CN115304700A

CN115304700A - 一种液体消光剂及其制备方法

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Publication number: CN115304700A
Application number: CN202210982287.7A
Authority: CN
Inventors: 李富; 张秀珍; 林庆文; 李昌盛
Original assignee: Nanjing Xinyi Synthetic Technology Co ltd
Current assignee: Nanjing Xinyi Synthetic Technology Co ltd
Priority date: 2022-08-16
Filing date: 2022-08-16
Publication date: 2022-11-08

Abstract

本发明提供了一种液体消光剂及其制备方法，属于化工技术领域；在本发明中，首先合成了一种(甲基)丙烯酸脂类的功能性单体，同时将该功能性单体与丙烯酸、丙烯酰胺等乙烯基类单体采用聚合的方式合成了液体消光剂；所述液体消光剂是一种高效环保的高分子丙烯酸聚合物，其具有消光效率高、耐水性强、加入后漆膜手感好等优点。

Description

一种液体消光剂及其制备方法

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种液体消光剂及其制备方法。

背景技术

目前涂料中最常用的消光剂是二氧化硅和硅藻土。二氧化硅主要通过沉淀法和气相法两种制备方法。沉淀法生产二氧化硅时使用无机碱金属硅酸盐和无机酸溶液为原料，其虽然成本较低，但由于生产过程中各个环节之间之类的控制不同，其产品质量不稳定。气相法制备的二氧化硅品质优异，其具有孔径大、孔容高、吸油量高等特点，因此具有很好的消光效果。但是气相法制备二氧化硅需要在高温条件下使用四氯化硅生产，因此成本较高，并且在使用过程中还存在二氧化硅添加量少效果不明显，添加量高易沉降、漆膜手感差、耐水性能下降等缺点。此外，气相法制备的二氧化硅在使用过程中还存在易产生粉尘、消光效果易受分散速度、光泽不稳定等不足。硅藻土作为另一种消光剂，其具有孔径大、孔体积大的特点，因此同样存在着易沉降，漆膜手感差等不足。因此，需要提供一种消光效率高、耐水性强、加入后漆膜手感好的消光剂。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种液体消光剂及其制备方法。在本发明中，首先合成了一种(甲基)丙烯酸脂类的功能性单体，同时将该功能性单体与丙烯酸、丙烯酰胺等乙烯基类单体采用聚合的方式合成了液体消光剂；所述液体消光剂是一种高效环保的高分子丙烯酸聚合物，其具有消光效率高、耐水性强、加入后漆膜手感好等优点。

本发明中首先提供了一种液体消光剂，所述液体消光剂为高分子丙烯酸聚合物；

所述液体消光剂的原料包括：丙烯酸、丙烯酰胺、氨水、二乙烯三胺五甲叉磷酸盐(DETPMPS)、二乙三胺五乙酸(DTPA)、去离子水、环保型溶剂油D80、白油、叔碳酸缩水甘油酯、过硫酸铵、NOVELUTION 315、异构十三醇醚(TDA-90)和功能单体；

所述功能单体的原料包括乳化剂、(甲基)丙烯酸酯单体、催化剂和阻聚剂。

进一步的，以质量份数计，所述液体消光剂的原料组成包括丙烯酸100～200份、丙烯酰胺20～50份、氨水100～200份、DETPMPS 5～10份、DTPA5～10份、去离子水100～300份、D80 50～100份、白油50～100份、叔碳酸缩水甘油酯1～5份、过硫酸铵2～8份、NOVELUTION315 10～30份、TDA-90 10～30份和功能单体30～60份。

进一步的，以质量份数计，所述功能单体的原料组成包括乳化剂500～1000份、(甲基)丙烯酸酯单体50～400份、催化剂1～6份和阻聚剂1～6份。

进一步的，所述乳化剂为聚氧乙烯基醚硫酸酯盐类、磷酸酯类、磺基琥珀酸盐、脂肪醇乙氧化物、烷基酚乙氧化物、异构十三醇聚氧乙烯醚中的一种或者多种；

所述(甲基)丙烯酸酯单体为丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯，丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、苯乙烯中的一种或者多种；

所述阻聚剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、2-叔丁基对苯二酚、氯化亚铜、抗氧剂1010、抗坏血酸、抗氧剂168、DLTP、TNP中的一种或者多种；

所述催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、有机锡、有机铋、有机锌、有机钴、锆酸酯、三苯基膦中的一种或者多种。

本发明中还提供了所述液体消光剂的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将乳化剂加入到(甲基)丙烯酸酯单体中，搅拌混匀后加入催化剂和阻聚剂进行反应，反应结束后得到功能单体，冷却备用；

(2)将丙烯酰胺溶于去离子水中，再加入丙烯酸，然后搅拌混合均匀的同时第一次加入氨水中和反应，搅拌结束后加入DETPMPS和DTPA，继续搅拌至均匀，接着匀速滴加剩下的氨水调节pH值；

