CN109337536A - 一种水性丙烯酸-醇酸涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了涂料领域内的一种水性丙烯酸‑醇酸涂料及其制备方法，涂料由占重量份的以下成分组成：水性醇酸树脂30.0～40.0份，分散剂0.5～0.8份，膨润土0.1～0.3份，氧化铁红6.0～10.0份，滑石粉3.5～5.5份，沉淀硫酸钡7.5～12.5份，助溶剂5.0～10.0份，氨水1.2～1.5份，催干剂1.0～1.3份，消泡剂0.1～0.3份，流平剂0.1～0.2份，丙烯酸乳液18‑22份，去离子水5‑10份，增稠剂3‑6份，其综合醇酸乳液的高光泽、对木材等底材的渗透性好和丙烯酸乳液的快干、保光保色性好的优点，克服醇酸乳液干燥慢等缺点。

Description

一种水性丙烯酸-醇酸涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料，特别涉及一种水性丙烯酸-醇酸涂料。

背景技术

醇酸树脂由于具有多功能、综合性能好、原料易得、性价比高等优点，成为涂料工业用的主要树脂，市场最高比例一度曾达90%以上，可以配制自干漆和烤漆、民用漆和工业漆以及清漆和色漆。用水性醇酸树脂做出来的涂料具有较好基材润湿性，光泽和丰满度也比较好。水性醇酸树脂由于用水作溶剂或分散介质，其生产和施工具有很高的安全性，降低了爆炸和火灾的危险，而且施工设备可直接用水冲洗，相比油性醇酸涂料而言，每吨水性涂料可节约400 kg的有机溶剂，VOC含量大大降低；同时通过调整配方可以合成出单组分自干型、单组份烘干型、双组分自干型。

总之，水性化是醇酸树脂漆的重要发展方向之一，但是水性醇酸树脂有一个缺点，是由于它的主链中酯键易水解，贮存稳定性不好，这就不可避免地导致涂料产品粘度下降、耐水性差，以致涂料漆膜综合性能变差。另外，醇酸涂料的干燥速度较慢，这也是阻碍醇酸涂料在某些领域发展应用的一个主要原因。

在水性工业涂料的应用方面，水性丙烯酸涂料在市场中也得到了广泛的应用，得益于其具有许多优良的特性，比如耐水性好、基材附着力好、耐老化性能优异、机械性能好、耐酸碱性好。另外，单组份丙烯酸涂料在正常空气湿度范围的环境中，干燥速度较快，可以10min达到表干。但是丙烯酸涂料也有个通病，漆膜丰满度较差，光泽也难以做高。

发明内容

本发明的目的是提供一种水性丙烯酸-醇酸涂料及其制备方法，其工艺简单、节约能耗，而且还能综合醇酸树脂的高光泽、对木材等底材的渗透性好和丙烯酸乳液的快干、保光保色性好的优点，克服醇酸乳液干燥慢等缺点。

本发明的目的是这样实现的：一种水性丙烯酸-醇酸涂料及其制备方法，所述涂料由占重量份的以下成分组成：

水性醇酸树脂 30.0～40.0份

分散剂 0.5～0.8份

膨润土 0.1～0.3份

氧化铁红 6.0～10.0份

滑石粉 3.5～5.5份

沉淀硫酸钡 7.5～12.5份

助溶剂 5.0～10.0份

氨水 1.2～1.5份

催干剂 1.0～1.3份

消泡剂 0.1～0.3份

流平剂 0.1～0.2份

丙烯酸乳液 18-22份

去离子水 5-10份

增稠剂 3-6份；

所述制备方法包括以下步骤：

1）研磨色浆

a 按照上述比例配备好原料；

b 分散釜中加入配方量的助溶剂和去离子水，在搅拌下慢慢加入配方量的一半水性醇酸树脂，使之稀释，然后加入氨水，调整pH值为7～8；

c 在搅拌下，缓慢加入配方量的分散剂、膨润土；

c 在搅拌下，缓慢加入配方量的消泡剂、催干剂；

d 在搅拌下，缓慢加入配方量的氧化铁红、滑石粉和沉淀硫酸钡，然后用砂磨机进行研磨，直至细度≤30μm；

e 细度达到要求后，滤出色浆，用计量的去离子水分3次冲洗砂磨釜，并将该部分冲洗水用于后面的配漆中；

2）混合阶段

a 在调漆釜中加入配方量的助溶剂和去离子水（包括研磨色浆阶段的冲洗水），在搅拌下，缓慢加入配方量剩余的另一半水性醇酸树脂，使之稀释，然后加入氨水调节pH值为7～8；

