CN103044605A - 具有核壳结构的常温交联叔丙乳液及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高耐盐雾丙烯酸乳液的合成及汽车底盘漆的制备，应用在汽车金属底盘上具有环保，高耐盐雾等特点。其制备工艺如下：以叔碳酸乙烯酯（VV10）、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯为主单体、甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、己二酸二酰肼（ADH）为交联单体，磷酸酯PAM-200为功能单体合成出一种具有核壳结构的常温交联叔丙乳液。该乳液配制的水性防锈涂料具有优异的耐盐雾及防锈性能，漆膜的耐盐雾性能500h漆膜无起泡生锈现象。

Description

具有核壳结构的常温交联叔丙乳液及其应用

技术领域

本发明涉及高耐盐雾丙烯酸乳液的合成及汽车底盘漆的制备。

背景技术

近年来，世界最关注的话题之一就是环境保护问题，随着各国对挥发性有机物及有毒物质的限制越来越严格，国际上对 VOC 排放量的要求越来越严。如 1995 年德国大气净化法就规定，车身被涂面积的 VOC 排放量应小于 35 g ／㎡ ；在严格限制 VOC 排放量的环保要求促使下，国际上 ( 特别是欧 美国家 ) 大力发展水性漆。而国内只有2、3家公司生产水性环氧底漆，而且技术还不完全成熟，由于在使用时要添加胺类固化剂，所以在使用时间上受到限制，在规定时间内没有使用完，就会造成产品失效，而水性丙烯酸底漆是单组份漆，施工工艺比较简单，其使用不受时间限制，也不会失效。

另外目前国内生产的水性汽车底盘漆其耐盐雾指标只能在200-300小时左右，处于很低的水平，不能完全满足东北市场需求。由于东北地区冬季时间长，路面长时间积雪，为了除去路面上的积雪，常常在马路上撒盐和融雪剂，由于盐类对汽车底盘会造成严重的腐蚀，因此对对汽车底盘漆的耐盐雾性能有非常高的要求。因此研制高耐盐雾水性汽车底盘漆是十分必要的。

仅以长春的第一汽车制造厂为例，它每年的汽车产量可以占全国总产量的15%。一汽产量就在150万辆，每辆汽车底盘用油漆按3公斤计算，那么150万辆就消耗4500吨油漆，固含量按50%计算，每年仅仅汽车底盘就向大气中排放了2250吨VOC，如果都改用水性汽车底盘漆，那么每年我们至少可以减少2250吨的VOC，这对环境保护和节约能源降低生产成本做出了巨大贡献。2010年全国汽车产量预计为1500辆，市场需求量巨大。

发明内容

本发明涉及高耐盐雾丙烯酸乳液的合成及汽车底盘漆的制备，应用在汽车金属底盘上具有环保、高耐盐雾等特点。

本发明是采用如下的技术配方和工艺来实现上述目的的：一种具有核壳结构的常温交联叔丙乳液，其特征在于：以叔碳酸乙烯酯（VV10）、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯为主单体，甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、己二酸二酰肼（ADH）为交联单体，磷酸酯 PAM -200 为功能单体合成，其配比按重量百分比计具体如下:

叔碳酸乙烯酯（VV10）：                     20-25%

丙烯酸丁酯：                                8-10%

甲基丙烯酸甲酯：                          10-15%

甲基丙烯酸缩水甘油酯：                     1-1.5%

双丙酮丙烯酰胺：                          0.5-1%

己二酸二酰肼：                            0.5-1%

磷酸酯功能单体：                            1.5-2% 

引发剂：                                    0.5-2%

乳化：                                       0.7-0.8% 

水：                                           42-55%。

所述乳化剂优选为烷基聚氧乙烯硫酸钠、烷基酚乙氧化物硫酸铵盐、烷基二苯醚二磺酸盐、直链醇乙氧化物硫酸钠盐中的任一种。

所述所述引发剂优选为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵的任一种。

一种高耐盐雾水性汽车底盘漆，其特征在于包含上述具有核壳结构的常温交联叔丙乳液，其中一个优选的配比按重量百分比计具体如下:

丙烯酸乳液：                           55

炭黑 ：                                  0.2-0.3

磷酸锌：                                    3.0

钼酸锌 ：                                    2.0

钛白粉：                                     18

氧化锌：                                     2.0

云母粉：                                       3.5

增稠剂 ：                                      适量

消泡剂：                                    0.1-0.2

润湿剂：                                      0.2

分散剂 ：                                       0.5

流平剂：                                         0.2

闪蚀抑制剂：                                   0.3

pH值调节剂：                                  0.2

去离子水：                                       15

醇酯12 ：                                         1-2。 

本发明是以叔碳酸乙烯酯（VV10）、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯为主单体、甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、己二酸二酰肼（ADH）为交联单体，磷酸酯 PAM -200 为功能单体合成出一种具有核壳结构的常温交联叔丙乳液。主要研究叔碳酸乙烯酯单体用量对乳液及涂膜性能的影响。当乳化剂用量为总量的 0.7-0.8% ，甲基丙烯酸缩水甘油酯占总量的1-1.5%，双丙酮丙烯酰胺占总量的0.5-1% , 磷酸酯功能单体用量为总量的1.5-2%，VV10含量20-25%时, 所述的交联叔丙乳液及其涂膜具有较好的综合性能。

