CN102167945A - 一种亲水涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种亲水涂料，它是由水溶性丙烯酸树脂、水溶性固化剂、润湿剂、助溶剂、水组成；该亲水涂料具有高亲水性，耐水溶性、耐冲压油性和耐溶剂性能优良，附着力好，成形性、耐热性、抗弯曲性能优良，无臭味，成本低廉，操作工艺简单等优点。可广泛涂装于铝及铝合金制品表面，尤其是涂装于空调机的热交换器翅片表面。
Description
技术领域
本发明属于涂料与化学技术领域，涉及一种涂装于铝及铝合金制品表面，尤其是涂装于空调机的热交换器翅片表面的具有高亲水性的涂料组合物及制备方法。
背景技术
人们生活水平的不断提高，空调的使用量在逐年增加。2005年我国生产的空调机达5300万台，消费铝箔20万吨。空调的使用更加普及，但空调在长期的使用过程中，会出现动力消耗增加，粉尘污染、异味、细菌滋生等许多问题。随着国家节能法和环境保护法的相继出台，空调不断向小型化、轻量化和高性能化方向发展，对空调用铝翅片的机能和性能提出了更高的要求。空调热交换器散热片是用1mm左右厚的铝箔制成，为了获得良好的性能，通常采用小片距、复杂片形的铝箔冷却片。
空调机制冷时，空气中的水蒸气凝结并附着于翅片表面，在翅片间形成“水桥”，造成通风阻力增大，噪音增加，热交换器的工作效率下降，能耗增加；铝箔若直接用于散热器翅片，在冷暖房兼用的空调器，使用中处于干-湿交替的环境，形成氧浓差电池，易被腐蚀，生成Al2O3.3H2O的白色粉末状物，俗称“白粉”，在潮湿环境下，使换热器内滋生霉菌，随风送入室内而污染环境。为了很好的解决“水桥”、“白粉”等问题，必须对铝箔进行表面涂层处理，使其具有良好的耐腐蚀性和高亲水性能。
发明内容
本发明的目的是解决现有亲水涂料存在的不足，提供一种具有高亲水性，耐水溶性、耐冲压油性和耐溶剂性能优良，附着力好，成形性、耐热性、抗弯曲性能优良的无臭味亲水涂料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种亲水涂料，其组分和重量百分比为：
水溶性丙烯酸树脂 30-60
水溶性固化剂 0.5-6
润湿剂 0.2-5
助溶剂 5-12
水，余量。
优选的，所述亲水涂料的组分和重量百分含量是：
水溶性丙烯酸树脂 35-50
水溶性固化剂 1.5-4
润湿剂 2-4
助溶剂 7-10
水，余量。
优选的，所述的水溶性丙烯酸树脂的组分和重量百分比是：
功能单体 5-20
(甲基)丙烯酸 1-8
(甲基)丙烯酸羟烷基酯 2-15
丙烯酰胺 0-1
引发剂 0.3-1.5
还原剂 0.01-0.1
水，余量，
所述功能单体的结构通式为：CH2＝CR1-R2-CH2-CHR3-CH2SO3M，其中R1表示氢原子、碳原子数为1-4个碳的烷基或烷氧基；R2表示酯基、酰胺基、酮基或醚基；R3表示羟基、胺基、碳原子数为1-3个碳的烷基或羧基；M表示H+、Na+、K+或NH4 +。
优选的，所述的水溶性固化剂为甘脲醚化树脂、羟烷基酰胺化合物、含三个或以上羟基的多元醇中至少一种。
优选的，所述的润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基磺酸盐或硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯磺酸盐或硫酸盐、烷基苯磺酸盐或硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚至少一种。
优选的，所述的助溶剂为乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚中至少一种。
优选的，所述的(甲基)丙烯酸羟烷基酯为(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、乙烯基羟乙基醚、乙烯基羟丁基醚中至少一种。
优选的，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、4，4-偶氮双-4氰基戊酸(钠)、乙二胺中至少一种；所述的还原剂为甲醛合次硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、次磷酸钠至少一种。
本发明还提供了一种亲水涂料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将30-60重量份的水溶性丙烯酸树脂倒入搅拌釜中，依次加入20-40重量份的水，搅拌5-10分钟，搅拌速度600-1000转/分钟；
(2)依次加入0.5-6重量份的水溶性固化剂和0.2-5重量份的润湿剂，搅拌5-10分钟；
(3)依次加入5-12重量份助溶剂，搅拌5-10分钟；
(4)最后加入余量的水，搅拌2-3小时，混合均匀后即得本发明的亲水涂料。
优选的，制备所述水溶性丙烯酸树脂的步骤是：
(1)首先将5-20重量份的功能单体和适量的水混合均匀，配制成混合水溶液A，倒入反应釜中，将温度升至35-60℃，搅拌速度调整至300-900转/分钟，启动冷凝回流装置；
(2)然后将1-8重量份的(甲基)丙烯酸、2-15重量份的(甲基)丙烯酸羟烷基酯、0-1重量份的丙烯酰胺和适量的水混合，配制成重量百分浓度为50-80％的混合单体水溶液B；
