CN110467835A - 一种水性单组杂化树脂在地坪和防腐领域的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性单组杂化树脂在地坪和防腐领域的应用，具体涉及水性杂化树脂技术领域，包括以下成分及其重量份：有机硅3‑6份、聚氨酯中软树脂50‑70份、丙烯酸异辛酯30‑40份、去离子水20‑30份、阳离子乳化剂1‑5份、纤维素增稠剂3‑5份、无机材料5‑10份。本发明通过热聚合的方式制备可以替代溶剂型产品的新型涂料树脂，由于结构中引入了无机金属分子，使其具备了卓越的防腐蚀性能，可以耐受各种严酷环境下的工况腐蚀，聚合物本身具有导电性，抗杂散电流，具有屏蔽电磁、雷达和声纳波的特殊功效，在地坪和防腐领域有着广泛的应用前景。

Description

一种水性单组杂化树脂在地坪和防腐领域的应用

技术领域

本发明涉及水性杂化树脂技术领域，更具体地说，本发明涉及一种水性单组杂化树脂在地坪和防腐领域的应用。

背景技术

目前国家大力推行低voc涂料，一系列鼓励水性涂料发展、限制溶剂型涂料的政策，加上史上最严的环保法的实施，促进了我国涂料生产和涂料应用企业“油改水”的进程，而在此大背景下，水性涂料本身存在的缺陷使之无法应对这一利好，盲目的油改水也让加工制造业承受不断的阵痛，有机树脂具备良好的漆膜性能和外观表现，是最常见的涂装材料，但受限制于本身的干燥速度硬度耐化学品性等性能，无机材料具备极高的硬度和耐性，且兼具对环境中有害物质有吸附作用，但因比较繁琐的熟化工艺、超高的价格以及无法形成美观的漆膜而使之无法大量应用，国外从20世纪70年代已开始着手对有机树脂进行水性化的研究，从早期的外加乳化剂到现在的自乳化或水分散体系的开发，一定程度上克服了外加乳化剂的缺点，延长了水性树脂的适用期，改善了体系的耐水性等，使性能更接近于溶剂型树脂。

目前杂化技术大致上分为两类：一是无机-有机杂化，其中无机相为主相，另一类是有机-无机杂化，有机相是主相。

而现阶段，国内树脂研发企业也在进行有机无机的接枝杂化改性技术，但目前都是以简单拼配方式在进行，不能最大程度的发挥两者的优势。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种水性单组杂化树脂在地坪和防腐领域的应用，通过有机无机杂化技术工艺，充分利用有机材料的交联密度和无机材料的固有特性，通过热聚合的方式制备可以替代溶剂型产品的新型涂料树脂，由于结构中引入了无机金属分子，使其具备了卓越的防腐蚀性能，可以耐受各种严酷环境下的工况腐蚀，聚合物本身具有导电性，抗杂散电流，具有屏蔽电磁、雷达和声纳波的特殊功效，在地坪和防腐领域有着广泛的应用前景。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水性单组杂化树脂，包括以下成分及其重量份：有机硅3-6份、聚氨酯中软树脂50-70份、丙烯酸异辛酯30-40份、去离子水20-30份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10-20份、阳离子乳化剂1-5份、纤维素增稠剂3-5份、无机材料5-10份。

在一个优选地实施方式中，包括以下成分及其重量份：有机硅4-5份、聚氨酯中软树脂55-65份、丙烯酸异辛酯33-36份、去离子水20-25份、甲基丙烯酸缩水甘油酯12-16份、阳离子乳化剂2-4份、纤维素增稠剂3-4份、无机材料6-8份。

在一个优选地实施方式中，包括以下成分及其重量份：有机硅4.5份、聚氨酯中软树脂60份、丙烯酸异辛酯35份、去离子水20份、甲基丙烯酸缩水甘油酯15份、阳离子乳化剂3份、纤维素增稠剂3.5份、无机材料7份。

在一个优选地实施方式中，所述无机材料包含硅酸盐、无机金属以及无机矿物化合物。

在一个优选地实施方式中，所述纤维素增稠剂具体为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素和羟甲基纤维素通过水合膨胀的长链而成的混合物。

