CN107245293A - 适合海洋环境的丙烯酸改性氯化橡胶水性涂料及其制备方法 - Google Patents

适合海洋环境的丙烯酸改性氯化橡胶水性涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种适合海洋环境的丙烯酸改性氯化橡胶水性涂料及其制备方法该涂料组合物包括改性丙烯酸改性氯化橡胶水性乳液组分和色浆组分，其中，所述改性丙烯酸乳液组分包括按重量份数计的如下组分：改性丙烯酸树脂：34～40份；封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂：15～17份；去离子水：44～52.2份。本发明的涂料为水性双组份涂料，涂装方便，使用环保、安全；板面平整光亮、装饰效果佳，涂层具有优异的机械性能和耐酸、耐碱性，涂层还具有非常优异的耐候性能和耐腐蚀性，可用于海洋腐蚀环境下的钢结构表面的保护和涂装；该涂料的制备操作工艺简便，制备的涂料各组分分散均匀，稳定性好。

Description

适合海洋环境的丙烯酸改性氯化橡胶水性涂料及其制备方法
[技术领域]
本发明涉及丙烯酸氯化橡胶水性涂料，具体涉及一种适合海洋环境的丙烯酸改性氯化橡胶水性涂料及其制备方法。
[背景技术]
低碳环保是现今社会都在追求潮流，水性涂料及其产品符合低碳环保的要求所以发展潜力巨大。与传统溶剂型涂料相比，水性涂料具有环保和性能优异等特点，成为涂料工业的发展主流。现有的海洋腐蚀环境下的钢结构表面采用合成树脂涂料的涂层，其不足之处是耐盐雾性能和耐光老化性能不佳，涂层易发生腐蚀和变色粉化，使涂层由里及外的脱落，现市面上采用合成树脂涂料的涂层人工加速盐雾试验一般为5OOh，人工加速耐光老化试验一般为600h，其性能较差。
[发明内容]
本发明的目的在于解决现有技术中水性涂料在海洋腐蚀环境下耐盐雾性能和耐光老化性能不佳，涂层易发生腐蚀和变色粉化的问题。
为了实现上述目的，提供一种适合海洋环境的丙烯酸改性氯化橡胶水性涂料，其制备方法包括以下步骤：
a.制备改性丙烯酸树脂，
按重量份数计将5～9份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、10～12份的甲基丙烯酸羟乙酯、10～13份的甲基丙烯酸甲酯、10～11份的丙烯酸异辛酯、1～2份的硅烷偶联剂、9～12份苯乙烯、过氧化苯甲酰混合得到混合液A，
同时将的过氧化苯甲酰和2～3份醋酸丁酯混合得到混合液B，
将8～19份的甲基异丁基酮、9～15份的乙二醇丁醚混合后，在115℃下滴加混合液A后，滴加混合液B，反应后降温至105℃，滴加4～5份的二乙醇胺，反应后升温至120℃进行胺化，胺化结束后降温至110℃加入5～7份的氯化橡胶高速搅拌40分钟即得到改性丙烯酸树脂，
b.制备改性丙烯酸乳液，
在不超过45℃的条件下，将34～40份的改性丙烯酸树脂和15～17份的封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂混匀后，调节PH值为5.6～6.2，加入44～52.2份的去离子水，搅拌均匀即得，
c.制备色浆：
将15～18份的丙烯酸研磨树脂、1～2份的表面活性剂和42～50份的去离子水混匀后，加入34～38份的颜填料，研磨至细度不超过15μm后，即得，
d.成品，
将所述的改性丙烯酸乳液和色浆混合得到丙烯酸改性氯化橡胶水性涂料
上述制备方法还具有如下优化工艺：
所述封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂包括按重量份数计的如下组分：
甲基异丁基酮： 20～30份；
六亚甲基二异氰酸酯： 38～42份；
正丁醇： 32～38份。
所述封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂的制备方法为：
将甲基异丁基酮和六亚甲基二异氰酸酯混匀，在氮气氛中，于75℃滴加正丁醇，进行反应后即得。
所述丙烯酸研磨树脂为具有梳型结构的含有锚固基团的树脂，
所述表面活性剂为非烷基酚类表面活性剂。
步骤d中，所述改性丙烯酸乳液和色浆的按质量比改性丙烯酸乳液：色浆＝6:1进行混合。
本发明与现有技术相比的有益效果
1、本发明的丙烯酸改性氯化橡胶涂料，其涂层具有优异的物理机械性能、耐化学品性、耐盐雾性、耐光老化性，其中人工加速老化试验达到2000h，人工加速耐盐雾试验达到1500h。可应用于海洋腐蚀环境中的钢结构表面的保护和涂装。
2、本发明的丙烯酸改性氯化橡胶涂料及其制备方法，工艺简单，无须特殊设备。
3、本发明的丙烯酸改性氯化橡胶涂料的性能价格比高。
4、本发明的丙烯酸改性氯化橡胶涂料为水性涂料低碳环保。
[具体实施方式]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
1)所述氯化橡胶改性丙烯酸树脂配方：
