CN109880476A - 一种水溶性丙烯酸改性树脂涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种水溶性丙烯酸改性树脂涂料及其制备方法，该改性树脂涂料包括以下原料：含低分子量高固含丙烯酸改性环氧酯水性树脂、助溶剂、颜填料、气相二氧化硅、去离子水、催干剂、消泡剂、中和剂、流平剂、分散剂和增稠剂。本发明还包括所述改性树脂涂料的制备方法。本发明以水为溶剂，水溶性极优，自干条件下表干速度优越，热稳定性优异，漆膜附着力、耐水性和抗冲击能力都得到提高，另外本发明生产过程环境友好，无有机溶剂使用，工艺简单，成本低，利于工业规模化生产。

Description

一种水溶性丙烯酸改性树脂涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及水性涂料技术领域，尤其涉及一种水溶性丙烯酸改性树脂涂料及其制备方法。

背景技术

长期以来，以有机溶剂为溶剂的油性涂料因其成本低、施工方便、性价比较高等优势，受到了涂料市场的青睐。然而随着环保力度的不断加大，国家对涂料产品挥发性有机化合物（VOC）含量要求越来越严，油性涂料的适用市场也随之不断萎缩，涂料产品水性化势在必行。现在的涂料，不但要满足其基本施工性能，还要绿色环保并且对人体无害。

因油性涂料的使用范围广泛，相比水性涂料，其能够满足施工性能的同时还价格低廉，不受不同地域环境和温湿度限制等。所以目前市场上的水性涂料多为‘油改水’等涂料，在‘绿色、环保’等方面并没有达到相关的要求。‘油改水’的水性涂料以油性涂料为基础的同时，并没有减少挥发性有机化合物（VOC）的排放。同时，为了使得‘油’和‘水’能够互溶，不少商家还在油性涂料中添加了各种挥发性助剂或助溶剂使其能够转变为‘水性漆’。

目前，国内水性涂料遇到的问题主要是，受地域环境和温湿度限制等，水性调合漆的施工性能以及存储稳定性随着环境和气候的变化有着较大的波动。水性树脂的水溶性不够，需要添加大量中和剂或者挥发性助溶剂来增强树脂的水溶性；而‘油改水’的水性涂料则有以下问题：添加的有机溶剂过多，漆膜表干时间过长，硬度上升缓慢，开盖易结皮，热储存和长期储存的情况下分层沉底现象明显等问题。

CN 106189640 B公开了一种改性水性丙烯酸树脂涂料的制备方法，该改性水性丙烯酸树脂涂料以二氧化硅为原料，加入乙醇溶液中超声分散，并用偶联剂进行改性，经离心、干燥制得改性二氧化硅，再制备聚甲基倍半硅氧烷粉末备用，然后将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯混合均匀，加入引发剂反应制得改性丙烯酸乳液，最后将聚甲基倍半硅氧烷粉末、改性二氧化硅、乳化剂、改性丙烯酸乳液、去离子水以及消泡剂高速分散制得改性水性丙烯酸树脂涂料。该水性丙烯酸树脂生产中添加过多醇醚类助剂，材料成本高。资源消耗大，步骤繁多，生产工艺复杂，不便于工业生产。

CN104788607A 公开了一种水性丙烯酸乳液的制备方法，其中以苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸为原料得到丙烯酸聚合物溶液，再被N,N-二甲基乙醇胺部分中和，最后在水中杯分散成乳液得到。其乳液特征在于：水 43～45%、乙二醇丙醚 8～10%、三乙胺 2～3%，固体当量为660克/当量。虽漆涂料具有良好的抗闪锈、早起水渍、潮湿、水、酸和盐雾性，但其中溶剂添加比例达到了 8～10%，变相增加了水性漆中可挥发性溶剂的含量。

CN 106589211A公开了一种水性环氧改性丙烯酸树脂及其涂料和制备方法，该水性环氧改性丙烯酸树脂包括下列重量份组分制备而成:甲基丙烯酸甲醋65-75份，苯乙烯25-35份，丙烯酸丁醋55-65份，丙烯酸缩水配油酷35-45份，非离子乳化剂0.2-0.5份，引发剂0.3-6份，水100份。虽然该涂料公开配方中添加了较少的助溶剂，但是该所述水性环氧改性丙烯酸树脂在实际运用中，涂料中需添加大量助溶剂，溶剂挥发量大，不仅严重危害使用者身体健康，而且配方中挥发溶剂的量不可控制，无法保证工业生产的稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种水溶性极强，自干速度较快，初期耐水良好，储存稳定性优异，硬度较强，相对于‘油改水’型水性涂料储存性能更优，环境友好的水溶性丙烯酸改性树脂涂料。

