CN114262546B - 一种水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料及其制备方法和应用。本发明的水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料，按重量份计，制备原料包括：水性改性丙烯酸乳液份和改性防锈颜料；所述水性改性丙烯酸乳液包括，磷酸酯改性丙烯酸、环氧改性丙烯酸中的至少一种；所述水性改性丙烯酸乳液的粒径为50～100nm。本发明的水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料既有良好的耐盐雾性，高光泽和耐候性，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料及其制备方法和应用。
背景技术
涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、油和乳液中的至少一种为主，还可以添加颜料、填料和相应的助剂。
聚氨酯涂料具有优异的外观效果和耐候性，但是其耐盐雾性和防锈作用差，而环氧涂料耐盐雾性优异，但是其光泽低耐候性和装饰作用差。因此，通常情况下为了使涂料具有高光泽和高耐盐雾性只能以环氧涂料作底漆，聚氨酯涂料作面漆，但是这种配方会造成涂装成本过高。在目前的单组份涂料配方设计中，高光泽和高耐盐雾性存在着矛盾，为了提高涂层的耐盐雾性，在涂料配方中往往会加入防锈颜料，比如磷酸锌、三聚磷酸铝锶铬黄等，但这些防锈颜料因为较高的吸油量和较粗的粒径，会有消光作用，使得涂层光泽下降明显。例如普通的丙烯酸乳液，做成清漆时光泽很高，但是加入防锈颜料或填料，做成色漆时，涂层光泽会明显下降。现有技术中，以水性单组分丙烯酸树脂为成膜物质制备单组份的高耐盐雾丙烯酸涂料时，漆膜光泽较低，应用范围受到局限；以水性硅丙乳液与水性单组分环氧乳液混合而成的涂料，光泽低，耐候性不佳，不适合作为装饰和防护使用。
综上，开发出一款既有高光泽效果，又有较好的耐盐雾性的涂料，是本领域研究者需要探究的难题。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料，本发明的水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料既有良好的耐盐雾性，又有高光泽和良好的耐候性，应用前景广阔。
本发明还提出一种上述水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料的制备方法。
本发明还提出了一种上述水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料在装饰领域中的应用。
根据本发明的一个方面，提出了一种水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料，按重量份计，制备原料包括：水性改性丙烯酸乳液和改性防锈颜料；所述水性改性丙烯酸乳液包括：磷酸酯改性丙烯酸；所述水性改性丙烯酸乳液的粒径为50～100nm；所述改性防锈颜料的粒径为0.2～4μm；所述改性防锈颜料的吸油量不高于25(g/100g)。
本发明的水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料至少具有以下有益效果：
本发明是在水性涂料基础上，通过选用乳液粒径小、成膜光泽高和对粉料有很好的包覆作用的水性改性丙烯酸乳液，来得到高光泽的水性丙烯酸防腐涂料，再选用改性防锈颜料，并调整乳液和改性防锈颜料的用量，来提高涂层的耐盐雾性，而不会影响涂层的光泽，所述涂料形成的涂层的光泽度不低于90％，耐盐雾时间不低于300h。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述改性防锈颜料的粒径约为2μm。
在本发明的一些实施方式中，所述水性改性丙烯酸乳液的成膜温度低于33℃。
在本发明的一些实施方式中，所述玻璃化转变温度大于等于30℃。
在本发明的一些实施方式中，按重量份计，制备原料包括：水性改性丙烯酸乳液55-70份和改性防锈颜料8-10份。
在本发明的一些实施方式中，所述改性防锈颜料包括改性三聚磷酸铝、改性磷酸锌和改性磷酸锌钼中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，所述水性改性丙烯酸乳液还包括环氧改性丙烯酸。
在此粒径和吸油量下的防锈颜料，易填充到涂层中，发挥其活性防锈作用，同时该粒径和吸油量下，涂层表面会更加光滑，对光泽影响更小。