(3)将0.3-1.5重量份的至少一种水溶性引发剂配制成重量百分浓度为2-7％的引发剂水溶液C；
(4)在35-60℃下，分别向A组份中缓慢加入10-30％重量份的B组份，搅拌3-10分钟；然后缓慢加入10-30％重量份的C组份，接着开始升温，将温度设定到65-85℃，升温保温1.5-3小时；
(5)在65-85℃下，同时向反应釜中滴加剩余的B组份和C组份，滴加时间控制在1-3小时，然后在65-85℃保温2-5小时；
(6)将0.01-0.1重量份的水溶性还原剂配制成重量百分浓度为0.02-2％的还原剂水溶液，在5-30分钟内滴加到反应釜中，然后在65-85℃保温30分钟-1.5小时；
(7)保温结束后冷却至25-45℃，开始放料，制备得到水溶性丙烯酸树脂。
本发明的主要用途是：用于空调箔、接收器、外墙、天线、医疗器械等材料和设备上，具有自清洁和防腐功能。
本发明的优点是：与现有的亲水涂料相比，本发明的亲水涂料有着优良的附着力、具有很好的亲水性，在国内处于领先水平，同时耐水溶性、耐冲压油性和耐溶剂性能优良，具有很好的成形性、耐热性、抗弯曲性能，无臭味，成本低廉，操作工艺简单。
具体实施方式
实施例1
一种亲水涂料，组分和重量百分比是：水溶性丙烯酸树脂60％，甘脲醚化树脂0.5％，烷基酚聚氧乙烯醚0.2％，乙醇5％，水64.3％。
水溶性丙烯酸树脂的组分和重量百分比是：(甲基)丙烯酸羟乙酯2％，过硫酸铵0.3％，甲醛合次硫酸钠0.01％，功能单体5％，(甲基)丙烯酸8％，水86.69％。
本实施例中的甘脲醚化树脂可以替换为甘脲醚化树脂、羟烷基酰胺化合物、含三个或三个以上羟基的多元醇中的至少一种，烷基酚聚氧乙烯醚可以替换为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基磺酸盐或硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯磺酸盐或硫酸盐、烷基苯磺酸盐或硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，乙醇可以替换为乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚中的至少一种。
本实施例水溶性丙烯酸树脂中，(甲基)丙烯酸羟烷乙酯可以替换为(甲基)丙烯酸羟烷乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、乙烯基羟乙基醚、乙烯基羟丁基醚中的至少一种，过硫酸铵可以替换为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、4，4-偶氮双-4氰基戊酸(钠)、乙二胺中的至少一种，甲醛合次硫酸钠可以替换甲醛合次硫酸钠、为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、次磷酸钠中的至少一种。
实施例2
一种亲水涂料，组分和重量百分比是：水溶性丙烯酸树脂35％，甘脲醚化树脂1％，烷基酚聚氧乙烯醚0.7％，乙醇6％，水57.3％。
水溶性丙烯酸树脂的组分和重量百分比是：(甲基)丙烯酸羟乙酯4％，过硫酸铵0.5％，甲醛合次硫酸钠0.07％，功能单体6％，丙烯酰胺10％，(甲基)丙烯酸2％，水81.43％。
本实施例中的甘脲醚化树脂可以替换为甘脲醚化树脂、羟烷基酰胺化合物、含三个或三个以上羟基的多元醇中的至少一种，烷基酚聚氧乙烯醚可以替换为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基磺酸盐或硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯磺酸盐或硫酸盐、烷基苯磺酸盐或硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，乙醇可以替换为乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚中的至少一种。
本实施例水溶性丙烯酸树脂中，(甲基)丙烯酸羟烷乙酯可以替换为(甲基)丙烯酸羟烷乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、乙烯基羟乙基醚、乙烯基羟丁基醚中的至少一种，过硫酸铵可以替换为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、4，4-偶氮双-4氰基戊酸(钠)、乙二胺中的至少一种，甲醛合次硫酸钠可以替换甲醛合次硫酸钠、为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、次磷酸钠中的至少一种。
实施例3
一种亲水涂料，组分和重量百分比是：水溶性丙烯酸树脂40％，甘脲醚化树脂2％，烷基酚聚氧乙烯醚1％，乙醇7％，水50％。
水溶性丙烯酸树脂的组分和重量百分比是：(甲基)丙烯酸羟乙酯7％，过硫酸铵0.8％，甲醛合次硫酸钠0.02％，功能单体6％，丙烯酰胺4％，(甲基)丙烯酸3％，水84.18％。
