CN105153857A - 建筑墙体、家具、金属耐光性水性涂料和胶黏剂制备方法 - Google Patents
建筑墙体、家具、金属耐光性水性涂料和胶黏剂制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及建筑墙体、家具、金属耐光性水性涂料和胶黏剂制备方法，将水、乳化剂、甲基丙烯酸加入的反应体系，搅拌30min，加入A单体，乳化，升温到80℃滴加引发剂，滴加完反应1~2h，再加上耐光性材料和2-(3,4-二羟基苯基)乙胺，搅拌反应2h，得核层乳液；向所得核层乳液中同时滴加B单体和引发剂，滴加完80℃搅拌反应2h，再加入交联剂，75~85℃反应时间2~3h，降温到50℃，加入乳化剂，反应时间60min，加入再加耐光性材料和2,4-二氨基-6-羟基嘧啶，70℃反应1h，加氨水调pH值至7~8，得所述的建筑墙体、家具、金属耐光性水性涂料和胶黏剂，该制备方法既可使丙烯酸酯类树脂耐光性大幅提高，又可改善丙烯酸酯类树脂乳液成膜发黄的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种的耐光性水性涂料和胶黏剂制备方法，特别涉及建筑墙体、家具、金属耐光性水性涂料和胶黏剂制备方法。
背景技术
喷涂于内外墙体、家具、金属器具表面的涂料和油漆，每时每刻都在与人类直接或间接接触，有毒、有害涂料已也时刻威胁着人们的健康。由于使用的领域常接触太阳光，由于太阳光线中含有大量对有色物体有害的紫外光，其波长约290～460nm，这些有害的紫外光通过化学上的氧化还原作用，使涂料发生颜色的变化。
丙烯酸酯类树脂涂料最大的市场为轿车漆，此外在轻工、家用电器、金属家庭用具、铝制品、卷材工业、仪器仪表、修建、纺织品、塑料制品、木制品、造纸等工业均有广泛应用。丙烯酸酯类树脂涂料向水性化、多功能化和高机能的方向发展。
胶接（粘合、粘接、胶结、胶粘）是指同质或异质物体表面用胶粘剂连接在一起的技术，具有应力分布连续，重量轻，或密封，多数工艺温度低等特点。胶接特别适用于不同材质、不同厚度、超薄规格和复杂构件的连接。胶接近代发展最快，应用行业极广，并对高新科学技术进步和人民日常生活改善有重大影响。因此，研究、开发和生产各类胶粘剂十分重要。
但丙烯酸酯类树脂耐光性、抗磨耗性能差、乳液成膜稍微发黄，因此需要对其进行改性，保护生命财产的安全。
发明内容
本发明旨在建筑墙体、家具、金属耐光性水性涂料和胶黏剂制备方法，用耐光性材料聚合到丙烯酸酯类树脂的核层和壳层，用2-(3,4-二羟基苯基)乙胺和2,4-二氨基-6-羟基嘧啶协效耐光性材料，并提高胶黏剂的粘合性，选择耐光性材料进行交联，并选用2-(3,4-二羟基苯基)乙胺、2,4-二氨基-6-羟基嘧啶和和氨基葡萄糖硫盐0.2重量份对残余的过硫酸盐进行处理，改善丙烯酸酯类树脂乳液成膜稍微发黄的缺陷。
本发明采用以下技术方案：
建筑墙体、家具、金属耐光性水性涂料和胶黏剂制备方法，其特征在于：
（1）耐光性材料制备：向芪三酚20g中加入三氧化铝5g、硝酸铕1g、大黄酸0.2g、水7g混合，升温至40℃，搅拌30min，调节pH到4，搅拌反应1h，得到耐光性材料；
（2）向反应容器中加入以下重量配比的原料：水45~70重量份、乳化剂0.8~1.8重量份、甲基丙烯酸0.6~2.0重量份，升温至40℃，搅拌30min，加入A单体，乳化30~50min，升温到70℃开始通回流水，升温到80℃滴加引发剂0.3~0.6重量份，滴加时间1~2h，滴加完反应1~2h，再加上述步骤（1）耐光性材料2重量份和2-(3,4-二羟基苯基)乙胺0.2重量份，搅拌反应2h，得核层乳液；
所述A单体是由：丙烯酸乙酯6~8重量份、甲基丙烯酸甲酯3~6重量份、丙烯酸乙酯2.5~4重量份混合而成；
