CN109337485A - 高韧性耐老化水性无机涂料及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种高韧性耐老化水性无机涂料及其加工方法，涂料由以下重量份的原料组成：丙烯酸丁酯30‑70；丙烯晴20‑60；丙烯酸二甲氨基乙酯3‑5；交联剂3‑8；乙烯类偶联剂3‑9；οπ‑10磷酸酯1.8‑2.5；οπ‑10 1.8‑2.5；过硫酸铵0.8‑1.0；亚硫酸氢钠0.8‑1.0；去离子水250‑300。本发明的无机涂料参照涂料自然暴露老化试验常用方法，与硅酸钠为主体材料的水性无机涂料在跨越春夏冬季节做长达7个月的对比试验，试验结果表明本发明的10块试验板未出现裂纹及更严重的缺陷，也未出现涂层变黄变色现象，硬度、耐水、耐熔剂性明显优于对比涂层，据业内人士推论本发明的无机涂料保质使用期可达15‑20年。

Description

高韧性耐老化水性无机涂料及其加工方法
技术领域
本发明属于无机涂料，特别是涉及一种高韧性耐老化水性无机涂料及其加工方法。
背景技术
现有以硅酸钠(水玻璃)为主体材料的水性无机涂料虽然具有无污染、高硬度等诸多优点，但在反复吸水-干燥的环境下将产生裂纹进而脆裂剥落，说明其缺少韧性。
为了克服上述缺陷，有些以硅酸钠为主体材料的水性无机涂料混配了具有高度韧性的高分子聚合物苯丙乳液，但因为苯丙高聚物本身耐老化性能较差，尤其在日照情况下老化更快，因此混配苯丙乳液的水性无机涂料其涂膜不仅容易变黄，更严重的是聚合物因老化、分子降解而失去原有韧性，只能短时间维持不出现裂纹等现象而不能持久。
另外，苯丙乳液常采用N-羟甲基丙烯酰胺作为交联剂，以提高其强度，但却在涂料中产生游离甲醛，其涂膜将长期释放有害的甲醛，污染环境、危及身体。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述水性无机涂料存在的缺陷而公开一种高韧性耐老化水性无机涂料及其加工方法。
本发明的高韧性耐老化水性无机涂料由以下重量份的原料组成：丙烯酸丁酯30-70；丙烯晴20-60；丙烯酸二甲氨基乙酯3-5；交联剂3-8；乙烯类偶联剂3-9；οπ-10磷酸酯1.8-2.5；οπ-10 1.8-2.5；过硫酸铵0.8-1.0；亚硫酸氢钠0.8-1.0；去离子水250-300。
所述交联剂是邻苯二甲酸二烯丙基酯或二乙烯苯的一种。
所述乙烯类偶联剂是乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或烯丙基甲基三乙氧基硅烷的一种。
本发明的耐老化水性无机涂料加工方法包括以下步骤：
(1)将去离子水240-280重量份、οπ-10磷酸酯1.8-2.5重量份、οπ-10 1.8-2.5重量份投入反应釜中，充分搅拌溶解混合得乳化剂水溶液；
(2)将丙烯酸丁酯30-70重量份、丙烯晴20-60重量份、丙烯酸二甲氨基乙酯3-5、交联剂邻苯二甲酸二烯丙基酯或二乙烯苯3-8重量份、乙烯类偶联剂乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或烯丙基甲基三乙氧基硅烷3-9重量份均匀混合得混合单体；
(3)将过硫酸铵0.8-1.0重量份、亚硫酸氢钠0.8-1.0重量份溶于去离子水10-20重量份得引发剂水溶液；
(4)将混合单体加入(1)的乳化剂水溶液中进行搅拌乳化；
(5)将引发剂溶液加入反应釜，搅拌的同时反应釜升温至76-86℃时使乳化反应呈激烈状态；
(6)待激烈反应过后将反应釜温度稳定在76-78℃，搅拌下保温继续反应1小时后停止加热，降温至45-50℃时过滤出料。
本发明的有益效果和优点在于：本发明选用耐老化的丙烯酸丁酯、丙烯晴和丙烯酸二甲氨基乙酯作为聚合乳液的主要单体，丙烯酸丁酯给予涂料以柔性和附着力，丙烯晴给予涂料以硬度和附着力，带有氨基的丙烯酸二甲氨基乙酯可以进一步增强涂料的附着力。本发明选用邻苯二甲酸二烯丙基酯或二乙烯苯作为交联剂，有利于均匀、完全共聚反应且交联速度适宜，同时还兼有成膜助剂、增加膜层硬度的作用。本发明选用乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或烯丙基甲基三乙氧基硅烷作为偶联剂，既能提高无机涂料抗锈蚀力又能增强膜层附着力。本发明使用了具有磷化作用οπ-10磷酸酯作为一种乳化剂，有利于提高无机涂料抗锈蚀力。本发明的无机涂料参照涂料自然暴露老化试验常用方法，与硅酸钠为主体材料的水性无机涂料在跨越春夏冬季节做长达7个月的对比试验，试验结果表明本发明的10块试验板未出现裂纹及更严重的缺陷，也未出现涂层变黄变色现象，硬度、耐水、耐熔剂性明显优于对比涂层，据业内人士推论本发明的无机涂料保质使用期可达15-20年。
具体实施方式
下面结合耐老化水性无机涂料加工方法实施例进一步说明本发明。
实施例1
(1)将去离子水240重量份、οπ-10磷酸酯1.8重量份、οπ-10 1.8重量份投入反应釜中，充分搅拌溶解混合得乳化剂水溶液；
(2)将丙烯酸丁酯30重量份、丙烯晴20重量份、丙烯酸二甲氨基乙酯3重量份、交联剂邻苯二甲酸二烯丙基酯或二乙烯苯3重量份、乙烯类偶联剂乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或烯丙基甲基三乙氧基硅烷3重量份均匀混合得混合单体；
(3)将过硫酸铵0.8重量份、亚硫酸氢钠0.8重量份溶于去离子水10重量份得引发剂溶液；
(4)将混合单体加入(1)的乳化剂水溶液中进行搅拌乳化；
(5)将引发剂溶液加入反应釜，搅拌的同时反应釜升温至76-86℃时使乳化反应呈激烈状态；
(6)待激烈反应过后将反应釜温度稳定在76-78℃，搅拌下保温继续反应1小时后停止加热，降温至45-50℃时过滤出料。
实施例2
(1)将去离子水260重量份、οπ-10磷酸酯2.2重量份、οπ-10 2.2重量份投入反应釜中，充分搅拌溶解混合得乳化剂水溶液；
(2)将丙烯酸丁酯50重量份、丙烯晴40重量份、丙烯酸二甲氨基乙酯4重量份、交联剂邻苯二甲酸二烯丙基酯或二乙烯苯5重量份、乙烯类偶联剂乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或烯丙基甲基三乙氧基硅烷6重量份均匀混合得混合单体；
(3)将过硫酸铵0.9重量份、亚硫酸氢钠0.9重量份溶于去离子水15重量份得引发剂溶液；
(4)将混合单体加入(1)的乳化剂水溶液中进行搅拌乳化；
(5)将引发剂溶液加入反应釜，搅拌的同时反应釜升温至76-86℃时使乳化反应呈激烈状态；
(6)待激烈反应过后将反应釜温度稳定在76-78℃，搅拌下保温继续反应1小时后停止加热，降温至45-50℃时过滤出料。
实施例3
(1)将去离子水280重量份、οπ-10磷酸酯2.5重量份、οπ-10 2.5重量份投入反应釜中，充分搅拌溶解混合得乳化剂水溶液；
(2)将丙烯酸丁酯70重量份、丙烯晴60重量份、丙烯酸二甲氨基乙酯5重量份、交联剂邻苯二甲酸二烯丙基酯或二乙烯苯8重量份、乙烯类偶联剂乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或烯丙基甲基三乙氧基硅烷9重量份均匀混合得混合单体；
(3)将过硫酸铵1.0重量份、亚硫酸氢钠1.0重量份溶于去离子水20重量份得引发剂溶液；
(4)将混合单体加入(1)的乳化剂水溶液中进行搅拌乳化；
(5)将引发剂溶液加入反应釜，搅拌的同时反应釜升温至76-86℃时使乳化反应呈激烈状态；
(6)待激烈反应过后将反应釜温度稳定在76-78℃，搅拌下保温继续反应1小时后停止加热，降温至45-50℃时过滤出料。