按配方量将将甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、硅烷偶联剂、苯乙烯、过氧化苯甲酰混合均匀待用，称为混合液1；将配方量的偶过氧化苯甲酰和醋酸丁酯混合均匀待用，称为混合液2。按配方量将甲基异丁基酮、乙二醇丁醚加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到115℃后，开始滴加混合液1，4小时滴完后保温半小时，然后滴加混合液2，半小时滴完，然后保温1小时，降温至105℃，然后按配方量滴加二乙醇胺，半小时滴完，然后升温到120℃，胺化4小时，胺化结束后降温至110℃加入B高速搅拌40分钟即得到改性丙烯酸树脂。
2)所述封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂配方：
甲基异丁基酮 20份
六亚甲基二异氰酸酯 42份
正丁醇 38份
按配方量将甲基异丁基酮和六亚甲基二异氰酸酯加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到75℃，滴加正丁醇，1小时滴完，保温2小时后，降温到45℃以下出料，获得所述的封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂。
3)所述改性丙烯酸乳液乳液配方
按配方量将丙烯酸改性氯化橡胶树脂和封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂加入反应容器中搅拌1小时混合均匀，然后加入中和剂醋酸搅拌1小时，然后去离子水一次性加入反应容器中高速搅拌2小时，整个制备过程反应容器温度控制在45℃以下，获得所述的丙烯酸改性氯化橡胶乳液。
4)所述色浆配方
按配方量将丙烯酸研磨树脂、表面活性剂和去离子水加入研磨罐中搅拌均匀，在研磨罐里有锆珠、通冷凝水的情况下缓慢加入钛白粉，高速砂磨2小时，至细度≤15μm，获得所述的耐候白色色浆。
实施例2
1)所述氯化橡胶改性丙烯酸树脂配方：
按配方量将将甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、硅烷偶联剂、苯乙烯、过氧化苯甲酰混合均匀待用，称为混合液1；将配方量的偶过氧化苯甲酰和醋酸丁酯混合均匀待用，称为混合液2。按配方量将甲基异丁基酮、乙二醇丁醚加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到115℃后，开始滴加混合液1，4小时滴完后保温半小时，然后滴加混合液2，半小时滴完，然后保温1小时，降温至105℃，然后按配方量滴加二乙醇胺，半小时滴完，然后升温到120℃，胺化4小时，胺化结束后降温至110℃加入B高速搅拌40分钟即得到改性丙烯酸树脂。
2)所述封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂配方：
甲基异丁基酮 30份
六亚甲基二异氰酸酯 38份
正丁醇 32份
按配方量将甲基异丁基酮和六亚甲基二异氰酸酯加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到75℃，滴加正丁醇，1小时滴完，保温2小时后，降温到45℃以下出料，获得所述的封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂。
3)所述改性丙烯酸乳液乳液配方
按配方量将丙烯酸改性氯化橡胶树脂和封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂加入反应容器中搅拌1小时混合均匀，下一步加入中和剂乳酸搅拌1小时，然后将去离子水一次性加入反应容器中高速搅拌2小时，整个制备过程反应容器温度控制在45℃以下，获得所述的丙烯酸改性氯化橡胶乳液。
4)所述耐候色浆配方
按配方量将丙烯酸研磨树脂、表面活性剂和去离子水加入研磨罐中搅拌均匀，在研磨罐里有锆珠、通冷凝水的情况下缓慢加入彩色颜料氧化铁红PR-101、酞菁蓝PB-15和颜料黄，高速砂磨2小时，至细度≤15μm，获得所述的耐候彩色色浆。
实施例3
1)所述氯化橡胶改性丙烯酸树脂配方：
按配方量将将甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、硅烷偶联剂、苯乙烯、过氧化苯甲酰混合均匀待用，称为混合液1；将配方量的偶过氧化苯甲酰和醋酸丁酯混合均匀待用，称为混合液2。按配方量将甲基异丁基酮、乙二醇丁醚加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到115℃后，开始滴加混合液1，4小时滴完后保温半小时，然后滴加混合液2，半小时滴完，然后保温1小时，降温至105℃，然后按配方量滴加二乙醇胺，半小时滴完，然后升温到120℃，胺化4小时，胺化结束后降温至110℃加入B高速搅拌40分钟即得到改性丙烯酸树脂。