（3）向步骤（2）所得核层乳液中同时滴加B单体和0.3~0.7重量份的引发剂，滴加时间1~3h，滴加完80℃搅拌反应2h，再加入交联剂0.5~1.2重量份，75~85℃反应时间2~3h，降温到50℃，加入乳化剂0.5重量份，反应时间60min，加入再加上述步骤（1）耐光性材料3重量份、2,4-二氨基-6-羟基嘧啶0.3重量份和和氨基葡萄糖硫盐0.2重量份，70℃反应1h，加氨水调pH值至7~8，得所述的耐光性水性涂料和胶黏剂；
所述B单体是由：丙烯酸丁酯3~5重量份、甲基丙烯酸甲酯4.0~9重量份、丙烯酸羟乙酯4.0~6.5重量份混合组成。
乳化剂为十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚按重量比4:1混合的混合物；引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中的任意一种；交联剂为山奈酚-7-O-葡萄糖苷、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、山奈酚、双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、乙二胺四乙酸二钾、4-羧基苯硼酸中的任意一种。
本发明的有益效果在于：
（1）所制备的耐光性水性涂料和胶黏剂，具有较强的耐光性和粘合性，所得乳液的成膜透明，改善了传统过硫酸盐做引发剂制备的丙烯酸酯类树脂乳液成膜发黄的缺陷；
（2）选择自制耐光材料、2-(3,4-二羟基苯基)乙胺、2,4-二氨基-6-羟基嘧啶和交联剂提高丙烯酸酯类树脂的耐光性；
（3）在核层和壳层共同作用下提高丙烯酸酯类树脂的耐光性；
（4）2-(3,4-二羟基苯基)乙胺、2,4-二氨基-6-羟基嘧啶和氨基葡萄糖硫盐0.2重量份对残余的过硫酸盐进行处理，改善丙烯酸酯类树脂乳液成膜稍微发黄的缺陷。
（5）本发明所有的材料化学纯、工业级均可适用，所用药品市场均可购买，也能达到适当效果；
（6）氨基葡萄糖硫盐别名氨基葡萄糖硫酸盐，购买于青岛绿萃生物科技有限公司。
具体实施方式
为了更好地理解和实施本发明，下面结合具体实施例进一步说明本发明。
实例1
（1）耐光性材料制备：向250ml三口瓶中加入芪三酚20g、三氧化铝5g、硝酸铕1g、大黄酸0.2g、水7g混合，升温至40℃，搅拌30min，调节pH到4，搅拌反应1h，得到耐光性材料；
（2）向带有搅拌器、温度计和冷凝管的500ml三口烧瓶中加入水45g、十二烷基苯磺酸钠0.64g与脂肪醇聚氧乙烯醚0.16g、甲基丙烯酸0.6g，升温至40℃，搅拌30min，加入A单体，乳化30min，升温到70℃开始通回流水，升温到80℃滴加用5g水溶解的过硫酸钾溶液5.3g，滴加时间1h，滴加完反应1h，再加上述步骤（1）耐光性材料2g、2-(3,4-二羟基苯基)乙胺0.2g，80℃搅拌反应2h，得核层乳液；
所述A单体是由：丙烯酸乙酯6g、甲基丙烯酸甲酯3g、丙烯酸乙酯2.5g混合而成；
（3）向步骤（2）所得核层乳液中同时滴加B单体和用5g水溶解的过硫酸钾溶液5.3g，滴加时间1h，滴加完80℃搅拌反应2h，再加入4-羧基苯硼酸0.5g，75℃反应时间2h，降温到50℃，加入十二烷基苯磺酸钠0.4g与脂肪醇聚氧乙烯醚0.1g，反应时间60min，加入再加上述步骤（1）耐光性材料3g、2,4-二氨基-6-羟基嘧啶0.3g和氨基葡萄糖硫盐0.2g，70℃反应1h，加氨水调pH值至7~8，得所述的耐光性水性涂料和胶黏剂；
所述B单体是由：丙烯酸丁酯3g、甲基丙烯酸甲酯4.0g、丙烯酸羟乙酯4.0g混合组成。
实例2
（1）耐光性材料制备：向250ml三口瓶中加入芪三酚20g、三氧化铝5g、硝酸铕1g、大黄酸0.2g、水7g混合，升温至40℃，搅拌30min，调节pH到4，搅拌反应1h，得到耐光性材料；
（2）向带有搅拌器、温度计和冷凝管的500ml三口烧瓶中加入水70g、十二烷基苯磺酸钠1.44与脂肪醇聚氧乙烯醚0.36g、甲基丙烯酸2.0g，升温至40℃，搅拌30min，加入A单体，乳化50min，升温到70℃开始通回流水，升温到80℃滴加用6g水溶解的过硫酸铵溶液6.6g，滴加时间2h，滴加完反应2h，再加上述步骤（1）耐光性材料2g和2-(3,4-二羟基苯基)乙胺0.2g，搅拌反应2h，得核层乳液；
