
(4)过滤出料；
(5)用水稀释至30％(质量浓度)，在搅拌条件下，用氨水中和至pH至9，制成本发明的丙烯酸树脂乳液。
实施例2
一种耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液，按重量份数计，由以下组分通过反应聚合而成：
甲基丙烯酸甲酯    40份；
丙烯酸甲酯        5份；
甲基丙烯酸乙酯    35份；
丙烯酸            10份；
偶氮二异丁腈      0.2份；
OP-10             1份；
十二烷基硫酸钠    1份；
乙二醇丁醚        8份；
去离子水          200份。
其制备方法，包括下列步骤：
(1)将OP-10、十二烷基硫酸钠、水、乙二醇丁醚、偶氮二异丁腈加入反应釜中，搅拌，升温至70℃；
(2)将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸混合均匀，形成单体混合物，将该单体混合物，滴加入反应釜中；
(3)80℃，保温2小时；
(4)过滤出料；
(5)在搅拌条件下，用氨水中和至pH至8，制成本发明的丙烯酸树脂乳液。
另外，在混合釜中加入本发明制备的丙烯酸树脂乳液50份，搅拌速度为300r/min，依次加入硅溶胶8份、聚乙烯蜡浆3份和聚四氟乙烯蜡浆1份、EFKA-3772和EFKA-2022消泡流平剂各0.1份和乙二醇丁醚4份，搅拌8分钟，再加入去离子水40份，继续搅拌20分钟，即可得到性能优异的耐指纹涂料。
毫无疑问，本发明还具有多种变换及改型，并不限于上述实施方式的具体实施例，总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (7)

1.一种耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液，其特征在于，按重量份数计，由以下组分通过反应聚合而成：
所述耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液的制备方法由下述步骤组成：
(1)将乳化剂、去离子水、引发剂、助溶剂加入反应釜中，搅拌，升温至70-80℃；
(2)将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸混合均匀，形成单体混合物，将该单体混合物，滴加入反应釜中；
(3)75-80℃，保温0.5-2小时；
(4)过滤出料；
(5)在搅拌条件下，用中和剂中和至pH至8-9。
2.如权利要求1所述的耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液，其特征在于，所述的引发剂可以为偶氮二异丁腈。
3.如权利要求1所述的耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液，其特征在于，所述的乳化剂为OP-10、十二烷基硫酸钠或其混合物。
4.如权利要求1所述的耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液，其特征在于，所述的助溶剂选自甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丁醇、乙二醇丁醚、环己酮、丁酮中的任意一种或几种。
5.如权利要求4所述的耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液，其特征在于，所述助溶剂为乙二醇丁醚。
6.如权利要求1所述的耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液的制备方法， 其特征在于，由如下步骤组成：
(1)将乳化剂、去离子水、引发剂、助溶剂加入反应釜中，搅拌，升温至70-80℃；
(2)将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸混合均匀，形成单体混合物，将该单体混合物，滴加入反应釜中；
(3)75-80℃，保温0.5-2小时；
(4)过滤出料；
(5)在搅拌条件下，用中和剂中和至pH至8-9。
7.如权利要求6所述的耐指纹涂料用丙烯酸树脂乳液的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述的中和剂为氨水。 
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