CN113861780A - 一种抗流挂水性丙烯酸涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗流挂水性丙烯酸涂料及其制备方法。所述抗流挂水性丙烯酸涂料包括如下组份：水、水性丙烯酸树脂、乙醇、流变助剂、填料、颜料、助剂。本发明通过将乙醇和流变助剂复配，一方面，解决了水性丙烯酸涂料的流挂和粘度的矛盾，另一方面，乙醇可作为防冻剂提高水性涂料的冻融稳定性，另外，乙醇可减少所述水性丙烯酸涂料组分中成膜助剂的加入，减轻水性丙烯酸涂料气味。通过本发明所述组分复配得到的抗流挂水性丙烯酸涂料具有较好的抗流挂性能、热稳定性和冻融稳定性。

Description

一种抗流挂水性丙烯酸涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于水性涂料技术领域，特别涉及一种抗流挂水性丙烯酸涂料及其制备方法。

背景技术

水性丙烯酸涂料由于其价格低廉，综合性能优异，广泛应用于建筑、工业等领域。涂料使用时涂覆在构件上对其起到保护、装饰或美化的作用，然而漆膜太薄时可能起不到保护、装饰或美化的作用，这就对被涂覆物上的漆膜厚度有一定的要求。以工业涂料领域为例，防腐等级越高，要求的对应干膜厚度也就越高，对应的湿膜厚度也就越高，但是由于重力作用的存在，过厚的湿膜往往有向下流动的倾向，即水往低处流，特别是当被涂覆物是垂直于水平面时，过厚的湿膜就会像眼泪一样往下流动，这种现象叫做涂料的流挂现象，防止涂料这种向下流动的性能叫做抗流挂性能。涂料具有优异的抗流挂性能意味着可以一次厚涂，而不用等上一道漆干了后再喷第二道漆，这样可以节省施工时间，缩短施工周期，提高生产效率。

目前水性涂料领域为了提高涂料的抗流挂性能，会添加流变助剂或增稠剂，包括无机膨润土、凹凸棒土、气相二氧化硅等、有机聚酰胺钠、聚氨酯缔合型流变助剂等。其机理是流变助剂在高剪切时，对应的阶段为涂料搅拌和喷涂阶段，其微弱的分子间作用力无法形成稳定的三维网状结构，表现为涂料粘度较低较稀；在低剪切力时，对应的阶段为涂料储存和喷涂完成后的阶段，形成三维网状结构限制涂料的向下流动，从而提高了涂料的抗流挂性能，这种剪切变稀的性能叫做涂料的触变性。

涂料在喷涂时，涂料通过负压从吸嘴进，通过高压雾化呈漆雾从喷嘴出，喷涂于构件表面。涂料粘度越小越稀，涂料越容易吸入吸嘴，雾化效果越好，湿膜效果越好。当为了得到理想的流挂厚度，需要添加到一定量的流变助剂，这就意味着涂料在储存的时候具有较大的粘度，表现为涂料较稠，这样负压就不足以流畅的将涂料吸入喷枪吸嘴，或者吸入的量非常少，结果表现为构件表面的漆很干，一颗一颗的，不平，不均匀，无法形成致密的漆膜，这种现象叫做涂料的干喷。一般而言，涂料粘度在100KU以下是比较容易吸上来喷涂的，100KU以上强行喷涂可能会出现干喷现象，但是粘度太低储存时会出现沉底，通常粘度95KU以上是不是沉底的。解决干喷现象的常用方法一般为加水稀释后再喷，这样漆的粘度会降下来，但是这样势必会降低涂料的抗流挂性能，且这并没有从根本解决问题。

发明内容

本发明目的在于针对上述现有技术的不足之处而提供一种抗流挂水性丙烯酸涂料及其制备方法。本发明所述抗流挂水性丙烯酸涂料可以保证在同等抗流挂情况下，涂料粘度低，或者在同等涂料粘度情况下，抗流挂性能好。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种抗流挂水性丙烯酸涂料包括如下组份：水、水性丙烯酸树脂、乙醇、流变助剂、填料、颜料、助剂。

