CN106280829A - 一种具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料 - Google Patents

一种具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料，具体组成包含：丙烯酸酯单体50‑80重量份，增溶单体10‑15重量份，低聚物20‑25重量份，增韧树脂8‑18重量份，气味吸附剂3‑8重量份，甲醛处理剂2‑5重量份，灭菌化合物1‑3重量份，引发剂3‑8重量份，三乙烯四胺2‑8重量份，水100‑500重量份；上述单体经过自由基聚合、混合均匀和脱泡后，使用高能电离射线10s。本发明采用了多种手段（后期高能射线辐照、气体吸附剂和甲醛处理剂配合使用等），最终得到的丙烯酸酯涂料具有极低的气味，可以吸附和分解甲醛、极低的单体残留等，可以很好的满足对室内装修、装饰对涂料环保性能的需要。

Description

一种具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料
技术领域
本发明涉及一种环保丙烯酸酯涂料的领域，具体涉及一种具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料领域。
背景技术
随着生活水平的提高，人们的消费观念发生了重大的变化，环保已成为现代家装的潮流。室内装修内墙都会涂刷涂料，涂料中众多化学组分组成，其具有气味、VOC释放，严重危害人体健康，并且其存在缓慢释放，影响周期很长，成为装修者诟病的一个问题。
丙烯酸酯涂料是一种常见的涂料种类，其中丙烯酸酯具有难闻的味道，限制了其在室内涂料中的使用，同时，在现代装修中，模压板部件、家具、窗帘等多部分都会有甲醛释放，也危害人们的健康。在面临上述问题中，现有技术中已经有了使用硅藻土来吸附甲醛等手段，但上述手段较为单一，难以满足对环保方面的需要。
发明内容
发明目的：为了解决上述问题，满足实际对环保性能的需要，本发明采用了多种手段，如：后期高能射线辐照、气体吸附剂和甲醛处理剂配合使用等，最终得到的丙烯酸酯涂料具有极低的气味，可以吸附和分解甲醛、极低的单体残留等，可以很好的满足对室内装修、装饰对涂料环保性能的需要。
解决上述技术问题的技术方案为：
一种具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料，其包含：丙烯酸酯单体50-80重量份，增溶单体10-15重量份，低聚物20-25重量份，增韧树脂8-18重量份，气味吸附剂3-8重量份，甲醛处理剂2-5重量份，灭菌化合物1-3重量份，引发剂3-8重量份，三乙烯四胺2-8重量份，水100-500重量份；上述单体经过自由基聚合、其他组分混合均匀和脱泡后，使用高能电离射线10s。
本发明主要采用了两类单体，一种为丙烯酸酯类单体，其作为基体材料，赋予涂层以基本的成膜性能；另一类是增溶单体，其参与丙烯酸酯类单体的共聚，提高了丙烯酸酯聚合物的水溶性、分散性，平衡了丙烯酸酯单体共聚的疏水性，提高了后期涂料的涂刷性。
所述丙烯酸酯单体组成优选作为：丙烯酸丁酯10-15重量份，丙烯酸甲酯3-5重量份，甲基丙烯酸-4-羟丁酯5-8重量份，乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯2-10重量份，丙烯酸异癸酯2-5重量份。丙烯酸丁酯和丙烯酸甲酯为具有较低气味的丙烯酸酯单体；甲基丙烯酸-4-羟丁酯形成的交联程度角度，羟基处于共聚点最外端，形成的交联结构柔性较强，进一步丙烯酸异癸酯具有长链段，也用以提高柔韧性。乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯具有快速固化、非常低的挥发性和高沸点，其提高固化膜的耐化性和耐热性。通过上述单体的综合选择，涂料固化后具有良好的耐冲击性、耐热性、耐化学品性、耐水性，涂刷性能优异。
所述增溶单体优选为乙烯基吡咯烷酮，其较常见的丙烯酸、含羟基单体具有更好的分散性、气味小，且受后期交联影响小，不会因为固化后影响丙烯酸酯聚合物的分散性。所述增溶单体的用量优选为10-15重量份，在该范围可以有效的平衡上述性能。如果不在该范围，加入量小于10重量份时，对提高丙烯酸酯聚合物的分散性提高较小；加入量超过15重量份，最终涂料形成的涂层耐水性会降低。
所述低聚物的加入是为了替代部分丙烯酸酯共聚物，低聚物与丙烯酸酯共聚物相容性好，一定程度上起到了成膜组分。低聚物预先聚合，其游离单体含量极低，其加入不会引入游离单体，可以变相减低涂料中游离单体量，且不影响涂料成膜后的性能。所述低聚物没有限定，只需要与丙烯酸酯共聚物有好的相容性，具体优选为聚氨酯丙烯酸酯低聚物、低分子量聚氨酯或低分子量聚丙烯酸酯的一种或几种的混合物。
所述增韧剂为丁腈橡胶、ABS树脂或三元乙丙橡胶，其可以提高膜层的柔韧性。
