CN108794701A - 一种低voc水性工业防腐树脂及其制备方法和在涂料上的应用 - Google Patents

一种低voc水性工业防腐树脂及其制备方法和在涂料上的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种低VOC水性工业防腐树脂及其制备方法和在涂料上的应用，其防腐树脂，包括环氧树脂2‑5份、丙烯酸20‑25份、甲基丙烯酸甲酯1‑3份、顺丁烯二酸酐0.5‑1份、催化剂0.5‑1份、阻聚剂0.01‑0.05份、助溶剂3‑6份、三乙醇胺0.3‑0.5份、非离子表面活性剂0.1‑0.3份和纯净水30‑40份。本发明的低VOC水性工业防腐树脂进一步加工的低VOC水性工业防腐涂料是一种高性能、低价格、低VOC的环保型水性涂料，是工业防腐油漆的良好的替代品。

Description

一种低VOC水性工业防腐树脂及其制备方法和在涂料上的 应用
技术领域
本发明涉及环保涂料制备领域，特别是涉及一种低VOC水性工业防腐树脂及其制备方法和在涂料上的应用。
背景技术
目前，国内的钢材质工件的防腐涂料主要是溶剂型涂料，而欧美发达国家钢材质工件用的防腐涂料37％是水性涂料，水性涂料采用以水代替有机溶剂，使得有机溶剂排放少，且涂层性能可以和溶剂型涂料相媲美，因此，水性涂料的研究成为本领域的研究热点。
目前，伴随国内环保意识的加强，高VOC的油性漆对环境、施工工人身体健康都产生严重性迫害，因此工业防腐涂料水性化日趋紧迫。目前水性化工业防腐涂料日渐涌现，包括水性丙烯酸涂料、水性环氧涂料、水性丙烯酸聚氨酯类涂料等等。水性丙烯酸涂料，耐候性好、附着力好，但是耐盐雾、耐腐蚀略差，在涉及海运或沿海城市使用，总有一些力不从心；水性环氧树脂耐盐雾性能优异，但是耐候性差，不能长期室外使用。聚氨酯类产品，价格昂贵，限制了应用。我国水性工业防腐树脂起步晚，技术相对落后，因此，如何开发一种高性能、低价格、低VOC的环保型水性涂料是本领域一个亟需解决的技术问题。
发明内容
鉴于现有技术缺点，本发明的目的在于提供一种低VOC水性工业防腐树脂，其可以用于制备低VOC水性工业防腐涂料，保证其高防腐性能、低VOC环保性，并且由于其制备成本较低，大大降低了涂料的生产成本，便于水性涂料的推广及应用。
为达到上述发明目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种低VOC水性工业防腐树脂，包括以下原料组分及重量份：环氧树脂2-5份、丙烯酸20-25份、甲基丙烯酸甲酯1-3份、顺丁烯二酸酐0.5-1份、催化剂0.5-1份、阻聚剂0.01-0.05份、助溶剂3-6份、三乙醇胺0.3-0.5份、非离子表面活性剂0.1-0.3份和纯净水30-40份。
所述低VOC水性工业防腐树脂，所述环氧树脂为E44环氧树脂和/或E51环氧树脂。
所述低VOC水性工业防腐树脂，所述催化剂为过硫酸铵和/或N,N-二甲基乙醇胺。
所述低VOC水性工业防腐树脂，所述阻聚剂为l，4-萘醌和/或对苯酚。
所述低VOC水性工业防腐树脂，所述助溶剂为乙二醇丁醚、丁醇、二丙二醇甲醚中的两种或两种以上组成。
所述低VOC水性工业防腐树脂，所述非离子表面活性剂为吐温80和/或脂肪酸聚氧乙烯醚。
一种所述低VOC水性工业防腐树脂的制备方法，将环氧树脂加入反应釜中，在300r/min的转速下升高温度85℃，温度达到后提高转速1300r/min后，向反应釜中加入丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、顺丁烯二酸酐，继续高速搅拌下升温至85℃，同时缓慢加入催化剂和阻聚剂；反应5h后，冷却至40-50℃，向反应釜中加入三乙醇胺、助溶剂，继续搅拌10min后，加入非离子表面活性剂和水，搅拌40min后关闭加热。
一种低VOC水性工业防腐树脂在涂料上的应用，所述涂料配方包含所述低VOC的水性工业防腐树脂60-70份，还包括成膜助剂2-3份、消泡剂0.1-0.3份、润湿流平剂0.1-0.3、防流挂助剂0.1-0.3、防闪锈助剂0.1-0.3份、纯净水30-35份。
所述的应用，所述成膜助剂为二丙二醇丁醚和/或丙二醇甲醚；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述润湿流平剂为有机硅改性醚类润湿剂；所述防流挂助剂为聚氨酯类流变体；所述防闪锈助剂为酰胺类防锈剂。
所述的应用，按配方量，将低VOC的水性工业防腐树脂加入搅拌罐中，在15-35℃温度下，搅拌速度为1000r/min，加入成膜助剂、防闪锈助剂、润湿流平剂、放流挂助剂、消泡剂，全部加完后继续搅拌至均一液体即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明中用少量的有机溶剂作为载体，将丙烯酸单体和环氧树脂进行接枝聚合，既有丙烯酸树脂的耐候性，又环氧树脂的耐腐蚀性。通过接枝聚合反应成水性环氧改性丙烯酸树脂进一步加工获得水性低VOC防腐涂料具有良好的韧性、快速的表干和实干、高光泽度以及优异的耐腐蚀性。实干后漆膜可以与油性漆漆膜媲美。同时不含苯类等有机溶剂，仅含有少量的有机溶剂，减少了有机溶剂的排放，对环境保护起到重要作用，而且有利于施工人员的健康。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚以及更加容易理解，下述结合实施例对本发明进行进一步说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