本发明将乙醇和流变助剂复配，得到的抗流挂水性丙烯酸涂料具有较好的抗流挂性能和冻融稳定性。具体有以下原因：一方面，乙醇作为溶剂在涂料中可替代一部分水，可以降低涂料的粘度，使涂料容易被吸入喷枪中进行雾化，且雾化效果较好，当涂料喷涂在构件上时，由于高压气体的存在，漆雾中会挥发一部分乙醇，湿膜中剩下的乙醇在会在极短时间内挥发掉，这样短时间内固含的急剧上升，湿膜涂料的粘度急剧上升，涂料急剧变稠，湿膜较厚不发生向下流动，从而提高了抗流挂性，解决了流挂和粘度的矛盾；另一方面，乙醇可作为防冻剂提高水性涂料的冻融稳定性；但是经过本发明探索，乙醇需与流变助剂复配，才能够发挥上述良好的技术效果。另外，乙醇可减少所述水性丙烯酸涂料组分中成膜助剂的加入，减轻水性丙烯酸涂料气味。

作为本发明的优选实施方式，所述抗流挂水性丙烯酸涂料包括如下重量份的组份：15-30份水、25-40份水性丙烯酸树脂、3-20份乙醇、0.1-0.5份流变助剂、30-40份填料、2-10份颜料、1.65-6.2份助剂。

本发明乙醇含量过高会造成丙烯酸树脂的破乳，若乙醇含量过低，所述水性丙烯酸涂料的冻融稳定性效果不佳，因此，申请人在经过大量的实验探索，乙醇与流变助剂及其它组分在上述配比下所制备的抗流挂水性丙烯酸涂料具有较好的冻融稳定性和抗流挂性。

作为本发明的优选实施方式，所述流变助剂为聚氨酯缔合增稠剂。

本发明所述流变助剂需与乙醇联合使用，所制备的抗流挂水性丙烯酸涂料才能具有较好的冻融稳定性和抗流挂性。

更优选地，所述流变助剂选自罗门哈斯RM-12W，德谦105A中的至少一种。

所述RM-12W为罗门哈斯公司的流变助剂产品牌号；所述105A为德谦公司的流变助剂产品牌号。

作为本发明的优选实施方式，所述填料为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、云母粉、长石粉中的至少一种；所述颜料为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、钛白粉、铁蓝、炭黑、酞青蓝中的至少一种。

作为本发明的优选实施方式，所述助剂包括如下组分：pH调节剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂、防闪锈剂。

作为本发明的优选实施方式，所述助剂包括如下重量份的组分：0.1-0.5份pH调节剂、0.4-2份分散剂、0.05-0.2份消泡剂、1-3份成膜助剂、0.1-0.5份防闪锈剂。

作为本发明的优选实施方式，所述pH调节剂为氨水、N-甲基乙醇胺、N-N二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二甲基乙醇胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种；所述分散剂为阴离子型分散剂或高分子型分散剂；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述成膜助剂为醇酯十二、二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚中的至少一种；所述防闪锈剂为亚硝酸盐；更优选地，所述防闪锈剂为亚硝酸钠。

更优选地，所述抗流挂水性丙烯酸涂料包括如下重量份的组份：30份水性丙烯酸树脂、3份乙醇、0.3份流变助剂、38份填料、4.7份颜料、0.2份pH调节剂、0.6份分散剂、0.1份消泡剂、1.8份成膜助剂、0.3份防闪锈剂、21份水。

发明人通过大量实验验证，所述涂料组份在上述配比下制备的抗流挂水性丙烯酸涂料的抗流挂、冻融稳定性、热稳定性最佳。

本发明所述抗流挂水性丙烯酸涂料的制备方法，包括如下步骤：

将水、乙醇、pH调节剂、分散剂、消泡剂添加入容器中高速分散后，投入颜料、填料，研磨至细度小于50μm，中速搅拌下放入水性丙烯酸树脂、成膜助剂、防闪锈剂、流变助剂，搅拌均匀后出料，得到所述抗流挂水性丙烯酸涂料。

