CN102816481A

CN102816481A - 基于胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂的防腐蚀涂料及其制备方法

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Publication number: CN102816481A
Application number: CN2012102950870A
Authority: CN
Inventors: 李为立; 徐泽孝; 张鑫
Original assignee: JIREN PAINTS IND CO Ltd SUZHOU
Current assignee: JIREN PAINTS IND CO Ltd SUZHOU
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2032-08-20
Also published as: CN102816481B

Abstract

本发明公开了一种基于胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂的防腐蚀涂料及其制备方法，涂料组分包括：胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂、云母氧化铁、磷酸锌、三聚磷酸铝、云母粉、滑石粉、有机膨润土、乙酸丁酯、乙酸乙酯等。其中制备胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂工艺为首先通过本体聚合制备丙烯酸预聚物，然后通过溶液聚合方法将其与胺化亚麻油酸进一步自由基共聚得到。按照一定比例将上述各组分混合，通过高速搅拌研磨均匀至细度在50μm以下。制备好的涂料涂覆于金属表面，常温干燥成膜。漆膜具有固含量高、干燥速度快、力学性能好、耐腐蚀性佳等的优点。

Description

基于胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂的防腐蚀涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防腐涂料及其制备工艺，本发明进一步涉及基于胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂的防腐蚀涂料及其制备工艺。

背景技术

基于传统的丙烯酸树脂的热塑性涂料，其金属防腐蚀性能较差。由于线性链段，链段之间相互作用力相对较小，链段间不能有效阻止水分、氧气以及盐分的渗透。防腐蚀性能一般。

丙烯酸树脂由于C-C主链特殊的光、热、化学稳定性以及其侧链上基团的可修饰性，以致其作为主要成膜基料的丙烯酸涂料中耐候性、耐油及耐溶剂性等方面均具有独特的优势，在工业与民用建筑领域得到广泛的青睐。

但传统的丙烯酸树脂用于金属防腐涂料具有一定缺陷。首先，基于传统的溶剂型的丙烯酸树脂的涂料由于树脂的分子量较大、黏度较高，需要大量有机溶剂稀释，不利于环境保护，且涂装效率不高。其次，丙烯酸乳液制备的金属防腐涂料，由于乳胶粒子成膜的特殊性，漆膜具有较多空隙，涂层的呼吸性好，不利于抑制腐蚀介质如水分和空气的渗透。

发明内容

为克服传统的丙烯酸树脂应用于金属防腐涂料的缺陷，本发明制备一种基于胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂的防腐蚀涂料，首先合成胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂，得到的树脂在加入溶剂以及有机膨润土分散增稠后，加入一定配方比的云母氧化铁、磷酸锌、三聚磷酸铝、云母粉、滑石粉等各种填料，经研磨搅拌后得到设计涂料。

具体步骤如下：

首先合成胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂，其配方与合成工艺如下：

组份含量

甲基丙烯酸甲酯 10~20%

苯乙烯 15~25%

丙烯酸异辛酯 2~6%

丙烯酸羟乙酯 1~4%

亚麻油酸 5～20%

乙二胺 0.26～1.05%

偶氮二异丁腈 0.5~2%

乙酸丁酯 20~50%

第一步：将亚麻油酸(酸值为195mgKOH/g，碘值为175gI/100g)倒入反应容器中，加热至50～70℃，将定量比乙二胺滴加入亚麻油酸中，滴加时间控制在0.1～1小时之间，滴加完毕后，反应温度控制在65～85℃之间，反应1～2小时。得到胺化亚麻油酸。

第二步：将全部的甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯和部分偶氮二异丁腈(占总质量的80%)按配方比例搅拌，得到混合单体，反应容器升温70-80℃，滴加单体与引发剂的混合物，滴加时间控制在0.5~2小时，滴完混合物后在80～85℃下保温1～2小时，然后加入按配方设计的胺化亚麻油酸与剩余的偶氮二异丁腈（占总质量的20%）以及全部乙酸丁酯，反应体系的反应温度范围控制在80～85℃，反应2～5小时，然后降至室温，出料。

然后，制备基于胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂的防腐蚀涂料，其组成的相对质量百分比如下：

组份含量

胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂 0~50%

云母氧化铁 10~30%

磷酸锌 10~20%

三聚磷酸铝 7~15%

云母粉 2~5%

滑石粉 2~5%

有机膨润土 1~5%

乙酸丁酯 5~10%

乙酸乙酯 5~10%

其中，云母氧化铁的粒径大小范围400目～1000目，磷酸锌的大小范围为600目～1000目，三聚磷酸铝的粒径大小为600目～1000目，云母粉粒径大小范围为600目～1200目，滑石粉粒径大小范围为800目～1200目。

涂料的制备工艺如下：

分别将各组组分称量好，首先将有机膨润土倒入乙酸丁酯与乙酸乙酯的混合溶剂中，然后倒入胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂，中速1000～2000转/分钟搅拌10~15分钟，加入不同粉料，再高速2000~3000转/分钟搅拌20～30分钟，使细度达到50μm以下，即得本发明的成品。

