CN112662262A - 一种三聚茚酮衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三聚茚酮衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，按重量份计，其组成为：三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂100.0～150.0份、氟改性水性丙烯酸树脂20.0～40.0份、助剂0.6～2.4份、硅藻土3.0～6.0份、纳米二氧化硅3.0～10.0份、颜填料2.0～35.0份、去离子水15.0～50.0份；本发明制得的三聚茚酮衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，无需外加成膜助剂，成膜性能良好；无需外加抗菌剂，其具有良好的抗菌功能；无需外加发光填料，其具有良好的发光性能；涂层表面张力，使得涂层表面难以被污染物覆盖，性能持久稳定。

Description

一种三聚茚酮衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料

技术领域

本发明涉及一种改性丙烯酸树脂水性涂料，尤其涉及到一种三聚茚酮衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，属于水性功能涂料技术领域。

背景技术

丙烯酸树脂涂料是一种重要的工业用装饰性涂料。与其他合成高分子树脂相比，丙烯酸树脂具有许多突出的优点，如优异的耐光、耐候性，户外暴晒耐久性强，耐紫外线照射不易分解和变黄，耐热性好。

但是，丙烯酸树脂涂料在使用过程中存在一些缺陷，如装饰后的物面呆板无变化、夜间无法显示发光效果，同时环境中具有大量的微生物、细菌、病菌，大部分丙烯酸树脂涂料无抗菌作用，从而影响美观以及破坏涂层表面，使得涂层失去保护作用，因此单一性能的丙烯酸树脂涂料难以满足市场多样化需求。

发明内容

为解决目前存在的技术问题，本发明的目的旨在提供一种三聚茚酮衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料。

本发明采用三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂为主要成膜物质，而三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂是先将三聚茚酮制备成三聚茚酮衍生物，然后通过化学键将三聚茚酮衍生物与丙烯酸树脂结构相连，稳定性好，聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂，具有良好的耐人工老化性、耐盐雾性、发光性能好等一系列功能，同时其具有良好的抗菌、杀菌功能。

本发明无需外加成膜助剂，本发明采用的三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂含有成膜助剂，且两者混合时间久，能彻底互溶，有利于涂膜丰满度的提高。加入氟改性水性丙烯酸树脂有效降低涂层表面张力，使得涂层表面难以被污染物覆盖，性能持久稳定。

本发明涉及一种三聚茚酮衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，按重量份计，其组成为：三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂100.0～150.0份、氟改性水性丙烯酸树脂20.0～40.0份、助剂0.6～2.4份、硅藻土3.0～6.0份、纳米二氧化硅3.0～10.0份、颜填料2.0～35.0份、去离子水15.0～50.0份。

其中，所述的氟改性水性丙烯酸树脂由丙烯酸酯硬单体、丙烯酸酯软单体、丙烯酸、氟烯类单体、烯丙基缩水甘油醚与中和剂通过反应制得。

所述的助剂为润湿剂、分散剂、消泡剂、增稠剂、流平剂、pH调节剂、抗流挂剂中的至少四种。

所述的颜填料为颜填料为云母粉、滑石粉、硫酸钡、埃康粉、高岭土、磷酸锌、磷酸铝锌、碳酸钙、膨润土、钛白粉、水性纳米色浆中的一种或几种的组合。

所述的一种三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂，采取以下技术方案：按重量份计,其组分为：三聚茚酮衍生物1.5～4.5份、异佛尔酮二异氰酸酯3.0～11.0份、丙烯酸羟乙酯0.5～1.2份、过氧化苯甲酰0.1～0.6份、丙烯酸2.0～5.0份、丙烯酸酯硬单体30.0～70.0份、丙烯酸酯软单体40.0～85.0份、烯丙基缩水甘油醚3.0～8.0份、助溶剂12.0～35.0份、N-甲基吡咯烷酮5.0～10.0份、中和剂1.8～7.5份、去离子水100.0～200.0份。

所述的一种三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：

a、在反应器中，按配方的重量份依次加入N-甲基吡咯烷酮、三聚茚酮衍生物、异佛尔酮二异氰酸酯，加热升温反应；

b、然后加入丙烯酸羟乙酯，在80～86℃保温反应，测定NCO值，当其与设计值一致为止，即得预聚物，用于下一步反应；

c、在滴定罐中，按配方重量份计，将丙烯酸酯硬单体、丙烯酸酯软单体、1/3过氧化苯甲酰搅拌均匀，得到混合液Ⅰ；

d、在滴定罐中，按配方重量份计，将丙烯酸、烯丙基缩水甘油醚以及1/3过氧化苯甲酰搅拌均匀，得到混合液Ⅱ；

e、在多功能反应器中，通入氮气，加入助溶剂与1/3过氧化苯甲酰，搅拌溶解，升温至80～82℃，加入1/2的预聚物，搅拌反应0.5h；

f、然后同时滴加混合液Ⅰ、混合液Ⅱ以及剩下的预聚物，滴加时间为3.0～4.0h，滴加完毕，然后升温至86～88℃，保温反应1.0～2.0h；

g、降温，加入中和剂，搅拌分散均匀，加入配方量的去离子水，搅拌分散，过滤，即得三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂。