Claims (4)

1.一种耐老化水性无机涂料，其特征在于包括以下重量份的原料组成：丙烯酸丁酯30-70；丙烯晴20-60；丙烯酸二甲氨基乙酯3-5；交联剂3-8；乙烯类偶联剂3-9；οπ-10磷酸酯1.8-2.5；οπ-10 1.8-2.5；过硫酸铵0.8-1.0；亚硫酸氢钠0.8-1.0；去离子水250-300。
2.根据权利要求1所述的一种耐老化水性无机涂料，其特征在于：所述交联剂是邻苯二甲酸二烯丙基酯或二乙烯苯的一种。
3.根据权利要求1所述的一种耐老化水性无机涂料，其特征在于：所述乙烯类偶联剂是乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或烯丙基甲基三乙氧基硅烷的一种。
4.根据权利要求1、2、3所述的一种耐老化水性无机涂料加工方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将去离子水240-280重量份、οπ-10磷酸酯1.8-2.5重量份、οπ-10 1.8-2.5重量份投入反应釜中，充分搅拌溶解混合得乳化剂水溶液；
(2)将丙烯酸丁酯30-70重量份、丙烯晴20-60重量份、丙烯酸二甲氨基乙酯3-5、交联剂邻苯二甲酸二烯丙基酯或二乙烯苯3-8重量份、乙烯类偶联剂乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或烯丙基甲基三乙氧基硅烷3-9重量份均匀混合得混合单体；
(3)将过硫酸铵0.8-1.0重量份、亚硫酸氢钠0.8-1.0重量份溶于去离子水10-20重量份得引发剂水溶液；
(4)将混合单体加入(1)的乳化剂水溶液中进行搅拌乳化；
(5)将引发剂溶液加入反应釜，搅拌的同时反应釜升温至76-86℃时使乳化反应呈激烈状态；
(6)待激烈反应过后将反应釜温度稳定在76-78℃，搅拌下保温继续反应1小时后停止加热，降温至45-50℃时过滤出料。
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