以该乳液配制的水性防锈涂料具有优异的耐盐雾及防锈性能，漆膜的耐盐雾性能500 h 漆膜无起泡生锈现象。通过上述经过配比调整后所合成出高耐盐雾水性丙烯酸树脂乳液,及配制出高耐盐雾水性汽车底盘漆，其技术指标达到2006年12月1日起实施的《清洁生产标准汽车制 造业（涂装）》行业标准。 

具体实施方式

一种具有核壳结构的常温交联叔丙乳液，其特征在于：以叔碳酸乙烯酯（VV10）、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯为主单体，甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、己二酸二酰肼（ADH）为交联单体，磷酸酯 PAM -200 为功能单体合成，其配比按重量百分比计具体如下:

叔碳酸乙烯酯（VV10）：           20-25%

丙烯酸丁酯：                       8-10%

甲基丙烯酸甲酯 ：                  10-15%

甲基丙烯酸缩水甘油酯：          1-1.5%

双丙酮丙烯酰胺：                0.5-1%

己二酸二酰肼：                 0.5-1%

磷酸酯功能单体：                 1.5-2% 

引发剂：                            0.5-2%

乳化剂：                           0.7-0.8% 

水：                                   42-55%。

所述乳化剂优选为烷基聚氧乙烯硫酸钠、烷基酚乙氧化物硫酸铵盐、烷基二苯醚二磺酸盐、直链醇乙氧化物硫酸钠盐中的任一种。

所述所述引发剂优选为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵的任一种。

一种高耐盐雾水性汽车底盘漆，其特征在于包含具有核壳结构的常温交联叔丙乳液，所述的常温交联叔丙乳液及高耐盐雾水性汽车底盘漆的制备工艺如下：

（1）常温交联叔丙乳液的制备工艺：

1、采用半连续滴加聚合法，在乳化釜中加入部分乳化剂、去离子水搅拌分散均匀；

2、然后加入配方量的单体快速搅拌进行预乳化，备用。

3、反应釜中加入去离子水和剩余乳化剂搅拌并加热升温。

4、当反应釜温度升到75℃时，取一定量种子单体和引发剂加入到反应釜中进行引发，当反应釜中出现蓝光后，引发结束。

5、开始加热升温到84-88℃，然后开始滴加乳化液和引发剂，控制反应温度在84℃-90℃之间，滴加时间控制在3-4小时左右.再保温一个小时并进行残余单体后消除处理，最后降温调节乳液pH值过滤出料。

（2）高耐盐雾水性汽车底盘漆制备工艺：

其较佳的一个实施例的原料及配比如下：

原料名称	质量分数%
		丙烯酸乳液	55
炭黑	0.2-0.3
		磷酸锌	3.0
钼酸锌	2.0
		钛白粉	18
氧化锌	2.0
		云母粉	3.5
增稠剂	适量
		消泡剂	0.1-0.2
润湿剂	0.2
		分散剂	0.5
流平剂	0.2
		闪蚀抑制剂	0.3
pH值调节剂	0.2
		去离子水	15
醇酯12	1-2

制备工艺具体如下：

   ①将去离子水、润湿剂、分散剂、部分消泡剂及其他相关助剂加入到高速分散机，高速分散均匀；

   ②加入颜填料（主要是钛白粉、氧化锌、炭黑、防锈助剂及其他功能颜料）成膜助剂进行高速分散打浆，对有光漆应进行砂磨制成细浆；

   ③在低速搅拌下，把乳液慢慢加入到浆料中，搅拌均匀既得出成品；

   ④用增稠剂、流平剂、消泡剂等助剂调节涂料所需粘度；

   ⑤最后过滤、包装。

Claims (5)

1.一种具有核壳结构的常温交联叔丙乳液，其特征在于：以叔碳酸乙烯酯（VV10）、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯为主单体，甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、己二酸二酰肼（ADH）为交联单体，磷酸酯 PAM -200 为功能单体合成，其配比按重量百分比计具体如下:

叔碳酸乙烯酯（VV10）：         20-25%

丙烯酸丁酯：                    8-10%

甲基丙烯酸甲酯：                10-15%

甲基丙烯酸缩水甘油酯：         1-1.5%

丙酮丙烯酰胺：                0.5-1%

己二酸二酰肼：                0.5-1%

磷酸酯功能单体：                  1.5-2% 

引发剂：                          0.5-2%

乳化剂：                         0.7-0.8% 

水：                            42-55%。

2.根据权利要求1所述的具有核壳结构的常温交联叔丙乳液，其特征在于：所述乳化剂优选为烷基聚氧乙烯硫酸钠、烷基酚乙氧化物硫酸铵盐、烷基二苯醚二磺酸盐、直链醇乙氧化物硫酸钠盐中的任一种。

3.根据权利要求1所述的具有核壳结构的常温交联叔丙乳液，其特征在于：所述所述引发剂优选为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵的任一种。

4.一种高耐盐雾水性汽车底盘漆，其特征在于：包含权利要求1所述的具有核壳结构的常温交联叔丙乳液。

5.根据权利要求4所述的高耐盐雾水性汽车底盘漆，其特征在于：其中一个优选的配比按重量百分比计具体如下:

丙烯酸乳液：         55

炭黑：             0.2-0.3

磷酸锌：        3.0

钼酸锌：          2.0

钛白粉：          18

氧化锌：        2.0

云母粉：          3.5

增稠剂：          适量

消泡剂：           0.1-0.2

润湿剂：           0.2

分散剂：         0.5

流平剂：          0.2

闪蚀抑制剂：     0.3

pH值调节剂 ：      0.2

去离子水：          15

醇酯12：         1-2。