CN115260855A - 一种环保型高抗粘黏水性漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种环保型高抗粘黏水性漆，属于水性涂料领域，以重量份数计，包括53‑64份的丙烯酸乳液、6‑11份水、0.3‑0.8份的防冻剂、0.15‑0.28份的消泡剂、0.1‑0.2份的杀菌剂、0.7‑1.3份的分散剂、0.4‑0.9份的Ph调节剂、4.5‑6.4份的成膜助剂、1.2‑1.5份的防闪锈助剂、11‑23.5份的染色剂、3‑8份的填料、0.45‑1.1份的增稠剂、0.8‑1.9份防沉触变剂、0.2‑0.6份的润湿流平剂、0.1‑0.5份的抗粘黏助剂，丙烯酸乳液为采用无皂聚合方式合成自交联水性丙烯酸乳液，抗粘黏助剂为含有水溶性无机交联颗粒的羧基交联剂。本发明还提供了环保型高抗粘黏水性漆的制备方法，制得的环保型高抗粘黏水性漆具有高抗粘黏、高硬度、优异的耐水、耐盐水、耐磨、耐盐雾性等性能，成膜效果好，具有广泛的适用性，适合刷涂、浸涂、辊涂、喷涂等多种方式涂装。
Description
技术领域
本发明属于水性涂料领域，具体涉及一种环保型高抗粘黏水性漆及其制备方法。
背景技术
随着涂料行业的快速发展，水性化涂料亦在快速发展，水性涂料以水作为溶剂，减少了对大气的污染，具有低VOC、气味小、不燃不爆等优点。
但是现有水性涂料在实际使用过程中，容易出现返黏、回黏的现象，从而导致工件的返工，造成人力、财力的浪费，并且水性涂料的硬度、防锈性、耐水性、丰满度等与溶剂型产品还有一定差距，导致漆膜效果差。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种环保型高抗粘黏水性漆及其制备方法。本发明的环保型高抗粘黏水性漆具有高抗粘黏、高硬度、优异的耐水、耐盐水、耐磨、耐盐雾性等性能，成膜效果好。
本发明采用的具体技术方案是：
一种环保型高抗粘黏水性漆，以重量份数计，包括53-64份的丙烯酸乳液、6-11份水、0.3-0.8份的防冻剂、0.15-0.28份的消泡剂、0.1-0.2份的杀菌剂、0.7-1.3份的分散剂、0.4-0.9份的Ph调节剂、4.5-6.4份的成膜助剂、1.2-1.5份的防闪锈助剂、11-23.5份的染色剂、3-8份的填料、0.45-1.1份的增稠剂、0.8-1.9份防沉触变剂、0.2-0.6份的润湿流平剂、0.1-0.5份的抗粘黏助剂，
所述丙烯酸乳液为采用无皂聚合方式合成的自交联丙烯酸乳液，
所述抗粘黏助剂为含有水溶性无机交联颗粒的羧基交联剂。
进一步的，所述防冻剂由乙二醇与丙二醇组成，乙二醇与丙二醇的质量比为1：1～3。
进一步的，所述PH调节剂为乙醇胺类中和剂、有机硅醇类中和剂、二甲基乙醇胺中的一种或多种混合物。
进一步的，所述防闪锈助剂由以下重量份的组分组成：1-1.5份氮杂苯环多氨基己酸、0.8-1份亚硝酸钠、0.8-1.2份氨基酸酰胺、0.8-1.2份硼酰胺氨基酸酯、1.5-2.5份三乙醇胺、3-3.7份水。
进一步的，所述染色剂由以下重量份的组分组成：10-18.5份的中铬黄、0.5-3.5份的大红粉、0.5-1.5份的钛白粉。
进一步的，所述填料为沉淀硫酸钡。
进一步的，所述增稠剂为丙烯酸类增稠剂和阴离子疏水型增稠剂中的一种或两种。
进一步的，所述环保型高抗粘黏水性漆的制备方法包括以下步骤：
A：按环保型高抗粘黏水性漆的配比，称取各组分备用；
B：将水加入到搅拌容器A内，以300-600r/min速率进行搅拌，加入Ph调节剂总量的20-25％，继续搅拌2-4min，然后加入防冻剂、消泡剂、分散剂、染色剂、填料、以及防沉触变剂，以750-1150r/min速率搅拌15-25min，再经研磨至细度≤20μm，得到前期浆料；
