CN107236097A - 一种防腐涂料用水性树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种防腐涂料用水性树脂，按重量份数计算，由50‑80份的氯醚树脂、50‑80份的环氧树脂、50‑80份的丙烯酸酯单体、100‑200份溶剂、5‑30份的改性交联单体、0.05‑0.1份的阻聚剂和100‑200份的去离子水组成。本发明还提供了上述防腐涂料用水性树脂的制备方法，本发明的防腐涂料用水性树脂具有防腐性好、耐候性好等特点；由其制备的防腐涂料具有较高的防腐性好、耐候性等特点，可广泛应用于化工、海工设备、舰船等技术领域的防腐蚀保护。

Description

一种防腐涂料用水性树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，涉及一种水性树脂，具体来说是一种防腐涂料用水性树脂及其制备方法。
背景技术
近年来，随着我国国民经济快速发展，带动了汽车、石化、船舶、管道、航空等领域的快速发展。急需高性能防腐涂料对其进行腐蚀的保护。常用的溶剂型防腐涂料，如氯化橡胶、环氧涂料、丙烯酸酯涂料、聚氨酯涂料等可以很好的对以上领域使用的材料进行防腐蚀防护。但随着国内外在环境保护上的重视，防腐蚀涂料的发展以无污染、无公害、节省能源、经济高效为原则，开发新型的环保的防腐涂料体系已迫在眉睫。与溶剂型涂料相比，水性涂料具有诸多优点，如低的VOC 含量，极少的气味，不易燃烧，使用安全，可用水清洗等。目前在水性防腐涂料用水性树脂主要为水性丙烯酸酯、水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂、水性氟碳树脂等主要品种，这些树脂存在防腐效果不佳、耐水性不佳、附着力不佳等问题，单一树脂难以满足长效耐候防腐涂料的需要。
发明内容
针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种防腐涂料用水性树脂及其制备方法，所述的这种防腐涂料用水性树脂及其制备方法要解决现有技术中的水性树脂防腐效果不佳、耐水性不佳、附着力不佳、单一树脂难以满足长效耐候防腐需求的技术问题。
本发明提供了一种防腐涂料用水性树脂，按重量份数计算，其原料组成及含量如下：
氯醚树脂 50-80份；
环氧树脂 50-80份；
丙烯酸酯单体 50-80份；
溶剂 100-200份；
改性交联单体 5-30份；
阻聚剂 0.05-0.1份；
去离子水 100-200份
其中： 所述的环氧树脂为E-12缩水甘油醚类环氧树脂 、E20缩水甘油醚类环氧树脂 、E44缩水甘油醚类环氧树脂 、E51缩水甘油醚类环氧树脂 、缩水甘油酯类环氧树脂 、缩水甘油胺类环氧树脂 、线型脂肪族类环氧树脂 或者脂环族类环氧树脂中的一种或两种以上的组合；
所述的丙烯酸酯单体为丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、丙烯酸-2-乙氧基乙酯、丙烯酸环己酯或者丙烯酸异冰片酯单体中的一种或两种以上的组合；
所述的改性交联单体选自双季戊四醇六丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、 四氢呋喃丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、 乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、 三（2-羟乙基）异氰脲酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、 丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、超支化聚酯丙烯酸酯、烷氧基丙烯酸酯、碳酸单丙烯酸酯、咪唑基单丙烯酸酯、环碳酸酯单丙烯酸酯、环氧硅酮单体、硅酮类丙烯酸酯或者乙烯基醚类单体中的一种或两种以上的组合；
所述的溶剂为乙二醇二乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇二甲醚 、丙二醇甲醚、乙醇、丁醇、丁醚、异丙醚或者甲基叔丁基醚、二氧六环或者乙二醇单苯醚中的一种或两种以上的组合；
所述的阻聚剂为对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚、2，5-二叔丁基对苯二酚、对苯醌、甲基氢醌或者对羟基苯甲醚中的一种或两种以上的组合。
进一步的，所述的氯醚树脂为国产MP45树脂。
进一步的，其25℃下的粘度为500-3000mPa.s，外观为泛蓝的白色乳液，室温存储稳定性大于半年。
进一步的，所述的溶剂为丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、丙酮、丁酮或者乙醇中的一种或两种以上的组合。
