CN105820699A - 一种耐高低温涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高低温涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸树脂乳液50‑70份，水性聚氨酯乳液20‑30份，水10‑15份，丙二醇丁醚2‑3份，蒙脱土15‑20份，高岭土10‑15份，十二烷基磺酸钠1‑2份，十二烷基二甲基磷酸酯甜菜碱2‑3份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.03‑0.05份，聚二甲基硅氧烷0.04‑0.06份，润湿剂Tego270 0.3‑0.4份，流平剂0.2‑0.3份，聚丙烯酰胺0.3‑0.4份，聚乙烯醇0.1‑0.2份，苯并异噻唑啉酮0.03‑0.05份。本发明耐高低温性能好，耐水性好，机械性能高，耐腐性好。

Description

一种耐高低温涂料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种耐高低温涂料。
背景技术
传统涂料使用有机物作为溶剂，在加工和生产过程中会释放出挥发性有机物，进而对环境带来污染。水性涂料以水作溶剂，具有绿色环境友好、节能安全、使用方便等特点，在各国得到了迅速发展。但是，随着工业的迅速发展，人们对水性涂料的性能要求越来越高，水性涂料的耐高低温性能已不能满足工业发展的需要，因此需要提供一种新的涂料。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐高低温涂料，本发明耐高低温性能好，耐水性好，机械性能高，耐腐性好。
本发明提出的一种耐高低温涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸树脂乳液50-70份，水性聚氨酯乳液20-30份，水10-15份，丙二醇丁醚2-3份，蒙脱土15-20份，高岭土10-15份，十二烷基磺酸钠1-2份，十二烷基二甲基磷酸酯甜菜碱2-3份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.03-0.05份，聚二甲基硅氧烷0.04-0.06份，润湿剂Tego270 0.3-0.4份，流平剂0.2-0.3份，聚丙烯酰胺0.3-0.4份，聚乙烯醇0.1-0.2份，苯并异噻唑啉酮0.03-0.05份；
其中，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，取硅溶胶，升温，滴加硅烷偶联剂乙醇水溶液，保温搅拌，保温静置得到溶液A；将甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、二甲苯混匀，加入溶液A，调节pH，通入氮气，升温，保温搅拌，冷却至室温，滴加甲基丙烯酸三氟乙酯，升温，保温搅拌，调节pH，加水混匀得到改性丙烯酸树脂乳液。
优选地，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，取硅溶胶，升温至40-50℃，滴加质量分数为1-3wt％的硅烷偶联剂乙醇水溶液，以300-500r/min的速度保温搅拌4-6h，保温静置8-10h得到溶液A；将甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、二甲苯混匀，加入溶液A，用醋酸钠调节pH＝7-7.5，通入氮气，升温至70-80℃，保温搅拌3-4h，冷却至室温，滴加甲基丙烯酸三氟乙酯，升温至70-80℃，保温搅拌3-5h，用醋酸调节pH＝6-6.5，加水混匀得到改性丙烯酸树脂乳液。
优选地，水性聚氨酯乳液的固含量为40-50wt％。
优选地，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，硅溶胶的pH＝2-4，硅溶胶中二氧化硅的质量分数为25-30wt％。
优选地，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
优选地，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，硅烷偶联剂乙醇水溶液中，乙醇和水的体积比为85-95：5-15。
优选地，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，甲基丙烯酸三氟乙酯在40min内滴加完毕。
优选地，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，在溶液A中，硅溶胶、硅烷偶联剂的重量比为100-120：0.8-1。
优选地，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、二甲苯、溶液A、甲基丙烯酸三氟乙酯、水的重量比为28-32：7-9：35-45：0.5-1.5：90-110：25-27：20-30：20-30。
优选地，其原料按重量份包括：改性丙烯酸树脂乳液55-65份，水性聚氨酯乳液22-28份，水11-13份，丙二醇丁醚2.2-2.8份，蒙脱土17-19份，高岭土12-14份，十二烷基磺酸钠1.3-1.7份，十二烷基二甲基磷酸酯甜菜碱2.2-2.8份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.035-0.045份，聚二甲基硅氧烷0.045-0.055份，润湿剂Tego270 0.33-0.37份，流平剂0.23-0.27份，聚丙烯酰胺0.32-0.38份，聚乙烯醇0.12-0.18份，苯并异噻唑啉酮0.035-0.045份。
优选地，其原料按重量份包括：改性丙烯酸树脂乳液60份，水性聚氨酯乳液25份，水12份，丙二醇丁醚2.5份，蒙脱土18份，高岭土13份，十二烷基磺酸钠1.5份，十二烷基二甲基磷酸酯甜菜碱2.5份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.04份，聚二甲基硅氧烷0.05份，润湿剂Tego270 0.35份，流平剂0.25份，聚丙烯酰胺0.35份，聚乙烯醇0.15份，苯并异噻唑啉酮0.04份。