2)所述封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂配方：
甲基异丁基酮 25份
六亚甲基二异氰酸酯 40份
正丁醇 35份
按配方量将甲基异丁基酮和六亚甲基二异氰酸酯加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到75℃，滴加正丁醇，1小时滴完，保温2小时后，降温到45℃以下出料，获得所述的封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂。
3)所述改性丙烯酸乳液乳液配方
按配方量将丙烯酸改性氯化橡胶树脂和封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂加入反应容器中搅拌1小时混合均匀，下一步加入中和剂乳酸搅拌1小时，然后将去离子水一次性加入反应容器中高速搅拌2小时，整个制备过程反应容器温度控制在45℃以下，获得所述的丙烯酸改性氯化橡胶乳液。
4)所述耐候色浆配方
按配方量将丙烯酸研磨树脂、表面活性剂和去离子水加入研磨罐中搅拌均匀，在研磨罐里有锆珠、通冷凝水的情况下缓慢加入炭黑、高岭土和钛白粉，高速砂磨2小时，至细度≤15μm，获得所述的耐候灰色色浆。
实施例1-3制得的丙烯酸改性氯化橡胶涂料制备样板的主要技术指标如下表所示：
本发明的丙烯酸改性氯化橡胶涂料具有双组分包装、储存稳定性较好、低温干燥成膜的特点，其涂层柔韧性＝＝lmm；冲击强度＝＝5Ocm；附着力＝＝0级；耐化学品浸性优良；人工加速老化试验2000h涂层完好；人工加速盐雾试验1500h涂层完好，其性能是普通氯化橡胶涂料无法比拟的。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种适合海洋环境的丙烯酸改性氯化橡胶水性涂料的其制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a.制备改性丙烯酸树脂，
按重量份数计将5～9份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、10～12份的甲基丙烯酸羟乙酯、10～13份的甲基丙烯酸甲酯、10～11份的丙烯酸异辛酯、1～2份的硅烷偶联剂、9～12份苯乙烯、过氧化苯甲酰混合得到混合液A，同时将的过氧化苯甲酰和2～3份醋酸丁酯混合得到混合液B，
将8～19份的甲基异丁基酮、9～15份的乙二醇丁醚混合后，在115℃下滴加混合液A后，滴加混合液B，反应后降温至105℃，滴加4～5份的二乙醇胺，反应后升温至120℃进行胺化，胺化结束后降温至110℃加入5～7份的氯化橡胶高速搅拌40分钟即得到改性丙烯酸树脂，
b.制备改性丙烯酸乳液，
在不超过45℃的条件下，将34～40份的改性丙烯酸树脂和15～17份的封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂混匀后，调节PH值为5.6～6.2，加入44～52.2份的去离子水，搅拌均匀即得，
c.制备色浆：
将15～18份的丙烯酸研磨树脂、1～2份的表面活性剂和42～50份的去离子水混匀后，加入34～38份的颜填料，研磨至细度不超过15μm后，即得，
d.成品，
将所述的改性丙烯酸乳液和色浆混合得到丙烯酸改性氯化橡胶水性涂料。
2.如权利要求1所述的适合海洋环境的丙烯酸改性氯化橡胶水性涂料的其制备方法，其特征在于，所述封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂包括按重量份数计的如下组分：
甲基异丁基酮： 20～30份；
六亚甲基二异氰酸酯： 38～42份；
正丁醇： 32～38份。
3.如权利要求2所述的适合海洋环境的丙烯酸改性氯化橡胶水性涂料的其制备方法，其特征在于所述封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂的制备方法为：
将甲基异丁基酮和六亚甲基二异氰酸酯混匀，在氮气氛中，于75℃滴加正丁醇，进行反应后即得。
4.如权利要求1所述的适合海洋环境的丙烯酸改性氯化橡胶水性涂料的其制备方法，其特征在于所述丙烯酸研磨树脂为具有梳型结构的含有锚固基团的树脂。
5.如权利要求1所述的适合海洋环境的丙烯酸改性氯化橡胶水性涂料的其制备方法，其特征在于所述表面活性剂为非烷基酚类表面活性剂。
6.如权利要求1所述的适合海洋环境的丙烯酸改性氯化橡胶水性涂料的其制备方法，其特征在于步骤d中，所述改性丙烯酸乳液和色浆的按质量比改性丙烯酸乳液：色浆＝6:1进行混合。
7.一种采用权利要求1～6所述制备方法制备的丙烯酸改性氯化橡胶水性涂料。
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