b 在搅拌下，缓慢加入配方量的消泡剂、流平剂；

c 在搅拌下，缓慢加入第（1）步制好的色浆；

d 检测pH值，用氨水调节pH值至7～8，可加适量去离子水调节粘度；

e 在搅拌下，在调漆釜中加入配方量的丙烯酸乳液，低速搅拌均匀后，再加入配方量的增稠剂，700-900转/分钟搅拌4-6分钟，用80～100目滤网过滤，即得水性丙烯酸-醇酸涂料。

作为本发明的进一步限定，由占重量份的以下成分组成：

水性醇酸树脂 35份

分散剂 0.65份

膨润土 0.2份

氧化铁红 8份

滑石粉 4.5份

沉淀硫酸钡 10份

助溶剂 8份

氨水 1.3份

催干剂 1.2份

消泡剂 0.2份

流平剂 0.2份

丙烯酸乳液 20份

去离子水 7.5份

增稠剂 4.5份。

作为本发明的进一步限定，所述水性醇酸树脂的固含量为70%，所述氨水的氨含量为25%，所述助溶剂选用乙二醇丁醚。

作为本发明的进一步限定，所述丙烯酸乳液选用苯丙乳液或环氧改性苯丙乳液。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过使用特定配比的丙烯酸乳液物理改性水性醇酸树脂，与用丙烯酸化学改性醇酸树脂，不但工艺简单、节约能耗，而且还能综合醇酸乳液的高光泽、对木材等底材的渗透性好和丙烯酸乳液的快干、保光保色性好的优点，克服醇酸乳液干燥慢等缺点，且在耐盐水、耐盐雾方面比醇酸涂料表现更佳；而且在成本方面，用此法制得的涂料更为低廉，性价比极高。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

以下实施例中的水性醇酸树脂的固含量为70%，氨水的氨含量为25%，助溶剂选用乙二醇丁醚，催干剂选用德国拜耳 Octa-Soligen® Cobalt 7 Aqua、消泡剂选用德国BYK054、流平剂选用德国BYK 381、增稠剂美国陶氏 RM-8W这些最好给出具体的材料。