在一个优选地实施方式中，所述阳离子乳化剂为十八烷基氯化铵。

一种水性单组杂化树脂，还包括一种水性单组杂化树脂的制备方法，具体步骤如下；

步骤一、原料准备，准备好适合份数的有机硅、聚氨酯中软树脂、丙烯酸异辛酯、去离子水、甲基丙烯酸缩水甘油酯和阳离子乳化剂和无机材料：

步骤二、制备，将上述准备原料聚氨酯中软树脂、丙烯酸异辛酯、去离子水、甲基丙烯酸缩水甘油酯和阳离子乳化剂和无机材料分别加入反应釜中加热，进行热聚合过程，并搅拌30分钟；

步骤三、增稠，上述原料在搅拌30分钟后，向反应釜内匀速滴加适量的纤维素增稠剂，再次搅拌30分钟，即可制得水性单组杂化树脂。

在一个优选地实施方式中，制备过程中，对反应釜内部的加热温度小于90摄氏度。

本发明的技术效果和优点：本发明通过有机无机杂化技术工艺，充分利用有机材料的交联密度和无机材料的固有特性，通过热聚合的方式制备可以替代溶剂型产品的新型涂料树脂，产品本身可以在低温环境下使用，在保证成膜的前提下，又兼具良好的物理化学性能，可以满足日益高效的快速生产节拍，并且可以大幅度的降低能耗和voc排放，解决了常规水性涂料无法厚涂成膜的缺陷，可以替代常规油性涂料使用在重度腐蚀环境下，为基材提供长效防腐蚀保护，由于结构中引入了无机金属分子，使其具备了卓越的防腐蚀性能，可以耐受各种严酷环境下的工况腐蚀，聚合物本身具有导电性，抗杂散电流，具有屏蔽电磁、雷达和声纳波的特殊功效，在地坪和防腐领域有着广泛的应用前景。

具体实施方式

下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明提供了一种水性单组杂化树脂，包括以下成分及其重量份：有机硅3-6份、聚氨酯中软树脂50-70份、丙烯酸异辛酯30-40份、去离子水20-30份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10-20份、阳离子乳化剂1-5份、纤维素增稠剂3-5份、无机材料5-10份；

而具体到本实施例中，具体为：有机硅3份、聚氨酯中软树脂50份、丙烯酸异辛酯30份、去离子水20份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10份、阳离子乳化剂1份、纤维素增稠剂3份、无机材料5份；

进一步的，所述无机材料包含硅酸盐、无机金属以及无机矿物化合物；

进一步的，所述纤维素增稠剂具体为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素和羟甲基纤维素通过水合膨胀的长链而成的混合物；

进一步的，所述阳离子乳化剂为十八烷基氯化铵；

一种水性单组杂化树脂，还包括一种水性单组杂化树脂的制备方法，具体步骤如下；

步骤一、原料准备，准备好适合份数的有机硅、聚氨酯中软树脂、丙烯酸异辛酯、去离子水、甲基丙烯酸缩水甘油酯和阳离子乳化剂和无机材料：

步骤二、制备，将上述准备原料聚氨酯中软树脂、丙烯酸异辛酯、去离子水、甲基丙烯酸缩水甘油酯和阳离子乳化剂和无机材料分别加入反应釜中加热，进行热聚合过程，并搅拌10分钟；

步骤三、增稠，上述原料在搅拌10分钟后，向反应釜内匀速滴加适量的纤维素增稠剂，再次搅拌10分钟，即可制得水性单组杂化树脂；

进一步的，制备过程中，对反应釜内部的加热温度为80摄氏度。

实施例2：

本发明提供了一种水性单组杂化树脂，包括以下成分及其重量份：有机硅3-6份、聚氨酯中软树脂50-70份、丙烯酸异辛酯30-40份、去离子水20-30份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10-20份、阳离子乳化剂1-5份、纤维素增稠剂3-5份、无机材料5-10份；

而具体到本实施例中，具体为：有机硅4.5份、聚氨酯中软树脂60份、丙烯酸异辛酯35份、去离子水20份、甲基丙烯酸缩水甘油酯15份、阳离子乳化剂3份、纤维素增稠剂3.5份和无机材料7份；

进一步的，所述无机材料包含硅酸盐、无机金属以及无机矿物化合物；

进一步的，所述纤维素增稠剂具体为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素和羟甲基纤维素通过水合膨胀的长链而成的混合物；