本发明进一步要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种生产工艺简单，助剂投放顺序合理的水溶性丙烯酸改性树脂涂料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种水溶性丙烯酸改性树脂涂料，由以下重量份的原料混配而成：丙烯酸改性环氧酯水性树脂10～20份，颜填料20～40份，防沉剂0.3～1份，绢云母3～10份，助溶剂1～5份，催干剂0.5～1份，消泡剂0.4～1份，中和剂0.2～2份，分散剂0.4～1份，流平剂0.5～1份，增稠剂3～5份，去离子水10～30份。

优选地，所述水溶性丙烯酸改性树脂涂料由以下重量份的原料混配而成：丙烯酸改性环氧酯水性树脂20份，颜填料36份，防沉剂0.4份，绢云母5份；助溶剂5份，催干剂1.0份，消泡剂0.4份，中和剂0.2份，分散剂0.9份，流平剂0.5份，增稠剂4份，去离子水26.6份。

优选地，所述丙烯酸改性环氧酯水性树脂与中和剂的重量比为10:1～3。

优选地，所述丙烯酸改性环氧酯水性树脂为低分子量高固含丙烯酸改性环氧酯水性树脂，固含量为70～75%，酸值为30～50。

优选地，所述丙烯酸改性环氧酯水性树脂采用以下方法制得：将丙烯酸单体与占单体总量的1%～7%的过氧化苯甲酰引发剂混合，滴加到环氧酯树脂溶液中，于115～135°C温度下反应6h～72h即成。

优选地，所述防沉剂为气相二氧化硅。

优选地，所述绢云母采用以下方法制得：将绢云母进行初步加工，经粉碎，除砂，提纯后研磨，分目，除砂，除铁即成。

本发明进一步解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种水溶性丙烯酸改性树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将丙烯酸改性环氧酯水性树脂、中和剂与助溶剂混合搅拌均匀，搅拌状态下，依次加入催干剂、消泡剂、分散剂、去离子水形成清澈溶液，再依次将防沉剂、颜填料加入高速分散机，高速分散成均匀色浆；

（2）将增稠剂和流平剂在高速搅拌的条件下加入步骤（1）所得色浆中，即成。

优选地，步骤（1）中，加入催干剂、消泡剂、分散剂、去离子水前的分散速度为1500～2000 r/min，分散的时间为10～30min；

优选地，加入防沉剂、颜填料前的分散速度为2500～3000 r/min，分散的时间为30～60min，分散至细度≤40μm。

本发明水溶性丙烯酸改性树脂涂料的制备方法通过控制助剂投料顺序，并搭配合适的中和剂后，可以提高漆膜硬度，改变漆膜表干速度，涂料的耐溶剂性以及耐水性也相对应的提高。

本发明的有益效果为：（1）可自干，恒温恒湿条件下表干时间小于1小时，实干时间小于6小时，漆膜丰满、硬度较高；（2）具有颜料相容性好，附着力佳，可适用于油性和水性底面重涂；漆膜附着力、耐水性和抗冲击能力强；（3）生产工艺简单，绿色环保，有机溶剂添加少，而且热储存稳定性极佳，50℃烘箱放置两个月，漆体无分层、无沉底、无胶化、反粗等现象，重复测试施工性能，施工性能无影响。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

本发明实施例所使用的原料，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。

水溶性丙烯酸改性树脂涂料实施例1～7

本实施例中所使用的丙烯酸改性环氧酯水性树脂与中和剂的重量比为10:1。

本实施例中所使用的丙烯酸改性环氧酯水性树脂为低分子量高固含丙烯酸改性环氧酯水性树脂，固含量为75%，酸值为40。

本实施例中所使用的丙烯酸改性环氧酯水性树脂采用以下方法制得：将丙烯酸单体与占单体总量的6%的过氧化苯甲酰引发剂混合，滴加到环氧酯树脂溶液中，于120°C温度下反应32h即成。

本实施例中所使用的防沉剂为气相二氧化硅。

本实施例中所使用的绢云母采用以下方法制得：将绢云母进行初步加工，经粉碎，除砂，提纯后研磨，分目（1200目），除砂，除铁即成。

表1水溶性丙烯酸改性树脂涂料原理组分配比表

水溶性丙烯酸改性树脂涂料的制备方法实施例1～7，包括以下步骤：

（1）分别按照表1实施例1～7中各原料的用量，将低分子量高固含丙烯酸改性环氧酯水性树脂、中和剂与助溶剂混合搅拌均匀，搅拌状态下，依次加入催干剂，消泡剂，分散剂，去离子水形成清澈溶液，加入催干剂，消泡剂，分散剂，去离子水前的分散速度为2000 r/min，分散的时间为30min；再依次将防沉剂气相二氧化硅、颜填料加入高速分散机，加入防沉剂气相二氧化硅、颜填料前的分散速度为3000 r/min，分散的时间为60min，分散至细度30μm，高速分散成均匀色浆；