本发明还提供了上述的一种防腐涂料用水性树脂的制备方法，包括如下步骤：先按照重量份数称取各反应原料，然后将环氧树脂、氯醚树脂、阻聚剂和溶剂加入一个反应容器中，加热并搅拌，升温到100-110℃，且环氧树脂完全溶解时，加入丙烯酸酯单体和改性交联单体混合溶液，加入完毕后，升温至115-12℃反应，搅拌下恒温3 ~ 5 h，停止加热，待温度降到40~50℃，调节pH值为7~8，加入去离子水并搅拌，恒温0.5 ~2 h，减压蒸馏去除溶剂，即得防腐涂料用水性树脂。
本发明的防腐涂料用水性树脂，经过丙烯酸酯接枝改性的环氧树脂、氯醚树脂并经水性化作用，使该水性树脂了具有良好的成膜性和防腐蚀性能，采用交联剂使水性树脂完成了一定程度的交联，进一步的提升了强度、耐腐蚀性能，同时由于所制备的水性大分子具有不挥发、无毒等特点，因此所制得的水性树脂对环境无毒无害。
本发明的防腐涂料用水性树脂，外观为泛蓝的白色乳液，环保，室温存储稳定性大于半年。采用上海锐风仪器制造有限公司提供的NDJ-1旋转粘度计，通过GB/T2794-2013，《胶粘剂粘度的测定 单圆筒旋转粘度计法》，在室温25℃的条件下进行检测，其粘度为500-3000mPa.s。
本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明的防腐涂料用水性树脂具有防腐性好、耐候性好等特点；由其制备的防腐涂料具有较高的防腐性好、耐候性等特点，可广泛应用于化工、海工设备、舰船等技术领域的防腐蚀保护。而且反应条件简单，反应方法成熟，制备工艺简单，适于规模化生产。
附图说明
图1是实施例1所得的防腐涂料用水性树脂的红外光谱图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。
本发明各实施例所用的原料中除特殊表明的厂家及规格外，其他原料均为市售，规格均为化学纯。
本发明所用的各种设备的型号及生产厂家的信息如下：
GFJ-0.4型高速分散机，上海新诺仪器设备有限公司生产。
实施例1
一种防腐涂料用水性树脂，按重量份数计算，其原料组成及含量如下：
氯醚树脂 50份；
环氧树脂 50份；
丙烯酸酯单体 50份；
溶剂 100份；
改性交联单体 5份；
阻聚剂 0.05份；
去离子水 100份
其中：所述的氯醚树脂为国产MP45树脂；
所述的丙烯酸酯单体为丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-羟基乙酯按质量比为1:10:10:3组成的混合单体；
所述的改性交联单体选自二乙二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯按质量比1:1组成的混合物；
所述的溶剂为丙二醇甲醚、丁醇、二氧六环按质量比1:0.3:0.2组成的混合物；
所述的阻聚剂为对苯二酚；
本实施例中，一种防腐涂料用水性树脂的制备方法，具体包括如下步骤：
按照配方，将50份氯醚树脂、50份环氧树脂、0.05份阻聚剂和100份溶剂加入500ml圆底四口烧瓶中，加热并搅拌，升温到100℃左右待环氧树脂完全溶解时，以一定速度滴加50份丙烯酸酯混合单体、5份改性交联单体构成的混合溶液，滴加完毕后，升温至115℃左右反应，搅拌下恒温3 h，停止加热，待温度降到40℃，调节pH值为7，加入100份去离子水并快速搅拌，恒温0.5 h，减压蒸馏去除溶剂，即得防腐涂料用水性树脂。
上述实施例所得的防腐涂料用水性树脂，采用上海锐风仪器制造有限公司提供的NDJ-1旋转粘度计，通过GB/T2794-2013，《胶粘剂粘度的测定 单圆筒旋转粘度计法》，在室温25℃的条件下进行检测，其粘度为500mPa.s。
进一步，本实施例的一种防腐涂料用水性树脂，经与水性异氰酸酯固化剂固化成膜，对该涂膜进行了耐酸性和耐碱性测试，耐酸性（96h）按照GB/T 1763-1989进行检测，涂膜外观无变化；耐碱性（96h）按照GB/T 1763-1989进行检测，涂膜外观无变化。并对涂层的老化性能进行了评价，按GB/ T9277 进行，涂层经600 h 人工加速老化试验后，保光率大于83 %，涂层不起泡、不剥落、无裂纹。
以上实施例2所得的防腐涂料用水性树脂涂膜后较高的说明其是一种长效效耐候型防腐涂料树脂，防腐效果佳。
实施例2
一种防腐涂料用水性树脂，按重量份数计算，其原料组成及含量如下：
氯醚树脂 80份；
环氧树脂 80份；
丙烯酸酯单体 80份；
溶剂 200份；
改性交联单体 30份；
阻聚剂 0.1份；
去离子水 200份
其中：所述的氯醚树脂为国产MP45树脂；
所述的丙烯酸酯单体为丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-羟基丙酯按质量比1:8：10：5：5组成的混合单体；
所述的改性交联单体选自二乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯按质量比1:2:1组成的混合物；
所述的溶剂为乙二醇丁醚、二乙二醇二甲醚 、丁醇按质量比1：1：0.3组成的混合物；
所述的阻聚剂为对羟基苯甲醚。
本实施例中，一种防腐涂料用水性树脂的制备方法，具体包括如下步骤：
按照配方，将80份氯醚树脂、80份环氧树脂、0.1份阻聚剂和200份溶剂加入500ml圆底四口烧瓶中，加热并搅拌，升温到110℃左右待环氧树脂完全溶解时，以一定速度滴加80份丙烯酸酯混合单体、30份改性交联单体构成的混合溶液，滴加完毕后，升温至120℃左右反应，搅拌下恒温5h，停止加热，待温度降到50℃，调节pH值为8，加入200份去离子水并快速搅拌，恒温3 h，减压蒸馏去除溶剂，即得防腐涂料用水性树脂。
