CN107141930A - 一种水性抗剥离丙烯酸树脂涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性抗剥离丙烯酸树脂涂料，它是由下述重量份的原料制成的：丙烯酸树脂200‑270、抗剥离乳液10‑20、肉豆蔻酸钠皂2‑3、2‑巯基苯并咪唑0.5‑1、乙酸异丁酸蔗糖酯1‑3、无机填料20‑30、马来酸酐1‑2、3‑氨丙基三乙氧基硅烷0.7‑2、干酪素1‑2，本发明将无机填料通过氨基硅烷改性，将氨基化填料与含有马来酸酐的水解液混合反应，同时加入肉豆蔻酸钠皂，进一步提高了反应物料的黏度，提高了成品涂膜的抗剥离强度。
Description
技术领域
本发明属于涂料领域，具体涉及一种水性抗剥离丙烯酸树脂涂料及其制备方法。
背景技术
丙烯酸树脂色浅、水白透明。涂膜性能优异，耐光、耐候性佳，耐热，耐过度烘烤、耐化学品性及耐腐蚀等性能都极好。因此，用丙烯酸树脂制造的涂料。用途广泛、品种繁多。不同丙烯酸树脂的品种性能都影响了涂料产品的性能，这些都与丙烯酸树脂的组成、结构有关；与传统的溶剂型涂料相比，水性涂料具有价格低、使用安全，节省资源和能源，减少环境污染和公害等优点，因而已成为当前发展涂料工业的主要方向。水性丙烯酸烯树脂涂料是水性涂料中发展最快、品种最多的无污染型涂料。水性丙烯酸树脂包括丙烯酸树脂乳液、丙烯酸树脂水分散体(亦称水可稀释丙烯酸)及丙烯酸树脂水溶液。乳液主要是由油性烯类单体乳化在水中在水性自由基引发剂引发下合成的，而树脂水分散体则是通过自由基溶液聚合或逐步溶液聚合等不同的工艺合成的。从粒子粒径看:乳液粒径>树脂水分散体粒径>水溶液粒径。从应用看以前两者最为重要。丙烯酸乳液主要用于乳胶漆的基料，在建筑涂料市场占有重要的应用，目前其应用还在不断扩大;近年来丙烯酸树脂水分散体的开发、应用日益引起人们的重视，在工业涂料、民用涂料领域的应用不断拓展。根据单体组成通常分为纯丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液、硅丙乳液、叔醋(叔碳酸酯-醋酸乙烯酯)乳液、叔丙(叔碳酸酯-丙烯酸酯)乳液等 。丙烯酸水性漆可分为水分散型和水溶性两大类，前者是以水乳胶或水溶胶为基质的涂料。水溶性丙烯酸酯涂料采用具有活性可交联官能基团的共聚树脂制成，多系热固性涂料，在制漆时外加或不加交联树脂，使活性官能团间在成膜时交联而成体型结构的漆膜。发展水性丙烯酸酯涂料能在保证丙烯酸酯涂料的各种特有性能条件下，将大部分有机挥发溶剂替代为水，从而达到大幅度降低大气污染的目的。水溶性丙烯酸树脂多属阴离子型，共聚树脂的单体中选用适量的不饱和羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸酐、亚甲基丁二酸等，使侧链上带有羧基，再用有机胺或氨水中和成盐而获得水溶性。此外树脂侧链上还可以通过选用适当单体以引入-OH羟基、-CONH2 酰氨基或-O-醚键等亲水基团而增加树脂的水溶性。中和成盐的丙烯酸树脂能溶于水，但其水溶性并不很强，常常形成乳浊状的液体或是粘度很高的溶液，所以在水溶性树脂中必须加入一定比例的亲水助溶剂来增加树脂的水溶性。然后传统丙烯酸树脂在加入亲水助剂来改善树脂水溶性的同时就容易降低树脂的黏度，降低水性涂料对基材的粘结强度，从而降低附着力。
申请号 201310282870.8，公开了一种阻燃防锈涂料，包括按照质量份数计的如下原料 ：丙烯酸树脂60-80 份、密胺树脂30-40份、邻苯二甲酸丁基苄基酯5-10份、硼酸锌1-4份、三氧化二锑3-10份、N,N-双羟乙基十二烷基酰胺1-5 份、硫酸锌1-5 份、云母粉20-30份、重质碳酸钙22-28 份、聚乙二醇2001-5 份、聚二甲基硅氧烷0.2-0.6 份、二氧化硅0.2-0.6、水 70-80 份，该发明中加入N,N-双羟乙基十二烷基酰胺作为助溶剂，硫酸锌、云母粉、重质碳酸钙、二氧化硅、三氧化二锑作为填料，但是其制备方法中是将各原料混合搅拌分散，这样就容易造成填料与树脂间的相容性差，容易造成团聚的问题，同时，该发明中加入的N,N-双羟乙基十二烷基酰胺可以改善丙烯酸树脂的水溶性，但是却也会降低涂料黏度，降低剥离强度。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中水性丙烯酸树脂与基材的粘结强度低，造成附着力差的问题，提供一种水性抗剥离丙烯酸树脂涂料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种水性抗剥离丙烯酸树脂涂料，它是由下述重量份的原料制成的：