本发明所述的三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂，基于申请的发明专利“一种三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂及其制备方法”，并作了详细描述。

本发明制得的三聚茚酮衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，无需外加成膜助剂，成膜性能良好；无需外加抗菌剂，其具有良好的抗菌功能；无需外加发光填料，其具有良好的发光性能；涂层表面张力，使得涂层表面难以被污染物覆盖，性能持久稳定。

具体实施方式

本发明结合以下实例对一种三聚茚酮衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

一种三聚茚酮衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，按重量份计，其组成为：三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂100.0～150.0份、氟改性水性丙烯酸树脂20.0～40.0份、助剂0.8～6.0份、硅藻土3.0～6.0份、纳米二氧化硅3.0～10.0份、颜填料2.0～35.0份、去离子水15.0～50.0份。

作为进一步的实施方式，所述的氟改性水性丙烯酸树脂由丙烯酸酯硬单体、丙烯酸酯软单体、丙烯酸、氟烯类单体、烯丙基缩水甘油醚与中和剂通过反应制得。

作为进一步的实施方式，所述的助剂为润湿剂、分散剂、消泡剂、增稠剂、流平剂、pH调节剂、防冻剂、抗流挂剂中的至少四种。

作为进一步的实施方式，所述的颜填料为颜填料为云母粉、滑石粉、硫酸钡、埃康粉、高岭土、磷酸锌、磷酸铝锌、碳酸钙、膨润土、钛白粉、水性纳米色浆中的一种或几种的组合。

作为进一步的实施方式，所述的一种三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂，采取以下技术方案：按重量份计,其组分为：三聚茚酮衍生物1.5～4.5份、异佛尔酮二异氰酸酯3.0～11.0份、丙烯酸羟乙酯0.5～1.2份、过氧化苯甲酰0.1～0.6份、丙烯酸2.0～5.0份、丙烯酸酯硬单体30.0～70.0份、丙烯酸酯软单体40.0～85.0份、烯丙基缩水甘油醚3.0～8.0份、助溶剂12.0～35.0份、N-甲基吡咯烷酮5.0～10.0份、中和剂1.8～7.5份、去离子水100.0～200.0份。

实施例1

一种三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂A，按重量份计,其组分为：三聚茚酮衍生物2.5份、异佛尔酮二异氰酸酯6.5份、丙烯酸羟乙酯0.6份、过氧化苯甲酰0.4份、丙烯酸3.5份、甲基丙烯酸甲酯50.0份、甲基丙烯酸丁酯65.0份、烯丙基缩水甘油醚5.0份、丙二醇丁醚12.0份、丙二醇甲醚醋酸酯12.0份、N-甲基吡咯烷酮7.0份、三乙胺3.2份、去离子水150.0份。

本实施例中一种三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂A的制备方法，包括以下步骤：

a、在反应器中，按配方的重量份依次加入N-甲基吡咯烷酮、三聚茚酮衍生物、异佛尔酮二异氰酸酯，加热升温反应；

b、然后加入丙烯酸羟乙酯，在80～86℃保温反应，测定NCO值，当其与设计值一致为止，即得预聚物，用于下一步反应；

c、在滴定罐中，按配方重量份计，将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、1/3过氧化苯甲酰搅拌均匀，得到混合液Ⅰ；

d、在滴定罐中，按配方重量份计，将丙烯酸、烯丙基缩水甘油醚以及1/3过氧化苯甲酰搅拌均匀，得到混合液Ⅱ；

e、在多功能反应器中，通入氮气，加入丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯与1/3过氧化苯甲酰，搅拌溶解，升温至80～82℃，加入1/2的预聚物，搅拌反应0.5h；

f、然后同时滴加混合液Ⅰ、混合液Ⅱ以及剩下的预聚物，滴加时间为3.0～4.0h，滴加完毕，然后升温至86～88℃，保温反应1.0～2.0h；

g、降温，加入三乙胺，搅拌分散均匀，加入配方量的去离子水，搅拌分散，过滤，即得三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂A。

实施例2

一种三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂B，按重量份计,其组分为：三聚茚酮衍生物2.0份、异佛尔酮二异氰酸酯6.0份、丙烯酸羟乙酯0.8份、过氧化苯甲酰0.5份、丙烯酸3.8份、丙烯酸异冰片酯48.0份、甲基丙烯酸月桂醇酯55.0份、烯丙基缩水甘油醚7.0份、醇酯十二18.0份、N-甲基吡咯烷酮7.0份、氨水2.5份、去离子水145.0份。