所述气味吸附剂为膨润土负载二氧化钛复合物、活性炭负载二氧化钛复合物或分子筛负载二氧化钛复合物的一种或几种和硅藻土配合使用。膨润土、活性炭、分子筛和硅藻土具有多孔结构，均可以对气体进行吸附，二氧化钛负载在膨润土、活性炭、分子筛上，在日常光照下可以缓慢分解掉甲醛。由于二氧化钛负载在膨润土、活性炭、分子筛上，膨润土、活性炭、分子筛吸附的甲醛可以缓慢释放、二氧化钛进行光分解，达到快速吸收、高效分解的效果，但由于二氧化钛负载，膨润土、活性炭、分子筛的吸附能力有所下降，故进一步采用具有更优吸附性能硅藻土，可以快速封闭甲醛，缓慢释放供给二氧化钛分解，进一步提高其快速吸收和高效分解的性能。
作为优选技术方案，进一步加入甲醛处理剂，提高甲醛在夜间的分解能力，达到7*24h吸附、分解，提高了涂料的环保性能，甲醛处理剂可以为2-咪唑烷酮。为了提高分解效率，所述气体吸附剂和所述甲醛处理剂预先进行混合，借助气体吸附剂的吸附、供给，提高甲醛分解效率。
为了进一步提高涂料的综合性能，进一步加入了灭菌化合物，所述灭菌化合物为苯并异噻唑啉-3-酮、甲基异噻唑啉酮或5-氯-2甲基4-异噻唑啉-3-酮中的一种或几种的混合物
为了提高涂料的分散性、成膜性、附着力等性能，还可以进一步加入多种助剂，如分散剂3-5重量份，消泡剂2-4重量份，附着力促进剂2-5重量份。
制备具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料的方法，具体包括如下步骤：
（1）溶剂水中加入丙烯酸酯单体50-80重量份，增溶单体10-15重量份和一半的引发剂，加热反应1h后，进一步加入另一半引发剂，继续反应3h；引发剂总量为3-8重量份。
（2）向第（1）步体系中加入低聚物20-25重量份、增韧树脂8-18重量份搅拌均匀。
（3）气味吸附剂3-8重量份和甲醛处理剂2-5重量份预先混合均匀，加入第（2）步体系中，再进一步加入三乙烯四胺2-8重量份，反应1h后，加入灭菌化合物1-3重量份、分散剂3-5重量份、消泡剂2-4重量份和附着力促进剂2-5重量份。
（4）上述所有组分搅拌均匀、脱泡，使用高能电离射线照射10s，出料，包装。
所述高能电离辐射可以为α射线、β射线、γ射线、x射线、电子束。通过高能电离辐射，使原有未聚合单体最后阶段发生聚合，降低了游离单体的含量，降低了气味、减少了单体的挥发。同时，制备过程中引发剂分两次加入，提高了单体聚合程度，也可以减少残留单体量。
上述水性环保丙烯酸酯涂料可以用于多领域、如室内墙体的底涂、内墙涂料、外墙涂料等领域。
有益的技术效果：
本发明通过多手段，通过单体种类的选择，气体吸附剂、甲醛处理剂和硅藻土复配，使用低聚物，使用特定的引发剂加入方式和最终高能射线等手段，综合提高涂料气体吸附性、甲醛分解性、柔韧性、耐水、耐热等性能，得到综合性能优异的环保丙烯酸酯涂料。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只是用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
具体通用制备方法（非特殊说明，实施例和对比例均采用该方法）：
制备具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料的方法，具体包括如下步骤：
（1）溶剂水中加入丙烯酸酯单体，增溶单体和一半的引发剂，加热反应1h后，进一步加入另一半引发剂，继续反应3h。
（2）向第（1）步体系中加入低聚物、增韧树脂搅拌均匀。
（3）气味吸附剂和甲醛处理剂预先混合均匀，加入第（2）步体系中，再进一步加入三乙烯四胺，反应1h后，加入灭菌化合物、分散剂、消泡剂和附着力促进剂。
（4）上述所有组分搅拌均匀、脱泡，使用高能电离射线照射10s，出料，包装。
【性能测试方法】
1. 甲醛吸附、分解性能测试：
取环保丙烯酸酯涂料各10g，置入初始浓度为30mg/m3甲醛的5L的干燥器中，然后测定干燥器内气体中甲醛浓度经时变化，分别测定光照12小时+黑暗12小时后的甲醛浓度A、黑暗24 小时后甲醛浓度B、光照24小时甲醛浓度C，单位mg/m3。
残留单体量测试
参考“气相色谱法测定丙烯酸树脂中的残留单体含量，周亚莉，中国涂料，第21卷第3期”的测定方法。涂料干燥后进行测试，残留单体总量单位为μg/kg。
3. 耐水性测试：
将涂料分多次涂刷在水泥块上，成膜厚度1.2-1.5毫米，放置7天，放入1％碱水中浸泡7天，不分层，不空鼓为优秀，少量空鼓、分层为良好，中等空鼓、分层为合格，大量空鼓分层为不合格。
柔韧性测试
参考GB/T1731-1993进行测试，轴棒1-7柔韧性随着树脂编号增大而优异。
实施例与对比例的具体组分和用量参见下表：
注：对比例7为引发剂一次加入；对比例8不进行高能射线辐射。
由上述实验数据可知，通过各组分的协同配合，本发明取得了一个综合性能优异的丙烯酸酯涂料，当组分或用量发生变化时，多个性能参数都会有所影响，难以达到最终性能的平衡，本发明的技术方案为一个最佳选择。