丙烯酸树脂200-270、抗剥离乳液10-20、肉豆蔻酸钠皂2-3、2-巯基苯并咪唑0.5-1、乙酸异丁酸蔗糖酯1-3、无机填料20-30、马来酸酐1-2、3-氨丙基三乙氧基硅烷0.7-2、干酪素1-2。
所述的无机填料为硅藻土、蒙脱土中的一种或两种的混合物，当为混合物时，硅藻土、蒙脱土的重量比为4-5：1-2。
所述的抗剥离乳液是由下述重量份的原料组成的：
乙氧基化烷基酚硫酸铵1-2、醇酯十二17-20、松香4-6、三羟甲基丙烷3-4、硬脂酸2-3、烷醇酰胺0.5-1、季戊四醇10-12、对甲基苯磺酸0.01-0.02。
所述的抗剥离乳液的制备方法包括以下步骤：
取松香，加热软化，加入到季戊四醇中，送入到80-90℃的恒温水浴中，保温搅拌10-20分钟，出料，加入三羟甲基丙烷，超声2-3分钟，得松香醇液；
取硬脂酸、醇酯十二混合，在60-70℃下保温搅拌4-10分钟，加入都上述松香醇液中，搅拌均匀，升高温度为90-94℃，保温搅拌20-30分钟，加入对甲基苯磺酸，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为110-120℃，保温搅拌1-2小时，出料，得成膜酯化料；
取上述乙氧基化烷基酚硫酸铵，加入到其重量80-100倍的去离子水中，搅拌均匀，加入烷醇酰胺、成膜酯化料，在50-60℃下保温搅拌20-30分钟，即得所述抗剥离乳液。
一种水性抗剥离丙烯酸树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取无机填料，在700-800℃下煅烧1-2小时，冷却后磨成细粉，与2-巯基苯并咪唑混合，加入到混合料重量1.5-2倍的无水乙醇中，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，升高温度为50-60℃，超声1-2小时，蒸馏除去乙醇，得氨基化填料；
（2）取乙酸异丁酸蔗糖酯，加入到其重量10-17倍的去离子水中，搅拌均匀，升高温度为70-75℃，加入干酪素，保温搅拌4-10分钟，加入马来酸酐，搅拌至常温，得水解分散液；
（3）取上述氨基化填料，加入到上述水解分散液中，搅拌均匀，加入肉豆蔻酸钠皂，在80-90℃的恒温水浴中保温搅拌1-2小时，出料冷却，得改性水乳液；
（4）取上述改性水乳液、抗剥离乳液混合，搅拌均匀，加入丙烯酸树脂，1700-2000转/份搅拌40-50分钟，然后砂磨至细度为30µm以下，过滤包装，即得所述水性抗剥离丙烯酸树脂涂料。
本发明的优点：
本发明加入的抗剥离乳液中，将松香软化后进行烷基化改性，并分散在醇溶液中，然后与硬脂酸混合，高温酯化，然后加入对甲基苯磺酸为催化剂，在氮气的作用下将未反应完全的硬脂酸参与到与三羟甲基丙烷的酯化反应中，得到了复合型高粘度的酯化料，然后与醇酯十二混合，有效的提高了酯化料的成膜性能，醇酯十二本身就具有很好的成膜性，配合松香与酯化料的高粘度，增强了膜与基材的附着力，从而提高了成品的抗剥离强度，本发明不含有毒的增塑剂等原料，安全环保性好，然后将酯化料分散到烷醇酰胺、乙氧基化烷基酚硫酸铵的水溶液中，烷醇酰胺能够改善酯化料在水溶液中的分散性，提高与丙烯酸树脂间的相容性；
本发明将无机填料通过氨基硅烷改性，将氨基化填料与含有马来酸酐的水解液混合反应，同时加入肉豆蔻酸钠皂，进一步提高了反应物料的黏度，提高了涂膜与基材的附着力，从而提高了成品涂膜的抗剥离强度。
具体实施方式
实施例1
一种水性抗剥离丙烯酸树脂涂料，它是由下述重量份的原料制成的：
丙烯酸树脂270、抗剥离乳液20、肉豆蔻酸钠皂3、2-巯基苯并咪唑1、乙酸异丁酸蔗糖酯1、无机填料30、马来酸酐2、3-氨丙基三乙氧基硅烷2、干酪素2。
