CN106433372A - 一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料，其组分如下：聚丙烯酸铵12‑15份、聚烯二醇13‑16份、交联剂3‑5份、自交联引发助剂1‑3份、催化剂0.1‑0.3份、填料10‑12份、增稠剂3‑5份、防老化剂2‑4份、润湿分散剂1‑3份、水20‑25份，并提供了其制备方法。本发明制备方法简单，节能、环保，无排放废液产生，废气废液可循环使用。

Description

一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料

技术领域

本发明属于水性漆技术领域，具体涉及一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料。

背景技术

水性漆就是以水稀释剂、不含有机溶剂的涂料,例如：不含苯、甲苯、二甲苯、甲醛、游离TDI有毒重金属，无毒无刺激气味，对人体无害，不污染环境，漆膜丰满、晶莹透亮、柔韧性好并且具有耐水、耐磨、耐老化、耐黄变、干燥快、使用方便等特点。可使用在：木器、金属、塑料、玻璃、建筑表面等多中材质上。 水性漆包括水溶性漆、水稀释性漆、水分散性漆（乳胶涂料）3种。水溶性漆是以水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇痠树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。

随着人们生活品位的提升和对健康的高度关注，未来的家庭装饰和家具涂料市场必定是水性漆的天下。然而，在溶剂型油漆存在污染严重等问题的阶段，水性漆法阵极为缓慢，其主要原因是水性漆普遍存在重涂时间长，返粘不易打磨，耐化学品性能较差等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料及其制备方法，本发明制备方法简单，节能、环保，无排放废液产生，废气废液可循环使用。

一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料，其组分如下：聚丙烯酸铵12-15份、聚烯二醇13-16份、交联剂3-5份、自交联引发助剂1-3份、催化剂0.1-0.3份、填料10-12份、增稠剂3-5份、防老化剂2-4份、润湿分散剂1-3份、水20-25份。

所述聚烯二醇采用聚丁二烯醇或聚丁二烯-丙烯腈共聚二醇。

所述交联剂采用二丙烯酸酯和2-双[2,2'-二 (N-乙烯基甲酰胺基)乙氧基]丙烷的混合物，所述二丙烯酸酯和2-双[2,2'-二 (N-乙烯基甲酰胺基)乙氧基]丙烷的比例为1:1.3-1.6。

所述自交联引发助剂采用过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰/N，N-二甲基苯胺中的一种。

所述催化剂采用二锡氧烷。

所述填料采用二氧化硅与二氧化钛的混合物，所述二氧化钛与二氧化硅的配比为1-7。

所述二氧化钛采用纳米锐钛矿型二氧化钛和纳米金红石型二氧化钛的混合物，所述纳米金红石型二氧化钛在二氧化钛中的比例为3-10%，其余为纳米锐钛矿型二氧化钛。

所述增稠剂采用纤维素醚增稠剂，包括甲基纤维素、乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素。

所述防老化剂采用二丁基羟基甲苯或丁基羟基茴香醚。

所述润湿分散剂采用水解聚马来酸酐

其制备方法如下：

步骤1，将丙烯酸铵放入反应釜中，加入催化剂、交联剂和自交联引发助剂，搅拌均匀后，加热至60-70℃，密封反应3-5h；

步骤2，将聚烯二醇加入至反应釜中，然后加入填料进行循环曝气反应2-3h，所述曝气气体采用氮气，曝气气体流速为10-15mL/min，曝气压力为0.5-1.22MPa；

步骤3，将增稠剂和防老化剂加入反应釜中，搅拌均匀，所述搅拌速度为1000-1500r/min；

步骤4，将润湿分散剂溶解至水中，然后全部加入反应釜中，搅拌均匀后进行减压蒸馏直至浓缩至原来水量的一半，所述减压蒸馏的压力为大气压的40-60%，时间为100-120min。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明制备方法简单，节能、环保，无排放废液产生，废气废液可循环使用。

2、本发明采用聚丙烯酸铵进行自氧化交联，在交联剂、交联引发剂和催化剂的三重作用下，交联更为彻底，使涂膜更为完整，增加其耐热性能。

3、本发明采用二氧化硅与二氧化钛作为填料，利用二氧化硅与二氧化钛的组合能够增加二氧化钛的接收光谱；采用金红石型与锐钛矿型的混合二氧化钛的效率与纯锐钛矿型相比，得到了提高，稳定性更佳。

4、本发明采用层层混合的方式进行搅拌，能够保证交联效果更佳，混合更为均匀，同时曝气反应能够将填料充分与交联材料和聚烯二醇均匀，环保性能更佳，同时强度等一系列物性均得到稳定提高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述：

