CN105111871A - 一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，所述涂料采用有机氟改性丙烯酸树脂，使得所述涂料具有优异的阻燃和耐磨性能，而且固化速度快，还具有较好的力学性能、耐老化性能及耐化学腐蚀性能，附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长，改变加工工艺，在吊顶金属板板坯上集中完成辊涂处理，简化加工手续，无需单独设置喷涂车间。

Description

一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料

技术领域

本发明涉及一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料。

背景技术

丙烯酸树脂是由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯以及其他烯属单体共聚制成的树脂，与其他合成高分子树脂相比，丙烯酸树脂具有许多突出的优点，如优异的耐光、耐候性，户外暴晒耐久性强，耐紫外光照射不易分解和变黄，能长期保持原有的光泽和色泽，耐热性好，有较好的耐酸、碱、盐、油脂和洗涤剂等化学品沾污及腐蚀性能，极好的柔韧性和最低颜料反应性。因此，在汽车、家电、金属家具、卷材工业、仪器仪表、建筑、纺织品、木制品、造纸和塑料制品等工业上有着广泛的应用。

然而，丙烯酸树脂的线形结构导致的热黏冷脆、抗回黏性和耐热性不佳等缺点对其应用范围有一定限制。丙烯酸树脂的均相结构使得它的耐寒性能和耐热性能难以兼顾，如要增加耐低温性能，则会损失耐高温性能，反之亦然，因而普通的丙烯酸类涂饰材料就不可避免地存在上述缺点。

通过与其他单体、树脂共聚和改性，可以变化涂料的各方面性能，制成多种不同性能及应用领域的涂料。

氟是元素周期表中电负性最大的元素，具有最强的电负性、最低的极化率，原子半径仅次于氢。氟原子取代C-H键上的H，形成的C-F键极短，键能高达460kJ/mol。含氟丙烯酸酯聚合物中的全氟基团位于聚合物的侧链上，在成膜的过程中，含氟丙烯酸酯聚合物中全氟烷基会富积到聚合物与空气的界面，并向空气中伸展，由于全氟侧链趋向朝外，对主链以及内部分子形成“屏蔽保护”。氟化丙烯酸酯共聚物具有低表面能、低摩擦性、自清洁性以及良好的耐候性，因此在涂料中应用前景广阔。

目前，国内存在如下有机氟改性丙烯酸树脂涂料：

中国专利201310430345.6，公开了一种水性氟改性含磷丙烯酸酯乳液的制备方法，首先制备预乳液，然后制备种子乳液，再进行乳液聚合，即得到乳白略带蓝光的水性氟改性含磷丙烯酸酯乳液。本发明采用磷酸酯乳化剂作为阴离子乳化剂，同时加入磷酸酯作为功能单体，引入磷酸基团，使乳液具有细粒，抗闪蚀的特点，涂膜具有高附着力和一定的耐盐水性。含氟改性单体在降低表面自由能、改善表面的疏水疏油性能方面具有很好的作用，含氟改性单体的加入使乳液涂膜的耐水性增强，耐玷污性提高。同时本发明采用的含氟改性单体为含氟丙烯酸单体避免了长氟碳链化合物的环保和生物危害问题，所制备的乳液更加环保。所采用的非离子乳化剂不含APEO，更加环保。其改性过程采用核壳聚合乳液方法，过程复杂，需要向制备预乳液，再制备种子乳液，然后将两种乳液聚合方可实现，成本高，能耗高，不适合工业化大生产。

此外，现有丙烯酸树脂涂料的涂装方式大多采用喷涂涂装，例如中国专利CN201310607469.7，公开了一种粉末涂料用热固性丙烯酸树脂，该树脂酯配以其他物料制成的热固性粉末涂料，喷涂后所形成的涂膜，具有优异的耐候性、良好的流平性能、优异的表面硬度和高光泽性、耐久性和装饰性能；可用于室内或室外金属型材或建筑材料。能够在一定程度上替代TGIC，避免了毒性物的使用。