本实施例中的甘脲醚化树脂可以替换为甘脲醚化树脂、羟烷基酰胺化合物、含三个或三个以上羟基的多元醇中的至少一种，烷基酚聚氧乙烯醚可以替换为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基磺酸盐或硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯磺酸盐或硫酸盐、烷基苯磺酸盐或硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，乙醇可以替换为乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚中的至少一种。
本实施例水溶性丙烯酸树脂中，(甲基)丙烯酸羟烷乙酯可以替换为(甲基)丙烯酸羟烷乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、乙烯基羟乙基醚、乙烯基羟丁基醚中的至少一种，过硫酸铵可以替换为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、4，4-偶氮双-4氰基戊酸(钠)、乙二胺中的至少一种，甲醛合次硫酸钠可以替换甲醛合次硫酸钠、为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、次磷酸钠中的至少一种。
实施例4
一种亲水涂料，组分和重量百分比是：水溶性丙烯酸树脂45％，甘脲醚化树脂3％，烷基酚聚氧乙烯醚2％，乙醇8％，水42％。
水溶性丙烯酸树脂的组分和重量百分比是：(甲基)丙烯酸羟乙酯9％，过硫酸铵1％，甲醛合次硫酸钠0.04％，功能单体11％，丙烯酰胺8％，(甲基)丙烯酸5％，水74.96％。
本实施例中的甘脲醚化树脂可以替换为甘脲醚化树脂、羟烷基酰胺化合物、含三个或三个以上羟基的多元醇中的至少一种，烷基酚聚氧乙烯醚可以替换为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基磺酸盐或硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯磺酸盐或硫酸盐、烷基苯磺酸盐或硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，乙醇可以替换为乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚中的至少一种。
本实施例水溶性丙烯酸树脂中，(甲基)丙烯酸羟烷乙酯可以替换为(甲基)丙烯酸羟烷乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、乙烯基羟乙基醚、乙烯基羟丁基醚中的至少一种，过硫酸铵可以替换为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、4，4-偶氮双-4氰基戊酸(钠)、乙二胺中的至少一种，甲醛合次硫酸钠可以替换甲醛合次硫酸钠、为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、次磷酸钠中的至少一种。
实施例5
一种亲水涂料，组分和重量百分比是：水溶性丙烯酸树脂50％，甘脲醚化树脂4％，烷基酚聚氧乙烯醚3％，乙醇9％，水34％。
水溶性丙烯酸树脂的组分和重量百分比是：(甲基)丙烯酸羟乙酯12％，过硫酸铵1.2％，甲醛合次硫酸钠0.06％，功能单体14％，丙烯酰胺7％，(甲基)丙烯酸4％，水73.74％。
本实施例中的甘脲醚化树脂可以替换为甘脲醚化树脂、羟烷基酰胺化合物、含三个或三个以上羟基的多元醇中的至少一种，烷基酚聚氧乙烯醚可以替换为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基磺酸盐或硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯磺酸盐或硫酸盐、烷基苯磺酸盐或硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，乙醇可以替换为乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚中的至少一种。
本实施例水溶性丙烯酸树脂中，(甲基)丙烯酸羟烷乙酯可以替换为(甲基)丙烯酸羟烷乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、乙烯基羟乙基醚、乙烯基羟丁基醚中的至少一种，过硫酸铵可以替换为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、4，4-偶氮双-4氰基戊酸(钠)、乙二胺中的至少一种，甲醛合次硫酸钠可以替换甲醛合次硫酸钠、为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、次磷酸钠中的至少一种。
实施例6
一种亲水涂料，组分和重量百分比是：水溶性丙烯酸树脂55％，甘脲醚化树脂5％，烷基酚聚氧乙烯醚4％，乙醇11％，水25％。
水溶性丙烯酸树脂的组分和重量百分比是：(甲基)丙烯酸羟乙酯14％，过硫酸铵1.4％，甲醛合次硫酸钠0.08％，功能单体17％，丙烯酰胺5％，(甲基)丙烯酸7％，水69.52％。