上述实施例所得的防腐涂料用水性树脂，采用上海锐风仪器制造有限公司提供的NDJ-1旋转粘度计，通过GB/T2794-2013，《胶粘剂粘度的测定 单圆筒旋转粘度计法》，在室温25℃的条件下进行检测，其粘度为3000mPa.s。
进一步，本实施例的一种防腐涂料用水性树脂，经与水性异氰酸酯固化剂固化，对涂膜进行耐酸性和耐碱性测试，耐酸性（96h）按照GB/T 1763-1989进行检测，涂膜外观无变化；耐碱性（96h）按照GB/T 1763-1989进行检测，涂膜外观无变化。涂层的老化评价按GB/T9277 进行，涂层经600 h 人工加速老化试验后，保光率大于78 %，涂层不起泡、不剥落、无裂纹。
以上实施例2所得的防腐涂料用水性树脂涂膜后较高的说明其是一种长效效耐候型防腐涂料树脂，防腐效果佳。
综上所述，本发明的防腐涂料用水性树脂采用的是经过含氟结构、丙烯酸酯接枝改性氯醚树脂经水性化反应制备的，并通过采用交联剂使水性树脂完成了一定程度的交联，具有较好的长效耐腐蚀性能，同时由于所制备的水性大分子具有不挥发、无毒等特点，因此所制得的水性树脂对环境无毒无害，该水性树脂为一种长效耐候型防腐水性树脂。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种防腐涂料用水性树脂，其特征在于，按重量份数计算，其原料组成及含量如下：
氯醚树脂 50-80份；
环氧树脂 50-80份；
丙烯酸酯单体 50-80份；
溶剂 100-200份；
改性交联单体 5-30份；
阻聚剂 0.05-0.1份；
去离子水 100-200份；
其中： 所述的环氧树脂为E-12缩水甘油醚类环氧树脂 、E20缩水甘油醚类环氧树脂 、E44缩水甘油醚类环氧树脂 、E51缩水甘油醚类环氧树脂 、缩水甘油酯类环氧树脂 、缩水甘油胺类环氧树脂 、线型脂肪族类环氧树脂 或者脂环族类环氧树脂中的一种或两种以上的组合；
所述的丙烯酸酯单体为丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、丙烯酸-2-乙氧基乙酯、丙烯酸环己酯或者丙烯酸异冰片酯单体中的一种或两种以上的组合；
所述的改性交联单体选自双季戊四醇六丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、 四氢呋喃丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、 乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、 三（2-羟乙基）异氰脲酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、 丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、超支化聚酯丙烯酸酯、烷氧基丙烯酸酯、碳酸单丙烯酸酯、咪唑基单丙烯酸酯、环碳酸酯单丙烯酸酯、环氧硅酮单体、硅酮类丙烯酸酯或者乙烯基醚类单体中的一种或两种以上的组合；
所述的溶剂为乙二醇二乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇二甲醚 、丙二醇甲醚、乙醇、丁醇、丁醚、异丙醚或者甲基叔丁基醚、二氧六环或者乙二醇单苯醚中的一种或两种以上的组合；
所述的阻聚剂为对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚、2，5-二叔丁基对苯二酚、对苯醌、甲基氢醌或者对羟基苯甲醚中的一种或两种以上的组合。
2.根据权利要求1所述的一种防腐涂料用水性树脂，其特征在于：所述的氯醚树脂为国产MP45树脂。
3.根据权利要求1所述的一种防腐涂料用水性树脂，其特征在于：其25℃下的粘度为500-3000mPa.s，外观为泛蓝的白色乳液，室温存储稳定性大于半年。
4.根据权利要求1所述的一种防腐涂料用水性树脂，其特征在于：所述的溶剂为丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、丙酮、丁酮或者乙醇中的一种或两种以上的组合。
5.权利要求1所述的一种防腐涂料用水性树脂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：先按照重量份数称取各反应原料，然后将环氧树脂、氯醚树脂、阻聚剂和溶剂加入一个反应容器中，加热并搅拌，升温到100-110℃，且环氧树脂完全溶解时，加入丙烯酸酯单体和改性交联单体混合溶液，加入完毕后，升温至115-12℃反应，搅拌下恒温3 ~ 5 h，停止加热，待温度降到40~50℃，调节pH值为7~8，加入去离子水并搅拌，恒温0.5 ~2 h，减压蒸馏去除溶剂，即得防腐涂料用水性树脂。
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