CN108948847A

CN108948847A - 一种流平剂的制备方法

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Publication number: CN108948847A
Application number: CN201810533096.6A
Authority: CN
Inventors: 张剑; 陈炎; 李莉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2018-12-07

Abstract

本发明公开了一种流平剂的制备方法，属于涂料技术领域。本发明以六甲基二硅氧烷、含氢硅油、多羟基丙烯酸树脂、聚酯树脂为原料，使得含氢硅油中部分甲基被聚醚链段取代，作为丙烯酸流平成分，对多羟基丙烯酸树脂进行大体积接枝，减少了分子间作用力，可降低使用时与其它成分的整体的黏度，增加湿润性与内塑形，再以枳壳为原料，经弱碱浸泡预处理，捣碎辐射等操作，于流平剂体系中引入橘皮苷、新橘皮苷、生物碱成分，与聚酰胺和环氧乙烷复配，提高流平剂体系的稳定性、协调性，减少缩孔、橘纹的产生。本发明解决了目前现有技术中的流平剂对基材润湿性差，不能消除缩孔、橘纹的问题。

Description

一种流平剂的制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种流平剂的制备方法。

背景技术

流平剂是一种常用的涂料助剂，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。能有效降低涂饰液表面张力，提高其流平性和均匀性的一类物质。可改善涂饰液的渗透性，能减少刷涂时产生斑点和斑痕的可能性，增加覆盖性，使成膜均匀自然。流平剂大致分为两大类。一种是通过调整漆膜粘度和流平时间来起作用的，这类流平剂大多是一些高沸点的有机溶剂或其混合物，如异佛尔酮、二丙酮醇、Solvesso150等；另一种是通过调整漆膜表面性质来起作用的，一般人们所说的流平剂大多是指这一类流平剂。这类流平剂通过有限的相容性迁移至漆膜表面，影响漆膜界面张力等表面性质，使漆膜获得良好的流平。根据化学结构的不同，这类流平剂主要有三大类：丙烯酸类、有机硅类和氟碳化合物类。丙烯酸类流平剂的表面张力较低，可以降低涂料与基材之间的表面张力而提高涂料对基材的润湿性，排除被涂固体表面所吸附的气体分子，防止被吸附的气体分子排除过迟而在固化涂膜表面形成凹穴、缩孔、桔皮等缺陷。但它们与普通环氧树脂、聚酯树脂或聚氨酯等涂料用树脂相容性很差，应用时会形成有雾状的涂膜。有机硅类流平剂都是从聚二甲基硅氧烷衍生出来的。这类流平剂属于用聚醚、聚酯、长链烷基、芳烷基，或反应性基团如羟基、乙烯基等改性的聚二甲基硅氧烷，其化学结构主要有接枝型和嵌段型两类。随着改性基团结构、数量和分子量的不同，取代基位置的变化以及聚硅氧烷分子量的差异而在性能上和用途上有所区别，但大多数都可以强烈地降低涂料的表面张力，提高涂料对底材的润湿性，防止产生缩孔；能够减少湿膜表面因溶剂挥发或因涂装造成的凹凸不平表面而产生的表面张力梯度，缩短表面流动及上下对流的时间，帮助表面张力尽快均匀化，改善表面流动状态，避免出现橘皮、刷痕、辊痕、流挂、发花等弊病。该类助剂还能在涂膜表面形成一层极薄且光滑的膜，从而提高涂膜表面滑爽性及光泽，抗刮、防粘连。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前流平剂对基材润湿性差，不能消除缩孔、橘纹的问题，提供一种流平剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种流平剂的制备方法包括如下步骤：

（1）按质量比3~5：7：0.4六甲基二硅氧烷、含氢硅油、浓硫酸混合，于60~70℃搅拌5~6h，冷却，调节pH，真空抽滤，得滤液A，取滤液A加入滤液 A质量的6~15%的无水硫酸镁，混合搅拌，真空抽滤，得滤液B，于60~80℃，按质量比1：3~5：0.3取滤液B、烯丙基聚醚、氯铂酸混合搅拌，通氮气保护，搅拌2~3h，得有机硅流平成分，备用；

（2）于20~25℃，按质量比20~30：5~8：2~6：40~50取多羟基丙烯树脂、聚酯树脂、钛白粉、水混合搅拌2~3h，得混合液A，取混合液A按质量比4：1~2加入引发液，升温至80~100℃反应30~40min，得混合液B，取混合液B旋转蒸发，真空浓缩至原体积的30~40%，得丙烯酸流平成分，备用；