本实施例中的甘脲醚化树脂可以替换为甘脲醚化树脂、羟烷基酰胺化合物、含三个或三个以上羟基的多元醇中的至少一种，烷基酚聚氧乙烯醚可以替换为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基磺酸盐或硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯磺酸盐或硫酸盐、烷基苯磺酸盐或硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，乙醇可以替换为乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚中的至少一种。
本实施例水溶性丙烯酸树脂中，(甲基)丙烯酸羟烷乙酯可以替换为(甲基)丙烯酸羟烷乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、乙烯基羟乙基醚、乙烯基羟丁基醚中的至少一种，过硫酸铵可以替换为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、4，4-偶氮双-4氰基戊酸(钠)、乙二胺中的至少一种，甲醛合次硫酸钠可以替换甲醛合次硫酸钠、为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、次磷酸钠中的至少一种。
实施例7
一种亲水涂料，组分和重量百分比是：水溶性丙烯酸树脂30％，甘脲醚化树脂6％，烷基酚聚氧乙烯醚5％，乙醇12％，水47％。
水溶性丙烯酸树脂的组分和重量百分比是：(甲基)丙烯酸羟乙酯15％，过硫酸铵1.5％，甲醛合次硫酸钠0.1％，功能单体20％，丙烯酰胺2％，(甲基)丙烯酸1％，水75.4％。
本实施例中的甘脲醚化树脂可以替换为甘脲醚化树脂、羟烷基酰胺化合物、含三个或三个以上羟基的多元醇中的至少一种，烷基酚聚氧乙烯醚可以替换为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基磺酸盐或硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯磺酸盐或硫酸盐、烷基苯磺酸盐或硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，乙醇可以替换为乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚中的至少一种。
本实施例水溶性丙烯酸树脂中，(甲基)丙烯酸羟烷乙酯可以替换为(甲基)丙烯酸羟烷乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、乙烯基羟乙基醚、乙烯基羟丁基醚中的至少一种，过硫酸铵可以替换为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、4，4-偶氮双-4氰基戊酸(钠)、乙二胺中的至少一种，甲醛合次硫酸钠可以替换甲醛合次硫酸钠、为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、次磷酸钠中的至少一种。
实施例8
一种亲水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备水溶性丙烯酸树脂
①首先将5重量份的功能单体和适量的水混合均匀，配制成混合水溶液A，倒入反应釜中，将温度升至35，搅拌速度调整至300转/分钟，启动冷凝回流装置；
②然后将1重量份的(甲基)丙烯酸、2重量份的(甲基)丙烯酸羟烷乙酯，适量的水，配制成重量百分浓度为50％的混合单体水溶液B；
③将0.3重量份的至少一种水溶性热过硫酸铵和适量的水配制成重量百分浓度为2％的热引发剂水溶液C；
④在35℃下，分别向A组份中缓慢加入10重量份的B组份，搅拌3分钟；然后缓慢加入10重量份的C组份，接着开始升温，将温度设定到65℃，升温保温1.5小时；
⑤在65℃下，同时向反应釜中滴加剩余的B组份和C组份，滴加时间控制在1小时，然后在65℃保温2小时；
⑥将0.01重量份的甲醛合次硫酸钠和适量的水配制成重量百分浓度为0.02％的还原剂水溶液，在5分钟内滴加到反应釜中，然后在65℃保温0.5小时；
⑦保温结束后冷却至25℃，开始放料，制备得到水溶性丙烯酸树脂。
本实施例中的(甲基)丙烯酸羟烷乙酯可以替换为(甲基)丙烯酸羟烷乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、乙烯基羟乙基醚、乙烯基羟丁基醚中的至少一种，过硫酸铵可以替换为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、4，4-偶氮双-4氰基戊酸(钠)、乙二胺中的至少一种，甲醛合次硫酸钠可以替换甲醛合次硫酸钠、为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、次磷酸钠中的至少一种。
(2)制备亲水涂料
①将30重量份的水溶性丙烯酸树脂倒入搅拌釜中，依次加入20重量份的水，搅拌5分钟，搅拌速度600转/分钟；
②依次加入0.5重量份的甘脲醚化树脂和0.2重量份的烷基酚聚氧乙烯醚，搅拌5分钟；
③依次加入5重量份乙醇，搅拌5分钟；
④最后加入余量的水，搅拌2小时，混合均匀后即得本发明的亲水涂料。
