CN115322284A - 一种羟基丙烯酸水分散体及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明属于防腐涂料技术，公开了一种羟基丙烯酸水分散体及其制备方法和用途。一种羟基丙烯酸水分散体，包括如下原料组分及重量份：甲基丙烯酸甲酯5～10份，苯乙烯10～20份，丙烯酸丁酯5～10份，丙烯酸羟乙酯5～10份，植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚1～10份，醇醚类溶剂5～20份，胺类中和剂1～5份，热引发剂1～4份，链转移剂0.5～2份，水30～50份。本发明的羟基丙烯酸水分散体形成的涂层具有耐冲击性能高、柔韧性低、附着力高等力学性能，耐盐雾性能高能防止金属构件被腐蚀氧化，此外光泽度高。

Description

一种羟基丙烯酸水分散体及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于防腐涂料技术领域，具体涉及一种羟基丙烯酸水分散体及其制备方法和用途。
背景技术
随着材料腐蚀防护问题的日益重视，其存在的问题越来越受到社会关注。在众多涂料的使用过程中，基于甲基丙烯酸甲酯的涂料由于其优异的机械性能、装饰性能以及耐腐蚀等性能而在金属防护领域得到广泛使用，在涂料市场占有率高。然而，溶剂型羟基丙烯酸水分散体涂料中含有大量的溶剂，在涂料干燥成膜的过程中，其有机溶剂不断的挥发至空气中，给环境带来严重的污染。为减小涂料对环境以及人体的危害，国家对涂料VOC排放进行严格的管控。在这样的大背景下，涂料行业不得不从溶剂型涂料向水性涂料转型升级。水性涂料中含有较少甚至基本不含有有机溶剂，能够从根本解决VOC排放量高的问题，且水性涂料用水作为溶剂，有着节能环保、价格低廉等优点。
作为金属防腐涂料的基体树脂，虽然传统的丙烯酸乳胶涂料也可以采用水作为溶剂，但是由于大量乳化剂的加入，所制得的涂料的固化涂层光泽度低，装饰性差。基于羟基丙烯酸水分散体涂层的光泽性较高，但防腐性能一般。由此，为制备得到涂层光泽度高，防腐性能优越的水性防腐树脂，需要找到一种方法对传统的羟基丙烯酸水分散体进行改性以同时提高涂层的光泽度及防腐性能，更好的将其应用于金属防护领域。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种羟基丙烯酸水分散体及其制备方法和用途，以期解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明具体采用如下技术方案。
本发明的第一方面保护一种羟基丙烯酸水分散体，包括如下原料组分及重量份：
Figure BDA0003756215490000011
Figure BDA0003756215490000021
根据本发明的技术方案，所述的甲基丙烯酸甲酯的重量份可以为5～8份，也可以为6～9份，也可以为8～10份。在某些优选的实施方式中，为5份、6份、8份和10份。
根据本发明的技术方案，所述的苯乙烯的重量份可以为10～15份，也可以为13～17份，也可以为16～20份。在某些优选的实施方式中，为10份、12份、18份和20份。
根据本发明的技术方案，所述的丙烯酸丁酯的重量份可以为5～8份，也可以为6～9份，也可以为8～10份。在某些优选的实施方式中，为5份、8份、10份和8份。
根据本发明的技术方案，所述的丙烯酸羟乙酯的重量份可以为5～8份，也可以为6～9份，也可以为8～10份。在某些优选的实施方式中，为5份、8份、6份和10份。
根据本发明的技术方案，所述的植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚的重量份可以为1～5份，也可以为4～7份，也可以为6～10份。在某些优选的实施方式中，为10份、5份、1份和3份。
根据本发明的技术方案，所述的醇醚类溶剂的重量份可以为5～15份，也可以为13～17份，也可以为16～20份。在某些优选的实施方式中，为10份、15份、5份和20份。
根据本发明的技术方案，所述的胺类中和剂的重量份可以为1～3份，也可以为2～4份，也可以为3～5份。在某些优选的实施方式中，为5份、3份、1份和2.5份。