C：将丙烯酸乳液加入到搅拌容器B内，以350-450r/min速率进行搅拌，加入前期浆料，继续搅拌5-15min，然后加入剩余Ph调节剂、成膜助剂、抗粘黏助剂、润湿流平剂、防闪锈剂，以650-900r/min速率搅拌30-40min，然后加入增稠剂，搅拌均匀后得到环保型高抗粘黏水性漆。
本发明的有益效果是：
1、本发明中，采用无皂聚合方式合成的自交联丙烯酸乳液，通过交联基团之间的反应，生成具有网状结构的聚合物，该丙烯酸乳液玻璃化温度可以达到58℃，具有高抗黏性效果，搭配水溶性无机交联颗粒的羧基交联剂，二者起到了相互协同增强作用，使丙烯酸乳液的网状结构更加致密，从而大幅度提高了水性漆的抗回黏、返黏效果，同时经过实验发现，该搭配还可以提高体系的耐水性。
2、本发明中，水性漆体系采用约占整体质量6-11％的水和约占整体质量0.7-1.3％的分散剂，降低了分散剂的用量，使得该水性漆具有低VOC、不燃不爆、气味小的优点，传统水性漆为了保证染色剂、填充剂等不易分散的组分与其他组分之间具有较好的溶解度，通常需要添加较多的有机溶剂分散剂，导致传统水性漆存在VOC含量高，气味大，污染严重等问题，本发明中通过各组分之间的相互配合，在保证水性漆符合涂料行业标准HG/T4570-2013的基础上，降低水性漆的粘度，增加各组分的溶解率，另外通过对工艺方法的严格控制，包括在添加各组分后进行充分的搅拌，将前期浆料研磨至细度≤20μm，进一步增加了各组分之间的溶解度，从而达到减少分散剂用量的目的。
3、本发明中，防闪锈剂采用由氮杂苯环多氨基己酸、亚硝酸钠、氨基酸酰胺、硼酰胺氨基酸酯、三乙醇胺组成的混合水溶液，通过各组分间相互配合，一方面在水中水解形成氢氧根离子，并在金属表面形成起钝化作用的氧化物，阻止腐蚀，另一方面通过提高阴极反应电位，使氢离子在金属表面的还原反应受阻而起到缓蚀作用；另外该该防闪锈剂受环境影响小，在高温高湿的环境下，仍可起到优异的防闪锈效果。
4、本发明通过自交联丙烯酸乳液与羧基交联剂之间的配合，提高了体系的抗返黏性、耐水性，通过防锈剂特定的成分与配比，提高了体系的防锈性，通过添加较多的染色剂及填充剂保证了体系的硬度及丰满度，通过添加合理份数的其他添加剂与各组分之间相互配合，使得本水性漆在抗冲击，耐候性，耐盐雾，附着力等方面均达到了涂料行业标准HG/T4570-2013，并且各性能要优于传统溶剂型产品，具有较好的市场。
5、本发明对制备方法的搅拌速率和搅拌时间进行限定，当搅拌速率过慢漆液不易分散，容易产生结块反粗，搅拌速率过快的话易造成产品乳液方面的破乳，搅拌时间是为了使各组分充分混合均匀，使助剂、增稠剂等效果达到最佳，时间过短了搅拌不均匀，时间过长会导致产品温度较高，部分助剂的挥发，通过对制备方法的搅拌速率和搅拌时间进行限定，避免因制备过程对产品的最终性能产生不利影响，从而提供产品综合性能稳定性。
6、本发明中，制备的环保型高抗粘黏水性漆综合性能较为平均，适合实际工程中进行使用，不存在某一性能过高，导致需要采用特定得方式进行涂装，具有广泛的适用性，适合刷涂、浸涂、辊涂、喷涂等多种方式涂装，同时该水性漆表面形成多层致密的网状结构或保护膜，因此在轻防腐/重防腐等领域均可应用，且满足其需求。
具体实施方式