本实施例中的甘脲醚化树脂可以替换为甘脲醚化树脂、羟烷基酰胺化合物、含三个或三个以上羟基的多元醇中的至少一种，烷基酚聚氧乙烯醚可以替换为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基磺酸盐或硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯磺酸盐或硫酸盐、烷基苯磺酸盐或硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，乙醇可以替换为乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚中的至少一种。
实施例9
一种亲水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备水溶性丙烯酸树脂
①首先将8％的功能单体和适量的水混合均匀，配制成混合水溶液A，倒入反应釜中，将温度升至40℃，搅拌速度调整至400转/分钟，启动冷凝回流装置；
②然后将2重量份的(甲基)丙烯酸、4重量份的(甲基)丙烯酸羟烷乙酯，适量的水，配制成重量百分浓度为57％的混合单体水溶液B；
③将0.6重量份的至少一种水溶性热过硫酸铵和适量的水配制成重量百分浓度为3％的引发剂水溶液C；
④在40℃下，分别向A组份中缓慢加入15重量份的B组份，搅拌4分钟；然后缓慢加入15重量的的C组份，接着开始升温，将温度设定到70℃，升温保温1.8小时；
⑤在70℃下，同时向反应釜中滴加剩余的B组份和C组份，滴加时间控制在1.5小时，然后在70℃保温2.5小时；
⑥将0.02重量份的甲醛合次硫酸钠配制成重量百分浓度为0.1％的还原剂水溶液，在10分钟内滴加到反应釜中，然后在70℃保温0.8小时；
⑦保温结束后冷却至30℃，开始放料，制备得到水溶性丙烯酸树脂。
本实施例中的(甲基)丙烯酸羟烷乙酯可以替换为(甲基)丙烯酸羟烷乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、乙烯基羟乙基醚、乙烯基羟丁基醚中的至少一种，过硫酸铵可以替换为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、4，4-偶氮双-4氰基戊酸(钠)、乙二胺中的至少一种，甲醛合次硫酸钠可以替换甲醛合次硫酸钠、为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、次磷酸钠中的至少一种。
(2)制备亲水涂料
①将35重量份的水溶性丙烯酸树脂倒入搅拌釜中，依次加入24重量份的水，搅拌6分钟，搅拌速度680转/分钟；
②依次加入1重量份的甘脲醚化树脂和1重量份的烷基酚聚氧乙烯醚，搅拌6分钟；
③依次加入6重量份乙醇，搅拌6分钟；
④最后加入余量的水，搅拌2.2小时，混合均匀后即得本发明的亲水涂料。
本实施例中的甘脲醚化树脂可以替换为甘脲醚化树脂、羟烷基酰胺化合物、含三个或三个以上羟基的多元醇中的至少一种，烷基酚聚氧乙烯醚可以替换为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基磺酸盐或硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯磺酸盐或硫酸盐、烷基苯磺酸盐或硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，乙醇可以替换为乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚中的至少一种。
实施例10
一种亲水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备水溶性丙烯酸树脂
①首先将13的功能单体和适量的水混合均匀，配制成混合水溶液A，倒入反应釜中，将温度升至45℃，搅拌速度调整至500转/分钟，启动冷凝回流装置；
②然后将3重量份的(甲基)丙烯酸、8重量份的(甲基)丙烯酸羟烷乙酯，适量的水，配制成重量百分浓度为60％的混合单体水溶液B；
③将0.9重量份的至少一种水溶性热过硫酸铵和适量的水配制成重量百分浓度为4％的引发剂水溶液C；
④在45℃下，分别向A组份中缓慢加入20重量份的B组份，搅拌6分钟；然后缓慢加入20重量份的C组份，接着开始升温，将温度设定到75℃，升温保温2小时；
⑤在65-85℃下，同时向反应釜中滴加剩余的B组份和C组份，滴加时间控制在2小时，然后在75℃保温3小时；
⑥将0.04重量份的甲醛合次硫酸钠和适量的水配制成重量百分浓度为0.5％的还原剂水溶液，在15分钟内滴加到反应釜中，然后在75℃保温1小时；
⑦保温结束后冷却至35℃，开始放料，制备得到水溶性丙烯酸树脂。
本实施例中的(甲基)丙烯酸羟烷乙酯可以替换为(甲基)丙烯酸羟烷乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、乙烯基羟乙基醚、乙烯基羟丁基醚中的至少一种，过硫酸铵可以替换为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、4，4-偶氮双-4氰基戊酸(钠)、乙二胺中的至少一种，甲醛合次硫酸钠可以替换甲醛合次硫酸钠、为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、次磷酸钠中的至少一种。