上述改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，醋酸钠、醋酸的作用是调节pH，不规定其浓度和用量，根据具体操作确定其用量。
上述水均为去离子水。
本发明的制备方法如下：将改性丙烯酸树脂乳液、水性聚氨酯乳液、水混合，以400r/min的速度搅拌20min，加入丙二醇丁醚继续搅拌5min，加入十二烷基磺酸钠、十二烷基二甲基磷酸酯甜菜碱、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚二甲基硅氧烷、润湿剂Tego270、苯并异噻唑啉酮继续搅拌15min，加入蒙脱土、高岭土，以1200r/min的速度搅拌15min，加入流平剂，以700r/min的速度搅拌8min，加入聚丙烯酰胺、聚乙烯醇，以600r/min的速度搅拌8min得到耐高低温涂料。
本发明选用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和硅溶胶反应，通过硅羟基的键合作用将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷接枝到硅溶胶中的二氧化硅上，一方面，增加了硅溶胶和丙烯酸类物质的相容性，使二者均匀分散，另一方面，在硅溶胶中引入双键，使得含有双键的硅溶胶与甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯在过氧化苯甲酰的作用下发生缩合反应，在丙烯酸树脂主链中引入有机氟和有机硅，使得丙烯酸树脂主链中含有高键能的硅氧键、硅碳键和氟碳键，从而大大增加了丙烯酸树脂乳液的耐高低温、耐水性、耐腐蚀性，甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯的缩合可以调节丙烯酸树脂乳液的硬度、韧性等机械性能，有机氟、有机硅与甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯相互配合，大大增加了改性丙烯酸树脂的耐高低温、耐腐蚀、耐水性和机械性能；水性聚氨酯乳液具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和机械性能；改性丙烯酸树脂乳液和水性聚氨酯乳液相互配合可以大大增加本发明的耐高低温、耐腐蚀和机械性能；蒙脱土、高岭土含有层状结构，改性丙烯酸树脂乳液、水性聚氨酯乳液可以进入层状结构中，进一步增加本发明的机械性能，另外蒙脱土、高岭土和丙烯酸树脂乳液相互配合，可以进一步增加本发明的耐高温性能和耐腐蚀性能，并能降低本发明的成本；十二烷基磺酸钠、十二烷基二甲基磷酸酯甜菜碱、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚二甲基硅氧烷、润湿剂Tego270、流平剂相互作用，可以促进各物质均匀分散，增加本发明的稳定性和机械性能；苯并异噻唑啉酮可以增加本发明杀菌防腐防霉性；丙二醇丁醚为成膜助剂，增加本发明的成膜性；聚丙烯酰胺、聚乙烯醇为增稠剂，上述各物质相互配合，可以增加本发明的耐高低温性能、耐腐蚀性、稳定性、耐水性和机械性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种耐高低温涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸树脂乳液50份，固含量为50wt％水性聚氨酯乳液20份，水15份，丙二醇丁醚2份，蒙脱土20份，高岭土10份，十二烷基磺酸钠2份，十二烷基二甲基磷酸酯甜菜碱2份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.05份，聚二甲基硅氧烷0.04份，润湿剂Tego270 0.4份，流平剂0.2份，聚丙烯酰胺0.4份，聚乙烯醇0.1份，苯并异噻唑啉酮0.05份；
其中，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，取pH＝2，二氧化硅的质量分数为30wt％的硅溶胶，升温至40℃，滴加质量分数为3wt％的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷乙醇水溶液，以300r/min的速度保温搅拌6h，保温静置8h得到溶液A，其中，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷乙醇水溶液中，乙醇和水的体积比为95：5，硅溶胶、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的重量比为15：0.1；将甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、二甲苯混匀，加入溶液A，用醋酸钠调节pH＝7.5，通入氮气，升温至70℃，保温搅拌4h，冷却至室温，滴加甲基丙烯酸三氟乙酯，在40min内滴加完毕，升温至70℃，保温搅拌5h，用醋酸调节pH＝6，加水混匀得到改性丙烯酸树脂乳液，其中，甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、二甲苯、溶液A、甲基丙烯酸三氟乙酯、水的重量比为32：7：45：0.5：110：25：30：20。
实施例2
一种耐高低温涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸树脂乳液70份，固含量为40wt％水性聚氨酯乳液30份，水10份，丙二醇丁醚3份，蒙脱土15份，高岭土15份，十二烷基磺酸钠1份，十二烷基二甲基磷酸酯甜菜碱3份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.03份，聚二甲基硅氧烷0.06份，润湿剂Tego270 0.3份，流平剂0.3份，聚丙烯酰胺0.3份，聚乙烯醇0.2份，苯并异噻唑啉酮0.03份；