在本发明的一些实施方式中，按重量份计，所述水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料的制备原料还包括：助溶剂4～7份、防沉剂0.3～0.5份、润湿分散剂0.5～1份、颜填料4～18份、消泡剂0.1～0.3份、抗闪锈剂0.3～0.5份、流平剂0.1～0.3份和中和剂0.15～0.3份。
在本发明的一些实施方式中，所述水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料的制备原料还包括：水。
在本发明的一些实施方式中，所述颜填料包括硫酸钡、钛白粉、炭黑和铁红中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，所述颜填料的粒径约为3000目。
在本发明的一些实施方式中，所述助溶剂包括，二乙二醇丁醚和醇酯十二中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，所述二乙二醇丁醚和醇酯十二的质量比约为2：1。
二乙二醇丁醚主要是提升漆膜的成膜性和光泽效果，醇酯十二挥发速率稍慢，可调节漆膜的干燥速度，形成挥发梯度，有助于漆膜成膜。
在本发明的一些实施方式中，所述润湿分散剂包括，聚二元醇型非离子润湿分散剂和疏水改性聚羧酸盐润湿分散剂中的至少一种。
该润湿分散剂亲水性弱，有助于提升涂层的耐盐雾性。
本发明的第二个方面，提出了一种所述水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料的制备方法，包括以下步骤：将所述水性改性丙烯酸乳液和所述改性防锈颜料混合分散后即得。
在本发明的一些实施方式中，所述混合分散的过程还包括加入浆料。
在本发明的一些实施方式中，所述浆料的制备过程包括，将润湿分散剂、消泡剂、流平剂和水混合后，分散至细度低于20μm即得。
在本发明的一些实施方式中，所述浆料的分散时间约为1.5h。
本发明的第三个方面提出了一种所述水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料在装饰领域中的应用。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例制备了一种水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料。
(1)按重量份计，将水5份、润湿分散剂(Coadis 123K)1份、消泡剂(TEGO 902W)0.3份、流平剂(TEGO4100)0.2份加入釜中，以1000r/min的转速搅拌10min，然后加入3000目硫酸钡14份、改性磷酸锌(细度2μm，吸油量25g/100g)9份，低速分散均匀后进行砂磨，砂磨时间在1.5h，至细度为20um以下，得到浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料、水性改性丙烯酸乳液(普为8768乳液)60份、助溶剂(混合溶剂)5.5份、中和剂(陶氏AMP95)0.2份、抗闪锈剂(ASCOTRAN H10)0.4份、水4份，依次缓慢加入釜中搅拌均匀，然后加入防沉剂(BorchiGel 0625)0.4份，调节粘度至规定值，出料，即得水性单组份高光泽高耐盐雾丙烯酸防腐涂料。
助溶剂是二乙二醇丁醚和醇酯十二按按等2:1的比例配制而成的混合溶剂。
实施例2
本实施例制备了一种水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料。
(1)按重量份计，将水5份、润湿分散剂(Coadis234K)0.5份、消泡剂(TEGO 810)0.1份、流平剂(TEGO4100)0.3份加入釜中，以1000r/min的转速搅拌10min，然后加入3000目钛白粉18份、改性三聚磷酸铝(细度2μm，吸油量25g/100g)8份，低速分散均匀后进行砂磨，砂磨时间在1.5h，至细度为20um以下，得到浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料、水性改性丙烯酸乳液(普为8768乳液)55份、助溶剂(混合溶剂)4份、中和剂(陶氏AMP95)0.2份、抗闪锈剂(FLASH-X 350)0.4份、水4份，依次缓慢加入釜中搅拌均匀，然后加入防沉剂(Borchi Gel L76)0.5份，调节粘度至规定值，出料，即得水性单组份高光泽高耐盐雾丙烯酸防腐涂料。
