CN109294379B - 一种硬度高、抗刮性能优良的水性涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬度高、抗刮性能优良的水性涂料，包括以下重量份数的组分：20‑40份树脂A，30‑60份树脂B，0.02‑2份AMP‑95，1‑10份成膜助剂，0.1‑2份分散剂，0.1‑3份流平剂，0.1‑5份增稠剂，0.2‑6份哑粉，0.05‑3份消泡剂和10‑30份水，树脂A由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正丁酯、过硫酸钾和乳化剂聚合而得；树脂B由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酰胺、丙烯酸正丁酯、过硫酸钾和乳化剂聚合而得。本发明的水性涂料漆膜丰满，硬度高、具有优异的抗刮性能、耐水、耐油和耐化学性；对环境友好，VOC含量低，干燥迅速、具有优异的附着力、光泽度、耐老化和耐冲击性。

Description

一种硬度高、抗刮性能优良的水性涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种硬度高、抗刮性能优良，具有优异的耐水和耐化学品的水性涂料，以及该水性涂料的制备方法。

背景技术

涂料能够用于装饰建筑物和机械产品的表面，防止其表面生锈和腐蚀，延长了产品的寿命，并具有装饰的效果，提高产品的美感。近年来，随着人们环保意识的增加，含有有机溶剂的油性漆由于会挥发出对人体有害的有机化合物而逐渐淡出了市场，而水性涂料迎来了快速发展的时代。

水溶性涂料是以水溶性合成树脂为主要成膜物质，水为稀释剂，加入适量的颜料、填料和其它助剂等，再经研磨制备而成的一种涂料。水溶性涂料不含有机溶剂，不含苯、甲苯、二甲苯和甲醛等有毒物质，无毒无刺激气味，对人体无害，不污染环境，漆膜丰满、晶莹透亮、柔韧性好，并且具有耐水、耐磨、耐老化、耐黄变、干燥快、使用方便等优点，因此水溶性涂料可广泛使用在木器、金属、塑料、玻璃和建筑表面等多种产品上。

虽然市场上已经有较多的水性涂料产品，但是这些产品仍存在一定的缺点，例如产品硬度不过高，不耐刮，且耐化学性较差等，因此有必要研发一种具有硬度高和抗刮性能优良的水性涂料，以弥补市场上水性涂料产品的不足，满足市场多样化的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种硬度高、抗刮性能优良，具有优异的耐水和耐化学品的水性涂料及其制备方法。

本发明采用的技术方案是：一种硬度高、抗刮性能优良的水性涂料，包括以下重量份数的组分：

优选的，树脂A的制备方法是将25-35份的甲基丙烯酸甲酯，15-20份的丙烯酸丁酯搅拌成混合单体，将49份的去离子水，1份的磷酸盐表面活性剂混合搅拌，将在第一阶段聚合中合成的聚苯乙烯(PS)乳胶粒作为种子，再加入第二单体丙烯酸正丁酯(n-BA)、引发剂过硫酸钾(KPS)和少量乳化剂进行第二阶段乳液聚合，过滤，即得到树脂A；

优选的，树脂B的制备方法是将25-30份的甲基丙烯酸甲酯，20-25份的丙烯酸丁酯，2份的甲基丙烯酰胺搅拌成混合单体，将48份的去离子水，2份的磷酸盐表面活性剂混合搅拌，将在第一阶段聚合中合成的聚苯乙烯(PS)乳胶粒作为种子，再加入第二单体丙烯酸正丁酯、引发剂过硫酸钾(KPS)和少量乳化剂进行第二阶段乳液聚合，将所得乳液过滤，即得到树脂B。

优选的，该硬度高、抗刮性能优良的水性涂料，包括以下重量份数的组分：

优选的，所述硬度高、抗刮性能优良的水性涂料还包括手感剂、润湿剂、杀菌剂和钛白粉中的一种或几种。

所述手感剂可以选自CT1596或BNK-NSF752。

润湿剂可以选自EFKA4585或TB031。

杀菌剂可以选自过氧化物杀菌剂、咪唑啉类杀菌剂和醛类杀菌剂中的一种或几种。

该水性涂料可用于清面或白面，更具体的，用于清面的水性涂料包括以下重量份数的组分：25份树脂A，50份树脂B，0.1份AMP-95，5份成膜助剂，0.2份分散剂，0.3份流平剂，0.4份增稠剂，1份哑粉，0.2份消泡剂，17.3份水，0.3份手感剂，0.1份润湿剂和0.1份杀菌剂。

更具体的，用于白面的水性涂料包括以下重量份数的组分：30份树脂A，38份树脂B，0.1份AMP-95，5份成膜助剂，0.4份分散剂，0.3份流平剂，0.3份增稠剂，0.5份哑粉，0.2份消泡剂，11.7份水，0.3份手感剂，0.1份润湿剂、0.1份杀菌剂和钛白粉13份。