本发明中的丙烯酸乳液为衡水新光新材料科技有限公司的XG-902自交联丙烯酸酯乳液，消泡剂为田裕化工的聚合复合矿物油消泡剂ST2424，杀菌剂为广谱杀菌剂异噻唑啉酮，分散剂为松尾公司的聚丙烯酸酯嵌段规整共聚物4690，润湿流平剂为松尾公司的非离子型氟硅杂化化合物MH-4107，抗粘黏助剂为上海启湛新材料科技有限公司的水性防反粘防粘连羧基交联剂CX85，成膜助剂为上海田裕化工的AF和DPNB按1:1组成的混合物，填料为上海市赢盟新材料有限公司的沉淀硫酸钡Micro，防沉触变剂为Luvogel W2N，中铬黄为重庆江南化工的103-3中铬黄，大红粉为天津多彩百合的DDP红-D20，钛白粉为金红石型钛白粉R-216，水为去离子水，其他所用原料如无特别说明，均可由市面购买得到。
一、具体实施例
实施例1
A：按环保型高抗粘黏水性漆的配比，称取58份的丙烯酸乳液、8份水、0.5份的防冻剂、0.2份的消泡剂、0.15份的杀菌剂、1份的分散剂、0.6份的Ph调节剂、5份的成膜助剂、1.4份的防闪锈助剂、15份中铬黄、2份的大红粉、1份的钛白粉、6份的填料、0.8份的增稠剂、1.5份防沉触变剂、0.4份的润湿流平剂、0.3份的抗粘黏助剂备用，
其中防冻剂由质量比为1:2的乙二醇和丙二醇组成，
PH调节剂为乙醇胺类中和剂TMP-95，
防闪锈剂由1.2份氮杂苯环多氨基己酸、0.9份亚硝酸钠、1份氨基酸酰胺、1份硼酰胺氨基酸酯、2份三乙醇胺、3.5份水组成，
增稠剂由质量比为1:1的丙烯酸类增稠剂TY-600和阴离子疏水改性碱溶胀型增稠剂TT-935组成；
B：将水加入到搅拌容器A内，以450r/min速率进行搅拌，加入Ph调节剂总量的22％，继续搅拌3min，然后加入防冻剂、消泡剂、分散剂、染色剂、填料、以及防沉触变剂，以1000r/min速率搅拌20min，再经研磨至细度≤20μm，得到前期浆料；
C：将丙烯酸乳液加入到搅拌容器B内，以400r/min速率进行搅拌，加入前期浆料，继续搅拌10min，然后加入剩余Ph调节剂、成膜助剂、抗粘黏助剂、润湿流平剂、防闪锈剂，以800r/min速率搅拌35min，然后加入增稠剂，搅拌均匀后得到环保型高抗粘黏水性漆。
实施例2
A：按环保型高抗粘黏水性漆的配比，称取53份的丙烯酸乳液、11份水、0.3份的防冻剂、0.28份的消泡剂、0.1份的杀菌剂、1.3份的分散剂、0.4份的Ph调节剂、4.5份的成膜助剂、1.2份的防闪锈助剂、10份中铬黄、0.5份的大红粉、0.5份的钛白粉、8份的填料、1.1份的增稠剂、0.8份防沉触变剂、0.2份的润湿流平剂、0.5份的抗粘黏助剂备用，
其中防冻剂由质量比为1:1的乙二醇和丙二醇组成，
PH调节剂为有机硅醇类中和剂TY-198，
防闪锈剂由1份氮杂苯环多氨基己酸、0.8份亚硝酸钠、1.2份氨基酸酰胺、1.2份硼酰胺氨基酸酯、1.5份三乙醇胺、3.7份水组成，
增稠剂为丙烯酸类增稠剂TY-600；
B：将水加入到搅拌容器A内，以300r/min速率进行搅拌，加入Ph调节剂总量的20％，继续搅拌2min，然后加入防冻剂、消泡剂、分散剂、染色剂、填料、以及防沉触变剂，以750r/min速率搅拌25min，再经研磨至细度≤20μm，得到前期浆料；
C：将丙烯酸乳液加入到搅拌容器B内，以350r/min速率进行搅拌，加入前期浆料，继续搅拌15min，然后加入剩余Ph调节剂、成膜助剂、抗粘黏助剂、润湿流平剂、防闪锈剂，以650r/min速率搅拌40min，然后加入增稠剂，搅拌均匀后得到环保型高抗粘黏水性漆。
实施例3
A：按环保型高抗粘黏水性漆的配比，称取64份的丙烯酸乳液、6份水、0.8份的防冻剂、0.15份的消泡剂、0.2份的杀菌剂、0.7份的分散剂、0.9份的Ph调节剂、6.4份的成膜助剂、1.5份的防闪锈助剂、18.5份中铬黄、3.5份的大红粉、1.5份的钛白粉、3份的填料、0.45份的增稠剂、1.9份防沉触变剂、0.6份的润湿流平剂、0.1份的抗粘黏助剂备用，