然而，喷涂是通过喷枪或碟式雾化器，借助于压力或离心力，分散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法。喷涂中的主要问题是高度分散的漆雾和挥发出来的溶剂(即挥发性有机污染物，VOCs)，既污染环境，不利于人体健康，又浪费涂料，造成经济损失。挥发、扩散到空气中的涂料，则形成挥发性有机污染物，危害人体健康。在喷涂车间，涂料作为挥发性有机污染物的主要来源，喷涂车间内空气中挥发性有机化合物浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状；重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。长期待在挥发性有机化合物污染的喷涂车间内，可引起慢性中毒，损害肝脏和神经系统、引起全身无力、瞌睡、皮肤瘙痒等。有的还可能引起内分泌失调、影响性功能；苯和二甲苯还能损害系统，以至引发白血病。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，所述涂料采用有机氟改性丙烯酸树脂，使得所述涂料具有优异的阻燃和耐磨性能，而且固化速度快，还具有较好的力学性能、耐老化性能及耐化学腐蚀性能，附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长，改变加工工艺，在吊顶金属板板坯上集中完成辊涂处理，简化加工手续，无需单独设置喷涂车间。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，所述涂料中各成分质量分数如下：有机氟改性丙烯酸树脂：70～80份，羟乙基纤维素：3～5份，氨基树脂：5～10份，三甲基己烷二胺：10～15份，二氨基二苯基甲烷：3～8份，聚乙烯蜡：5～15份，十二烷基三甲基溴化铵：1～5份，高岭土：15～20份，聚二甲基硅氧烷：2～6份，聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚：2～5份，磷酸锌：5～8份，钠基膨润土：4～8份，聚酰胺蜡浆：5～10份，叔碳酸缩水甘油酯：30～40份，水：90～100份。

进一步，所述涂料中各成分质量分数如下：有机氟改性丙烯酸树脂：70～75份，羟乙基纤维素：3～5份，氨基树脂：5～7份，三甲基己烷二胺：10～13份，二氨基二苯基甲烷：3～5份，聚乙烯蜡：5～10份，十二烷基三甲基溴化铵：1～4份，高岭土：15～17份，聚二甲基硅氧烷：2～5份，聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚：2～4份，磷酸锌：5～6份，钠基膨润土：4～6份，聚酰胺蜡浆：5～7份，叔碳酸缩水甘油酯：30～35份，水：90～95份。

优选地，所述涂料中各成分质量分数如下：有机氟改性丙烯酸树脂：70份，羟乙基纤维素：4份，氨基树脂：6份，三甲基己烷二胺：13份，二氨基二苯基甲烷：4份，聚乙烯蜡：7份，十二烷基三甲基溴化铵：3份，高岭土：16份，聚二甲基硅氧烷：5份，聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚：3份，磷酸锌：6份，钠基膨润土：5份，聚酰胺蜡浆：6份，叔碳酸缩水甘油酯：33份，水：90份。

另，所述有机氟改性丙烯酸树脂中各成分质量分数如下：丙烯酸20～30份，甲基丙烯酸乙酯20～25份，甲基丙烯酸六氟丁酯10～15份，丙烯酸-2-乙基己酯10～15份，丙烯酸六氟丁酯20～30份，十二硫醇1～5份，甲戊酮2～7份，全氟辛酸5～10份，氟碳表面活性剂1～5份，偶氮二异丁腈5～10份，水90～100份。

另有，所述有机氟改性丙烯酸树脂中各成分质量分数如下：丙烯酸20～25份，甲基丙烯酸乙酯20～22份，甲基丙烯酸六氟丁酯10～13份，丙烯酸-2-乙基己酯10～14份，丙烯酸六氟丁酯20～25份，十二硫醇1～5份，甲戊酮2～5份，全氟辛酸5～8份，氟碳表面活性剂1～5份，偶氮二异丁腈5～8份，水90～95份。