本发明相对于现有技术，具有如下有益效果：本发明通过将乙醇和流变助剂复配，解决了水性丙烯酸涂料的流挂和粘度的矛盾。第一，乙醇作为溶剂在涂料中可替代一部分水降低涂料的粘度，使涂料容易被吸入喷枪中进行雾化，且雾化效果较好，当涂料喷涂在构件上时，由于高压气体的存在，漆雾中会挥发一部分乙醇，湿膜中剩下的乙醇在会在极短时间内挥发掉，这样短时间内固含的急剧上升，湿膜涂料的粘度急剧上升，涂料急剧变稠，湿膜较厚不发生向下流动，从而提高了抗流挂性，但本发明乙醇需与流变助剂复配，才能够发挥上述良好的技术效果；第二，因传统防冻剂丙二醇、丙三醇沸点高、慢干，乙醇可代替传统防冻剂提高水性涂料的冻融稳定性，且可提高涂料干燥速度；第三，乙醇可减少所述水性丙烯酸涂料组分中成膜助剂的加入，减轻水性丙烯酸涂料气味。通过本发明所述组分复配得到的抗流挂水性丙烯酸涂料具有较好的抗流挂性能、热稳定性和冻融稳定性。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

表1原料的供应商及产品牌号

实施例1-8

表2实施例所述抗流挂水性丙烯酸涂料的组分配比(重量份)

所述抗流挂水性丙烯酸涂料的制备方法，包括如下步骤：

将水、乙醇、pH调节剂、分散剂、消泡剂添加入容器中高速分散后，投入颜料、填料，研磨至细度小于50μm，中速搅拌下放入水性丙烯酸树脂、成膜助剂、防闪锈剂、流变助剂，搅拌均匀后出料，得到所述抗流挂水性丙烯酸涂料。

对比例1-8

表3对比例所述抗流挂水性丙烯酸涂料的组分配比(重量份)

表2和3中分散剂BYK-154为毕克化学公司的分散剂，牌号为BYK-154；消泡剂Airex901W为迪高公司的消泡剂，牌号为Airex901W；水性丙烯酸树脂KG-12为蓝德堡公司的水性丙烯酸树脂，牌号为KG-12；流变助剂105A为德谦公司的流变助剂，牌号为105A；水性丙烯酸树脂0612为万华化学公司的水性丙烯酸树脂，牌号为0612。

所述抗流挂水性丙烯酸涂料的制备方法，包括如下步骤：

将水、乙醇、pH调节剂、分散剂、消泡剂添加入容器中高速分散后，投入颜料、填料，研磨至细度小于50μm，中速搅拌下放入水性丙烯酸树脂、成膜助剂、防闪锈剂、流变助剂，搅拌均匀后出料，得到所述抗流挂水性丙烯酸涂料。

试验例：性能测试

将实施例1-8和对比例1-8制备的抗流挂水性丙烯酸涂料按照下述方法分别进行粘度、抗流挂、冻融稳定性和热稳定性测试。

粘度的测试方法：采用粘度计测量，按照GB/T 9269-2009涂料黏度的测定斯托默黏度计法；

流挂的测试方法：采用流挂仪测量，按照GB9264-88测定流挂结果；

冻融稳定性的测试方法：用250ml罐子，取三分之二左右的样品，密封好置于-5℃环境下16h，再放在25℃下解冻6h，此为一个循环，三个循环后打开看样品的状态，如果可以搅匀即为通过；