所述A单体是由：丙烯酸乙酯8g、甲基丙烯酸甲酯6g、丙烯酸乙酯4g混合而成；
（3）向步骤（2）所得核层乳液中同时滴加B单体和用7g水溶解的过硫酸铵溶液7.7g，滴加时间3h，滴加完80℃搅拌反应2h，再加入乙二胺四乙酸二钾1.2g，85℃反应时间3h，降温到50℃，加入十二烷基苯磺酸钠0.4g与脂肪醇聚氧乙烯醚0.1g，反应时间60min，加入再加上述步骤（1）耐光性材料3g、2,4-二氨基-6-羟基嘧啶0.3g和氨基葡萄糖硫盐0.2g，70℃反应1h，加氨水调pH值至7~8，得所述的耐光性水性涂料和胶黏剂；
所述B单体是由：丙烯酸丁酯5g、甲基丙烯酸甲酯9g、丙烯酸羟乙酯6.5g混合组成。
实例3
（1）耐光性材料制备：向250ml三口瓶中加入芪三酚20g、三氧化铝5g、硝酸铕1g、大黄酸0.2g、水7g混合，升温至40℃，搅拌30min，调节pH到4，搅拌反应1h，得到耐光性材料；
（2）向带有搅拌器、温度计和冷凝管的500ml三口烧瓶中加入水68g、十二烷基苯磺酸钠1.04g与脂肪醇聚氧乙烯醚0.26g、甲基丙烯酸1.3g，升温至40℃，搅拌30min，加入A单体，乳化40min，升温到70℃开始通回流水，升温到80℃滴加用5g水溶解的过硫酸钾溶液5.45g，滴加时间1.5h，滴加完反应1.5h，再加上述步骤（1）耐光性材料2g和2-(3,4-二羟基苯基)乙胺0.2g，80℃搅拌反应2h，得核层乳液；
所述A单体是由：丙烯酸乙酯7g、甲基丙烯酸甲酯4.5g、丙烯酸乙酯3.2g混合而成；
（3）向步骤（2）所得核层乳液中同时滴加B单体和用5g水溶解的0.5g的过硫酸钾溶液5.5g，滴加时间2h，滴加完80℃搅拌反应2h，再加入双(4-羧基苯基)苯基氧化膦0.8g，80℃反应时间2.5h，降温到50℃，加入十二烷基苯磺酸钠0.4g与脂肪醇聚氧乙烯醚0.1g，反应时间60min，加入再加上述步骤（1）耐光性材料3g、2,4-二氨基-6-羟基嘧啶0.3g和氨基葡萄糖硫盐0.2g，70℃反应1h，加氨水调pH值至7~8，得所述的耐光性水性涂料和胶黏剂；
所述B单体是由：丙烯酸丁酯4g、甲基丙烯酸甲酯6.5g、丙烯酸羟乙酯5.2g混合组成。
实例4
（1）耐光性材料制备：向250ml三口瓶中加入芪三酚20g、三氧化铝5g、硝酸铕1g、大黄酸0.2g、水7g混合，升温至40℃，搅拌30min，调节pH到4，搅拌反应1h，得到耐光性材料；
（2）向带有搅拌器、温度计和冷凝管的500ml三口烧瓶中加入水45g、十二烷基苯磺酸钠0.64g与脂肪醇聚氧乙烯醚0.16g、甲基丙烯酸0.6g，升温至40℃，搅拌30min，加入A单体，乳化30min，升温到70℃开始通回流水，升温到80℃滴加用5g水溶解的过硫酸钾溶液5.3g，滴加时间1h，滴加完反应1h，再加上述步骤（1）耐光性材料2g和2-(3,4-二羟基苯基)乙胺0.2g，80℃搅拌反应2h，得核层乳液；
所述A单体是由：丙烯酸乙酯6g、甲基丙烯酸甲酯3g、丙烯酸乙酯2.5g混合而成；
（3）向步骤（2）所得核层乳液中同时滴加B单体和用5g水溶解的过硫酸钾溶液5.3g，滴加时间1h，滴加完80℃搅拌反应2h，再加入山奈酚0.5g，75℃反应时间2h，降温到50℃，加入十二烷基苯磺酸钠0.4g与脂肪醇聚氧乙烯醚0.1g，反应时间60min，加入再加上述步骤（1）耐光性材料3g、2,4-二氨基-6-羟基嘧啶0.3g和氨基葡萄糖硫盐0.2g，70℃反应1h，加氨水调pH值至7~8，得所述的耐光性水性涂料和胶黏剂；
所述B单体是由：丙烯酸丁酯3g、甲基丙烯酸甲酯4.0g、丙烯酸羟乙酯4.0g混合组成。
实例5
（1）耐光性材料制备：向250ml三口瓶中加入芪三酚20g、三氧化铝5g、硝酸铕1g、大黄酸0.2g、水7g混合，升温至40℃，搅拌30min，调节pH到4，搅拌反应1h，得到耐光性材料；