优选地，所述有机氟改性丙烯酸树脂中各成分质量分数如下：丙烯酸23份，甲基丙烯酸乙酯21份，甲基丙烯酸六氟丁酯12份，丙烯酸-2-乙基己酯13份，丙烯酸六氟丁酯25份，十二硫醇1份，甲戊酮3份，全氟辛酸8份，氟碳表面活性剂3份，偶氮二异丁腈7份，水90份。

且，所述有机氟改性丙烯酸树脂的制备，包括如下步骤：在装有回流冷凝器、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，加入所述双酚A环氧树脂，活性溶剂和水，搅拌并加热至70～80℃，滴加丙烯酸，全氟辛酸，氟碳表面活性剂，1～2h内滴加完毕，反应1.5～2h，然后将甲基丙烯酸乙酯，基丙烯酸六氟丁酯，丙烯酸-2-乙基己酯，丙烯酸六氟丁酯，十二硫醇及偶氮二异丁腈在搅拌器内混合均匀，溶解后得混合液，将所述混合液滴加至四口烧瓶内，反应2～4h，降温至50℃以下，反应完毕，得所述环氧改性丙烯酸树脂。

另，所述氟碳表面活性剂选自FSO-100、FSN-100、FSG中的一种。

再，所述涂料通过辊涂方式涂覆到吊顶金属板板坯表面，辊涂温度230～240℃，辊涂次数为1～2次。

本发明的有益效果在于：

所述涂料采用有机氟改性丙烯酸树脂，具有优异的阻燃和耐磨性能，而且固化速度快，还具有较好的力学性能、耐老化性能及耐化学腐蚀性能，附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长，改变加工工艺，在吊顶金属板板坯上集中完成辊涂处理，简化加工手续，无需单独设置喷涂车间。

在吊顶金属板板坯阶段即可通过辊涂将本发明所提供的涂料涂装在吊顶金属板板坯表面，形成涂层，可直接进行后续加工，得成型吊顶金属板，即使结构复杂的吊顶金属板结构，也在板坯阶段完成了涂料涂装，无需后续涂装，代替了现有工艺中“先加工成所需形状，然后再喷涂得到成型产品”的工艺，涂料与吊顶金属板板坯附着力强，不会因加工工艺而产生裂纹或脱落。由于是辊涂成型快干的辊涂工艺代替喷涂工艺，涂装时涂料的利用度能达到90％以上，减少了空气中的挥发和浪费，有效降低因喷涂导致涂料挥发形成的VOCs，辊涂车间内VOCs排放量≤420ppm，涂料环保效果好。对辊涂涂装完成的吊顶金属板制品进行加工，吊顶金属板T弯性能可达0T(辊涂后的成品厚板180°弯折后，完全无缝隙并拢，涂料不爆裂脱落)或者1T(厚板两次180°折弯后，最外层的涂料面不脱落，不爆裂)，保证吊顶金属板质量。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明，但实施例并不限制本发明的保护范围。

表1为本发明实施例所述一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料成分质量分数列表。表2为本发明实施例所述有机氟改性丙烯酸树脂成分质量分数列表。表3为本发明实施例所述一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料性能参数列表。表4为本发明实施例所述一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料辊涂在吊顶金属板板坯表面后的涂层性能参数列表。

所述吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料配制方法如下：

将各组分加入高速分散机内，搅拌均匀后，高速分散30～60min，搅拌、出料、过滤、包装、入库。

所述有机氟改性丙烯酸树脂的制备，包括如下步骤：在装有回流冷凝器、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，加入所述双酚A环氧树脂，活性溶剂和水，搅拌并加热至70～80℃，滴加丙烯酸，全氟辛酸，氟碳表面活性剂，1～2h内滴加完毕，反应1.5～2h，然后将甲基丙烯酸乙酯，基丙烯酸六氟丁酯，丙烯酸-2-乙基己酯，丙烯酸六氟丁酯，十二硫醇及偶氮二异丁腈在搅拌器内混合均匀，溶解后得混合液，将所述混合液滴加至四口烧瓶内，反应2～4h，降温至50℃以下，反应完毕，得所述环氧改性丙烯酸树脂。