(2)制备亲水涂料
①将40重量份的水溶性丙烯酸树脂倒入搅拌釜中，依次加入28重量份的水，搅拌7分钟，搅拌速度760转/分钟；
②依次加入3重量份的甘脲醚化树脂和3重量份的烷基酚聚氧乙烯醚，搅拌7分钟；
③依次加入8重量份乙醇，搅拌7分钟；
④最后加入余量的水，搅拌2.4小时，混合均匀后即得本发明的亲水涂料。
本实施例中的甘脲醚化树脂可以替换为甘脲醚化树脂、羟烷基酰胺化合物、含三个或三个以上羟基的多元醇中的至少一种，烷基酚聚氧乙烯醚可以替换为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基磺酸盐或硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯磺酸盐或硫酸盐、烷基苯磺酸盐或硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，乙醇可以替换为乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚中的至少一种。
实施例11
一种亲水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备水溶性丙烯酸树脂
①首先将15％的功能单体和适量的水混合均匀，配制成混合水溶液A，倒入反应釜中，将温度升至50℃，搅拌速度调整至600转/分钟，启动冷凝回流装置；
②然后将5重量份的(甲基)丙烯酸、11重量份的(甲基)丙烯酸羟烷乙酯，适量的水，配制成重量百分浓度为65％的混合单体水溶液B；
③将1.1重量份的至少一种水溶性热过硫酸铵和适量的水配制成重量百分浓度为5％的引发剂水溶液C；
④在35-60℃下，分别向A组份中缓慢加入25重量份的B组份，搅拌7分钟；然后缓慢加入25重量份的C组份，接着开始升温，将温度设定到80℃，升温保温2.5小时；
⑤在65-85℃下，同时向反应釜中滴加剩余的B组份和C组份，滴加时间控制在2.53小时，然后在78℃保温3小时；
⑥将0.06重量份的甲醛合次硫酸钠和适量的水配制成重量百分浓度为1％的还原剂水溶液，在20分钟内滴加到反应釜中，然后在78℃保温1.2小时；
⑦保温结束后冷却至38℃，开始放料，制备得到水溶性丙烯酸树脂。
本实施例中的(甲基)丙烯酸羟烷乙酯可以替换为(甲基)丙烯酸羟烷乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、乙烯基羟乙基醚、乙烯基羟丁基醚中的至少一种，过硫酸铵可以替换为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、4，4-偶氮双-4氰基戊酸(钠)、乙二胺中的至少一种，甲醛合次硫酸钠可以替换甲醛合次硫酸钠、为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、次磷酸钠中的至少一种。
(2)制备亲水涂料
①将45重量份的水溶性丙烯酸树脂倒入搅拌釜中，依次加入32重量份的水，搅拌8分钟，搅拌速度820转/分钟；
②依次加入4重量份的甘脲醚化树脂和4重量份的烷基酚聚氧乙烯醚，搅拌8分钟；
③依次加入10重量份乙醇，搅拌8分钟；
④最后加入余量的水，搅拌2.6小时，混合均匀后即得本发明的亲水涂料。
本实施例中的甘脲醚化树脂可以替换为甘脲醚化树脂、羟烷基酰胺化合物、含三个或三个以上羟基的多元醇中的至少一种，烷基酚聚氧乙烯醚可以替换为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基磺酸盐或硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯磺酸盐或硫酸盐、烷基苯磺酸盐或硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，乙醇可以替换为乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚中的至少一种。
实施例12
一种亲水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备水溶性丙烯酸树脂
①首先将18％的功能单体和适量的水混合均匀，配制成混合水溶液A，倒入反应釜中，将温度升至50℃，搅拌速度调整至700转/分钟，启动冷凝回流装置；
②然后将6重量份的(甲基)丙烯酸、13重量份的(甲基)丙烯酸羟烷乙酯，适量的水，配制成重量百分浓度为72％的混合单体水溶液B；
③将1.2重量份的至少一种水溶性热过硫酸铵和适量的水配制成重量百分浓度为6％的引发剂水溶液C；
④在35-60℃下，分别向A组份中缓慢加入28重量份的B组份，搅拌8.5分钟；然后缓慢加入28重量份的C组份，接着开始升温，将温度设定到82℃，升温保温3小时；
⑤在65-85℃下，同时向反应釜中滴加剩余的B组份和C组份，滴加时间控制在2.8小时，然后在83℃保温4小时；
⑥将0.08重量份的甲醛合次硫酸钠和适量的水配制成重量百分浓度为1.5％的还原剂水溶液，在25分钟内滴加到反应釜中，然后在82℃保温1.4小时；