其中防冻剂由质量比为1:3的乙二醇和丙二醇组成，
PH调节剂为二甲基乙醇胺，
防闪锈剂由1.5份氮杂苯环多氨基己酸、1份亚硝酸钠、0.8份氨基酸酰胺、0.8份硼酰胺氨基酸酯、2.5份三乙醇胺、3份水组成，
增稠剂为阴离子疏水改性碱溶胀型增稠剂TT-935；
B：将水加入到搅拌容器A内，以600r/min速率进行搅拌，加入Ph调节剂总量的25％，继续搅拌4min，然后加入防冻剂、消泡剂、分散剂、染色剂、填料、以及防沉触变剂，以1150r/min速率搅拌15min，再经研磨至细度≤20μm，得到前期浆料；
C：将丙烯酸乳液加入到搅拌容器B内，以450r/min速率进行搅拌，加入前期浆料，继续搅拌5min，然后加入剩余Ph调节剂、成膜助剂、抗粘黏助剂、润湿流平剂、防闪锈剂，以900r/min速率搅拌30min，然后加入增稠剂，搅拌均匀后得到环保型高抗粘黏水性漆。
实施例4
A：按环保型高抗粘黏水性漆的配比，称取62份的丙烯酸乳液、6份水、0.6份的防冻剂、0.2份的消泡剂、0.1份的杀菌剂、0.8份的分散剂、0.5份的Ph调节剂、6份的成膜助剂、1.3份的防闪锈助剂、13份中铬黄、1.5份的大红粉、1份的钛白粉、5份的填料、0.5份的增稠剂、0.9份防沉触变剂、0.3份的润湿流平剂、0.3份的抗粘黏助剂备用，
其中防冻剂由质量比为1:1.5的乙二醇和丙二醇组成，
PH调节剂由质量比为1:1:1的乙醇胺类中和剂TMP-95、有机硅醇类中和剂TY-198、二甲基乙醇胺组成，
防闪锈剂由1.2份氮杂苯环多氨基己酸、0.9份亚硝酸钠、1份氨基酸酰胺、1份硼酰胺氨基酸酯、2份三乙醇胺、3.5份水组成，
增稠剂由质量比为1:1的丙烯酸类增稠剂TY-600和阴离子疏水改性碱溶胀型增稠剂TT-935组成；
B：将水加入到搅拌容器A内，以450r/min速率进行搅拌，加入Ph调节剂总量的22％，继续搅拌3min，然后加入防冻剂、消泡剂、分散剂、染色剂、填料、以及防沉触变剂，以1000r/min速率搅拌20min，再经研磨至细度≤20μm，得到前期浆料；
C：将丙烯酸乳液加入到搅拌容器B内，以400r/min速率进行搅拌，加入前期浆料，继续搅拌10min，然后加入剩余Ph调节剂、成膜助剂、抗粘黏助剂、润湿流平剂、防闪锈剂，以800r/min速率搅拌35min，然后加入增稠剂，搅拌均匀后得到环保型高抗粘黏水性漆。
对比例1
对比例1与实施例1的区别仅在于，对比例1中环保型高抗粘黏水性漆不含抗粘黏助剂。
对比例2
对比例2与实施例1的区别仅在于，对比例2中环保型高抗粘黏水性漆中的抗粘黏助剂采用蜡乳液。
对比例3
对比例3与实施例1的区别仅在于，对比例3中丙烯酸乳液采用外交联水性丙烯酸乳液。
二、性能测试
将上述实施例及对比例中配出的环保型高抗粘黏水性漆进行性能比较，性能测试结果见表1-3，其中的光泽、温储效果、耐水性、耐盐水性、硬度、附着力、抗冲击强度、柔韧性、干燥时间、耐中性盐雾、耐人工老化性测试均按照行业标准HG/T4758-2014执行，其中光泽单位值越大，表示漆膜表面越平滑，光泽度越好；抗回粘性检测按国家标准GB/T 1762-1980测定，其中1级表示抗回粘性效果最好。
表1
由表1可知，实施例1-4中采用本发明的组配制得的环保型高抗粘黏水性漆各项性能优异，符合行业标准HG/T4758-2014的要求，成膜效果好，具有1级回粘性，解决了现有水性漆出现返黏、回黏的现象。