其中，所述氟碳表面活性剂选自FSO-100、FSN-100、FSG中的一种。

表1(单位：份)

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						有机氟改性丙烯酸树脂	70	75	80	78	73
羟乙基纤维素	4	3	5	4	3
						氨基树脂	6	5	10	7	8
三甲基己烷二胺	13	10	12	15	14
						二氨基二苯基甲烷	4	6	8	3	5
聚乙烯蜡	7	5	9	10	12
						十二烷基三甲基溴化铵	3	1	2	5	4

高岭土	16	18	15	20	17
						聚二甲基硅氧烷	5	3	4	6	2
聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚	3	2	5	2	4
						磷酸锌	6	5	8	5	7
钠基膨润	5	8	7	4	6
						聚酰胺蜡浆	6	9	5	10	7
叔碳酸缩水甘油酯	33	35	40	30	38
						水	90	93	95	100	98

表2(单位：份)

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						丙烯酸	23	25	28	30	20
甲基丙烯酸乙酯	21	23	20	25	24
						甲基丙烯酸六氟丁酯	12	11	10	15	14
丙烯酸-2-乙基己酯	13	12	10	15	14
						丙烯酸六氟丁酯	25	20	28	30	23
十二硫醇	1	4	5	3	2
						甲戊酮	3	5	7	2	6
全氟辛酸	8	5	8	10	6
						氟碳表面活性剂	3	5	1	2	4
偶氮二异丁腈	7	10	8	9	5
						水	90	98	95	100	92

表3

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						拉伸强度(MPa)	40	35	36	37	38
断裂伸长率(％)	9.5	8.5	8.8	9.3	9.2
						邵氏硬度	70	65	60	68	62

将本发明实施例所述一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料通过辊涂方式涂覆在吊顶金属板板坯表面，在200℃下固化后，冷却至室温，放置48小时，测定板坯表面涂层性能如表4所示。其中，耐冲击性能测试方法参照国家标准GB/T1732-93规定的测定漆膜耐冲击性能的方法，以固定质量(1kg)的重锤落于试板上而不引起漆膜破坏的最大高度(cm)表示漆膜耐冲击性能。

表4

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						耐冲击性能(cm)	120	110	118	116	114
耐盐雾时长(h)	3150	3100	2900	2950	3130
						人工加速老化时长(h)	3200	3250	3280	3100	3190
耐热性能	780	740	750	700	760

采用本发明所提供的一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料涂装吊顶金属板板坯后制得的产品包装金属盒，T弯性能可达0T或者1T。涂料利用率高，每30公斤涂料可涂装1吨板坯。在230℃高温下不开裂、不变色，抗老化能力强，放置在户外连续日照10～15年不泛黄、不变色。耐酸耐腐蚀能力强，将辊涂好的产品放入85℃水内煮2H生再逐渐加热到100℃，产品无变色、掉漆、起泡。在常温下用5％的Nad溶液浸泡24H后，产品表面无锈蚀、变色及镀层脱落。把纯棉布蘸满95％酒精包在500g砝码上，以每分钟40-60次的速度(20mm)左右的行程在产品表面擦试50个循环，无掉色脱油。依照美国ASTM中的划X法检测涂覆有本发明所提供涂料的成型吊顶金属板制品，可达到ISO等级的0＝ASTM等级，切口边缘完全光滑，边缘没有一点的剥落。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (9)

1.一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，所述涂料中各成分质量分数如下：

有机氟改性丙烯酸树脂：70~80份，羟乙基纤维素：3~5份，氨基树脂：5~10份，三甲基己烷二胺：10~15份，二氨基二苯基甲烷：3~8份，聚乙烯蜡：5~15份，十二烷基三甲基溴化铵：1~5份，高岭土：15~20份，聚二甲基硅氧烷：2~6份，聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚：2~5份，磷酸锌：5~8份，钠基膨润土：4~8份，聚酰胺蜡浆：5~10份，叔碳酸缩水甘油酯：30~40份，水：90~100份。