实施例1

一种水性丙烯酸-醇酸涂料，由占重量份的以下成分组成：

水性醇酸树脂 30.0份

分散剂 0.5份

膨润土 0.1份

氧化铁红 6.0份

滑石粉 3.5份

沉淀硫酸钡 7.5份

助溶剂 5.0份

氨水 1.2份

催干剂 1.0份

消泡剂 0.1份

流平剂 0.1份

苯丙乳液 18份

去离子水 5份

增稠剂 3份。

实施例2

一种水性丙烯酸-醇酸涂料，由占重量份的以下成分组成：

水性醇酸树脂 35份

分散剂 0.65份

膨润土 0.2份

氧化铁红 8份

滑石粉 4.5份

沉淀硫酸钡 10份

助溶剂 8份

氨水 1.3份

催干剂 1.2份

消泡剂 0.2份

流平剂 0.2份

苯丙乳液 20份

去离子水 7.5份

增稠剂 4.5份。

实施例3

一种水性丙烯酸-醇酸涂料，由占重量份的以下成分组成：

水性醇酸树脂 35份

分散剂 0.65份

膨润土 0.2份

氧化铁红 8份

滑石粉 4.5份

沉淀硫酸钡 10份

助溶剂 8份

氨水 1.3份

催干剂 1.2份

消泡剂 0.2份

流平剂 0.2份

环氧改性苯丙乳液 20份

去离子水 7.5份

增稠剂 4.5份。

实施例4

一种水性丙烯酸-醇酸涂料，由占重量份的以下成分组成：

水性醇酸树脂 40.0份

分散剂 0.8份

膨润土 0.3份

氧化铁红 10.0份

滑石粉 5.5份

沉淀硫酸钡 12.5份

助溶剂 10.0份

氨水 1.5份

催干剂 1.3份

消泡剂 0.3份

流平剂 0.2份

苯丙乳液 22份

去离子水 10份

增稠剂 6份。

上述4个实施例的水性丙烯酸-醇酸涂料通过以下制备方法制得。

一种水性丙烯酸-醇酸涂料制备方法包括以下步骤：

1）研磨色浆

a 按照上述比例配备好原料；

b 分散釜中加入配方量的助溶剂和去离子水，在搅拌下慢慢加入配方量的一半水性醇酸树脂，使之稀释，然后加入氨水，调整pH值为7～8；

c 在搅拌下，缓慢加入配方量的分散剂、膨润土；

c 在搅拌下，缓慢加入配方量的消泡剂、催干剂；

d 在搅拌下，缓慢加入配方量的氧化铁红、滑石粉和沉淀硫酸钡，然后用砂磨机进行研磨，直至细度≤30μm；

e 细度达到要求后，滤出色浆，用计量的去离子水分3次冲洗砂磨釜，并将该部分冲洗水用于后面的配漆中；

2）混合阶段

a 在调漆釜中加入配方量的助溶剂和去离子水（包括研磨色浆阶段的冲洗水），在搅拌下，缓慢加入配方量剩余的另一半水性醇酸树脂，使之稀释，然后加入氨水调节pH值为7～8；

b 在搅拌下，缓慢加入配方量的消泡剂、流平剂；

c 在搅拌下，缓慢加入第（1）步制好的色浆；

d 检测pH值，用氨水调节pH值至7～8，可加适量去离子水调节粘度；

e 在搅拌下，在调漆釜中加入配方量的丙烯酸乳液，低速搅拌均匀后，再加入配方量的增稠剂，700-900转/分钟搅拌4-6分钟，用80～100目滤网过滤，即得水性丙烯酸-醇酸涂料。

上述配方中各组分的作用：

1.水性醇酸树脂 / 丙烯酸乳液：涂料体系中的主要成膜物，涂料在基材表面干燥后，漆膜的性能主要由树脂/乳液的性能来决定。

2.分散剂：分散剂是一种分子内同时具有亲水基和亲油基的界面活性剂；它的作用是减少完成分散过程所需要的时间和能量，稳定所分散的颜填料分散体，改性颜填料粒子表面性质，调整颜填料粒子的运动性；加入适量分散剂，能缩短分散时间，提高光泽，提高着色力和遮盖力，改善颜料的展色性和调色性，防止浮色发花，防止絮凝，防止沉降。

3.膨润土：膨润土在水介质中具有良好的悬浮性和分散性，在水中形成胶状物，具有一定的增稠作用，使涂料不易沉淀、不易分层，改善了涂料的储存稳定性。膨润土还能提高涂料的触变性，使得涂料喷到基材表面时不易流挂，改善了涂料的施工稳定性。

4.氧化铁红：氧化铁红是一种被广泛使用的无机防锈颜料，且具有良好的分散性和遮盖力，与基材的附着力也比较好。

5.滑石粉：滑石粉是一种被广泛使用的体质填料，因其本身的优良的物化特性，可在涂料中起到骨架作用，降低成本的同时提高漆膜硬度。

6.沉淀硫酸钡：沉淀硫酸钡是一种常用体质填料，在漆膜中起到填充作用，提高漆膜的遮盖率以及漆膜的硬度。

7.助溶剂：助溶剂的加入可以降低体系的粘度，可增强树脂对颜填料的润湿性，从而改善了分散效果。另外助溶剂还可以改善涂料的挥发速度，使涂料的成膜性更好，流平性也更佳。

8.氨水 ：氨水在涂料中是用作pH中和剂。将涂料体系的pH稳定在8左右，会使树脂的亲水性更佳，且涂料的后期储存会更稳定，不易沉降、分层。

9.催干剂：水性醇酸树脂的自氧化交联过程比较慢，加入催干剂后，可显著地加快该氧化交联过程，且漆膜硬度、附着力、耐水性、耐候性都会有所提高。

10.消泡剂：消泡剂的作用主要是防止分散过程中由于高速搅拌引起的气泡，以及抑制在包装过程中、喷漆过程中产生的气泡，保证漆膜完整。

11.流平剂：流平剂能有效降低涂料的表面张力，提高涂层的流平性和均匀性，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。