所述的无机填料为蒙脱土。
所述的抗剥离乳液是由下述重量份的原料组成的：
乙氧基化烷基酚硫酸铵2、醇酯十二20、松香4-6、三羟甲基丙烷4、硬脂酸3、烷醇酰胺1、季戊四醇12、对甲基苯磺酸0.02。
所述的抗剥离乳液的制备方法包括以下步骤：
取松香，加热软化，加入到季戊四醇中，送入到90℃的恒温水浴中，保温搅拌20分钟，出料，加入三羟甲基丙烷，超声3分钟，得松香醇液；
取硬脂酸、醇酯十二混合，在70℃下保温搅拌10分钟，加入都上述松香醇液中，搅拌均匀，升高温度为94℃，保温搅拌30分钟，加入对甲基苯磺酸，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为120℃，保温搅拌2小时，出料，得成膜酯化料；
取上述乙氧基化烷基酚硫酸铵，加入到其重量-00倍的去离子水中，搅拌均匀，加入烷醇酰胺、成膜酯化料，在60℃下保温搅拌30分钟，即得所述抗剥离乳液。
一种如权利要求1所述的水性抗剥离丙烯酸树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取无机填料，在800℃下煅烧2小时，冷却后磨成细粉，与2-巯基苯并咪唑混合，加入到混合料重量2倍的无水乙醇中，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，升高温度为60℃，超声2小时，蒸馏除去乙醇，得氨基化填料；
（2）取乙酸异丁酸蔗糖酯，加入到其重量17倍的去离子水中，搅拌均匀，升高温度为75℃，加入干酪素，保温搅拌10分钟，加入马来酸酐，搅拌至常温，得水解分散液；
（3）取上述氨基化填料，加入到上述水解分散液中，搅拌均匀，加入肉豆蔻酸钠皂，在90℃的恒温水浴中保温搅拌2小时，出料冷却，得改性水乳液；
（4）取上述改性水乳液、抗剥离乳液混合，搅拌均匀，加入丙烯酸树脂， 2000转/份搅拌50分钟，然后砂磨至细度为30µm以下，过滤包装，即得所述水性抗剥离丙烯酸树脂涂料。
实施例2
一种水性抗剥离丙烯酸树脂涂料，它是由下述重量份的原料制成的：
丙烯酸树脂200、抗剥离乳液10、肉豆蔻酸钠皂2、2-巯基苯并咪唑0.5、乙酸异丁酸蔗糖酯1、无机填料20、马来酸酐1、3-氨丙基三乙氧基硅烷0.7、干酪素1。
所述的无机填料为硅藻土。
所述的抗剥离乳液是由下述重量份的原料组成的：
乙氧基化烷基酚硫酸铵1、醇酯十二17、松香4、三羟甲基丙烷3、硬脂酸2、烷醇酰胺0.5、季戊四醇10、对甲基苯磺酸0.01。
所述的抗剥离乳液的制备方法包括以下步骤：
取松香，加热软化，加入到季戊四醇中，送入到80℃的恒温水浴中，保温搅拌10分钟，出料，加入三羟甲基丙烷，超声2分钟，得松香醇液；
取硬脂酸、醇酯十二混合，在60℃下保温搅拌4分钟，加入都上述松香醇液中，搅拌均匀，升高温度为90℃，保温搅拌20分钟，加入对甲基苯磺酸，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为110℃，保温搅拌1小时，出料，得成膜酯化料；
取上述乙氧基化烷基酚硫酸铵，加入到其重量80倍的去离子水中，搅拌均匀，加入烷醇酰胺、成膜酯化料，在50℃下保温搅拌20分钟，即得所述抗剥离乳液。
一种水性抗剥离丙烯酸树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取无机填料，在700℃下煅烧1小时，冷却后磨成细粉，与2-巯基苯并咪唑混合，加入到混合料重量1.5倍的无水乙醇中，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，升高温度为50℃，超声1小时，蒸馏除去乙醇，得氨基化填料；
（2）取乙酸异丁酸蔗糖酯，加入到其重量10倍的去离子水中，搅拌均匀，升高温度为70℃，加入干酪素，保温搅拌4分钟，加入马来酸酐，搅拌至常温，得水解分散液；
（3）取上述氨基化填料，加入到上述水解分散液中，搅拌均匀，加入肉豆蔻酸钠皂，在80-90℃的恒温水浴中保温搅拌1小时，出料冷却，得改性水乳液；