进一步的，所述阳离子乳化剂为十八烷基氯化铵；

一种水性单组杂化树脂，还包括一种水性单组杂化树脂的制备方法，具体步骤如下；

步骤一、原料准备，准备好适合份数的有机硅、聚氨酯中软树脂、丙烯酸异辛酯、去离子水、甲基丙烯酸缩水甘油酯和阳离子乳化剂和无机材料：

步骤二、制备，将上述准备原料聚氨酯中软树脂、丙烯酸异辛酯、去离子水、甲基丙烯酸缩水甘油酯和阳离子乳化剂和无机材料分别加入反应釜中加热，进行热聚合过程，并搅拌30分钟；

步骤三、增稠，上述原料在搅拌30分钟后，向反应釜内匀速滴加适量的纤维素增稠剂，再次搅拌30分钟，即可制得水性单组杂化树脂；

进一步的，制备过程中，对反应釜内部的加热温度为80摄氏度。

实施例3：

本发明提供了一种水性单组杂化树脂，包括以下成分及其重量份：有机硅3-6份、聚氨酯中软树脂50-70份、丙烯酸异辛酯30-40份、去离子水20-30份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10-20份、阳离子乳化剂1-5份、纤维素增稠剂3-5份、无机材料5-10份；

而具体到本实施例中，具体为：有机硅5份、聚氨酯中软树脂65份、丙烯酸异辛酯38份、去离子水25份、甲基丙烯酸缩水甘油酯18份、阳离子乳化剂4份、纤维素增稠剂4份、无机材料8份；

进一步的，所述无机材料包含硅酸盐、无机金属以及无机矿物化合物；

进一步的，所述纤维素增稠剂具体为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素和羟甲基纤维素通过水合膨胀的长链而成的混合物；

进一步的，所述阳离子乳化剂为十八烷基氯化铵；

一种水性单组杂化树脂，还包括一种水性单组杂化树脂的制备方法，具体步骤如下；

步骤一、原料准备，准备好适合份数的有机硅、聚氨酯中软树脂、丙烯酸异辛酯、去离子水、甲基丙烯酸缩水甘油酯和阳离子乳化剂和无机材料：

步骤二、制备，将上述准备原料聚氨酯中软树脂、丙烯酸异辛酯、去离子水、甲基丙烯酸缩水甘油酯和阳离子乳化剂和无机材料分别加入反应釜中加热，进行热聚合过程，并搅拌30分钟；

步骤三、增稠，上述原料在搅拌30分钟后，向反应釜内匀速滴加适量的纤维素增稠剂，再次搅拌30分钟，即可制得水性单组杂化树脂；

进一步的，制备过程中，对反应釜内部的加热温度为80摄氏度。

实施例4：

本发明提供了一种水性单组杂化树脂，包括以下成分及其重量份：有机硅3-6份、聚氨酯中软树脂50-70份、丙烯酸异辛酯30-40份、去离子水20-30份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10-20份、阳离子乳化剂1-5份、纤维素增稠剂3-5份、无机材料5-10份；

而具体到本实施例中，具体为：有机硅6份、聚氨酯中软树脂70份、丙烯酸异辛酯40份、去离子水30份、甲基丙烯酸缩水甘油酯20份、阳离子乳化剂5份、纤维素增稠剂5份、无机材料10份；

进一步的，所述无机材料包含硅酸盐、无机金属以及无机矿物化合物；

进一步的，所述纤维素增稠剂具体为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素和羟甲基纤维素通过水合膨胀的长链而成的混合物；

进一步的，所述阳离子乳化剂为十八烷基氯化铵；

一种水性单组杂化树脂，还包括一种水性单组杂化树脂的制备方法，具体步骤如下；

步骤一、原料准备，准备好适合份数的有机硅、聚氨酯中软树脂、丙烯酸异辛酯、去离子水、甲基丙烯酸缩水甘油酯和阳离子乳化剂和无机材料：

步骤二、制备，将上述准备原料聚氨酯中软树脂、丙烯酸异辛酯、去离子水、甲基丙烯酸缩水甘油酯和阳离子乳化剂和无机材料分别加入反应釜中加热，进行热聚合过程，并搅拌10分钟；