12.增稠剂：增稠剂是一种流变助剂，在适当剪切力作用下，可以使涂料增稠，防止施工中出现流挂现象，而且能赋予涂料优异的机械性能和贮存稳定性。增稠剂对于粘度较低的水性涂料来说，是非常重要的助剂。

将上述三个实施例获得涂料与现有的未改性醇酸自干漆以及樱花牌醇酸自干漆进行性能比较，结果如下：

有上表可见，采用环氧改性苯丙乳液与醇酸树脂掺混，制备的涂料相对于苯丙乳液与醇酸树脂掺混具有更加优异的性能，兼顾了丙烯酸乳液与醇酸树脂的优点，弥补了树脂本身的缺陷，使得涂料本身性能得到综合提高。而且，与市面上樱花牌的醇酸自干漆以及未改性醇酸自干漆相比较，性能较好，且在干燥速度与光泽方面有明显优势。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1. 一种水性丙烯酸-醇酸涂料，其特征在于，由占重量份的以下成分组成：

水性醇酸树脂 30.0～40.0份

分散剂 0.5～0.8份

膨润土 0.1～0.3份

氧化铁红 6.0～10.0份

滑石粉 3.5～5.5份

沉淀硫酸钡 7.5～12.5份

助溶剂 5.0～10.0份

氨水 1.2～1.5份

催干剂 1.0～1.3份

消泡剂 0.1～0.3份

流平剂 0.1～0.2份

丙烯酸乳液 18-22份

去离子水 5-10份

增稠剂 3-6份。

2. 根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸-醇酸涂料，其特征在于，由占重量份的以下成分组成：

水性醇酸树脂 35份

分散剂 0.65份

膨润土 0.2份

氧化铁红 8份

滑石粉 4.5份

沉淀硫酸钡 10份

助溶剂 8份

氨水 1.3份

催干剂 1.2份

消泡剂 0.2份

流平剂 0.2份

丙烯酸乳液 20份

去离子水 7.5份

增稠剂 4.5份。

3.根据权利要求1或2所述的一种水性丙烯酸-醇酸涂料，其特征在于，所述水性醇酸树脂的固含量为70%，所述氨水的氨含量为25%，所述助溶剂选用乙二醇丁醚。

4.根据权利要求1或2所述的一种水性丙烯酸-醇酸涂料，其特征在于，所述丙烯酸乳液选用苯丙乳液或环氧改性苯丙乳液。

5. 一种水性丙烯酸-醇酸涂料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）研磨色浆

a 按照上述比例配备好原料；

b 分散釜中加入配方量的助溶剂和去离子水，在搅拌下慢慢加入配方量一半的水性醇酸树脂，使之稀释，然后加入氨水，调整pH值为7～8；

c 在搅拌下，缓慢加入配方量的分散剂、膨润土；

c 在搅拌下，缓慢加入配方量的消泡剂、催干剂；

d 在搅拌下，缓慢加入配方量的氧化铁红、滑石粉和沉淀硫酸钡，然后用砂磨机进行研磨，直至细度≤30μm；

e 细度达到要求后，滤出色浆，用计量的去离子水分3次冲洗砂磨釜，并将该部分冲洗水用于后面的配漆中；

2）混合阶段

a 在调漆釜中加入配方量的助溶剂和去离子水（包括研磨色浆阶段的冲洗水），在搅拌下，缓慢加入配方量剩余的另一半水性醇酸树脂，使之稀释，然后加入氨水调节pH值为7～8；

b 在搅拌下，缓慢加入配方量的消泡剂、流平剂；

c 在搅拌下，缓慢加入第（1）步制好的色浆；

d 检测pH值，用氨水调节pH值至7～8，可加适量去离子水调节粘度；

e 在搅拌下，在调漆釜中加入配方量的丙烯酸乳液，低速搅拌均匀后，再加入配方量的增稠剂，700-900转/分钟搅拌4-6分钟，用80～100目滤网过滤，即得水性丙烯酸-醇酸涂料。