（3）取枳壳粉碎过筛，取过筛颗粒按质量比1:3~5浸于碳酸钠溶液2~3天，捣碎，微波辐射30~40min，过滤，得料液，取料液加入料液质量的6~10%的聚酰胺、料液质量的12~18%的环氧乙烷混合搅拌20~40min，得复合液；

（4）于60~80℃，按质量比4：1~2：3：8取步骤（2）中备用的丙烯酸流平成分、步骤（1）中备用的有机硅流平成分、复合液、水混合搅拌，得混合液C，升温至100~120℃，加入混合液C质量7~12%的分散剂、混合液C质量5~10%的助剂，超声波分散15~30min，旋转蒸发，真空浓缩至原体积的30~40%，即得流平剂。

所述步骤（4）中分散剂：按质量比4：1~2取硬脂酸镁和仲烷基磺酸钠混合，即得分散剂。

所述步骤（4）中助剂：按质量比2：2：1取聚酰胺蜡、钛白粉、膨润土混合，即得助剂。

所述步骤（1）中引发液：按质量比1：3~5取偶氮二异丁腈和异丙醇混合，即得引发液。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明以六甲基二硅氧烷、含氢硅油为原料，使得含氢硅油中部分甲基被聚醚链段取代，制得聚醚改性硅油，作为有机硅流平成分，使得本发明具有低表面张力、吸湿性强的特点，对提高基材的湿润性极佳，通过和涂料体系较强烈的不相容，迁移到漆膜表面，促进了漆膜水平面的流平，消除漆膜短波橘纹；

（2）本发明以多羟基丙烯酸树脂、聚酯树脂为等为原料，作为丙烯酸流平成分，对多羟基丙烯酸树脂进行大体积接枝，减少了分子间作用力，可降低使用时与其它成分的整体的黏度，增加湿润性与内塑形，由于大体积接枝，位阻变大，可抑制空气的氧化作用，并且交联度进一步提高，进而减少表面缩孔的出现，另一方面，通过与使用过程中其它涂料体系的微弱不相容，促进了漆膜垂直面的流平，可消除漆膜的长波橘纹；

（2）本发明所制有机硅流平成分与丙烯酸流平成分又可协同增效，硅氧键的高键能提高了流平剂体系的抗划伤性能，丙烯酸流平成分中随着聚酯树脂参加反应作用产生仲羟基，使得流平剂体系失水活性降低，二是聚酯中的羟基含量高，极性大，聚酯和溶剂间的氢键密度大，范德华力增强，也使溶剂的挥发速度变慢，进一步提高对基材的湿润性，表干时间延长；

（3）本发明以枳壳为原料，经弱碱浸泡预处理，捣碎辐射等操作，于流平剂体系中引入橘皮苷、新橘皮苷、生物碱成分，与聚酰胺和环氧乙烷复配，提高流平剂体系的稳定性、协调性，减少缩孔、橘纹的产生。

具体实施方式

分散剂：按质量比4：1~2取硬脂酸镁和仲烷基磺酸钠混合，即得分散剂。

助剂：按质量比2：2：1取聚酰胺蜡、钛白粉、膨润土混合，即得助剂。

引发液：按质量比1：3~5取偶氮二异丁腈和异丙醇混合，即得引发液。

一种流平剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）按质量比3~5：7：0.4取六甲基二硅氧烷、含氢硅油、浓硫酸混合，于60~70℃，以150~220r/min搅拌5~6h，缓慢冷却，用质量分数为40%的NaOH调节pH至6~7，真空抽滤，得滤液A，取滤液A加入滤液 A质量的6~15%的无水硫酸镁，混合搅拌，真空抽滤，得滤液B，于60~80℃，按质量比1：3~5：0.3取滤液B、烯丙基聚醚、氯铂酸混合搅拌，通氮气15~25min，以140~200r/min搅拌2~3h，得有机硅流平成分，备用；

（2）于20~25℃，按质量比20~30：5~8：2~6：40~50取多羟基丙烯树脂、聚酯树脂、钛白粉、水混合，以350~450r/min搅拌2~3h，得混合液A，取混合液A按质量比4：1~2加入引发液，升温至80~100℃反应30~40min，得混合液B，取混合液B旋转蒸发，真空浓缩至原体积的30~40%，得丙烯酸流平成分，备用；