实施例1

一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料，其组分如下：聚丙烯酸铵12份、聚烯二醇13份、交联剂3份、自交联引发助剂1份、催化剂0.1份、填料10份、增稠剂3份、防老化剂2份、润湿分散剂1份、水20份。

所述聚烯二醇采用聚丁二烯醇。

所述交联剂采用二丙烯酸酯和2-双[2,2'-二 (N-乙烯基甲酰胺基)乙氧基]丙烷的混合物，所述二丙烯酸酯和2-双[2,2'-二 (N-乙烯基甲酰胺基)乙氧基]丙烷的比例为1:1.3。

所述自交联引发助剂采用过氧化苯甲酰。

所述催化剂采用二锡氧烷。

所述填料采用二氧化硅与二氧化钛的混合物，所述二氧化钛与二氧化硅的配比为1。

所述二氧化钛采用纳米锐钛矿型二氧化钛和纳米金红石型二氧化钛的混合物，所述纳米金红石型二氧化钛在二氧化钛中的比例为3%，其余为纳米锐钛矿型二氧化钛。

所述增稠剂采用纤维素醚增稠剂，为甲基纤维素。

所述防老化剂采用二丁基羟基甲苯。

所述润湿分散剂采用水解聚马来酸酐

其制备方法如下：

步骤1，将丙烯酸铵放入反应釜中，加入催化剂、交联剂和自交联引发助剂，搅拌均匀后，加热至60℃，密封反应3h；

步骤2，将聚烯二醇加入至反应釜中，然后加入填料进行循环曝气反应2h，所述曝气气体采用氮气，曝气气体流速为10mL/min，曝气压力为0.5MPa；

步骤3，将增稠剂和防老化剂加入反应釜中，搅拌均匀，所述搅拌速度为1000r/min；

步骤4，将润湿分散剂溶解至水中，然后全部加入反应釜中，搅拌均匀后进行减压蒸馏直至浓缩至原来水量的一半，所述减压蒸馏的压力为大气压的40%，时间为100min。

实施例2

一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料，其组分如下：聚丙烯酸铵15份、聚烯二醇16份、交联剂5份、自交联引发助剂3份、催化剂0.3份、填料12份、增稠剂5份、防老化剂4份、润湿分散剂3份、水25份。

所述聚烯二醇采用聚丁二烯-丙烯腈共聚二醇。

所述交联剂采用二丙烯酸酯和2-双[2,2'-二 (N-乙烯基甲酰胺基)乙氧基]丙烷的混合物，所述二丙烯酸酯和2-双[2,2'-二 (N-乙烯基甲酰胺基)乙氧基]丙烷的比例为1:1.6。

所述自交联引发助剂采用偶氮二异丁腈。

所述催化剂采用二锡氧烷。

所述填料采用二氧化硅与二氧化钛的混合物，所述二氧化钛与二氧化硅的配比为7。

所述二氧化钛采用纳米锐钛矿型二氧化钛和纳米金红石型二氧化钛的混合物，所述纳米金红石型二氧化钛在二氧化钛中的比例为10%，其余为纳米锐钛矿型二氧化钛。

所述增稠剂采用纤维素醚增稠剂，为乙基纤维素。

所述防老化剂采用丁基羟基茴香醚。

所述润湿分散剂采用水解聚马来酸酐

其制备方法如下：

步骤1，将丙烯酸铵放入反应釜中，加入催化剂、交联剂和自交联引发助剂，搅拌均匀后，加热至70℃，密封反应5h；

步骤2，将聚烯二醇加入至反应釜中，然后加入填料进行循环曝气反应3h，所述曝气气体采用氮气，曝气气体流速为15mL/min，曝气压力为1.22MPa；

步骤3，将增稠剂和防老化剂加入反应釜中，搅拌均匀，所述搅拌速度为1500r/min；

步骤4，将润湿分散剂溶解至水中，然后全部加入反应釜中，搅拌均匀后进行减压蒸馏直至浓缩至原来水量的一半，所述减压蒸馏的压力为大气压的60%，时间为120min。

实施例3

一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料，其组分如下：聚丙烯酸铵14份、聚烯二醇15份、交联剂4份、自交联引发助剂2份、催化剂0.2份、填料11份、增稠剂4份、防老化剂2份、润湿分散剂3份、水23份。

所述聚烯二醇采用聚丁二烯醇。

所述交联剂采用二丙烯酸酯和2-双[2,2'-二 (N-乙烯基甲酰胺基)乙氧基]丙烷的混合物，所述二丙烯酸酯和2-双[2,2'-二 (N-乙烯基甲酰胺基)乙氧基]丙烷的比例为1:1.5。