优选的，所述成膜助剂选自十二碳醇酯、乙二醇、丙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种。更优选的，所述成膜助剂选自十二碳醇酯。

优选的，所述分散剂选自聚丙烯酸盐分散剂、聚甲基丙烯酸盐分散剂和聚羧酸钠盐分散剂中的一种或几种。更优选的，所述分散剂选自聚丙烯酸盐分散剂，例如分散剂P30。

优选的，所述流平剂选自二丙酮醇、Super 9033和WE3500中的一种或几种。更优选的，所述流平剂选自Super 9033或WE3500。

优选的，所述增稠剂选自羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素醚、TT935和RM-8W中的一种或几种。更优选的，所述增稠剂选自羟乙基纤维素或甲基羟乙基纤维素醚。

优选的，所述消泡剂选自有机硅氧烷类消泡剂或聚醚类消泡剂。更优选的，所述消泡剂选自有机硅氧烷类消泡剂，例如SN154。

本发明还提供了该硬度高、抗刮性能优良的水性涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)将树脂A、树脂B、AMP-95、哑粉和流平剂混合搅拌，再加入水、分散剂、增稠剂和消泡剂混合搅拌，

2)再加入成膜助剂，搅拌，研磨，即得到硬度高、抗刮性能优良的水性涂料。

本发明的有益效果是：采用自制的树脂A和树脂B作为树脂乳液，整个漆膜丰满，硬度高、具有优异的抗刮性能、耐水、耐油和耐化学性；采用水作为溶剂，对环境友好，VOC含量低，生产的水性涂料干燥迅速、具有优异的附着力、光泽度、耐老化和耐冲击性，可广泛应用于机械、家具、建筑物和工艺品等各行业。

具体实施方式

实施例和对比例的树脂A和树脂B分贝采用以下方法制备：

树脂A的制备方法是将25-35份的甲基丙烯酸甲酯，15-20份的丙烯酸丁酯搅拌成混合单体，将49份的去离子水，1份的磷酸盐表面活性剂混合搅拌，将在第一阶段聚合中合成的聚苯乙烯(PS)乳胶粒作为种子，再加入第二单体丙烯酸正丁酯(n-BA)、引发剂过硫酸钾(KPS)和少量乳化剂进行第二阶段乳液聚合，过滤，即得到树脂A。

树脂B的制备方法是将25-30份的甲基丙烯酸甲酯，20-25份的丙烯酸丁酯，2份的甲基丙烯酰胺搅拌成混合单体，将48份的去离子水，2份的磷酸盐表面活性剂混合搅拌，将在第一阶段聚合中合成的聚苯乙烯(PS)乳胶粒作为种子，再加入第二单体丙烯酸正丁酯、引发剂过硫酸钾(KPS)和少量乳化剂进行第二阶段乳液聚合，将所得乳液过滤，即得到树脂B。

实施例1

一种适用于清面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料，包括以下重量份数的组分：22份树脂A，35份树脂B，0.2份AMP-95，3份十二碳醇酯，0.5份聚丙烯酸盐分散剂，0.5份WE3500，1份羟乙基纤维素，3份哑粉，0.1份有机硅氧烷类消泡剂，0.3份EFKA4585，0.5份CT1596，0.2份咪唑啉类杀菌剂和20份水。

适用于清面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)将树脂A、树脂B、AMP-95、哑粉和流平剂(WE3500)混合搅拌，再加入水、分散剂(聚丙烯酸盐分散剂)、增稠剂(羟乙基纤维素)、消泡剂(有机硅氧烷类消泡剂)、手感剂(CT1596)、润湿剂(EFKA4585)和杀菌剂(咪唑啉类杀菌剂)混合搅拌，

2)再加入成膜助剂(十二碳醇酯)，搅拌，研磨，即得到硬度高、抗刮性能优良的水性涂料。

实施例2

一种适用于清面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料，包括以下重量份数的组分：35份树脂A，42份树脂B，0.6份AMP-95，2份十二碳醇酯，1份聚丙烯酸盐分散剂，1份WE3500，2份甲基羟乙基纤维素醚，3份哑粉，0.5份有机硅氧烷类消泡剂，0.5份EFKA4585，1份CT1596，0.5份过氧化物杀菌剂和28份水。

适用于清面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料的制备方法与实施例1中的适用于清面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料的制备方法相同。

实施例3

一种适用于清面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料，包括以下重量份数的组分：25份树脂A，50份树脂B，0.1份AMP-95，5份十二碳醇酯，0.2份聚丙烯酸盐分散剂，0.3份WE3500，0.4份甲基羟乙基纤维素醚，1份哑粉，0.2份有机硅氧烷类消泡剂，0.1份EFKA4585，0.3份CT1596，0.1份咪唑啉类杀菌剂和17.3份水。