(3)调节pH值后向体系中加入D80和白油，搅拌混合均匀，再加入功能单体和叔碳酸缩水甘油酯混合物并搅拌混匀，然后加入过硫酸铵、NOVELUTION 315和TDA-90的混合物，搅拌混合均匀后进行乳化反应，待反应结束后通氮排空，然后加热反应，反应结束后减压蒸馏、去除水分、冷却得到所述液体消光剂。

进一步的，步骤(1)中，所述功能单体的制备方法：将部分乳化剂加入到(甲基)丙烯酸酯单体中，搅拌混匀后加入部分催化剂和阻聚剂进行反应，反应结束后加入剩余乳化剂并搅拌混匀，然后加入剩余催化剂和阻聚剂进行反应，反应结束后得到功能单体。

进一步的，步骤(2)中，丙烯酸和第一次加入氨水的质量比为2:1。

进一步的，步骤(2)中，所述氨水调节的pH值为7.5～8.5.

进一步的，步骤(3)中，所述加热反应的条件为在75～95℃下反应3～5h。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明合成了一种(甲基)丙烯酸脂类的功能性单体，同时将该功能性单体与(甲基)丙烯酸、丙烯酰胺等乙烯基类单体，采用聚合的方式合成了液体消光剂，该液体消光剂一种高效环保的高分子丙烯酸聚合物，消光效率高，耐水性强，加入后漆膜手感好等特点。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1：

(1)液体消光剂的配方：

功能单体的配方：

液体消光剂的配方：

(2)液体消光剂的制备：

功能单体制备过程中各原料的用量参照步骤(1)中所述的配方，具体的制备步骤如下所示：

将聚氧乙烯基醚硫酸酯盐220份加入到甲基丙烯酸甲酯40份和丙烯酸叔丁酯45份所组成的混合物中，搅拌混合均匀，加入对苯二酚0.8份和氢氧化钾0.8份，在80℃下反应3个小时，然后将聚氧乙烯基醚硫酸酯盐280份加入到甲基丙烯酸甲酯60份和丙烯酸叔丁酯55份所组成的混合物中，搅拌混合均匀，加入对苯二酚0.7份和氢氧化钾1.2份，在80℃下反应3个小时制得功能性单体，冷却备用。

液体消光剂制备过程中各原料的用量参照步骤(1)中所述的配方，具体的制备步骤如下所示：

将去离子水溶解的丙烯酰胺用真空抽入中和釜中，再将丙烯酸或甲基丙烯酸用真空抽入中和釜中，用泵将氨水打入滴加罐中，开夹套冷却水滴加氨水，控制滴加速度不宜过快，在中和过程中，温度不能超过40度；氨水加完后，搅拌15分钟，再加入三乙醇胺和DTPA，搅拌10分钟后，再匀速滴加氨水调节PH值到7.5-8.5；加入D80环保型有机溶剂和白油，搅拌20分钟，再加入功能单体和叔碳酸缩水甘油酯混合物，搅拌10分钟，再加入过硫酸铵、NOVELUTION 315和TDA-90的混合物，提高转速，充分混合均匀，乳化45分钟，开氮气10分钟后，开始加热升温，升至80度下反应4小时，保证充分反应；减压蒸馏，去除掉水分，冷却得到所述液体消光剂。

本实施例中还以气硅SiO₂(赢创TS100)为对照，考察了上述制备的液体消光剂的性能，具体步骤如下所示：

先将乳液和水按照下表配方所示比例进行混合，搅拌混匀后，将搅拌速度调至800～1200rpm，加入消光剂，搅拌5～20min无明显絮凝物后考察其光泽度、手感、耐水性和储存稳定性，其中耐水性为漆膜干燥后在水中浸泡24h后测试，配方和测定结果如表1所示。

表1.性能测定配方和及测定结果：

从表1中可以看出，不添加消光剂时光泽度为88.4，而添加本发明制备的液体消光剂后泽度为7.0，而添加气相SiO₂后的光泽度为12.2，可见本发明中所述液体消光剂具有更好的消光效果。此外，相比气相SiO₂，本发明中所述液体消光剂耐水性强，储存稳定性好。

实施例2：

(1)液体消光剂的配方：

功能单体的配方：

液体消光剂的配方：

(2)液体消光剂的制备：

将脂肪醇乙氧化物380份加入甲基丙烯酸叔丁酯80份和丙烯酸乙酯130份所组成的混合物中，搅拌混合均匀，加入2-叔丁基对苯二酚1.4份和有机铋1.0份，在85℃下反应3个小时，然后将脂肪醇乙氧化物220份加入甲基丙烯酸叔丁酯70份和丙烯酸乙酯70份所组成的混合物中，搅拌混合均匀，再加入2-叔丁基对苯二酚1.0份和有机铋0.8份，在85℃下反应3个小时制得功能性单体，冷却备用。

本发明中采用实施例1中所述的方法考察了本实施例中制备的液体消光剂的光泽度、手感、耐水性和储存稳定性，其中耐水性为漆膜干燥后在水中浸泡24h后测试，配方和测定结果如表2所示。