所述自交联引发助剂采用过氧化苯甲酰/N，N-二甲基苯胺。

所述催化剂采用二锡氧烷。

所述填料采用二氧化硅与二氧化钛的混合物，所述二氧化钛与二氧化硅的配比为4。

所述二氧化钛采用纳米锐钛矿型二氧化钛和纳米金红石型二氧化钛的混合物，所述纳米金红石型二氧化钛在二氧化钛中的比例为7%，其余为纳米锐钛矿型二氧化钛。

所述增稠剂采用纤维素醚增稠剂，为羟甲基纤维素。

所述防老化剂采用二丁基羟基甲苯。

所述润湿分散剂采用水解聚马来酸酐

其制备方法如下：

步骤1，将丙烯酸铵放入反应釜中，加入催化剂、交联剂和自交联引发助剂，搅拌均匀后，加热至65℃，密封反应4h；

步骤2，将聚烯二醇加入至反应釜中，然后加入填料进行循环曝气反应2h，所述曝气气体采用氮气，曝气气体流速为13mL/min，曝气压力为0.8MPa；

步骤3，将增稠剂和防老化剂加入反应釜中，搅拌均匀，所述搅拌速度为1300r/min；

步骤4，将润湿分散剂溶解至水中，然后全部加入反应釜中，搅拌均匀后进行减压蒸馏直至浓缩至原来水量的一半，所述减压蒸馏的压力为大气压的50%，时间为110min。

对比实施例1

采用三联环保水性漆，材质为水性丙烯酸漆，型号为WTH00

对实施例1-3和对比实施例1进行性能检测，性能测试结果如下所示：

表1：不同实施例涂料性能的测试

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3	对比实施例1
					拉伸强度/MPA	2.3	2.6	3.2	1.8
断裂延伸率/%	531	507	563	482
					不透水性（0.3MPa，30min）	不透水	不透水	不透水	不透水
不耐水性（常温水中浸泡24h）	不发白	不发白	不发白	发白

实施例1-3的制备产品物理力学性能良好，其各项性能 优良，同时涂膜耐水性能也十分优异。

以上所述仅为本发明的一实施例，并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料，其特征在于，其组分如下：聚丙烯酸铵12-15份、聚烯二醇13-16份、交联剂3-5份、自交联引发助剂1-3份、催化剂0.1-0.3份、填料10-12份、增稠剂3-5份、防老化剂2-4份、润湿分散剂1-3份、水20-25份。

2.根据权利要求1所述的一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料，其特征在于，所述聚烯二醇采用聚丁二烯醇或聚丁二烯-丙烯腈共聚二醇。

3.根据权利要求1所述的一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料，其特征在于，所述交联剂采用二丙烯酸酯和2-双[2,2'-二 (N-乙烯基甲酰胺基)乙氧基]丙烷的混合物，所述二丙烯酸酯和2-双[2,2'-二 (N-乙烯基甲酰胺基)乙氧基]丙烷的比例为1:1.3-1.6。

4.根据权利要求1所述的一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料，其特征在于，所述自交联引发助剂采用过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰/N，N-二甲基苯胺中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料，其特征在于，所述催化剂采用二锡氧烷。

6.根据权利要求1所述的一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料，其特征在于，所述填料采用二氧化硅与二氧化钛的混合物，所述二氧化钛与二氧化硅的配比为1-7。

7.根据权利要求6所述的一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料，其特征在于，所述二氧化钛采用纳米锐钛矿型二氧化钛和纳米金红石型二氧化钛的混合物，所述纳米金红石型二氧化钛在二氧化钛中的比例为3-10%，其余为纳米锐钛矿型二氧化钛。

8.根据权利要求1所述的一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料，其特征在于，所述增稠剂采用纤维素醚增稠剂，包括甲基纤维素、乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素。

9.根据权利要求1所述的一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料，其特征在于，所述防老化剂采用二丁基羟基甲苯或丁基羟基茴香醚；所述润湿分散剂采用水解聚马来酸酐。

10.根据权利要求1所述的一种节能环保的单组分室温自交联水性涂料，其特征在于，其制备方法如下：

步骤1，将丙烯酸铵放入反应釜中，加入催化剂、交联剂和自交联引发助剂，搅拌均匀后，加热至60-70℃，密封反应3-5h；

步骤2，将聚烯二醇加入至反应釜中，然后加入填料进行循环曝气反应2-3h，所述曝气气体采用氮气，曝气气体流速为10-15mL/min，曝气压力为0.5-1.22MPa；

步骤3，将增稠剂和防老化剂加入反应釜中，搅拌均匀，所述搅拌速度为1000-1500r/min；

步骤4，将润湿分散剂溶解至水中，然后全部加入反应釜中，搅拌均匀后进行减压蒸馏直至浓缩至原来水量的一半，所述减压蒸馏的压力为大气压的40-60%，时间为100-120min。