（2）向带有搅拌器、温度计和冷凝管的500ml三口烧瓶中加入水70g、十二烷基苯磺酸钠1.44与脂肪醇聚氧乙烯醚0.36g、甲基丙烯酸2.0g，升温至40℃，搅拌30min，加入A单体，乳化50min，升温到70℃开始通回流水，升温到80℃滴加用6g水溶解的过硫酸铵溶液6.6g，滴加时间2h，滴加完反应2h，再加上述步骤（1）耐光性材料2g和2-(3,4-二羟基苯基)乙胺0.2g，80℃搅拌反应2h，得核层乳液；
所述A单体是由：丙烯酸乙酯8g、甲基丙烯酸甲酯6g、丙烯酸乙酯4g混合而成；
（3）向步骤（2）所得核层乳液中同时滴加B单体和用7g水溶解的过硫酸铵溶液7.7g，滴加时间3h，滴加完80℃搅拌反应2h，再加入矢车菊素-3-O-葡萄糖苷1.2g，85℃反应时间3h，降温到50℃，加入十二烷基苯磺酸钠0.4g与脂肪醇聚氧乙烯醚0.1g，反应时间60min，加入再加上述步骤（1）耐光性材料3g、2,4-二氨基-6-羟基嘧啶0.3g和氨基葡萄糖硫盐0.2g，70℃反应1h，加氨水调pH值至7~8，得所述的耐光性水性涂料和胶黏剂；
所述B单体是由：丙烯酸丁酯5g、甲基丙烯酸甲酯9g、丙烯酸羟乙酯6.5g混合组成。
下面通过相关实验数据进一步说明本发明的有益效果：
为了定量描述建筑墙体、家具、金属耐光性水性涂料和胶黏剂的膜耐光性能，采用分光光度仪进行检测，以得到反色差值△E，来描述涂料的耐光性。△E代表了颜色变化程度，△E越大，颜色改变越明显。一般来说，△E值为0～1.5属轻微变化，△E值为1.5～3.0属可感变化，△E值为3.0～6.0属明显变化（参见王芳，党高潮，王丽琴，几种有机文物保护聚合物涂料的光降解[J].西北大学学报，2005，35(5)：56~58）。
表1不同紫外光照射时间下耐光性水性涂料和胶黏剂膜的色差值△E变化
| 时间/min | 市场涂料ART | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 | 实例5 |
| 90 | 1.2 | 0.2 | 0.7 | 0.2 | 0.2 | 0.1 |
| 150 | 1.6 | 0.5 | 0.7 | 0.3 | 0.4 | 0.2 |
| 270 | 1.6 | 0.9 | 0.8 | 0.5 | 0.4 | 0.4 |
| 330 | 1.8 | 0.9 | 1.0 | 0.5 | 0.4 | 0.5 |
| 390 | 2.0 | 1.1 | 1.2 | 0.6 | 0.6 | 0.8 |
| 450 | 2.1 | 1.1 | 1.3 | 0.7 | 0.6 | 0.8 |
| 510 | 2.2 | 1.1 | 1.4 | 0.9 | 0.7 | 0.8 |
| 540 | 2.3 | 1.1 | 1.4 | 0.9 | 0.8 | 0.8 |
| 600 | 2.6 | 1.3 | 1.4 | 1.0 | 0.8 | 0.8 |
从表1可以发现，实例一到实例五所制备的耐光性水性涂料和胶黏剂膜耐光性均在轻微变化范围内，显示很好的耐光性，而市场上的耐光性水性涂料在450min以上，属于可感变化。
表2耐光性水性涂料和胶黏剂所成膜断裂伸长率和外观
| 实验组 | 市场涂料ART | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 | 实例5 |
| 断裂伸长率/% | 90.07 | 140.17 | 125.63 | 126.69 | 177.38 | 169.25 |
| 膜外观 | 浅黄色 | 无色透明 | 无色透明 | 无色透明 | 无色透明 | 无色透明 |
表2中指标的检测方法参考：蒋维祺.皮革成品理化检验[M].中国轻工业出版社，1999，82-96。使用了本发明耐光性涂料膜，断裂伸长率得到明显改善。
表3耐光性水性涂料和胶黏剂的耐磨耗性
| 实验组 | 市场涂料ART | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 | 实例5 |