表2.性能测定配方和及测定结果：

从表2中可以看出，不添加消光剂时光泽度为90.4，而添加本发明制备的液体消光剂后泽度为7.5，而添加气相SiO₂后的光泽度为11.6，可见本发明中所述液体消光剂具有更好的消光效果。此外，相比气相SiO₂，本发明中所述液体消光剂耐水性强，储存稳定性好。

实施例3：

(1)液体消光剂的配方：

功能单体的配方：

液体消光剂的配方：

(2)液体消光剂的制备：

将异构十三醇聚氧乙烯醚350份加入到甲基丙烯酸甲酯100份和丙烯酸异辛酯100份所组成的混合物中，搅拌混合均匀，加入1.8份抗氧剂168和锆酸酯2.0份，在90℃下反应3个小时，然后将异构十三醇聚氧乙烯醚400份加入到甲基丙烯酸甲酯100份和丙烯酸异辛酯100份所组成的混合物中，搅拌混合均匀，加入1.8份抗氧剂168和锆酸酯2.0份，在90℃下反应3个小时制得功能性单体，冷却备用。

将去离子水溶解的丙烯酰胺用真空抽入中和釜中，再将丙烯酸或甲基丙烯酸用真空抽入中和釜中，用泵将氨水打入滴加罐中，开夹套冷却水滴加氨水，控制滴加速度不宜过快，在中和过程中，温度不能超过40度；氨水加完后，搅拌15分钟，再加入三乙醇胺和DTPA，搅拌10分钟后，再匀速滴加氨水调节PH值到7.5-8.5；加入D80环保型有机溶剂和白油，搅拌20分钟，再加入功能单体和叔碳酸缩水甘油酯混合物，搅拌10分钟，再加入过硫酸铵、NOVELUTION 315和TDA-90的混合物，提高转速，充分混合均匀，乳化45分钟，开氮气10分钟后，开始加热升温，升至80℃下反应4小时，保证充分反应；减压蒸馏，去除掉水分，冷却得到所述液体消光剂。

本发明中采用实施例1中所述的方法考察了本实施例中制备的液体消光剂的光泽度、手感、耐水性和储存稳定性，其中耐水性为漆膜干燥后在水中浸泡24h后测试，配方和测定结果如表3所示。

表3.性能测定配方和及测定结果：

从表2中可以看出，不添加消光剂时光泽度为88.4，而添加本发明制备的液体消光剂后泽度为7.0，而添加气相SiO₂后的光泽度为13.2，可见本发明中所述液体消光剂具有更好的消光效果。此外，相比气相SiO₂，本发明中所述液体消光剂耐水性强，储存稳定性好。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种液体消光剂，其特征在于，所述液体消光剂为高分子丙烯酸聚合物；所述液体消光剂的原料包括：丙烯酸、丙烯酰胺、氨水、DETPMPS、DTPA、去离子水、环保型溶剂油D80、白油、叔碳酸缩水甘油酯、过硫酸铵、NOVELUTION 315、异构十三醇醚和功能单体；

2.根据权利要求1所述的液体消光剂，其特征在于，以质量份数计，所述液体消光剂的原料组成包括丙烯酸100～200份、丙烯酰胺20～50份、氨水100～200份、DETPMPS 5～10份、DTPA 5～10份、去离子水100～300份、D80 50～100份、白油50～100份、叔碳酸缩水甘油酯1～5份、过硫酸铵2～8份、NOVELUTION 315 10～30份、异构十三醇醚10～30份和功能单体30～60份。

3.根据权利要求1所述的液体消光剂，其特征在于，以质量份数计，所述功能单体的原料组成包括乳化剂500～1000份、(甲基)丙烯酸酯单体50～400份、催化剂1～6份和阻聚剂1～6份。

4.根据权利要求1所述的液体消光剂，其特征在于，所述乳化剂为聚氧乙烯基醚硫酸酯盐类、磷酸酯类、磺基琥珀酸盐、脂肪醇乙氧化物、烷基酚乙氧化物、异构十三醇聚氧乙烯醚中的一种或者多种；

5.权利要求1～4任一项所述液体消光剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(3)调节pH值后向体系中加入D80和白油，搅拌混合均匀，再加入功能单体和叔碳酸缩水甘油酯混合物并搅拌混匀，然后加入过硫酸铵、NOVELUTION 315和异构十三醇醚的混合物，搅拌混合均匀后进行乳化反应，待反应结束后通氮排空，然后加热反应，反应结束后减压蒸馏、去除水分、冷却得到所述液体消光剂。

6.根据权利要求5所述的液体消光剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述功能单体的制备方法：将部分乳化剂加入到(甲基)丙烯酸酯单体中，搅拌混匀后加入部分催化剂和阻聚剂进行反应，反应结束后加入剩余乳化剂并搅拌混匀，然后加入剩余催化剂和阻聚剂进行反应，反应结束后得到功能单体。

7.根据权利要求5所述的液体消光剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，丙烯酸和第一次加入氨水的质量比为2:1。

8.根据权利要求5所述的液体消光剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氨水调节的pH值为7.5～8.5。

9.根据权利要求5所述的液体消光剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述加热反应的条件为在75～95℃下反应3～5h。