CN112521820A - 一种苯丙复合水性防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种苯丙复合水性防腐涂料，包括以下重量组分：水160份，自制乳液120份，消泡剂4份，分散剂8份，润湿剂6份，多功能助剂23份，流平剂3份，滑石粉20份，乙二醇丁醚5份，氢氧化钠1份。本发明的优点：防腐效果较好、不易脱落、耐擦洗。

Description

一种苯丙复合水性防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料制备技术领域，具体是指一种苯丙复合水性防腐涂料及其制备方法。
背景技术
传统溶剂型涂料能释放有机挥发物(VOC)，随着国家环保政策力度的加大，溶剂型涂料水性化是涂料降低VOC排放、减少大气污染的的主要措施之一。
苯丙共聚乳液是将苯乙烯和丙烯酸酯类单体进行乳液聚合的产物，苯丙乳液具有无毒无味、不易燃爆、与颜料粘结强度高等优点且通用性和适用性强，其配制的苯丙乳胶涂料有粘结强度高、施工简便快捷等诸多优点。
苯丙共聚乳液耐候耐热性能好、有很强的耐沾污性和耐腐蚀性能，已广泛应用于木器涂饰、地面涂料和建筑内墙涂料行业。但在防腐领域，由于成膜物质致密性差、易闪锈和易脱落的缺点，其应用受到很大的限制。近年来，苯丙乳液开发为防腐涂料成为研究热点，苯丙水性防腐涂料有着广阔的应用前景。
发明内容
本发明为了解决上述的各种问题，提供了一种防腐效果较好、不易脱落、耐擦洗的苯丙复合水性防腐涂料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种苯丙复合水性防腐涂料，包括以下重量组分：水160份，自制乳液120份，消泡剂4份，分散剂8份，润湿剂6份，多功能助剂23份，流平剂3份，滑石粉20份，乙二醇丁醚5份，氢氧化钠1份。
所述自制乳液包括以下重量组分：苯乙烯120ml，丙烯酸丁酯150ml，磷酸酯功能单体20ml，硫酸钾0.5～1ml，乳化剂2～3ml。
所述消泡剂的型号为CF-555，所述分散剂的型号为SN-5040，所述润湿剂的型号为PE-100，所述多功能助剂的型号为AMP-95，所述流平剂的型号为3322，所述滑石粉的目数为1250目。
所述乳化剂的型号为A-102。
本发明还包括一种苯丙复合水性防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将水160份，自制乳液120份，消泡剂4份，分散剂8份，润湿剂6份，多功能助剂23份，流平剂3份，滑石粉20份，乙二醇丁醚5份和氢氧化钠1份依次加入至搅拌设备中进行搅拌，搅拌2～3h；
步骤二：将步骤一中搅拌后的混合物进行过滤；
步骤三：将步骤二中得到的过滤液进行静置；
步骤四：将步骤三中得到的静置物进行制板，并进行性能测试。
所述步骤一中搅拌设备的转速为2000～2500r/min。
所述自制乳液的制备方法包括如下步骤：
步骤A：将苯乙烯120ml，丙烯酸丁酯150ml，磷酸酯功能单体20ml一并加入到烧瓶中并氮气保护；
步骤B：然后通过电磁搅拌设备进行电磁搅拌，搅拌速度为300r/min；
步骤C：随后将程序升温到50～55℃，预乳化30min；
步骤D：随后逐滴加入引发剂过硫酸钾0.5～1ml和乳化剂2～3ml，然后升温至80～85℃，并保温3～3.5h，随后停止加热；
步骤E：待冷却后，调节pH 7.8～8.2之间，然后过滤，得自制苯丙复合乳液。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明在使用时，通过苯乙烯与丙烯酸丁酯进行反应，制得苯丙复合乳液和苯丙水性涂料，探讨了苯丙复合乳液和水性涂料性能的影响因素。实验结果表明，固含量、玻璃化温度(Tg)、环氧树脂添加量和NaOH用量均对涂料性能有很大的影响；当乳液固含量40％、玻璃化温度(Tg)0℃以上、环氧树脂添加量6％和NaOH用量为0.28％时，苯丙水性防腐涂料的综合性能最佳；本发明在使用时，防腐效果较好、不易脱落且耐擦洗。