5℃成膜性的测试方法：将涂料均匀挂涂在玻璃板上，放置于5℃的环境中，24h后取出，观察漆膜，如果形成了完整的漆膜则通过，否则不通过。

热稳定性：用250ml罐子，取三分之二左右的样品，密封好置于50℃环境下7d，如果可以搅匀即为通过。

表4实施例1-8、对比例1-8所述抗流挂水性丙烯酸涂料的性能测试结果

根据表4结果可知，本发明实施例所制备的抗流挂水性丙烯酸涂料具有良好的粘度值、抗流挂性、冻融稳定性和热稳定性，且将涂料喷涂，形成的漆膜表面光滑，不开裂，不结皮。从对比例1-4和对比例6可知，不添加乙醇或乙醇添加量过少，所制备的水性丙烯酸涂料抗流挂性能变差，而且冻融稳定性较差；乙醇添加量过多喷涂形成的漆膜表面结皮、开裂，甚至出现水性丙烯酸树脂破乳现象。从对比例5结果可知，乙醇添加量超过本发明限定范围，水性丙烯酸树脂会出现破乳现象，说明不是所有的水性丙烯酸树脂都可以添加大量的乙醇，不同的水性丙烯酸树脂耐乙醇的程度不同，按照本发明限定范围内的量添加，可以保证涂料体系的稳定。从对比例7-8可知，不添加流变助剂或流变助剂添加量过少，所制备的水性丙烯酸涂料粘度和抗流挂性能变差，且热稳定性较差。实施例9与对比例1所制备的水性丙烯酸涂料成膜速度相同，而且对比例1所制备的水性丙烯酸涂料气味较浓；在同样的5℃成膜条件下，实施例9所述成膜助剂用量少于对比例1的用量，因此说明乙醇可减少所述水性丙烯酸涂料组分中成膜助剂的加入，减轻水性丙烯酸涂料气味。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种抗流挂水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述抗流挂水性丙烯酸涂料包括如下组份：水、水性丙烯酸树脂、乙醇、流变助剂、填料、颜料、助剂。

2.如权利要求1所述的抗流挂水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述抗流挂水性丙烯酸涂料包括如下重量份的组份：15-30份水、25-40份水性丙烯酸树脂、3-20份乙醇、0.1-0.5份流变助剂、30-40份填料、2-10份颜料、1.65-6.2份助剂。

3.如权利要求1所述的抗流挂水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述流变助剂为聚氨酯缔合增稠剂。

4.如权利要求1所述的抗流挂水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述填料为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、云母粉、长石粉中的至少一种；所述颜料为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、钛白粉、铁蓝、炭黑、酞青蓝中的至少一种。

5.如权利要求1所述的抗流挂水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述助剂包括如下组分：pH调节剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂、防闪锈剂。

6.如权利要求5所述的抗流挂水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述助剂包括如下重量份的组分：0.1-0.5份pH调节剂、0.4-2份分散剂、0.05-0.2份消泡剂、1-3份成膜助剂、0.1-0.5份防闪锈剂。

7.如权利要求5所述的抗流挂水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述pH调节剂为氨水、N-甲基乙醇胺、N-N二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二甲基乙醇胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种；所述分散剂为阴离子型分散剂或高分子型分散剂；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述成膜助剂为醇酯十二、二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚中的至少一种；所述防闪锈剂为亚硝酸盐。

8.如权利要求6所述的抗流挂水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述抗流挂水性丙烯酸涂料包括如下重量份的组份：30份水性丙烯酸树脂、3份乙醇、0.3份流变助剂、38份填料、4.7份颜料、0.2份pH调节剂、0.6份分散剂、0.1份消泡剂、1.8份成膜助剂、0.3份防闪锈剂、21份水。

9.如权利要求5-8任一项所述抗流挂水性丙烯酸涂料的制备方法，包括如下步骤：

将水、乙醇、pH调节剂、分散剂、消泡剂添加入容器中高速分散后，投入颜料、填料，研磨至细度小于50μm，中速搅拌下放入水性丙烯酸树脂、成膜助剂、防闪锈剂、流变助剂，搅拌均匀后出料，得到所述抗流挂水性丙烯酸涂料。