步骤三、增稠，上述原料在搅拌10分钟后，向反应釜内匀速滴加适量的纤维素增稠剂，再次搅拌10分钟，即可制得水性单组杂化树脂；

进一步的，制备过程中，对反应釜内部的加热温度为80摄氏度。

分别取上述实施例1-4所制得的水性单组杂化树脂分别进行性能测试，得到以下数据：

由上表可知，实施例2中原料配合比例适中，防腐性能提升明显，相比实施例1，在反应釜内部加热温度均为80℃的情况下，搅拌时间对原料的混合过程起着重要的作用，搅拌时间越短，原料不能充分混合，搅拌时间长，原料能够混合充分；相比实施例3，在搅拌时间和反应釜内部加热温度均相同的情况下，原料的配合比例有着凸出的作用；相比实施例4，实施例2中原料配合比例适中，搅拌时间较长，使得原料能够充分混合，制备的水性杂化树脂防腐性能远远超出实施例4所制备的水性杂化树脂，本技术方案通过有机无机杂化技术工艺，充分利用有机材料的交联密度和无机材料的固有特性，通过热聚合的方式制备可以替代溶剂型产品的新型涂料树脂，产品本身可以在低温环境下使用，在保证成膜的前提下，又兼具良好的物理化学性能，可以满足日益高效的快速生产节拍，并且可以大幅度的降低能耗和voc排放，解决了常规水性涂料无法厚涂成膜的缺陷，可以替代常规油性涂料使用在重度腐蚀环境下，为基材提供长效防腐蚀保护，由于结构中引入了无机金属分子，使其具备了卓越的防腐蚀性能，可以耐受各种严酷环境下的工况腐蚀，聚合物本身具有导电性，抗杂散电流，具有屏蔽电磁、雷达和声纳波的特殊功效，在地坪和防腐领域有着广泛的应用前景。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水性单组杂化树脂，其特征在于：包括以下成分及其重量份：有机硅3-6份、聚氨酯中软树脂50-70份、丙烯酸异辛酯30-40份、去离子水20-30份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10-20份、阳离子乳化剂1-5份、纤维素增稠剂3-5份、无机材料5-10份。

2.根据权利要求1所述的一种水性单组杂化树脂，其特征在于：包括以下成分及其重量份：有机硅4-5份、聚氨酯中软树脂55-65份、丙烯酸异辛酯33-36份、去离子水20-25份、甲基丙烯酸缩水甘油酯12-16份、阳离子乳化剂2-4份、纤维素增稠剂3-4份、无机材料6-8份。

3.根据权利要求1所述的一种水性单组杂化树脂，其特征在于：包括以下成分及其重量份：有机硅4.5份、聚氨酯中软树脂60份、丙烯酸异辛酯35份、去离子水20份、甲基丙烯酸缩水甘油酯15份、阳离子乳化剂3份、纤维素增稠剂3.5份、无机材料7份。

4.根据权利要求1所述的一种水性单组杂化树脂，其特征在于：所述无机材料包含硅酸盐、无机金属以及无机矿物化合物。

5.根据权利要求1所述的一种水性单组杂化树脂，其特征在于：所述纤维素增稠剂具体为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素和羟甲基纤维素通过水合膨胀的长链而成的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种水性单组杂化树脂，其特征在于：所述阳离子乳化剂为十八烷基氯化铵。

7.根据权利要求1所述的一种水性单组杂化树脂，其特征在于：还包括一种水性单组杂化树脂的制备方法，具体步骤如下；

步骤一、原料准备，准备好适合份数的有机硅、聚氨酯中软树脂、丙烯酸异辛酯、去离子水、甲基丙烯酸缩水甘油酯和阳离子乳化剂和无机材料：

步骤二、制备，将上述准备原料聚氨酯中软树脂、丙烯酸异辛酯、去离子水、甲基丙烯酸缩水甘油酯和阳离子乳化剂和无机材料分别加入反应釜中加热，进行热聚合过程，并搅拌30分钟；

步骤三、增稠，上述原料在搅拌30分钟后，向反应釜内匀速滴加适量的纤维素增稠剂，再次搅拌30分钟，即可制得水性单组杂化树脂。

8.根据权利要求7所述的一种水性单组杂化树脂在地坪和防腐领域的应用，其特征在于：制备过程中，对反应釜内部的加热温度小于90摄氏度。