2.根据权利要求1所述的一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，所述涂料中各成分质量分数如下：有机氟改性丙烯酸树脂：70~75份，羟乙基纤维素：3~5份，氨基树脂：5~7份，三甲基己烷二胺：10~13份，二氨基二苯基甲烷：3~5份，聚乙烯蜡：5~10份，十二烷基三甲基溴化铵：1~4份，高岭土：15~17份，聚二甲基硅氧烷：2~5份，聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚：2~4份，磷酸锌：5~6份，钠基膨润土：4~6份，聚酰胺蜡浆：5~7份，叔碳酸缩水甘油酯：30~35份，水：90~95份。

3.根据权利要求1所述的一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，所述涂料中各成分质量分数如下：有机氟改性丙烯酸树脂：70份，羟乙基纤维素：4份，氨基树脂：6份，三甲基己烷二胺：13份，二氨基二苯基甲烷：4份，聚乙烯蜡：7份，十二烷基三甲基溴化铵：3份，高岭土：16份，聚二甲基硅氧烷：5份，聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚：3份，磷酸锌：6份，钠基膨润土：5份，聚酰胺蜡浆：6份，叔碳酸缩水甘油酯：33份，水：90份。

4.根据权利要求1所述的一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，所述有机氟改性丙烯酸树脂中各成分质量分数如下：丙烯酸20~30份，甲基丙烯酸乙酯20~25份，甲基丙烯酸六氟丁酯10~15份，丙烯酸-2-乙基己酯10~15份，丙烯酸六氟丁酯20~30份，十二硫醇1~5份，甲戊酮2~7份，全氟辛酸5~10份，氟碳表面活性剂1~5份，偶氮二异丁腈5~10份，水90~100份。

5.根据权利要求1所述的一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，所述有机氟改性丙烯酸树脂中各成分质量分数如下：丙烯酸20~25份，甲基丙烯酸乙酯20~22份，甲基丙烯酸六氟丁酯10~13份，丙烯酸-2-乙基己酯10~14份，丙烯酸六氟丁酯20~25份，十二硫醇1~5份，甲戊酮2~5份，全氟辛酸5~8份，氟碳表面活性剂1~5份，偶氮二异丁腈5~8份，水90~95份。

6.根据权利要求1所述的一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，所述有机氟改性丙烯酸树脂中各成分质量分数如下：丙烯酸23份，甲基丙烯酸乙酯21份，甲基丙烯酸六氟丁酯12份，丙烯酸-2-乙基己酯13份，丙烯酸六氟丁酯25份，十二硫醇1份，甲戊酮3份，全氟辛酸8份，氟碳表面活性剂3份，偶氮二异丁腈7份，水90份。

7.根据权利要求1所述的一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，所述有机氟改性丙烯酸树脂的制备，包括如下步骤：

在装有回流冷凝器、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，加入所述双酚A环氧树脂，活性溶剂和水，搅拌并加热至70~80℃，滴加丙烯酸，全氟辛酸，氟碳表面活性剂，1~2h内滴加完毕，反应1.5~2h，然后将甲基丙烯酸乙酯，基丙烯酸六氟丁酯，丙烯酸-2-乙基己酯，丙烯酸六氟丁酯，十二硫醇及偶氮二异丁腈在搅拌器内混合均匀，溶解后得混合液，将所述混合液滴加至四口烧瓶内，反应2~4h，降温至50℃以下，反应完毕，得所述环氧改性丙烯酸树脂。

8.根据权利要求1所述的一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，所述氟碳表面活性剂选自FSO-100、FSN-100、FSG中的一种。

9.根据权利要求1~8中任一项所述的一种吊顶金属板用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，所述涂料通过辊涂方式涂覆到吊顶金属板板坯表面，辊涂温度230~240℃，辊涂次数为1~2次。