（2）增稠剂、流平剂在高速搅拌的条件下加入步骤（1）所得色浆中，即成。

水溶性丙烯酸改性树脂涂料实施例1～7的使用方法

本发明产品使用时，添加去离子水，搅拌均匀，稀释到喷涂粘度进行喷涂。

水溶性丙烯酸改性树脂涂料实施例1～7的性能检测

将实施例1～7制成的水溶性丙烯酸改性树脂涂料进行漆膜性能测试。

表2实施例1～7制成的水溶性丙烯酸改性树脂涂料喷涂而成面漆的漆膜性能测试结果

将实施例1～7制成的水溶性丙烯酸改性树脂涂料喷涂而成面漆进行热储存稳定性检测(50±2)℃,60天后再进行基本测试。

表3实施例1～7制成的水溶性丙烯酸改性树脂涂料涂而成面漆的热储存稳定性测试结果

从表2和表3可知，本发明的水溶性丙烯酸改性树脂涂料涂而成面漆可自干，同时具备水性丙烯酸和水性环氧酯的优势，水溶性极佳。还具有颜料相容性好，附着力佳，初期耐水优越、热存储稳定性优异的特点。以气相二氧化硅为防沉剂，大大增强了漆体的存储稳定性及耐水性，将绢云母引入水性体系后，提高了漆膜附着力、耐水性和抗冲击能力。而市面上现有水性漆产品因树脂水溶性及配方稳定性等原因，存储稳定性为将0.5L的样品装入合适的塑料或玻璃容器中，瓶内留有约10%的空间，密封后放入（50±2）℃恒温干燥箱中，7天后取出在（23±2）℃下放置3h，搅拌后观察性能发现市面上‘油改水’型水性涂料储存过程中，往往会出现分水、漆体胶化或硬底的不良现象，相对于‘油改水’型，本发明产品水溶性丙烯酸改性树脂涂料的储存性能更优，对环境更友好，其存储性能在（50±2）℃恒温干燥箱中能够提升至60天以上，涂料基本性能不受影响，保障了水性漆施工性能。同时，本发明方法生产过程环境友好，工艺简单，成本低，节省了大量的财力和物力，利于工业规模化生产。

Claims (10)

1.一种水溶性丙烯酸改性树脂涂料，其特征在于，由以下重量份的原料混配而成：丙烯酸改性环氧酯水性树脂10～20份，颜填料20～40份，防沉剂0.3～1份，绢云母3～10份，助溶剂1～5份，催干剂0.5～1份，消泡剂0.4～1份，中和剂0.2～2份，分散剂0.4～1份，流平剂0.5～1份，增稠剂3～5份，去离子水10～30份。

2.根据权利要求1所述水溶性丙烯酸改性树脂涂料，其特征在于，由以下重量份的原料混配而成：丙烯酸改性环氧酯水性树脂20份，颜填料36份，防沉剂0.4份，绢云母5份；助溶剂5份，催干剂1.0份，消泡剂0.4份，中和剂0.2份，分散剂0.9份，流平剂0.5份，增稠剂4份，去离子水26.6份。

3.根据权利要求1或2所述的水溶性丙烯酸改性树脂涂料，其特征在于，所述丙烯酸改性环氧酯水性树脂与中和剂的重量比为10:1～3。

4.根据权利要求1～3之一所述水溶性丙烯酸改性树脂涂料，其特征在于，所述丙烯酸改性环氧酯水性树脂为低分子量高固含丙烯酸改性环氧酯水性树脂，固含量为70～75%，酸值为30～50。

5.根据权利要求1～4之一所述水溶性丙烯酸改性树脂涂料的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸改性环氧酯水性树脂采用以下方法制得：将丙烯酸单体与占单体总量的1%～7%的过氧化苯甲酰引发剂混合，滴加到环氧酯树脂溶液中，于115～135°C温度下反应6h～72h即成。

6.根据权利要求1～5之一所述水溶性丙烯酸改性树脂涂料，其特征在于，所述防沉剂为气相二氧化硅。

7.根据权利要求1～6之一所述水溶性丙烯酸改性树脂涂料，其特征在于，所述绢云母采用以下方法制得：将绢云母进行初步加工，经粉碎，除砂，提纯后研磨，分目，除砂，除铁即成。

8.一种如权利要求1～7之一所述水溶性丙烯酸改性树脂涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将丙烯酸改性环氧酯水性树脂、中和剂与助溶剂混合搅拌均匀，搅拌状态下，依次加入催干剂、消泡剂、分散剂、去离子水形成清澈溶液，再依次将防沉剂、颜填料加入高速分散机，高速分散成均匀色浆；

（2）将增稠剂和流平剂在高速搅拌的条件下加入步骤（1）所得色浆中，即成。

9.根据权利要求8所述水溶性丙烯酸改性树脂涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述加入催干剂、消泡剂、分散剂、去离子水前的分散速度为1500～2000 r/min，分散的时间为10～30min。

10.根据权利要求8或9所述水溶性丙烯酸改性树脂涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述加入防沉剂、颜填料前的分散速度为2500～3000 r/min，分散的时间为30～60min，分散至细度≤40μm。