CN107698706A - 一种通用型水性金属底漆用水性苯丙乳液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种通用型水性金属底漆用水性苯丙乳液及其制备方法，按质量份数算，具体包括以下组份：苯乙烯15～20份；丙烯酸异辛酯20～25份；丙烯腈5～10份；甲基丙烯酸0.1～2份；磷酸酯类功能单体0.5～5份；乳化剂0.1～3份；过硫酸盐0.1～0.5份；氧化剂0.05～0.2份；还原剂0.05～0.2份；水40～60份。本发明制得水性苯丙乳液用于底漆中，可在不同的基材上具有非常好的附着，甚至一般水性金属涂料难以附着的基材，如没经过处理过的铝板或铬酸盐处理过的镀锌板等，同时形成非常致密的保护膜，保证了优异的耐水性、耐盐水性及耐盐雾性等防腐性能。

Description

一种通用型水性金属底漆用水性苯丙乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种通用型水性金属底漆用水性苯丙乳液及其制备方法。
背景技术
目前水性丙烯酸型金属底漆涂料在一些特殊基材上难以附着，表现为漆膜容易脱落，鼓泡，严重影响漆膜的防护功能，尤其是没经过处理的铝板或铬酸盐处理过的镀锌板上，另外，传统的金属漆涂料为溶剂型涂料，附着力和防腐蚀性能优异，但VOC高，气味大，施工安全隐患大。
随着水性金属涂料性能的不断提升，基本可满足防护性能要求；由于环保问题日益严峻，传统溶剂型金属涂料正不断被环保型水性金属涂料所取代，在溶剂型涂料向环保型水性金属涂料转变的过程中，为了平衡性能和环保的要求，部分金属涂料工程师采取水性+溶剂型的涂装方式，即先涂装一遍水性丙烯酸型金属底漆，再涂装一遍溶剂型面漆，由于普通的水性丙烯酸型金属底漆耐溶剂性差，因此溶剂型面漆会造成水性底漆软化、剥落，甚至失去防护性能，无法满足市场要求。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种综合性能优异的通用型水性金属底漆用水性苯丙乳液。本发明另外还提供了上述水性苯丙乳液的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的一种通用型水性金属底漆用水性苯丙乳液，按质量份数算，具体包括以下组份：
所述的磷酸酯类功能单体为多官能度酸性丙烯酸酯磷酸酯、烷基丙烯酸酯磷酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、烷基磷酸酯类特殊单体、咪唑啉类磷酸酯、硅氧烷磷酸酯、克林霉素磷酸酯、羟丙基二淀粉磷酸酯、乙酰化二淀粉磷酸酯中的一种或两种以上的混合物。
所述的乳化剂为十二烷基苯磺酸盐、烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、壬基酚乙氧基化物中的一种或两种以上的混合物。
所述的十二烷基苯磺酸盐为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺酸钾。
所述的烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸盐为烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸铵或烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸钠。
所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种或两种以上的混合物。
所述氧化剂为过氧化氢。
所述还原剂为维生素C。
另外，本发明还提供了上述任一项所述水性苯丙乳液的制备方法，具体包括以下步骤：
A)合成阶段
A1.向预乳化缸中加入15～25份水和0.05～1.5份乳化剂，打开搅拌器，依次投入15～20份苯乙烯、20～25份丙烯酸异辛酯、5～10份丙烯腈、0.1～2份甲基丙烯酸和0.5～5份磷酸酯类功能单体，搅拌分散20～30分钟；
A2.向反应器中加入25～35水和0.05～1.5份乳化剂，均匀搅拌，升温至80～90℃；
A3.取1～10％步骤A1中制得预乳化液，一次性加入步骤A2的反应器中，作为种子，在85～90℃下保温20～40分钟，然后加入0.1～0.5份过硫酸盐，于1～5分钟后连续均匀滴加步骤A1中剩余预乳化液，于3～4小时滴加完毕后升温至85～95℃，保温1～2小时；
B)后处理阶段
B1.将步骤A3制得乳液降温至70～75℃；
B2.向乳液中滴加0.02～0.1份还原剂和加入0.02～0.1份氧化剂，之后保温40～50分钟；
B3.继续降温至60～65℃；
B4.向步骤B3降温后乳液内，同时加入0.03～0.1份还原剂和0.03～0.1份氧化剂，保温40～50分钟；