助溶剂是二乙二醇丁醚和醇酯十二按按等2:1的比例配制而成的混合溶剂。
实施例3
本实施例制备了一种水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料。
(1)按重量份计，将水5份、润湿分散剂(Borchi Gen 12)0.8份、消泡剂(BYK 028)0.2份、流平剂(TEGO4100)0.1份加入釜中，以1000r/min的转速搅拌10min，然后加入3000目炭黑4份、改性磷酸锌钼(细度2μm，吸油量25g/100g)10份，低速分散均匀后进行砂磨，砂磨时间在1.5h，至细度为20um以下，得到浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料、水性改性丙烯酸乳液(普为8768乳液)55份、助溶剂(混合溶剂)7份、中和剂(陶氏AMP95)0.2份、抗闪锈剂(ASCOTRAN H10)0.4份、水4份，依次缓慢加入釜中搅拌均匀，然后加入防沉剂(Borchi Gel 0625)0.3份，调节粘度至规定值，出料，即得水性单组份高光泽高耐盐雾丙烯酸防腐涂料。
助溶剂是二乙二醇丁醚和醇酯十二按按等2:1的比例配制而成的混合溶剂。
实施例4
本实施例制备了一种水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料。
(1)按重量份计，将水5份、润湿分散剂(Coadis 123K)1份、消泡剂(TEGO 902W)0.3份、流平剂(TEGO4100)0.2份加入釜中，以1000r/min的转速搅拌10min，然后加入3000目铁红10份、改性磷酸锌(细度2μm，吸油量25g/100g)10份，低速分散均匀后进行砂磨，砂磨时间在1.5h，至细度为20um以下，得到浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料、水性改性丙烯酸乳液(普为8768乳液)60份、助溶剂(混合溶剂)5.5份、中和剂(陶氏AMP95)0.2份、抗闪锈剂(ASCOTRAN H10)0.4份、水4份，依次缓慢加入釜中搅拌均匀，然后加入防沉剂(Borchi Gel 0625)0.4份，调节粘度至规定值，出料，即得水性单组份高光泽高耐盐雾丙烯酸防腐涂料。
助溶剂是二乙二醇丁醚和醇酯十二按按等2:1的比例配制而成的混合溶剂。
对比例1
本对比例制备了一种水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料，本对比例和实施例1的区别在于没有采用水性改性丙烯酸乳液。
(1)按重量份计，将水5份、润湿分散剂(Coadis 123K)1份、消泡剂(TEGO 902W)0.3份、流平剂(TEGO4100)0.2份加入釜中，以1000r/min的转速搅拌10min，然后加入3000目硫酸钡14份、改性磷酸锌(细度2μm，吸油量25g/100g)9份，低速分散均匀后进行砂磨，砂磨时间在1.5h，至细度为20um以下，得到浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料、巴德富719F乳液(固含47％，粒径200-300nm)60份、助溶剂(混合溶剂)5.5份、中和剂(陶氏AMP95)0.2份、抗闪锈剂(ASCOTRAN H10)0.4份、水4份，依次缓慢加入釜中搅拌均匀，然后加入防沉剂(Borchi Gel 0625)0.4份，调节粘度至规定值，出料，即得水性单组份高光泽高耐盐雾丙烯酸防腐涂料。
对比例2
本对比例制备了一种水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料，本对比例和实施例1的区别在于没有采用纳米级别的防锈颜填料。
(1)按重量份计，将水5份、润湿分散剂(Coadis 123K)1份、消泡剂(TEGO 902W)0.3份、流平剂(TEGO4100)0.2份加入釜中，以1000r/min的转速搅拌10min，然后加入3000目硫酸钡14份、普通磷酸锌(45微米筛余物≤0.5％，吸油量30g/100g)9份，低速分散均匀后进行砂磨，砂磨时间在1.5h，至细度为20um以下，得到浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料、水性改性丙烯酸乳液(普为8768乳液)60份、助溶剂(混合溶剂)5.5份、中和剂(陶氏AMP95)0.2份、抗闪锈剂(ASCOTRAN H10)0.4份、水4份，依次缓慢加入釜中搅拌均匀，然后加入防沉剂(Borchi Gel 0625)0.4份，调节粘度至规定值，出料，即得水性单组份高光泽高耐盐雾丙烯酸防腐涂料。