附图说明
图1是本发明一种苯丙复合水性防腐涂料及其制备方法的苯丙复合涂膜的SEM图。
图2是本发明一种苯丙复合水性防腐涂料及其制备方法的苯丙复合乳液的TEM图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
一种苯丙复合水性防腐涂料，包括以下重量组分：水160份，自制乳液120份，消泡剂4份，分散剂8份，润湿剂6份，多功能助剂23份，流平剂3份，滑石粉20份，乙二醇丁醚5份，氢氧化钠1份。
所述自制乳液包括以下重量组分：苯乙烯120ml，丙烯酸丁酯150ml，磷酸酯功能单体20ml，硫酸钾0.5～1ml，乳化剂2～3ml。
所述消泡剂的型号为CF-555，所述分散剂的型号为SN-5040，所述润湿剂的型号为PE-100，所述多功能助剂的型号为AMP-95，所述流平剂的型号为3322，所述滑石粉的目数为1250目。
所述乳化剂的型号为A-102。
本发明还包括一种苯丙复合水性防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将水160份，自制乳液120份，消泡剂4份，分散剂8份，润湿剂6份，多功能助剂23份，流平剂3份，滑石粉20份，乙二醇丁醚5份和氢氧化钠1份依次加入至搅拌设备中进行搅拌，搅拌2～3h；
步骤二：将步骤一中搅拌后的混合物进行过滤；
步骤三：将步骤二中得到的过滤液进行静置；
步骤四：将步骤三中得到的静置物进行制板，并进行性能测试。
所述步骤一中搅拌设备的转速为2000～2500r/min。
所述自制乳液的制备方法包括如下步骤：
步骤A：将苯乙烯120ml，丙烯酸丁酯150ml，磷酸酯功能单体20ml一并加入到烧瓶中并氮气保护；
步骤B：然后通过电磁搅拌设备进行电磁搅拌，搅拌速度为300r/min；
步骤C：随后将程序升温到50～55℃，预乳化30min；
步骤D：随后逐滴加入引发剂过硫酸钾0.5～1ml和乳化剂2～3ml，然后升温至80～85℃，并保温3～3.5h，随后停止加热；
步骤E：待冷却后，调节pH 7.8～8.2之间，然后过滤，得自制苯丙复合乳液。
性能测试
(1)Ca+稳定性，将1％CaCl2溶液加入乳液中，混匀，根据有无沉降絮凝判断乳液的钙离子稳定性
(2)干膜吸水率，采用吸水率＝(m2－m1)/m1×100％公式计算
m1干膜质量，m2湿膜质量
(3)固含量，采用固含量＝m2/m1×100％公式计算
乳液质量m1，烘干样品质量m2
(4)机械稳定性能，2500r/min条件下高速搅拌10分钟，根据乳液是否分层判断其机械稳定性能。
(5)其他性能，涂膜的耐水性能按照GB 1173-93标准进行测试；耐擦洗性能根据GB/T9266—2009进行测试；涂膜的硬度按照GB/T6739—2006方法进行测定。
苯丙复合乳液的扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)图
从附图1和附图2的对比可以看出，苯丙复合涂膜横断面平整性比较好，应该具有比较优良的综合性能。
固含量对乳液性能的影响
高固含量的乳液，可以有效提高乳液的使用效率，降低产品成本。但过高的固含量会使乳液的机械稳定性能和钙离子稳定性能下降。通过对不同固含量的乳液进行性能检测，结果表明，在相同条件下，固含量为40％时，乳液的综合性能最佳。其结果见表1。
表1固含量对乳液性能的影响
Figure BDA0002812690380000041
玻璃化温度(Tg)对涂膜硬度的影响
由表2可知，涂膜硬度随着Tg的升高而增大，Tg在0℃以上时，涂膜硬度较理想。Tg在低于0℃时涂膜硬度稍差，原因可能是Tg低于0℃时，原料中使用的苯乙烯用量过少，涂膜的疏水性减弱，硬度降低。
表2不同玻璃化温度条件下对应的涂膜硬度
Figure BDA0002812690380000042
环氧树脂添加量对涂膜耐擦洗性能的影响