1.1低VOC水性工业防腐树脂的制备
配方：5份E44环氧树脂，25份丙烯酸，3份甲基丙烯酸甲酯，1份顺丁烯二酸酐，0.5份N,N-二甲基乙醇胺，0.5份过硫酸铵，0.05份l，4-萘醌，0.5份三乙醇胺，3份乙二醇丁醚，1份丁醇，1份二丙二醇甲醚，0.3份吐温80和40份纯净水。
制备：将5份E44环氧树脂加入反应釜中，在300r/min的转速下升高温度85℃，温度达到后提高转速1300r/min后，向反应釜中加入25份丙烯酸、3份甲基丙烯酸甲酯、1份顺丁烯二酸酐，继续高速搅拌下升温至85℃，同时缓慢加入0.5份N,N-二甲基乙醇胺和0.5份过硫酸铵和0.05份l，4-萘醌，反应5h后，冷却至45℃，向反应釜中加入0.5份三乙醇胺、3份乙二醇丁醚、1份丁醇、1份二丙二醇甲醚，继续搅拌10min后，加入0.3份吐温80和40份纯净水，搅拌40min后冷却至室温既得低VOC水性工业防腐树脂。
1.2低VOC水性工业防腐涂料的制备
配方：70份上述制备的低VOC水性工业防腐树脂，2份二丙二醇丁醚，0.3份有机硅消泡剂，0.3份有机硅改性醚类润湿剂，0.3份聚氨酯类流变体，0.3份酰胺类防锈剂，35份纯净水。
制备：将上述制备的70份的低VOC水性工业防腐树脂中加入搅拌罐中，在15-35℃温度下，搅拌速度为1000r/min，加入2份二丙二醇丁醚、0.3份酰胺类防锈剂、0.3份有机硅改性醚类润湿剂、0.3份聚氨酯类流变体、0.3份有机硅消泡剂和35份纯净水，全部加完后继续搅拌至均一液体既得低VOC水性工业防腐涂料。
1.3检测结果
实施例1低VOC水性工业防腐涂料技术指标
实施例2
2.1低VOC水性工业防腐树脂的制备
配方：4份E51环氧树脂，23份丙烯酸，2.5份甲基丙烯酸甲酯，0.7份顺丁烯二酸酐，0.3份N,N-二甲基乙醇胺，0.2份过硫酸铵，0.05份对苯酚，0.35份三乙醇胺，3份乙二醇丁醚，3份丁醇，0.2份脂肪酸聚氧乙烯醚和35份纯净水。
制备：将4份E-51环氧树脂加入反应釜中，在300r/min的转速下升高温度85℃，温度达到后提高转速1300r/min后，向反应釜中加入23份丙烯酸、2.5份甲基丙烯酸甲酯、0.7份顺丁烯二酸酐，继续高速搅拌下升温至85℃，同时缓慢加入0.3份N,N-二甲基乙醇胺和0.2份过硫酸铵和0.05份对苯酚，反应5h后，冷却至45℃，向反应釜中加入0.35份三乙醇胺、3份乙二醇丁醚、3份丁醇，继续搅拌10min后，加入0.2份脂肪酸聚氧乙烯醚和35份纯净水，搅拌40min后冷却至室温既得低VOC水性工业防腐树脂。
2.2低VOC水性工业防腐涂料的制备
配方：65份上述制备的低VOC水性工业防腐树脂，2份二丙二醇丁醚，0.25份机硅消泡剂，0.25份有机硅改性醚类润湿剂，0.2份聚氨酯类流变体，0.2份酰胺类防锈剂，32份纯净水。
制备：将上述65份的低VOC水性工业防腐树脂中加入搅拌罐中，在15-35℃温度下，搅拌速度为1000r/min，加入2份二丙二醇丁醚、0.2份酰胺类防锈剂、0.25份有机硅改性醚类润湿剂、0.2份聚氨酯类流变体、0.25份机硅消泡剂和32份纯净水，全部加完后继续搅拌至均一液体既得低VOC水性工业防腐涂料。
2.3检测结果
实施例2低VOC水性工业防腐涂料技术指标
实施例3
3.1低VOC水性工业防腐树脂的制备
配方：3份E44环氧树脂，2份E51环氧树脂，20份丙烯酸，1份甲基丙烯酸甲酯，1份顺丁烯二酸酐，1份N,N-二甲基乙醇胺，0.02份l，4-萘醌，0.03份对苯酚，0.3份三乙醇胺，2份丁醇，1份二丙二醇甲醚，0.1份吐温80，0.1份脂肪酸聚氧乙烯甲醚和35份纯净水。
制备：将3份E-44环氧树脂和2份E51环氧树脂加入反应釜中，在300r/min的转速下升高温度85℃，温度达到后提高转速1300r/min后，向反应釜中加入20份丙烯酸、1份甲基丙烯酸甲酯、1份顺丁烯二酸酐，继续高速搅拌下升温至85℃，同时缓慢加入1份N,N-二甲基乙醇胺、0.02份l，4-萘醌和0.03份对苯酚，反应5h后，冷却至40℃，向反应釜中加入0.3份三乙醇胺、2份丁醇、1份二丙二醇甲醚，继续搅拌10min后，加入0.1份吐温80、0.1份脂肪酸聚氧乙烯甲醚和35份纯净水，搅拌40min后冷却至室温既得低VOC水性工业防腐树脂。
3.2低VOC水性工业防腐涂料的制备
配方：60份上述制备的低VOC水性工业防腐树脂，2份丙二醇甲醚，0.2份机硅消泡剂，0.2份有机硅改性醚类润湿剂，0.1份聚氨酯类流变体，0.2份酰胺类防锈剂，30份纯净水。
制备：将上述60份的低VOC水性工业防腐树脂中加入搅拌罐中，在15-35℃温度下，搅拌速度为1000r/min，加入2份丙二醇甲醚、0.2份酰胺类防锈剂、0.2份有机硅改性醚类润湿剂、0.1份聚氨酯类流变体、0.2份机硅消泡剂和30份纯净水，全部加完后继续搅拌至均一液体既得低VOC水性工业防腐涂料。
3.3检测结果
实施例3低VOC水性工业防腐涂料技术指标