⑦保温结束后冷却至42℃，开始放料，制备得到水溶性丙烯酸树脂。
本实施例中的(甲基)丙烯酸羟烷乙酯可以替换为(甲基)丙烯酸羟烷乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、乙烯基羟乙基醚、乙烯基羟丁基醚中的至少一种，过硫酸铵可以替换为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、4，4-偶氮双-4氰基戊酸(钠)、乙二胺中的至少一种，甲醛合次硫酸钠可以替换甲醛合次硫酸钠、为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、次磷酸钠中的至少一种。
(2)制备亲水涂料
①将52重量份的水溶性丙烯酸树脂倒入搅拌釜中，依次加入36重量份的水，搅拌9分钟，搅拌速度900转/分钟；
②依次加入5重量份的甘脲醚化树脂和4.5重量份的烷基酚聚氧乙烯醚，搅拌9分钟；
③依次加入11重量份乙醇，搅拌9分钟；
④最后加入余量的水，搅拌2.8小时，混合均匀后即得本发明的亲水涂料。
本实施例中的甘脲醚化树脂可以替换为甘脲醚化树脂、羟烷基酰胺化合物、含三个或三个以上羟基的多元醇中的至少一种，烷基酚聚氧乙烯醚可以替换为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基磺酸盐或硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯磺酸盐或硫酸盐、烷基苯磺酸盐或硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，乙醇可以替换为乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚中的至少一种。
实施例13
一种亲水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备水溶性丙烯酸树脂
①首先将20％的功能单体和适量的水混合均匀，配制成混合水溶液A，倒入反应釜中，将温度升至60℃，搅拌速度调整至900转/分钟，启动冷凝回流装置；
②然后将8重量份的(甲基)丙烯酸、15重量份的(甲基)丙烯酸羟烷乙酯，适量的水，配制成重量百分浓度为80％的混合单体水溶液B；
③将1.5重量份的至少一种水溶性热过硫酸铵和适量的水配制成重量百分浓度为7％的引发剂水溶液C；
④在35-60℃下，分别向A组份中缓慢加入30重量份的B组份，搅拌3-10分钟；然后缓慢加入30重量份的C组份，接着开始升温，将温度设定到85℃，升温保温3小时；
⑤在65-85℃下，同时向反应釜中滴加剩余的B组份和C组份，滴加时间控制在3小时，然后在85℃保温5小时；
⑥将0.1重量份的甲醛合次硫酸钠和适量的水配制成重量百分浓度为％的还原剂水溶液，在30分钟内滴加到反应釜中，然后在85℃保温1.5小时；
⑦保温结束后冷却至45℃，开始放料，制备得到水溶性丙烯酸树脂。
本实施例中的(甲基)丙烯酸羟烷乙酯替换为(甲基)丙烯酸羟烷乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、乙烯基羟乙基醚、乙烯基羟丁基醚中的至少一种，将过硫酸铵替换为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、4，4-偶氮双-4氰基戊酸(钠)、乙二胺中的至少一种，甲醛合次硫酸钠可以替换甲醛合次硫酸钠、为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、次磷酸钠中的至少一种。
(2)制备亲水涂料
①将60重量份的水溶性丙烯酸树脂倒入搅拌釜中，依次加入40重量份的水，搅拌10分钟，搅拌速度1000转/分钟；
②依次加入6重量份的甘脲醚化树脂和5重量份的烷基酚聚氧乙烯醚，搅拌10分钟；
③依次加入12重量份乙醇，搅拌10分钟；
④最后加入余量的水，搅拌3小时，混合均匀后即得本发明的亲水涂料。
本实施例中的甘脲醚化树脂可以替换为甘脲醚化树脂、羟烷基酰胺化合物、含三个或三个以上羟基的多元醇中的至少一种，烷基酚聚氧乙烯醚可以替换为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基磺酸盐或硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯磺酸盐或硫酸盐、烷基苯磺酸盐或硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种，乙醇可以替换为乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚中的至少一种。
本发明的亲水涂料的测试结果如下：
| 性能 | 测试结果 |
| 固含量(GB1725-79) | 9～12 |
| 粘度(S)(GB1723-79.2) | 11～12 |
| 初始亲水角(度) | ＜5 |
| 干湿循环角(度) | ＜15 |
| 丁酮擦拭/次 | 150 |
| 耐碱性 | 无蚀点 |
| 耐盐雾性 | ≥9.8 |
| 水煮性(纯净水中煮沸5分钟) | 无变化 |
| 油水角(度) | ＜12 |
| 耐热性(200℃烘烤5分钟) | 无变化 |
