CN109294369A

CN109294369A - 一种水性丙烯酸烤漆

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Publication number: CN109294369A
Application number: CN201811097885.6A
Authority: CN
Inventors: 石磊; 兰梅菊; 宋宇星
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2019-02-01

Abstract

本发明公开了一种水性丙烯酸烤漆，属于涂料技术领域。本发明将水性丙烯酸树脂，水和消泡剂置于混料机中，于转速为600～800r/min条件下，搅拌混合40～60min，接着向混料机中加入改性填料，流平剂，润湿剂，增稠剂和低熔点合金，于转速为800～1000r/min条件下，搅拌混合40～60min，随后向混料机中加入有机酸，于转速为1000～1200r/min条件下，搅拌混合40～60min，即得水性丙烯酸烤漆。本发明技术方案制备的水性丙烯酸烤漆具有优异的抗冲击性能的特点，在涂料技术行业的发展中具有广阔的前景。

Description

一种水性丙烯酸烤漆

技术领域

本发明公开了一种水性丙烯酸烤漆，属于涂料技术领域。

背景技术

丙烯酸氨基烤漆由于具有优异的性能，因而广泛应用于汽车涂装及轻工产品。随着环保意识不断提高，水性涂料以其无毒、环保、无气味、VOC含量低、不易燃易爆等优点，越来越受到青睐。其中水性丙烯酸氨基烤漆凭借其光泽高、硬度大、耐热性优等特点已成为重要的工业涂料，并应用在汽车、家电、医疗设备等行业中，起到装饰和保护金属的作用水性漆主要以水为分散介质，虽然具备低污染、低毒、阻燃和价格低廉等诸多优点。水性丙烯酸氨基漆是通过特殊工艺自主合成的环氧改性丙烯酸水性树脂，是以水性树脂、优质颜填料、助剂、水等与氨基树脂配合而成的烤漆，耐水性无异常。水溶性丙烯酸树脂是由多种丙烯酸单体共聚而成，分子侧链上有羟基、羧基反应性功能基团。羧基先与胺作用形成胺盐，使树脂具有水溶性。在烘烤时，胺挥发游离出羧基，它和羟基与氨基树脂交联固化成膜，但羧基与氨基树脂反应速率比羟基慢，交联不完全的羧基留在涂层中导致其耐水性下降，同时羧基的存在会加速氨基树脂自身的缩合和交联，结果涂层柔韧性降低、附着力和耐冲击性下降。但是其表面张力大、汽化潜热大、溶解力有限、制作工艺、施工工艺、助剂的选择和搭配等诸多直接和间接因素都会造成水性烤漆引起气泡的现象，简称为起泡。气泡大的为巨泡，小的为微气泡，漆膜的表面缺陷主要表现为爆孔、毛刺、痱子和针孔等现象。

而传统水性丙烯酸烤漆抗冲击性能无法进一步提升的缺点，因此，如何改善这一问题，以获取更高综合性能的丙烯酸烤漆，是其推广与应用于更广阔的领域，满足工业生产需求亟待解决的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统水性丙烯酸烤漆抗冲击性能无法进一步提升的问题，提供了一种水性丙烯酸烤漆。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种水性丙烯酸烤漆，是由以下重量份数的原料组成：

水性丙烯酸树脂 50～80份

改性填料 10～20份

蒸馏水 20～30份

消泡剂 0.3～0.5份

流平剂 0.3～0.5份

润湿剂 0.3～0.5份

增稠剂 0.3～0.5份

有机酸 3～5份

低熔点合金 3～5份

所述水性丙烯酸烤漆的制备方法为：按原料组成称量各组分原料，将水性丙烯酸树脂，水和消泡剂搅拌混合，接着加入改性填料，流平剂，润湿剂，增稠剂和低熔点合金搅拌混合，随后滴加有机酸，搅拌混合，即得水性丙烯酸烤漆。