由实施例1以及实施例1以及对比例1-3对比可以看出，对比例1中不含抗粘黏助剂，制得的水性漆抗回粘性差，且耐水性、耐盐水性、耐中性盐雾性均有不同程度的降低，表明水溶性羧基交联剂与自交联丙烯酸乳液之间起到相互协同增强作用，在提高水性漆抗回黏、返黏效果的同时，提高了水性漆耐水性、耐盐性等性能。对比例2中采用乳蜡液，乳蜡液作为一种常用抗粘黏助剂，可以在涂层表面形成蜡膜，减小表面粘性，从而达到抗回粘的效果，但是从实验数据可以发现，采用乳蜡液作为抗粘黏助剂起到的抗回粘效果不理想，对水性漆的其他性能也没有提高，制备的水性漆整体效果不理想；对比例3采用外交联水性丙烯酸乳液，该乳液为核壳结构，与羧基交联剂之间产生的协同增强作用较弱，制得的水性漆各性能较低。
Claims (8)
1.一种环保型高抗粘黏水性漆，其特征在于，以重量份数计，包括53-64份的丙烯酸乳液、6-11份水、0.3-0.8份的防冻剂、0.15-0.28份的消泡剂、0.1-0.2份的杀菌剂、0.7-1.3份的分散剂、0.4-0.9份的Ph调节剂、4.5-6.4份的成膜助剂、1.2-1.5份的防闪锈助剂、11-23.5份的染色剂、3-8份的填料、0.45-1.1份的增稠剂、0.8-1.9份防沉触变剂、0.2-0.6份的润湿流平剂、0.1-0.5份的抗粘黏助剂，
所述丙烯酸乳液为采用无皂聚合方式合成自交联水性丙烯酸乳液，
所述抗粘黏助剂为含有水溶性无机交联颗粒的羧基交联剂。
2.根据权利要求1所述的一种环保型高抗粘黏水性漆，其特征在于，所述防冻剂由乙二醇与丙二醇组成，乙二醇与丙二醇的质量比为1：1～3。
3.根据权利要求1所述的一种环保型高抗粘黏水性漆，其特征在于，所述PH调节剂为乙醇胺类中和剂、有机硅醇类中和剂、二甲基乙醇胺中的一种或多种混合物。
4.根据权利要求1所述的一种环保型高抗粘黏水性漆，其特征在于，所述防闪锈助剂由以下重量份的组分组成：1-1.5份氮杂苯环多氨基己酸、0.8-1份亚硝酸钠、0.8-1.2份氨基酸酰胺、0.8-1.2份硼酰胺氨基酸酯、1.5-2.5份三乙醇胺、3-3.7份水。
5.根据权利要求1所述的一种环保型高抗粘黏水性漆，其特征在于，所述染色剂由以下重量份的组分组成：10-18.5份的中铬黄、0.5-3.5份的大红粉、0.5-1.5份的钛白粉。
6.根据权利要求1所述的一种环保型高抗粘黏水性漆，其特征在于，所述填料为沉淀硫酸钡。
7.根据权利要求1所述的一种环保型高抗粘黏水性漆，其特征在于，所述增稠剂为丙烯酸类增稠剂和阴离子疏水型增稠剂中的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的一种环保型高抗粘黏水性漆，其特征在于，所述环保型高抗粘黏水性漆的制备方法包括以下步骤：
A：按环保型高抗粘黏水性漆的配比，称取各组分备用；
B：将水加入到搅拌容器A内，以300-600r/min速率进行搅拌，加入Ph调节剂总量的20-25％，继续搅拌2-4min，然后加入防冻剂、消泡剂、分散剂、染色剂、填料、以及防沉触变剂，以750-1150r/min速率搅拌15-25min，再经研磨至细度≤20μm，得到前期浆料；
C：将丙烯酸乳液加入到搅拌容器B内，以350-450r/min速率进行搅拌，加入前期浆料，继续搅拌5-15min，然后加入剩余Ph调节剂、成膜助剂、抗粘黏助剂、润湿流平剂、防闪锈剂，以650-900r/min速率搅拌30-40min，然后加入增稠剂，搅拌均匀后得到环保型高抗粘黏水性漆。
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