本发明的有益效果在于：

1. 亚麻油酸链段分子上含有多个乙烯基双键基团，利用胺中和的亚麻油酸共聚丙烯酸树脂，形成合成聚合物链段的部分交联，有利于链段形成交联网状结构，抑制空气、水分透过漆膜对金属产生腐蚀。

2. 聚合物链段通过与乙二胺反应中和至体系呈现碱性，使得漆膜的pH值范围在7～9左右，有利于抑制酸性物质对金属底材的腐蚀。

3. 制备单组份高固含金属防腐涂料，克服了双组分金属防腐涂料的操作时间限制，喷漆后体系的固含量高，漆膜可快速干燥固化，形成良好保护涂层。

具体实施方式：

以下结合实例对本发明做进一步具体描述，但不局限于此。

实施例1：

一．胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂的合成

1、原料及用量质量百分比

组份含量

甲基丙烯酸甲酯 10%

苯乙烯 25%

丙烯酸异辛酯 5%

丙烯酸羟乙酯 4%

亚麻油酸 5%

乙二胺 0.26%

偶氮二异丁腈 2%

乙酸丁酯 48.74%

2、制备方法

首先将亚麻油酸倒入反应容器中，加热至50℃，将定量比乙二胺滴加入亚麻油酸中，滴加时间控制在1小时之间，滴加完毕后，温度控制在70℃左右，反应1.5小时。得到胺化亚麻油酸。然后将全部的甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯和占总质量的80%偶氮二异丁腈，按配方比例搅拌，得到混合单体，反应容器升温80℃，滴加单体与引发剂的混合物，滴加时间控制在0.5小时，滴完混合物后在85℃下保温1小时，然后加入按配方设计的胺化亚麻油酸与剩余的占总质量的20%偶氮二异丁腈以及全部乙酸丁酯，反应体系的反应温度范围控制在85℃，反应2小时，然后降至室温，出料。

二．基于胺化亚麻油共聚丙烯酸树脂的防腐蚀涂料的制备

1. 原料及用量质量百分比

胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂 50%

云母氧化铁（400目） 10%

磷酸锌（1000目） 10%

三聚磷酸铝（800目） 7%

云母粉（600目） 5%

滑石粉（1200目） 5%

有机膨润土 1%

乙酸丁酯 6%

乙酸乙酯 6%

2. 配制方法

按照所述的防腐蚀涂料配方，分别将各组组分称量好，首先将有机膨润土倒入乙酸丁酯与乙酸乙酯的混合溶剂中，然后倒入胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂，中速1000转/分钟搅拌15分钟，加入不同粉料，再高速3000转/分钟搅拌20分钟，使细度达到50μm以下，即得本发明的成品。

实施例2

一．胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂的合成

1、原料及用量质量百分比

组份含量

甲基丙烯酸甲酯 20%

苯乙烯 15%

丙烯酸异辛酯 2%

丙烯酸羟乙酯 1%

亚麻油酸 10%

乙二胺 0.52%

偶氮二异丁腈 1.48%

乙酸丁酯 50%

2、制备方法

首先将亚麻油酸倒入反应容器中，加热至70℃，将定量比乙二胺滴加入亚麻油酸中，滴加时间控制在0.1小时之间，滴加完毕后，温度控制在85℃左右，反应1小时。得到胺化亚麻油酸。然后将全部的甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯和占总质量的80%偶氮二异丁腈，按配方比例搅拌，得到混合单体，反应容器升温75℃，滴加单体与引发剂的混合物，滴加时间控制在1小时，滴完混合物后在80℃下保温2小时，然后加入按配方设计的胺化亚麻油酸与剩余的占总质量的20%偶氮二异丁腈以及全部乙酸丁酯，反应体系的反应温度范围控制在80℃，反应5小时，然后降至室温，出料。

二．基于胺化亚麻油共聚丙烯酸树脂的防腐蚀涂料的制备

1. 原料及用量质量百分比

胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂 20%

云母氧化铁（1000目） 23%

磷酸锌（800目） 20%

三聚磷酸铝（600目） 8%

云母粉（800目） 2%

滑石粉（800目） 2%

有机膨润土 5%

乙酸丁酯 10%

乙酸乙酯 10%

2. 配制方法

按照所述的防腐蚀涂料配方，分别将各组组分称量好，首先将有机膨润土倒入乙酸丁酯与乙酸乙酯的混合溶剂中，然后倒入胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂，中速2000转/分钟搅拌10分钟，加入不同粉料，再高速2500转/分钟搅拌25分钟，使细度达到50μm以下，即得本发明的成品。