其中，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，取pH＝4，二氧化硅的质量分数为25wt％的硅溶胶，升温至50℃，滴加质量分数为1wt％的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷乙醇水溶液，以500r/min的速度保温搅拌4h，保温静置10h得到溶液A，其中，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷乙醇水溶液中，乙醇和水的体积比为85：15，硅溶胶、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的重量比为100：1；将甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、二甲苯混匀，加入溶液A，用醋酸钠调节pH＝7，通入氮气，升温至80℃，保温搅拌3h，冷却至室温，滴加甲基丙烯酸三氟乙酯，在40min内滴加完毕，升温至80℃，保温搅拌3h，用醋酸调节pH＝6.5，加水混匀得到改性丙烯酸树脂乳液，其中，甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、二甲苯、溶液A、甲基丙烯酸三氟乙酯、水的重量比为28：9：35：1.5：90：27：20：30。
实施例3
一种耐高低温涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸树脂乳液55份，固含量为48wt％水性聚氨酯乳液22份，水13份，丙二醇丁醚2.2份，蒙脱土19份，高岭土12份，十二烷基磺酸钠1.7份，十二烷基二甲基磷酸酯甜菜碱2.2份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.045份，聚二甲基硅氧烷0.045份，润湿剂Tego270 0.37份，流平剂0.23份，聚丙烯酰胺0.38份，聚乙烯醇0.12份，苯并异噻唑啉酮0.045份；
其中，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，取pH＝2.5，二氧化硅的质量分数为28wt％的硅溶胶，升温至43℃，滴加质量分数为2.5wt％的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷乙醇水溶液，以350r/min的速度保温搅拌5.5h，保温静置8.5h得到溶液A，其中，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷乙醇水溶液中，乙醇和水的体积比为93：7，硅溶胶、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的重量比为115：0.85；将甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、二甲苯混匀，加入溶液A，用醋酸钠调节pH＝7.4，通入氮气，升温至72℃，保温搅拌3.8h，冷却至室温，滴加甲基丙烯酸三氟乙酯，在40min内滴加完毕，升温至72℃，保温搅拌4.5h，用醋酸调节pH＝6.1，加水混匀得到改性丙烯酸树脂乳液，其中，甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、二甲苯、溶液A、甲基丙烯酸三氟乙酯、水的重量比为31：7.5：43：0.8：105：25.5：27：22。
实施例4
一种耐高低温涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸树脂乳液65份，固含量为42wt％水性聚氨酯乳液28份，水11份，丙二醇丁醚2.8份，蒙脱土17份，高岭土14份，十二烷基磺酸钠1.3份，十二烷基二甲基磷酸酯甜菜碱2.8份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.035份，聚二甲基硅氧烷0.055份，润湿剂Tego270 0.33份，流平剂0.27份，聚丙烯酰胺0.32份，聚乙烯醇0.18份，苯并异噻唑啉酮0.035份；
其中，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，取pH＝3.5，二氧化硅的质量分数为26wt％的硅溶胶，升温至47℃，滴加质量分数为1.5wt％的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷乙醇水溶液，以450r/min的速度保温搅拌4.5h，保温静置9.5h得到溶液A，其中，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷乙醇水溶液中，乙醇和水的体积比为87：13，硅溶胶、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的重量比为105：0.95；将甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、二甲苯混匀，加入溶液A，用醋酸钠调节pH＝7.2，通入氮气，升温至78℃，保温搅拌3.2h，冷却至室温，滴加甲基丙烯酸三氟乙酯，在40min内滴加完毕，升温至78℃，保温搅拌3.5h，用醋酸调节pH＝6.3，加水混匀得到改性丙烯酸树脂乳液，其中，甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、二甲苯、溶液A、甲基丙烯酸三氟乙酯、水的重量比为29：8.5：37：1.2：95：26.5：23：28。
实施例5