所述水性丙烯酸树脂固含量为65～70%。

所述改性填料的制备过程为：将氧化石墨烯与水按质量比1：20～1：30混合超声，接着加入氧化石墨烯质量0.5～0.8倍的多臂碳纳米管混合超声，随后加入氧化石墨烯质量0.1～0.2倍的乙二胺和氧化石墨烯质量0.03～0.05倍的氨水，加热搅拌反应，过滤，洗涤，干燥，即得改性填料。

所述消泡剂为乳化硅油，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚或聚二甲基硅氧烷中的任意一种。

所述流平剂为聚丙烯酸，乳化剂OP-10或羧甲基纤维素中的任意一种。

所述润湿剂为磺化油，聚乙二醇或大豆卵磷脂中任意一种。

所述增稠剂为甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素或羟乙基纤维素中的任意一种。

所述有机酸为硬脂酸，油酸或亚油酸中任意一种。

所述低熔点合金为铟铅合金，其中占铟51%（ω），铅占30%（ω），锡占8%（ω），铋占11%（ω）。

本发明的有益效果是：

本发明通过添加改性填料和有机酸，在制备过程中，首先，将多壁碳纳米管与乙二胺混合反应，在此过程中，由于多壁碳纳米管表面含有大量的羧基，能够与乙二胺分子链上的氨基反应，使得氨基接枝到碳纳米管表面，接着通过加入氨水，氨水可使氧化石墨烯边沿上的羧基离子化，使得氧化石墨烯带负电荷，由于同种电荷相互排斥，使得氧化石墨烯能够良好的分散在体系中，其次，在使用过程中，通过添加有机酸，一方面，有机酸能够微腐蚀金属基体，使得丙烯酸树脂能够充分在基体表面铺展，有利于提升树脂与金属基体间的界面结合强度，从而使得体系的抗冲击性能得到提升，另一方面，有机酸能够使得碳纳米管表面接枝的氨基质子化，使得碳纳米管表面带正电荷，带正电荷的碳纳米管能够吸引并结合带负电荷的氧化石墨烯，从而使得氧化石墨烯和碳纳米管在基体表面形成有序紧密的排列，进一步提升了体系的抗冲击性能。

具体实施方式

将氧化石墨烯与水按质量比1：20～1：30置于烧杯中，接着将烧杯置于超声分散仪中，于超声频率为55～75kHz条件下，混合超声40～60min，接着向烧杯中加入氧化石墨烯质量0.5～0.8倍的多臂碳纳米管，于超声频率为55～75kHz条件下，混合超声40～60min，随后向烧杯中加入氧化石墨烯质量0.1～0.2倍的乙二胺和氧化石墨烯质量0.03～0.05倍质量分数为20～30%的氨水，接着将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90～98℃，转速为300～500r/min条件下，加热搅拌反应28～40h，得混合浆液，再将混合浆液过滤，得滤饼，接着用去离子水将滤饼洗涤5～8次，随后将洗涤后的滤饼置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，得改性填料；按重量份数计，依次取50～80份水性丙烯酸树脂，10～20份改性填料，20～30份蒸馏水，0.3～0.5份消泡剂，0.3～0.5份流平剂，0.3～0.5份润湿剂，0.3～0.5份增稠剂，3～5份有机酸和3～5份低熔点合金，将水性丙烯酸树脂，水，消泡剂置于混料机中，于转速为600～800r/min条件下，搅拌混合40～60min，接着向混料机中加入改性填料，流平剂，润湿剂，增稠剂和低熔点合金，于转速为800～1000r/min条件下，搅拌混合40～60min，随后向混料机中加入有机酸，于转速为1000～1200r/min条件下，搅拌混合40～60min，即得水性丙烯酸烤漆。所述水性丙烯酸树脂固含量为65～70%。所述消泡剂为乳化硅油，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚或聚二甲基硅氧烷中的任意一种。所述流平剂为聚丙烯酸，乳化剂OP-10或羧甲基纤维素中的任意一种。所述润湿剂为磺化油，聚乙二醇或大豆卵磷脂中任意一种。所述增稠剂为甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素或羟乙基纤维素中的任意一种。所述有机酸为硬脂酸，油酸或亚油酸中任意一种。所述低熔点合金为铟铅合金，其中占铟51%（ω），铅占30%（ω），锡占8%（ω），铋占11%（ω）。