本发明提供一种三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂B的制备方法，包括以下步骤：

a、在反应器中，按配方的重量份依次加入N-甲基吡咯烷酮、三聚茚酮衍生物、异佛尔酮二异氰酸酯，加热升温反应；

b、然后加入丙烯酸羟乙酯，在80～86℃保温反应，测定NCO值，当其与设计值一致为止，即得预聚物，用于下一步反应；

c、在滴定罐中，按配方重量份计，将丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂醇酯、1/3过氧化苯甲酰搅拌均匀，得到混合液Ⅰ；

d、在滴定罐中，按配方重量份计，将丙烯酸、烯丙基缩水甘油醚以及1/3过氧化苯甲酰搅拌均匀，得到混合液Ⅱ；

e、在多功能反应器中，通入氮气，加入醇酯十二与1/3过氧化苯甲酰，搅拌溶解，升温至80～82℃，加入1/2的预聚物，搅拌反应0.5h；

f、然后同时滴加混合液Ⅰ、混合液Ⅱ以及剩下的预聚物，滴加时间为3.0～4.0h，滴加完毕，然后升温至86～88℃，保温反应1.0～2.0h；

g、降温，加入氨水，搅拌分散均匀，加入配方量的去离子水，搅拌分散，过滤，即得三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂B。

实施例3

一种三聚茚酮衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，按重量份计，其组成为三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂A 150.0份、氟改性水性丙烯酸树脂25.0份、流平剂0.4份、润湿剂0.4份、消泡剂0.5份、pH调节剂0.6份、分散剂0.8份、硅藻土4.5份、纳米二氧化硅6.0份、磷酸锌5.0份、去离子水25.0份。

实施例4

一种三聚茚酮衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，按重量份计，其组成为：三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂B 120.0份、氟改性水性丙烯酸树脂35.0份、流平剂0.5份、润湿剂0.6份、消泡剂0.8份、pH调节剂0.7份、分散剂0.9份、硅藻土5.0份、纳米二氧化硅5.0份、碳酸钙5.0份、钛白粉10.0份、去离子水30.0份。

按照相关标准，对本发明实施例与市售水性丙烯酸树脂涂料(对比例1)进行性能指标测试，测试结果如表1所示。

其中，耐水性：按照GB/T1733-93的规定进行检测；

铅笔硬度：按照GB/T6739-2006的规定进行检测；

耐盐雾性：按照GB/T1771-1991的规定进行检测；

抗菌性：按照HG/T3950-2007《抗菌涂料》的规定进行检测；

接触角：按照GB/T30693-2014的规定进行检测。

表1：涂层的性能技术指标

由表1可以看出本发明的实施例样品的耐盐雾性、耐水性、抗菌性等性能远超过市售水性丙烯酸树脂涂料，而实施例接触角大于90°，这表明本发明制得的三聚茚酮衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料表面张力低，耐污性能好。通过荧光仪检测，本发明的三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂的发光性能明显好于市售水性丙烯酸树脂涂料。

尽管本发明已作了详细说明并引证了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。

Claims (4)

1.一种三聚茚酮衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，其特征在于：按重量份计，其组成为：三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂100.0～150.0份、氟改性水性丙烯酸树脂20.0～40.0份、助剂0.6～2.4份、硅藻土3.0～6.0份、纳米二氧化硅3.0～10.0份、颜填料2.0～35.0份、去离子水15.0～50.0份；

其中，所述的氟改性水性丙烯酸树脂由丙烯酸酯硬单体、丙烯酸酯软单体、丙烯酸、氟烯类单体、烯丙基缩水甘油醚与中和剂通过反应制得。

2.如权利要求1所述的三聚茚酮衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，其特征在于：所述的一种三聚茚酮衍生物改性水性丙烯酸树脂，按重量份计，其组成为：三聚茚酮衍生物1.5～4.5份、异佛尔酮二异氰酸酯3.0～11.0份、丙烯酸羟乙酯0.5～1.2份、过氧化苯甲酰0.1～0.6份、丙烯酸2.0～5.0份、丙烯酸酯硬单体30.0～70.0份、丙烯酸酯软单体40.0～85.0份、烯丙基缩水甘油醚3.0～8.0份、助溶剂12.0～35.0份、N-甲基吡咯烷酮5.0～10.0份、中和剂1.8～7.5份、去离子水100.0～200.0份。

3.如权利要求1所述的一种三聚茚酮衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，其特征在于：所述的助剂为润湿剂、分散剂、消泡剂、增稠剂、流平剂、pH调节剂、抗流挂剂中的至少四种。

4.如权利要求1所述的一种三聚茚酮衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，其特征在于：所述的颜填料为颜填料为云母粉、滑石粉、硫酸钡、埃康粉、高岭土、磷酸锌、磷酸铝锌、碳酸钙、膨润土、钛白粉、水性纳米色浆中的一种或几种的组合。