（3）取枳壳粉碎过80目筛，取过筛颗粒按质量比1:3~5浸于质量分数为40%的碳酸钠溶液2~3天，移至组织破碎机捣碎，微波辐射30~40min，过滤，得料液，取料液加入料液质量的6~10%的聚酰胺、料液质量的12~18%的环氧乙烷混合，以400~500r/min搅拌20~40min，得复合液；

（4）于60~80℃，按质量比4：1~2：3：8取步骤（2）中备用的丙烯酸流平成分、步骤（1）中备用的有机硅流平成分、复合液、水混合搅拌，以700~800r/min搅拌50~60min，得混合液C，后升温至100~120℃，加入混合液C质量7~12%的分散剂、混合液C质量5~10%的助剂，超声波分散15~30min，旋转蒸发，真空浓缩至原体积的30~40%，即得流平剂。

实施例1

分散剂：按质量比4：1取硬脂酸镁和仲烷基磺酸钠混合，即得分散剂。

引发液：按质量比1：3取偶氮二异丁腈和异丙醇混合，即得引发液。

一种流平剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）按质量比3：7：0.4六甲基二硅氧烷、含氢硅油、浓硫酸混合，于60℃，以150r/min搅拌5h，缓慢冷却，用质量分数为40%的NaOH调节pH至6，真空抽滤，得滤液A，取滤液A加入滤液A质量的6%的无水硫酸镁，混合搅拌，真空抽滤，得滤液B，于60℃，按质量比1：3：0.3取滤液B、烯丙基聚醚、氯铂酸混合搅拌，通氮气15min，以140r/min搅拌2h，得聚醚改性硅油，备用；

（2）于20℃，按质量比20：5：2：40取多羟基丙烯树脂、聚酯树脂、钛白粉、水混合，以350r/min搅拌2h，得混合液A，取混合液A按质量比4：1加入引发液，升温至80℃反应30min，得混合液B，取混合液B旋转蒸发，真空浓缩至原体积的30%，得丙烯酸类成分，备用；

（3）取枳壳粉碎过80目筛，取过筛颗粒按质量比1:3浸于质量分数为40%的碳酸钠溶液2天，移至组织破碎机捣碎，微波辐射30min，过滤，得料液，取料液加入料液质量的6%的聚酰胺、料液质量的12%的环氧乙烷混合，以400r/min搅拌20min，得复合液；

（4）于60℃，按质量比4：1：3：8取步骤（2）中备用的丙烯酸流平成分、步骤（1）中备用的有机硅流平成分、复合液、水混合搅拌，以700r/min搅拌50min，得混合液C，后升温至100℃，加入混合液C质量7%的分散剂、混合液C质量5%的助剂，超声波分散15min，旋转蒸发，真空浓缩至原体积的30%，即得流平剂。

实施例2

引发液：按质量比1：4取偶氮二异丁腈和异丙醇混合，即得引发液。

一种流平剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）按质量比4：7：0.4六甲基二硅氧烷、含氢硅油、浓硫酸混合，于65℃，以180r/min搅拌5.5h，缓慢冷却，用质量分数为40%的NaOH调节pH至6.5，真空抽滤，得滤液A，取滤液A加入滤液 A质量的10%的无水硫酸镁，混合搅拌，真空抽滤，得滤液B，于70℃，按质量比1：4：0.3取滤液B、烯丙基聚醚、氯铂酸混合搅拌，通氮气20min，以170r/min搅拌2.5h，得聚醚改性硅油，备用；

（2）于23℃，按质量比25：7：4：45取多羟基丙烯树脂、聚酯树脂、钛白粉、水混合，以400r/min搅拌2.5h，得混合液A，取混合液A按质量比4：2加入引发液，升温至90℃反应35min，得混合液B，取混合液B旋转蒸发，真空浓缩至原体积的35%，得丙烯酸类成分，备用；

（3）取枳壳粉碎过80目筛，取过筛颗粒按质量比1:4浸于质量分数为40%的碳酸钠溶液2.5天，移至组织破碎机捣碎，微波辐射35min，过滤，得料液，取料液加入料液质量的8%的聚酰胺、料液质量的15%的环氧乙烷混合，以450r/min搅拌30min，得复合液；