实例1

将氧化石墨烯与水按质量比1：30置于烧杯中，接着将烧杯置于超声分散仪中，于超声频率为75kHz条件下，混合超声60min，接着向烧杯中加入氧化石墨烯质量0.8倍的多臂碳纳米管，于超声频率为75kHz条件下，混合超声60min，随后向烧杯中加入氧化石墨烯质量0.2倍的乙二胺和氧化石墨烯质量0.05倍质量分数为30%的氨水，接着将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为98℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌反应40h，得混合浆液，再将混合浆液过滤，得滤饼，接着用去离子水将滤饼洗涤8次，随后将洗涤后的滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得改性填料；按重量份数计，依次取80份水性丙烯酸树脂，20份改性填料，30份蒸馏水，0.5份消泡剂，0.5份流平剂，0.5份润湿剂，0.5份增稠剂，5份有机酸和5份低熔点合金，将水性丙烯酸树脂，水，消泡剂置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，接着向混料机中加入改性填料，流平剂，润湿剂，增稠剂和低熔点合金，于转速为1000r/min条件下，搅拌混合60min，随后向混料机中加入有机酸，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，即得水性丙烯酸烤漆。所述水性丙烯酸树脂固含量为70%。所述消泡剂为乳化硅油。所述流平剂为聚丙烯酸。所述润湿剂为磺化油。所述增稠剂为甲基纤维素。所述有机酸为硬脂酸。所述低熔点合金为铟铅合金，其中占铟51%（ω），铅占30%（ω），锡占8%（ω），铋占11%（ω）。

实例2

按重量份数计，依次取80份水性丙烯酸树脂，30份蒸馏水，0.5份消泡剂，0.5份流平剂，0.5份润湿剂，0.5份增稠剂，5份有机酸和5份低熔点合金，将水性丙烯酸树脂，水，消泡剂置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，接着向混料机中加入流平剂，润湿剂，增稠剂和低熔点合金，于转速为1000r/min条件下，搅拌混合60min，随后向混料机中加入有机酸，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，即得水性丙烯酸烤漆。所述水性丙烯酸树脂固含量为70%。所述消泡剂为乳化硅油。所述流平剂为聚丙烯酸。所述润湿剂为磺化油。所述增稠剂为甲基纤维素。所述有机酸为硬脂酸。所述低熔点合金为铟铅合金，其中占铟51%（ω），铅占30%（ω），锡占8%（ω），铋占11%（ω）。

实例3

将氧化石墨烯与水按质量比1：30置于烧杯中，接着将烧杯置于超声分散仪中，于超声频率为75kHz条件下，混合超声60min，接着向烧杯中加入氧化石墨烯质量0.8倍的多臂碳纳米管，于超声频率为75kHz条件下，混合超声60min，随后向烧杯中加入氧化石墨烯质量0.2倍的乙二胺和氧化石墨烯质量0.05倍质量分数为30%的氨水，接着将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为98℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌反应40h，得混合浆液，再将混合浆液过滤，得滤饼，接着用去离子水将滤饼洗涤8次，随后将洗涤后的滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得改性填料；按重量份数计，依次取80份水性丙烯酸树脂，20份改性填料，30份蒸馏水，0.5份消泡剂，0.5份流平剂，0.5份润湿剂，0.5份增稠剂和5份低熔点合金，将水性丙烯酸树脂，水，消泡剂置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，接着向混料机中加入改性填料，流平剂，润湿剂，增稠剂和低熔点合金，于转速为1000r/min条件下，搅拌混合60min，即得水性丙烯酸烤漆。所述水性丙烯酸树脂固含量为70%。所述消泡剂为乳化硅油。所述流平剂为聚丙烯酸。所述润湿剂为磺化油。所述增稠剂为甲基纤维素。所述低熔点合金为铟铅合金，其中占铟51%（ω），铅占30%（ω），锡占8%（ω），铋占11%（ω）。