B5.关闭加热器，待乳液降至室温，过滤包装。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1)本发明利用聚合反应把磷酸酯类功能单体接枝到丙烯酸乳胶粒子中，同时采用具有较好耐溶剂性的单体，使其及其配制成的水性金属涂料具有很好的溶剂相容性、耐溶剂性、与防锈剂和防锈颜料相容性。
2)本发明制得水性苯丙乳液用于底漆中，可在不同的基材上具有非常好的附着，甚至一般水性金属涂料难以附着的基材，如没经过处理过的铝板或铬酸盐处理过的镀锌板等，同时形成非常致密的保护膜，保证了优异的耐水性、耐盐水性及耐盐雾性等防腐性能，解决了目前水性金属底漆涂料在一些特殊基材上附着力差及与溶剂相容差的问题。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1
一种通用型水性金属底漆用水性苯丙乳液，按质量份数算，具体包括以下组份：
所述的磷酸酯类功能单体为烷基丙烯酸酯磷酸酯；
所述的乳化剂为烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸盐；
进一步的，所述的烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸盐为烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸铵；
所述过硫酸盐为过硫酸钾；
所述氧化剂为过氧化氢；
所述还原剂为维生素C；
上述水性苯丙乳液的制备方法，具体包括以下步骤：
A)合成阶段
A1.向预乳化缸中加入15份水和0.05份乳化剂，打开搅拌器，依次投入15份苯乙烯、20份丙烯酸异辛酯、5份丙烯腈、0.1份甲基丙烯酸和0.5份磷酸酯类功能单体，搅拌分散20分钟；
A2.向反应器中加入25水和0.05份乳化剂，均匀搅拌，升温至80℃；
A3.取2％步骤A1中制得预乳化液，一次性加入步骤A2的反应器中，作为种子，在85℃下保温20分钟，然后加入0.1份过硫酸盐，于1分钟后连续均匀滴加步骤A1中剩余预乳化液，于3小时滴加完毕后升温至85℃，保温1小时；
B)后处理阶段
B1.将步骤A3制得乳液降温至70℃；
B2.向乳液中滴加0.02份还原剂和加入0.02份氧化剂，之后保温40～50分钟；
B3.继续降温至60℃；
B4.向步骤B3降温后乳液内，同时加入0.03份还原剂和0.03份氧化剂，保温40分钟；
B5.关闭加热器，待乳液降至室温，加氨水中和到pH值为7.8，过滤包装。
上述步骤所得到的乳液的固含量为45％，pH值为7.8，粒子直径为100-250纳米。
实施例2
一种通用型水性金属底漆用水性苯丙乳液，按质量份数算，具体包括以下组份：
所述的磷酸酯类功能单体为乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯；
所述的乳化剂为十二烷基苯磺酸盐；
所述的十二烷基苯磺酸盐为十二烷基苯磺酸钠；
所述过硫酸盐为过硫酸铵；
所述氧化剂为过氧化氢；
所述还原剂为维生素C；
所述水性苯丙乳液的制备方法，具体包括以下步骤：
A)合成阶段
A1.向预乳化缸中加入20份水和1份乳化剂，打开搅拌器，依次投入17份苯乙烯、22份丙烯酸异辛酯、7份丙烯腈、1份甲基丙烯酸和2份磷酸酯类功能单体，搅拌分散25分钟；
A2.向反应器中加入30水和1份乳化剂，均匀搅拌，升温至85℃；
A3.取5％步骤A1中制得预乳化液，一次性加入步骤A2的反应器中，作为种子，在85℃下保温30分钟，然后加入0.3份过硫酸盐，于2分钟后连续均匀滴加步骤A1中剩余预乳化液，于3小时滴加完毕后升温至90℃，保温1.5小时；
B)后处理阶段
B1.将步骤A3制得乳液降温至75℃；
B2.向乳液中滴加0.05份还原剂和加入0.05份氧化剂，之后保温45分钟；
B3.继续降温至60℃；
B4.向步骤B3降温后乳液内，同时加入0.05份还原剂和0.05份氧化剂，保温45分钟；
B5.关闭加热器，待乳液降至室温，过滤包装。
上述步骤所得到的乳液的固含量为50％，pH值为7-9，粒子直径为100-250纳米。
实施例3
一种通用型水性金属底漆用水性苯丙乳液，按质量份数算，具体包括以下组份：
所述的磷酸酯类功能单体为克林霉素磷酸酯；
所述的乳化剂为壬基酚乙氧基化物；
所述过硫酸盐为过硫酸钠；
所述氧化剂为过氧化氢；
所述还原剂为维生素C；
所述水性苯丙乳液的制备方法，具体包括以下步骤：
A)合成阶段
A1.向预乳化缸中加入25份水和1.5份乳化剂，打开搅拌器，依次投入20份苯乙烯、25份丙烯酸异辛酯、10份丙烯腈、2份甲基丙烯酸和5份磷酸酯类功能单体，搅拌分散30分钟；