Claims (10)

1.一种具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料，其特征在于：包含：丙烯酸酯单体50-80重量份，增溶单体10-15重量份，低聚物20-25重量份，增韧树脂8-18重量份，气味吸附剂3-8重量份，甲醛处理剂2-5重量份，灭菌化合物1-3重量份，引发剂3-8重量份，三乙烯四胺2-8重量份，水100-500重量份；上述单体经过自由基聚合、其他组分混合均匀和脱泡后，使用高能电离射线10s。
2.如权利要求1所述的具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料，其特征在于：所述丙烯酸酯单体组成为丙烯酸丁酯10-15重量份，丙烯酸甲酯3-5重量份，甲基丙烯酸-4-羟丁酯5-8重量份，乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯2-10重量份，丙烯酸异癸酯2-5重量份。
3.如权利要求1所述的具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料，其特征在于：所述增溶单体为乙烯基吡咯烷酮。
4.如权利要求1所述的具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料，其特征在于：所述低聚物为聚氨酯丙烯酸酯低聚物、低分子量聚氨酯或低分子量聚丙烯酸酯的一种或几种的混合物。
5.如权利要求1所述的具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料，其特征在于：所述增韧剂为丁腈橡胶、ABS树脂或三元乙丙橡胶。
6.如权利要求1所述的具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料，其特征在于：所述气味吸附剂为膨润土负载二氧化钛复合物、活性炭负载二氧化钛复合物或分子筛负载二氧化钛复合物的一种或几种和硅藻土配合使用。
7.如权利要求1所述的具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料，其特征在于：所述灭菌化合物为苯并异噻唑啉-3-酮、甲基异噻唑啉酮或5-氯-2甲基4-异噻唑啉-3-酮中的一种或几种的混合物。
8.如权利要求1所述的具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料，其特征在于：所述甲醛处理剂为2-咪唑烷酮。
9.如权利要求1所述的具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料，其特征在于：进一步包含分散剂3-5重量份，消泡剂2-4重量份，附着力促进剂2-5重量份。
10.如权利要求1所述的具有低气味、甲醛分解性的水性环保丙烯酸酯涂料，其特征在于：所述气体吸附剂和所述甲醛处理剂预先进行混合。
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