对比例3
本对比例制备了一种水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料，本对比例和实施例1的区别在于没有加入防锈颜填料以及没有采用水性改性丙烯酸乳液。
(1)按重量份计将7份、润湿分散剂(Borchi Gen 12)0.8份、消泡剂(BYK 028)0.2份、流平剂(TEGO4100)0.1份加入釜中，以1000r/min的转速搅拌10min，然后加入3000目硫酸钡10份，低速分散均匀后进行砂磨，砂磨时间在1.5h，至细度为20um以下，得到浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料、巴德富719F乳液(固含47％，粒径200-300nm)70份、助溶剂(混合溶剂)7份、中和剂(陶氏AMP95)0.2份、抗闪锈剂(ASCOTRAN H10)0.4份、水5份，依次缓慢加入釜中搅拌均匀，然后加入防沉剂(Borchi Gel 0625)0.3份，调节粘度至规定值，出料，即得水性单组份高光泽高耐盐雾丙烯酸防腐涂料。
所述巴德富719F乳液为改性的苯丙乳液。
试验例
实施例1-4和对比例1-2制得的水性丙烯酸涂料进行测试，具体结果如表1所示。
表1水性单组分高光泽高耐盐雾丙烯酸防腐涂料的性能测试
表1中的检测项目测试标准或方法如下：
表干时间：按GB/T 1728；
不挥发物含量：按GB/T 1725；
光泽：按GB/T 9754；
附着力：按GB/T 1720；
VOCs：按GB/T 24408；
耐冲击性：按GB/T 1732；
耐水性：按GB/T 1733；
耐盐雾性：按GB/T 1771；
耐人工老化试验：按GB/T 1865。
实施例1～4中，选用的低粒径、成膜性好的水性改性丙烯酸乳液制备的涂层，和对比例1，3相比，实施例1～4光泽几乎不受改性防锈颜料的影响，说明了改性丙烯酸乳液对粉料的包覆作用更好，对比例1中选择普通丙烯酸乳液(如719F乳液)，由测试结果可知，随着防锈颜料的加入，光泽下降明显；对比例2中，未选择改性防锈颜料，因此，随着该防锈颜料的加入，光泽下降明显；对比例3中，选择普通丙烯酸乳液，同时未加入防锈颜料，对比例3的耐盐雾性能下降明显。因此从上述测试结果来看，相对于对比例，选用的水性改性丙烯酸乳液和改性防锈颜料制备的水性丙烯酸防腐涂料，光泽均在90％以上，耐盐雾性和耐人工老化性均较好。
上面对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (3)
1.一种水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料，其特征在于，
按重量份计，所述水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料的制备原料为，助溶剂5.5份、防沉剂0.4份、润湿分散剂1份、消泡剂0.3份、抗闪锈剂0.4份、流平剂0.2份、中和剂0.2份、水9份、水性改性丙烯酸乳液60份、颜填料14份和改性防锈颜料9份；
所述水性改性丙烯酸乳液为普为8768乳液，所述水性改性丙烯酸乳液的粒径为50~100nm；
所述改性防锈颜料的粒径为2μm；
所述改性防锈颜料的吸油量为25g/100g；
所述改性防锈颜料为改性磷酸锌；
所述颜填料为3000目硫酸钡；
所述润湿分散剂为Coadis 123K。
2.一种如权利要求1所述的水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料的制备方法，其特征在于，为以下步骤：
（1）按重量份计，将水5份、润湿分散剂1份、消泡剂0.3份、流平剂0.2份加入釜中，以1000r/min的转速搅拌10min，然后加入3000目硫酸钡14份、改性磷酸锌 9份，低速分散均匀后进行砂磨，砂磨时间在1.5h，至细度为20um以下，得到浆料；
（2）将步骤（1）所得浆料、水性改性丙烯酸乳液60份、助溶剂5.5份、中和剂0.2份、抗闪锈剂0.4份、水4份，依次缓慢加入釜中搅拌均匀，然后加入防沉剂0.4份，调节粘度至规定值，出料，即得水性单组份高光泽高耐盐雾丙烯酸防腐涂料；
助溶剂是二乙二醇丁醚和醇酯十二按2:1的比例配制而成的混合溶剂。
3.一种如权利要求1所述的水性高光耐盐雾的丙烯酸涂料在装饰领域中的应用。
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