由于加入的环氧树脂能与苯丙乳液分子链进行咬合、接枝，增加了分子链的交联度，同时，环氧树脂的加入使乳液的凝胶率提高，因而综合来看，涂膜的耐擦洗性能提升明显。由表3可知，当环氧树脂的添加量6％时，涂膜的耐擦洗性能最佳达938次。其结果见表3。
表3环氧树脂添加量对涂膜耐擦洗性能的影响
Figure BDA0002812690380000043
NaOH用量对涂层稳定性能的影响
由于苯丙乳液体系呈弱酸性，需要在配制过程中添加适量的碱溶液调至中和或弱碱性，否则酸性乳液影响涂层的分散状态和稳定性能，出现破乳、易脱落等不稳定现象。实验表明，NaOH的质量百分比用量为0.28％时，涂层的稳定性能最佳。其结果见表4。
表4NaOH用量对涂层稳定性能的影响
Figure BDA0002812690380000051
苯丙水性防腐涂料的综合性能
将苯丙乳液均匀涂抹于处理过的马口铁板上，干燥，制得110～115um厚度的防腐涂层，测试结果见表5。
表5苯丙水性防腐涂料的综合性能
Figure BDA0002812690380000052
Figure BDA0002812690380000061
以上通过苯乙烯与丙烯酸丁酯进行反应，制得苯丙复合乳液并以此为成膜物质制得苯丙水性防腐涂料，分别探讨了固含量、玻璃化温度、环氧树脂添加量和NaOH用量对乳液和苯丙水性防腐涂料性能的影响。实验结果表明，当乳液固含量40％、玻璃化温度(Tg)0℃以上、环氧树脂添加量6％和NaOH质量百分比用量为0.28％时，苯丙水性防腐涂料的综合性能最佳。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种苯丙复合水性防腐涂料，其特征在于:包括以下重量组分：水160份，自制乳液120份，消泡剂4份，分散剂8份，润湿剂6份，多功能助剂23份，流平剂3份，滑石粉20份，乙二醇丁醚5份，氢氧化钠1份。
2.根据权利要求1所述的一种苯丙复合水性防腐涂料，其特征在于：所述自制乳液包括以下重量组分：苯乙烯120ml，丙烯酸丁酯150ml，磷酸酯功能单体20ml，硫酸钾0.5～1ml，乳化剂2～3ml。
3.根据权利要求1所述的一种苯丙复合水性防腐涂料，其特征在于：所述消泡剂的型号为CF-555，所述分散剂的型号为SN-5040，所述润湿剂的型号为PE-100，所述多功能助剂的型号为AMP-95，所述流平剂的型号为3322，所述滑石粉的目数为1250目。
4.根据权利要求2所述的一种苯丙复合水性防腐涂料，其特征在于：所述乳化剂的型号为A-102。
5.一种苯丙复合水性防腐涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将水160份，自制乳液120份，消泡剂4份，分散剂8份，润湿剂6份，多功能助剂23份，流平剂3份，滑石粉20份，乙二醇丁醚5份和氢氧化钠1份依次加入至搅拌设备中进行搅拌，搅拌2～3h；
步骤二：将步骤一中搅拌后的混合物进行过滤；
步骤三：将步骤二中得到的过滤液进行静置；
步骤四：将步骤三中得到的静置物进行制板，并进行性能测试。
6.根据权利要求5所述的一种苯丙复合水性防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中搅拌设备的转速为2000～2500r/min。
7.根据权利要求5所述的一种苯丙复合水性防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述自制乳液的制备方法包括如下步骤：
步骤A：将苯乙烯120ml，丙烯酸丁酯150ml，磷酸酯功能单体20ml一并加入到烧瓶中并氮气保护；
步骤B：然后通过电磁搅拌设备进行电磁搅拌，搅拌速度为300r/min；
步骤C：随后将程序升温到50～55℃，预乳化30min；
步骤D：随后逐滴加入引发剂过硫酸钾0.5～1ml和乳化剂2～3ml，然后升温至80～85℃，并保温3～3.5h，随后停止加热；
步骤E：待冷却后，调节pH 7.8～8.2之间，然后过滤，得自制苯丙复合乳液。
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