| 涂膜外观(肉眼观察) | 均匀 |
| 臭味(依5人的嗅觉测试) | 无 |
角度的测试：在试样亲水铝片上滴入0.03cc(毫升)的去离子水滴，在20-25℃范围内采用接触角测试仪测定亲水角度。
干湿循环角：在纯净水中浸泡2分钟，然后提起风干6分钟，即为一个循环，连续300个循环。然后取出测定其亲水角度。
耐碱性：20％NaOH溶液(20℃)中浸泡5分钟
耐盐雾性：在试验箱内用5％NaCl水溶液，在35±1℃的温度下，连续喷雾72小时观察涂膜的表面状况。
油水角：在冲压油中浸泡5分钟，取出在120℃条件下烘5分钟取出，然后在纯净水中泡5分钟，取出再在120℃条件下烘5分钟，取出测其亲水角度。
Claims (10)
1.一种亲水涂料，其特征在于组分和重量百分比是：
水溶性丙烯酸树脂 30-60
水溶性固化剂 0.5-6
润湿剂 0.2-5
助溶剂 5-12
水，余量。
2.根据权利要求1所述的亲水涂料，其特征在于所述亲水涂料的组分和重量百分含量是：
水溶性丙烯酸树脂 35-50
水溶性固化剂 1.5-4
润湿剂 2-4
助溶剂 7-10
水，余量。
3.根据权利要求1或2所述的亲水涂料，其特征在于所述的水溶性丙烯酸树脂的组分和重量百分比是：
功能单体 5-20
(甲基)丙烯酸 1-8
(甲基)丙烯酸羟烷基酯 2-15
丙烯酰胺 0-1
引发剂 0.3-1.5
还原剂 0.01-0.1
水，余量，
所述功能单体的结构通式为：CH2＝CR1-R2-CH2-CHR3-CH2SO3M，其中R1表示氢原子、碳原子数为1-4个碳的烷基或烷氧基；R2表示酯基、酰胺基、酮基或醚基；R3表示羟基、胺基、碳原子数为1-3个碳的烷基或羧基；M表示H+、Na+、K+或NH4 +。
4.根据权利要求1所述的亲水涂料，其特征在于所述的水溶性固化剂为甘脲醚化树脂、羟烷基酰胺化合物、含三个或以上羟基的多元醇中至少一种。
5.根据权利要求1所述的亲水涂料，其特征在于所述的润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基磺酸盐或硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯磺酸盐或硫酸盐、烷基苯磺酸盐或硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚至少一种。
6.根据权利要求1所述的亲水涂料，其特征在于所述的助溶剂为乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚中至少一种。
7.根据权利要求3所述的亲水涂料，其特征在于所述的(甲基)丙烯酸羟烷基酯为(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、乙烯基羟乙基醚、乙烯基羟丁基醚中至少一种。
8.根据权利要求2所述的亲水涂料，其特征在于所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、4，4-偶氮双-4氰基戊酸(钠)、乙二胺中至少一种；所述的还原剂为甲醛合次硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、次磷酸钠至少一种。
9.一种亲水涂料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)将30-60重量份的水溶性丙烯酸树脂倒入搅拌釜中，依次加入20-40重量份的水，搅拌5-10分钟，搅拌速度600-1000转/分钟；
(2)依次加入0.5-6重量份的水溶性固化剂和0.2-5重量份的润湿剂，搅拌5-10分钟；
(3)依次加入5-12重量份助溶剂，搅拌5-10分钟；
(4)最后加入余量的水，搅拌2-3小时，混合均匀后即得本发明的亲水涂料。
10.根据权利要求9所述的亲水涂料的制备方法，其特征在于制备所述水溶性丙烯酸树脂的步骤是：
(1)首先将5-20重量份的功能单体和适量的水混合均匀，配制成混合水溶液A，倒入反应釜中，将温度升至35-60℃，搅拌速度调整至300-900转/分钟，启动冷凝回流装置；
(2)然后将1-8重量份的(甲基)丙烯酸、2-15重量份的(甲基)丙烯酸羟烷基酯、0-1重量份的丙烯酰胺和适量的水混合，配制成重量百分浓度为50-80％的混合单体水溶液B；
(3)将0.3-1.5重量份的至少一种水溶性引发剂配制成重量百分浓度为2-7％的引发剂水溶液C；
(4)在35-60℃下，分别向A组份中缓慢加入10-30％重量份的B组份，搅拌3-10分钟；然后缓慢加入10-30％重量份的C组份，接着开始升温，将温度设定到65-85℃，升温保温1.5-3小时；
(5)在65-85℃下，同时向反应釜中滴加剩余的B组份和C组份，滴加时间控制在1-3小时，然后在65-85℃保温2-5小时；
(6)将0.01-0.1重量份的水溶性还原剂配制成重量百分浓度为0.02-2％的还原剂水溶液，在5-30分钟内滴加到反应釜中，然后在65-85℃保温30分钟-1.5小时；
(7)保温结束后冷却至25-45℃，开始放料，制备得到水溶性丙烯酸树脂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110831 |