A2.向反应器中加入35水和1.5份乳化剂，均匀搅拌，升温至90℃；
A3.取10％步骤A1中制得预乳化液，一次性加入步骤A2的反应器中，作为种子，在90℃下保温40分钟，然后加入0.5份过硫酸盐，于5分钟后连续均匀滴加步骤A1中剩余预乳化液，于4小时滴加完毕后升温至95℃，保温2小时；
B)后处理阶段
B1.将步骤A3制得乳液降温至75℃；
B2.向乳液中滴加0.1份还原剂和加入0.1份氧化剂，之后保温50分钟；
B3.继续降温至65℃；
B4.向步骤B3降温后乳液内，同时加入0.1份还原剂和0.1份氧化剂，保温50分钟；
B5.关闭加热器，待乳液降至室温，加氨水中和到pH值为8.3，过滤包装。
上述步骤所得到的乳液的固含量为55％，pH值为8.3，粒子直径为100-250纳米。
根据水性丙烯酸树脂涂料标准HG/T 4758-2014检测，本发明与现有技术相比，具有附着力优异，防腐性能优异等优点，具体性能情况如下表1所示。
表1本发明实施例制得产品性能
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种通用型水性金属底漆用水性苯丙乳液，其特征在于，按质量份数算，具体包括以下组份：
2.根据权利要求1所述的一种通用型水性金属底漆用水性苯丙乳液，其特征在于，所述的磷酸酯类功能单体为多官能度酸性丙烯酸酯磷酸酯、烷基丙烯酸酯磷酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、烷基磷酸酯类特殊单体、咪唑啉类磷酸酯、硅氧烷磷酸酯、克林霉素磷酸酯、羟丙基二淀粉磷酸酯、乙酰化二淀粉磷酸酯中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种通用型水性金属底漆用水性苯丙乳液，其特征在于，所述的乳化剂为十二烷基苯磺酸盐、烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、壬基酚乙氧基化物中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求3所述的一种通用型水性金属底漆用水性苯丙乳液，其特征在于，所述的十二烷基苯磺酸盐为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺酸钾。
5.根据权利要求3所述的一种通用型水性金属底漆用水性苯丙乳液，其特征在于，所述的烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸盐为烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸铵或烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种通用型水性金属底漆用水性苯丙乳液，其特征在于，所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种或两种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种通用型水性金属底漆用水性苯丙乳液，其特征在于，所述氧化剂为过氧化氢。
8.根据权利要求1所述的一种通用型水性金属底漆用水性苯丙乳液，其特征在于，所述还原剂为维生素C。
9.一种权利要求1-8任一项所述水性苯丙乳液的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
A)合成阶段
A1.向预乳化缸中加入15～25份水和0.05～1.5份乳化剂，打开搅拌器，依次投入15～20份苯乙烯、20～25份丙烯酸异辛酯、5～10份丙烯腈、0.1～2份甲基丙烯酸和0.5～5份磷酸酯类功能单体，搅拌分散20～30分钟；
A2.向反应器中加入25～35水和0.05～1.5份乳化剂，均匀搅拌，升温至80～90℃；
A3.取1～10％步骤A1中制得预乳化液，一次性加入步骤A2的反应器中，作为种子，在85～90℃下保温20～40分钟，然后加入0.1～0.5份过硫酸盐，于1～5分钟后连续均匀滴加步骤A1中剩余预乳化液，于3～4小时滴加完毕后升温至85～95℃，保温1～2小时；
B)后处理阶段
B1.将步骤A3制得乳液降温至70～75℃；
B2.向乳液中滴加0.02～0.1份还原剂和加入0.02～0.1份氧化剂，之后保温40～50分钟；
B3.继续降温至60～65℃；
B4.向步骤B3降温后乳液内，同时加入0.03～0.1份还原剂和0.03～0.1份氧化剂，保温40～50分钟；
B5.关闭加热器，待乳液降至室温，过滤包装。
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