（4）取上述改性水乳液、抗剥离乳液混合，搅拌均匀，加入丙烯酸树脂，1700转/份搅拌40分钟，然后砂磨至细度为30µm以下，过滤包装，即得所述水性抗剥离丙烯酸树脂涂料。
性能测试：
抗剥离测试：
先用锋利刀片（刀锋角度为15～30°）在本发明的涂料形成的涂膜样本、传统丙烯酸树脂涂料形成的涂膜样本表面划10×10个1mm×1mm小网格，每一条划线应深及油漆的底层；用毛刷将测试区域的碎片刷干净；用粘附力350g/cm2～400g/cm2的胶带牢牢粘住被测试小网格，并用橡皮擦用力擦拭胶带，以加大胶带与被测区域的接触面积及力度；用手抓住胶带一端，在垂直方向迅速扯下胶纸，实验结果如下；
本发明的涂料形成的涂膜样本：
在划线的交叉点处有小片的油漆脱落，且脱落总面积小于5％；
传统丙烯酸树脂涂料形成的涂膜样本：
在划线的边缘及交叉点处有小片的油漆脱落，且脱落总面积在5％～15％之间；
可以看出，本发明的涂料具有更高的附着力，抗剥离强度高。
Claims (5)
1.一种水性抗剥离丙烯酸树脂涂料，其特征在于，它是由下述重量份的原料制成的：
丙烯酸树脂200-270、抗剥离乳液10-20、肉豆蔻酸钠皂2-3、2-巯基苯并咪唑0.5-1、乙酸异丁酸蔗糖酯1-3、无机填料20-30、马来酸酐1-2、3-氨丙基三乙氧基硅烷0.7-2、干酪素1-2。
2.根据权利要求1所述的一种水性抗剥离丙烯酸树脂涂料，其特征在于，所述的无机填料为硅藻土、蒙脱土中的一种或两种的混合物，当为混合物时，硅藻土、蒙脱土的重量比为4-5：1-2。
3.根据权利要求1所述的一种水性抗剥离丙烯酸树脂涂料，其特征在于，所述的抗剥离乳液是由下述重量份的原料组成的：
乙氧基化烷基酚硫酸铵1-2、醇酯十二17-20、松香4-6、三羟甲基丙烷3-4、硬脂酸2-3、烷醇酰胺0.5-1、季戊四醇10-12、对甲基苯磺酸0.01-0.02。
4.根据权利要求3所述的一种水性抗剥离丙烯酸树脂涂料，其特征在于，所述的抗剥离乳液的制备方法包括以下步骤：
取松香，加热软化，加入到季戊四醇中，送入到80-90℃的恒温水浴中，保温搅拌10-20分钟，出料，加入三羟甲基丙烷，超声2-3分钟，得松香醇液；
取硬脂酸、醇酯十二混合，在60-70℃下保温搅拌4-10分钟，加入到上述松香醇液中，搅拌均匀，升高温度为90-94℃，保温搅拌20-30分钟，加入对甲基苯磺酸，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为110-120℃，保温搅拌1-2小时，出料，得成膜酯化料；
取上述乙氧基化烷基酚硫酸铵，加入到其重量80-100倍的去离子水中，搅拌均匀，加入烷醇酰胺、成膜酯化料，在50-60℃下保温搅拌20-30分钟，即得所述抗剥离乳液。
5.一种如权利要求1所述的水性抗剥离丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取无机填料，在700-800℃下煅烧1-2小时，冷却后磨成细粉，与2-巯基苯并咪唑混合，加入到混合料重量1.5-2倍的无水乙醇中，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，升高温度为50-60℃，超声1-2小时，蒸馏除去乙醇，得氨基化填料；
（2）取乙酸异丁酸蔗糖酯，加入到其重量10-17倍的去离子水中，搅拌均匀，升高温度为70-75℃，加入干酪素，保温搅拌4-10分钟，加入马来酸酐，搅拌至常温，得水解分散液；
（3）取上述氨基化填料，加入到上述水解分散液中，搅拌均匀，加入肉豆蔻酸钠皂，在80-90℃的恒温水浴中保温搅拌1-2小时，出料冷却，得改性水乳液；
（4）取上述改性水乳液、抗剥离乳液混合，搅拌均匀，加入丙烯酸树脂，1700-2000转/份搅拌40-50分钟，然后砂磨至细度为30µm以下，过滤包装，即得所述水性抗剥离丙烯酸树脂涂料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170908 |
|
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