实施例3

1、原料及用量质量百分比

组份含量

甲基丙烯酸甲酯 15.45%

苯乙烯 24%

丙烯酸异辛酯 6%

丙烯酸羟乙酯 3%

亚麻油酸 20%

乙二胺 1.05%

偶氮二异丁腈 0.5%

乙酸丁酯 30%

2、制备方法

首先将亚麻油酸倒入反应容器中，加热至60℃，将定量比乙二胺滴加入亚麻油酸中，滴加时间控制在0.5小时之间，滴加完毕后，温度控制在65℃左右，反应2小时。得到胺化亚麻油酸。然后将全部的甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯和占总质量的80%偶氮二异丁腈，按配方比例搅拌，得到混合单体，反应容器升温70℃，滴加单体与引发剂的混合物，滴加时间控制在2小时，滴完混合物后在82℃下保温1.5小时，然后加入按配方设计的胺化亚麻油酸与剩余的占总质量的20%偶氮二异丁腈以及全部乙酸丁酯，反应体系的反应温度范围控制在83℃，反应4小时，然后降至室温，出料。

二．基于胺化亚麻油共聚丙烯酸树脂的防腐蚀涂料的制备

1. 原料及用量质量百分比

胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂 21%

云母氧化铁（800目） 30%

磷酸锌（600目） 12%

三聚磷酸铝（1000目） 15%

云母粉（1200目） 5%

滑石粉（1000目） 5%

有机膨润土 2%

乙酸丁酯 5%

乙酸乙酯 5%

2. 配制方法

按照所述的防腐蚀涂料配方，分别将各组组分称量好，首先将有机膨润土倒入乙酸丁酯与乙酸乙酯的混合溶剂中，然后倒入胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂，中速1500转/分钟搅拌13分钟，加入不同粉料，再高速2000转/分钟搅拌30分钟，使细度达到50μm以下，即得本发明的成品。

漆膜固化及其性能比较：

按照实施例1～3，合成与配制基于改性丙烯酸树脂的防腐蚀涂料，将其通过喷涂或刷涂辊涂方式，涂覆于测试钢板或马口铁板上，室温干燥成膜，7天后测试性能。同时，按照同样工艺，合成与制备未经改性的丙烯酸酯防腐蚀涂料，以其作为对比样，进行性能表征。

表一. 基于胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂的防腐蚀涂料性能指标

Claims

1.一种基于胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂的防腐蚀涂料，其特征是该涂料由胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂、云母氧化铁、磷酸锌、三聚磷酸铝、云母粉、滑石粉、有机膨润土、乙酸丁酯、乙酸乙酯组份组成，其相对质量组成百分比如下：

组份含量

胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂 20~50%

云母氧化铁 10~30%

磷酸锌 10~20%

三聚磷酸铝 7~15%

云母粉 2~5%

滑石粉 2~5%

有机膨润土 1~5%

乙酸丁酯 5~10%

乙酸乙酯 5~10%。

2.如权利要求1所述的基于胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂的防腐蚀涂料，其特征是所述的胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂由如下组分按质量百分比配备合成：

组份含量

甲基丙烯酸甲酯 10~20%

苯乙烯 15~25%

丙烯酸异辛酯 2~6%

丙烯酸羟乙酯 1~4%

亚麻油酸 5～20%

乙二胺 0.026～1.02%

偶氮二异丁腈 0.5~2%

乙酸丁酯 20~50%。

3.如权利要求1所述的基于胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂的防腐蚀涂料，其特征是云母氧化铁的粒径大小范围400目～1000目，磷酸锌的大小范围为600目～1000目，三聚磷酸铝的粒径大小为600目～1000目，云母粉粒径大小范围为600目～1200目，滑石粉粒径大小范围为800～1200目。

4.如权利要求2所述的基于胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂的防腐蚀涂料，其特征是其亚麻油酸规格为酸值为195mgKOH/g，碘值为175gI/100g。

5.如权利要求1至5所述的基于胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂的防腐蚀涂料的制备方法，其特征是该方法包括如下制备步骤：

1）制备胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂：首先将亚麻油酸倒入反应容器中，加热至50～70℃，将定量比乙二胺滴加入亚麻油酸中，滴加时间控制在0.1～1小时之间，滴加完毕后，温度控制在65℃～85℃之间，反应1～2小时，得到胺化亚麻油酸，然后将全部的甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯和占总质量的80%偶氮二异丁腈，按权2所述的配方比例搅拌，得到混合单体，反应容器升温70℃-80℃，滴加单体与引发剂的混合物，滴加时间控制在0.5~2小时，滴完混合物后在80℃～85℃下保温1～2小时，然后加入按配方设计的胺化亚麻油酸与剩余的占总质量的20%偶氮二异丁腈以及全部乙酸丁酯，反应体系的反应温度范围控制在80℃～85℃，反应2～5小时，然后降至室温，出料；

2）制备防腐蚀涂料：分别将各组组分按权1所述比例配制好，首先将有机膨润土倒入乙酸丁酯与乙酸乙酯的混合溶剂中，然后倒入胺化亚麻油酸共聚丙烯酸树脂，中速1000～2000转/分搅拌10~15分钟，加入不同粉料，再高速2000~3000转/分搅拌20-30分钟，使细度达到50μm以下，即得本发明的成品涂料。