| 磨耗损失/mg | 34 | 26 | 29 | 21 | 18 | 15 |
注:使用120#沙轮
表3的数据是在GB1768-89漆膜耐磨耗性测定方法下进行，耐磨最少者为最好,实例的磨耗性都较好。
Claims (4)
1.建筑墙体、家具、金属耐光性水性涂料和胶黏剂制备方法，其特征在于：
（1）耐光性材料制备：向芪三酚20g中加入三氧化铝5g、硝酸铕1g、大黄酸0.2g、水7g混合，升温至40℃，搅拌30min，调节pH到4，搅拌反应1h，得到耐光性材料；
（2）向反应容器中加入以下重量配比的原料：水45~70重量份、乳化剂0.8~1.8重量份、甲基丙烯酸0.6~2.0重量份，升温至40℃，搅拌30min，加入A单体，乳化30~50min，升温到70℃开始通回流水，升温到80℃滴加引发剂0.3~0.6重量份，滴加时间1~2h，滴加完反应1~2h，再加上述步骤（1）耐光性材料2重量份和2-(3,4-二羟基苯基)乙胺0.2重量份，搅拌反应2h，得核层乳液；
所述A单体是由：丙烯酸乙酯6~8重量份、甲基丙烯酸甲酯3~6重量份、丙烯酸乙酯2.5~4重量份混合而成；
（3）向步骤（2）所得核层乳液中同时滴加B单体和0.3~0.7重量份的引发剂，滴加时间1~3h，滴加完80℃搅拌反应2h，再加入交联剂0.5~1.2重量份，75~85℃反应时间2~3h，降温到50℃，加入乳化剂0.5重量份，反应时间60min，加入再加上述步骤（1）耐光性材料3重量份、2,4-二氨基-6-羟基嘧啶0.3重量份和氨基葡萄糖硫盐0.2重量份，70℃反应1h，加氨水调pH值至7~8，得所述的耐光性水性涂料和胶黏剂；
所述B单体是由：丙烯酸丁酯3~5重量份、甲基丙烯酸甲酯4.0~9重量份、丙烯酸羟乙酯4.0~6.5重量份混合组成。
2.如权利要求1所述的建筑墙体、家具、金属耐光性水性涂料和胶黏剂制备方法，其特征在于，乳化剂为十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚按重量比4:1混合的混合物。
3.如权利要求1所述的建筑墙体、家具、金属耐光性水性涂料和胶黏剂制备方法，其特征在于，引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中的任意一种。
4.如权利要求1所述的墙体、家具、金属耐光性水性涂料和胶黏剂制备方法，其特征在于，交联剂为山奈酚-7-O-葡萄糖苷、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、山奈酚、双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、乙二胺四乙酸二钾、4-羧基苯硼酸中的任意一种。
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Application publication date: 20151216 Assignee: Chenyang Environmental Protection New Material Co.,Ltd. Assignor: HEBEI CHENYANG INDUSTRY&TRADE Group Ltd. Contract record no.: X2023980033290 Denomination of invention: Preparation method of light-resistant water-based coatings and adhesives for building walls, furniture and metals Granted publication date: 20180504 License type: Common License Record date: 20230303 |
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