Claims (10)

1.一种低VOC水性工业防腐树脂，其特征在于，包括以下原料组分及重量份：环氧树脂2-5份、丙烯酸20-25份、甲基丙烯酸甲酯1-3份、顺丁烯二酸酐0.5-1份、催化剂0.5-1份、阻聚剂0.01-0.05份、助溶剂3-6份、三乙醇胺0.3-0.5份、非离子表面活性剂0.1-0.3份和纯净水30-40份。
2.如权利要求1所述低VOC水性工业防腐树脂，其特征在于，所述环氧树脂为E44环氧树脂和/或E51环氧树脂。
3.如权利要求1所述低VOC水性工业防腐树脂，其特征在于，所述催化剂为过硫酸铵和/或N,N-二甲基乙醇胺。
4.如权利要求1所述低VOC水性工业防腐树脂，其特征在于，所述阻聚剂为l，4-萘醌和/或对苯酚。
5.如权利要求1所述低VOC水性工业防腐树脂，其特征在于，所述助溶剂为乙二醇丁醚、丁醇、二丙二醇甲醚中的两种或两种以上组成。
6.如权利要求1所述低VOC水性工业防腐树脂，其特征在于，所述非离子表面活性剂为吐温80和/或脂肪酸聚氧乙烯醚。
7.一种如权利要求1-6任一项所述低VOC水性工业防腐树脂的制备方法，其特征在于，将环氧树脂加入反应釜中，在300r/min的转速下升高温度85℃，温度达到后提高转速1300r/min后，向反应釜中加入丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、顺丁烯二酸酐，继续高速搅拌下升温至85℃，同时缓慢加入催化剂和阻聚剂；反应5h后，冷却至40-50℃，向反应釜中加入三乙醇胺、助溶剂，继续搅拌10min后，加入非离子表面活性剂和水，搅拌40min后关闭加热。
8.一种低VOC水性工业防腐树脂在涂料上的应用，其特征在于，所述涂料配方包含如权利要求1所述低VOC的水性工业防腐树脂60-70份，还包括成膜助剂2-3份、消泡剂0.1-0.3份、润湿流平剂0.1-0.3、防流挂助剂0.1-0.3、防闪锈助剂0.1-0.3份、纯净水30-35份。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述成膜助剂为二丙二醇丁醚和/或丙二醇甲醚；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述润湿流平剂为有机硅改性醚类润湿剂；所述防流挂助剂为聚氨酯类流变体；所述防闪锈助剂为酰胺类防锈剂。
10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，按配方量，将低VOC的水性工业防腐树脂加入搅拌罐中，在15-35℃温度下，搅拌速度为1000r/min，加入成膜助剂、防闪锈助剂、润湿流平剂、放流挂助剂、消泡剂，全部加完后继续搅拌至均一液体即可。
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