实例4

将氧化石墨烯与水按质量比1：30置于烧杯中，接着将烧杯置于超声分散仪中，于超声频率为75kHz条件下，混合超声60min，接着向烧杯中加入氧化石墨烯质量0.8倍的多臂碳纳米管，于超声频率为75kHz条件下，混合超声60min，随后向烧杯中加入氧化石墨烯质量0.2倍的乙二胺和氧化石墨烯质量0.05倍质量分数为30%的氨水，接着将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为98℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌反应40h，得混合浆液，再将混合浆液过滤，得滤饼，接着用去离子水将滤饼洗涤8次，随后将洗涤后的滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得改性填料；按重量份数计，依次取80份水性丙烯酸树脂，20份改性填料，30份蒸馏水，0.5份消泡剂，0.5份流平剂，0.5份润湿剂，0.5份增稠剂，5份有机酸，将水性丙烯酸树脂，水，消泡剂置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，接着向混料机中加入改性填料，流平剂，润湿剂，增稠剂，于转速为1000r/min条件下，搅拌混合60min，随后向混料机中加入有机酸，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，即得水性丙烯酸烤漆。所述水性丙烯酸树脂固含量为70%。所述消泡剂为乳化硅油。所述流平剂为聚丙烯酸。所述润湿剂为磺化油。所述增稠剂为甲基纤维素。所述有机酸为硬脂酸。

对比例：佛山某化工材料生产有限公司生产的水性丙烯酸烤漆。

将实例1至实例4所得的水性丙烯酸烤漆及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：

抗冲击性能按照GB/T1732-93进行检测。

具体检测结果如表1所示：

表1水性丙烯酸烤漆具体检测结果

检测项目	实例1	实例2	实例3	实例4	对比例
						抗冲击强度/(kg·cm)	79	72	68	65	53

由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的水性丙烯酸烤漆具有优异的抗冲击性能的特点，在涂料技术行业的发展中具有广阔的前景。

Claims

1.一种水性丙烯酸烤漆，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：

水性丙烯酸树脂 50～80份

改性填料 10～20份

蒸馏水 20～30份

消泡剂 0.3～0.5份

流平剂 0.3～0.5份

润湿剂 0.3～0.5份

增稠剂 0.3～0.5份

有机酸 3～5份

低熔点合金 3～5份

2.根据权利要求1所述一种水性丙烯酸烤漆，其特征在于：所述水性丙烯酸树脂固含量为65～70%。

3.根据权利要求1所述一种水性丙烯酸烤漆，其特征在于：所述改性填料的制备过程为：将氧化石墨烯与水按质量比1：20～1：30混合超声，接着加入氧化石墨烯质量0.5～0.8倍的多臂碳纳米管混合超声，随后加入氧化石墨烯质量0.1～0.2倍的乙二胺和氧化石墨烯质量0.03～0.05倍的氨水，加热搅拌反应，过滤，洗涤，干燥，即得改性填料。

4.根据权利要求1所述一种水性丙烯酸烤漆，其特征在于：所述消泡剂为乳化硅油，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚或聚二甲基硅氧烷中的任意一种。

5.根据权利要求1所述一种水性丙烯酸烤漆，其特征在于：所述流平剂为聚丙烯酸，乳化剂OP-10或羧甲基纤维素中的任意一种。

6.根据权利要求1所述一种水性丙烯酸烤漆，其特征在于：所述润湿剂为磺化油，聚乙二醇或大豆卵磷脂中任意一种。

7.根据权利要求1所述一种水性丙烯酸烤漆，其特征在于：所述增稠剂为甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素或羟乙基纤维素中的任意一种。

8.根据权利要求1所述一种水性丙烯酸烤漆，其特征在于：所述有机酸为硬脂酸，油酸或亚油酸中任意一种。

9.根据权利要求1所述一种水性丙烯酸烤漆，其特征在于：所述低熔点合金为铟铅合金，其中占铟51%（ω），铅占30%（ω），锡占8%（ω），铋占11%（ω）。