（4）于70℃，按质量比4：2：3：8取步骤（2）中备用的丙烯酸流平成分、步骤（1）中备用的有机硅流平成分、复合液、水混合搅拌，以750r/min搅拌55min，得混合液C，后升温至110℃，加入混合液C质量10%的分散剂、混合液C质量8%的助剂，超声波分散23min，旋转蒸发，真空浓缩至原体积的35%，即得流平剂。

实施例3

分散剂：按质量比4：2取硬脂酸镁和仲烷基磺酸钠混合，即得分散剂。

引发液：按质量比1：5取偶氮二异丁腈和异丙醇混合，即得引发液。

一种流平剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）按质量比5：7：0.4六甲基二硅氧烷、含氢硅油、浓硫酸混合，于70℃，以220r/min搅拌6h，缓慢冷却，用质量分数为40%的NaOH调节pH至7，真空抽滤，得滤液A，取滤液A加入滤液A质量的15%的无水硫酸镁，混合搅拌，真空抽滤，得滤液B，于80℃，按质量比1：5：0.3取滤液B、烯丙基聚醚、氯铂酸混合搅拌，通氮气25min，以200r/min搅拌3h，得聚醚改性硅油，备用；

（2）于25℃，按质量比30：8：6：50取多羟基丙烯树脂、聚酯树脂、钛白粉、水混合，以450r/min搅拌3h，得混合液A，取混合液A按质量比4：2加入引发液，升温至100℃反应40min，得混合液B，取混合液B旋转蒸发，真空浓缩至原体积的40%，得丙烯酸类成分，备用；

（3）取枳壳粉碎过80目筛，取过筛颗粒按质量比1:5浸于质量分数为40%的碳酸钠溶液3天，移至组织破碎机捣碎，微波辐射40min，过滤，得料液，取料液加入料液质量的10%的聚酰胺、料液质量的18%的环氧乙烷混合，以500r/min搅拌40min，得复合液；

（4）于80℃，按质量比4：2：3：8取步骤（2）中备用的丙烯酸流平成分、步骤（1）中备用的有机硅流平成分、复合液、水混合搅拌，以800r/min搅拌60min，得混合液C，后升温至120℃，加入混合液C质量12%的分散剂、混合液C质量10%的助剂，超声波分散30min，旋转蒸发，真空浓缩至原体积的40%，即得流平剂。

对比例：山东省济宁市某公司生产的流平剂。

将上述方法制备的实验1、2、3样品和对比样品的流平剂用于水性涂料冷热循环测试：选择聚丙烯酸树脂配白漆(颜料/基料＝40/ 90)，各流平剂用量为树脂固体中质量数的0.5％，称取水性涂料(不含消泡剂)500g于1000mL烧杯中，开动搅拌机以3000r/min的转速搅拌20min，均匀涂刷在聚酯板上，放入120℃烘箱 4h，取出看表面是否发粘、有缩孔，测试三个循环。其测试结果记录于表1。

表1：

综合上述，由表1可知，本发明的流平剂粘度适中，易于进行进一步反应，能够充分保证反应效率，可以有效的降低涂料的表面张力，提高涂料对底材的润湿性，防止产生缩孔、橘纹等问题，值得大力推广使用。

Claims

1.一种流平剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：

（3）取枳壳粉碎过筛，取过筛颗粒按质量比1:3~5浸于碳酸钠溶液2~3天，捣碎，微波辐射30~40min，过滤，得料液，取料液加入料液质量的6~10%的聚酰胺、料液质量的12~18%的环氧乙烷混合搅拌，得复合液；

（4）于60~80℃，按质量比4：1~2：3：8取步骤（2）中备用的丙烯酸流平成分、步骤（1）中备用的有机硅流平成分、复合液、水混合搅拌，得混合液C，升温至100~120℃，加入混合液C质量7~12%的分散剂、混合液C质量5~10%的助剂，超声波分散，旋转蒸发，真空浓缩至原体积的30~40%，即得流平剂。

2.根据权利要求1所述流平剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中分散剂：按质量比4：1~2取硬脂酸镁和仲烷基磺酸钠混合，即得分散剂。

3.根据权利要求1所述流平剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中助剂：按质量比2：2：1取聚酰胺蜡、钛白粉、膨润土混合，即得助剂。

4.根据权利要求1所述流平剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中引发液：按质量比1：3~5取偶氮二异丁腈和异丙醇混合，即得引发液。