一种耐高低温涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸树脂乳液60份，固含量为45wt％水性聚氨酯乳液25份，水12份，丙二醇丁醚2.5份，蒙脱土18份，高岭土13份，十二烷基磺酸钠1.5份，十二烷基二甲基磷酸酯甜菜碱2.5份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.04份，聚二甲基硅氧烷0.05份，润湿剂Tego270 0.35份，流平剂0.25份，聚丙烯酰胺0.35份，聚乙烯醇0.15份，苯并异噻唑啉酮0.04份；
其中，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，取pH＝3，二氧化硅的质量分数为27wt％的硅溶胶，升温至45℃，滴加质量分数为2wt％的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷乙醇水溶液，以400r/min的速度保温搅拌5h，保温静置9h得到溶液A，其中，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷乙醇水溶液中，乙醇和水的体积比为9：1，硅溶胶、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的重量比为110：0.9；将甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、二甲苯混匀，加入溶液A，用醋酸钠调节pH＝7.3，通入氮气，升温至75℃，保温搅拌3.5h，冷却至室温，滴加甲基丙烯酸三氟乙酯，在40min内滴加完毕，升温至75℃，保温搅拌4h，用醋酸调节pH＝6.2，加水混匀得到改性丙烯酸树脂乳液，其中，甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、二甲苯、溶液A、甲基丙烯酸三氟乙酯、水的重量比为30：8：40：1：100：26：25：25。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐高低温涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性丙烯酸树脂乳液50-70份，水性聚氨酯乳液20-30份，水10-15份，丙二醇丁醚2-3份，蒙脱土15-20份，高岭土10-15份，十二烷基磺酸钠1-2份，十二烷基二甲基磷酸酯甜菜碱2-3份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.03-0.05份，聚二甲基硅氧烷0.04-0.06份，润湿剂Tego270 0.3-0.4份，流平剂0.2-0.3份，聚丙烯酰胺0.3-0.4份，聚乙烯醇0.1-0.2份，苯并异噻唑啉酮0.03-0.05份；
其中，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，取硅溶胶，升温，滴加硅烷偶联剂乙醇水溶液，保温搅拌，保温静置得到溶液A；将甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、二甲苯混匀，加入溶液A，调节pH，通入氮气，升温，保温搅拌，冷却至室温，滴加甲基丙烯酸三氟乙酯，升温，保温搅拌，调节pH，加水混匀得到改性丙烯酸树脂乳液。
2.根据权利要求1所述耐高低温涂料，其特征在于，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，取硅溶胶，升温至40-50℃，滴加质量分数为1-3wt％的硅烷偶联剂乙醇水溶液，以300-500r/min的速度保温搅拌4-6h，保温静置8-10h得到溶液A；将甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、二甲苯混匀，加入溶液A，用醋酸钠调节pH＝7-7.5，通入氮气，升温至70-80℃，保温搅拌3-4h，冷却至室温，滴加甲基丙烯酸三氟乙酯，升温至70-80℃，保温搅拌3-5h，用醋酸调节pH＝6-6.5，加水混匀得到改性丙烯酸树脂乳液。
3.根据权利要求1或2所述耐高低温涂料，其特征在于，水性聚氨酯乳液的固含量为40-50wt％。
4.根据权利要求1-3任一项所述耐高低温涂料，其特征在于，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，硅溶胶的pH＝2-4，硅溶胶中二氧化硅的质量分数为25-30wt％。
5.根据权利要求1-4任一项所述耐高低温涂料，其特征在于，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
6.根据权利要求1-5任一项所述耐高低温涂料，其特征在于，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，硅烷偶联剂乙醇水溶液中，乙醇和水的体积比为85-95：5-15。
7.根据权利要求1-6任一项所述耐高低温涂料，其特征在于，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，甲基丙烯酸三氟乙酯在40min内滴加完毕。
8.根据权利要求1-7任一项所述耐高低温涂料，其特征在于，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，在溶液A中，硅溶胶、硅烷偶联剂的重量比为100-120：0.8-1。
9.根据权利要求1-8任一项所述耐高低温涂料，其特征在于，在改性丙烯酸树脂乳液的制备过程中，甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、二甲苯、溶液A、甲基丙烯酸三氟乙酯、水的重量比为28-32：7-9：35-45：0.5-1.5：90-110：25-27：20-30：20-30。
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