适用于清面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料的制备方法与实施例1中的适用于清面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料的制备方法相同。

实施例4

一种适用于白面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料，包括以下重量份数的组分：

40份树脂A，35份树脂B，2份AMP-95，8份十二碳醇酯，0.6份聚丙烯酸盐分散剂，2份WE3500，3份甲基羟乙基纤维素醚，3份哑粉，1份聚醚类消泡剂，1份EFKA4585，0.6份CT1596，0.1份咪唑啉类杀菌剂、钛白粉16份和35份水。

适用于白面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)将树脂A、树脂B、AMP-95、哑粉、钛白粉和流平剂(WE3500)混合搅拌，再加入水、分散剂(聚丙烯酸盐分散剂)、增稠剂(羟乙基纤维素醚)、消泡剂(聚醚类消泡剂)、手感剂(CT1596)、润湿剂(EFKA4585)和杀菌剂(咪唑啉类杀菌剂)混合搅拌，

2)再加入成膜助剂(十二碳醇酯)，搅拌，研磨，即得到硬度高、抗刮性能优良的水性涂料。

实施例5

一种适用于白面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料，包括以下重量份数的组分：

30份树脂A，38份树脂B，0.1份AMP-95，5份十二碳醇酯，0.4份聚丙烯酸盐分散剂，0.3份Super 9033，0.3份羟乙基纤维素，0.5份哑粉，0.2份聚醚类消泡剂，0.1份EFKA4585，0.3份CT1596，0.1份咪唑啉类杀菌剂、钛白粉13份和11.7份水。

适用于白面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料的制备方法与实施例1中的适用于白面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料的制备方法相同。

对比例1

一种适用于清面的水性涂料，包括以下重量份数的组分：75份树脂A，0.1份AMP-95，5份十二碳醇酯，0.2份聚丙烯酸盐分散剂，0.3份WE3500，0.4份甲基羟乙基纤维素醚，1份哑粉，0.2份有机硅氧烷类消泡剂，0.1份EFKA4585，0.3份CT1596，0.1份咪唑啉类杀菌剂和17.3份水。

适用于清面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料的制备方法与实施例1中的适用于清面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料的制备方法相同。

对比例2

一种适用于白面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料，包括以下重量份数的组分：

68份树脂B，0.1份AMP-95，5份十二碳醇酯，0.4份聚丙烯酸盐分散剂，0.3份Super9033，0.3份羟乙基纤维素，0.5份哑粉，0.2份聚醚类消泡剂，0.1份EFKA4585，0.3份CT1596，0.1份咪唑啉类杀菌剂、钛白粉13份和11.7份水。

适用于白面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料的制备方法与实施例1中的适用于白面的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料的制备方法相同。

将实施例1-5和对比例1-2制备的水性涂料进行性能检测，所得结果如表1所示。

表1 实施例1-5和对比例1-2制备的水性涂料的性能检测结果

Claims (4)

1.一种硬度高、抗刮性能优良的水性涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：

树脂A的制备方法是将25-35份的甲基丙烯酸甲酯，15-20份的丙烯酸丁酯搅拌成混合单体，将49份的去离子水，1份的磷酸盐表面活性剂混合搅拌，将在第一阶段聚合中合成的乳胶粒作为种子，再加入第二单体丙烯酸正丁酯、引发剂过硫酸钾和少量乳化剂进行第二阶段乳液聚合，过滤，即得到树脂A；

树脂B的制备方法是将25-30份的甲基丙烯酸甲酯，20-25份的丙烯酸丁酯，2份的甲基丙烯酰胺搅拌成混合单体，将48份的去离子水，2份的磷酸盐表面活性剂混合搅拌，将在第一阶段聚合中合成的乳胶粒作为种子，再加入第二单体丙烯酸正丁酯、引发剂过硫酸钾和少量乳化剂进行第二阶段乳液聚合，将所得乳液过滤，即得到树脂B；

所述成膜助剂选自十二碳醇酯、乙二醇、丙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种；

所述分散剂选自聚丙烯酸盐分散剂、聚甲基丙烯酸盐分散剂和聚羧酸钠盐分散剂中的一种或几种；

所述流平剂选自二丙酮醇、Super 9033和WE3500中的一种或几种；

所述增稠剂选自羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素醚、TT935和RM-8W中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：

3.根据权利要求1或2所述的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料，其特征在于，所述消泡剂选自有机硅氧烷类消泡剂或聚醚类消泡剂。

4.权利要求1或2所述的硬度高、抗刮性能优良的水性涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将树脂A、树脂B、AMP-95、哑粉和流平剂混合搅拌，再加入水、分散剂、增稠剂和消泡剂混合搅拌，

2)再加入成膜助剂，搅拌，研磨，即得到硬度高、抗刮性能优良的水性涂料。