根据本发明的技术方案，所述的热引发剂的重量份可以为1～2.5份，也可以为2～4份，也可以为3.5～4份。在某些优选的实施方式中，为1份、4份、2份和3份。
根据本发明的技术方案，所述的链转移剂的重量份可以为0.5～1.1份，也可以为0.8～1.6份，也可以为1.2～2份。在某些优选的实施方式中，为0.5份、2份、1份和1.5份。
根据本发明的技术方案，所述的醇醚类溶剂选自乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚和二乙二醇丁醚中的一种或多种。
根据本发明的技术方案，所述的胺类中和剂选自N,N’-二甲基乙醇胺和三乙胺中的一种或两种。
根据本发明的技术方案，所述的热引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化二叔戊基(DTAP)和偶氮二异丁腈中的一种或多种。
根据本发明的技术方案，所述的链转移剂选自叔十二烷基硫醇和3-巯基丙酸异辛酯中的一种或两种。
根据本发明的技术方案，所述的植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚的制备方法，包括如下步骤：
甲基丙烯酸缩水甘油醚与溶剂混合，加入植酸水溶液进行反应，得到所述的植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚。
优选地，将所述植酸水溶液滴加至甲基丙烯酸缩水甘油醚与溶剂混合形成的混合溶液中。
优选地，所述的反应温度为60～80℃。
更优选地，所述的反应温度可以为60～68℃，也可以为65～72℃，也可以为71～80℃。在某些优选的实施方式中，为60℃、65℃、75℃和80℃。
优选地，所述的反应时间为6.5～17h。
更优选地，所述的反应时间可以为6.5～10h，也可以为9～15h，也可以为13～17h。在某些优选的实施方式中，为17h、14h、9h、6.5h。
优选地，所述的溶剂为丙二醇甲醚。
优选地，所述的植酸水溶液、甲基丙烯酸缩水甘油醚和溶剂的质量比为(5～15)：(60～75)：(15～30)。
更优选地，所述的植酸水溶液、甲基丙烯酸缩水甘油醚和溶剂的质量比为(5～15)：(60～75)：(15～30)。在某些优选的实施方式中，为5:75:20、15:60:25、8:62:30和12:73:15。
优选地，所述的植酸水溶液的浓度40％～60wt％。
更优选地，所述的植酸水溶液的浓度可以为40％～53wt％，也可以为48％～56wt％，也可以为55％～60wt％。在某些优选的实施方式中，为60wt％、55wt％、45wt％和40wt％。
根据本发明的技术方案，所述水为去离子水。
本发明的第二方面保护如上文所述的羟基丙烯酸水分散体的制备方法，包括如下步骤：
1)甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚、热引发剂和链转移剂混合，得到混合物A；
2)所述的混合物A与醇醚类溶剂反应，进行处理，得到混合物B；
3)所述的混合物B与胺类中和剂进行中和反应，得到混合物C；
4)所述的混合物C与水混合，通过相转化法，得到所述的羟基丙烯酸水分散体。
根据本发明的技术方案，2)中，将所述的混合物A逐滴滴加至醇醚类溶剂中进行反应。
根据本发明的技术方案，2)中，所述的反应温度为100℃～120℃。
优选地，所述的反应温度可以为100℃～108℃，也可以为106℃～116℃，也可以为111℃～120℃。在某些优选的实施方式中，为100℃、105℃、115℃和120℃。
根据本发明的技术方案，2)中，所述的反应时间为3～6h。
优选地，所述的反应时间可以为3～4.5h，也可以为4～5.5h，也可以为4.5～6h。在某些优选的实施方式中，为6h、5h、4h和3h。
根据本发明的技术方案，2)中，反应时，还包括搅拌。优选地，所述的搅拌转速为50转/分～200转/分。
优选地，所述的搅拌转速可以为50转/分～200转/分，也可以为50转/分～200转/分，也可以为50转/分～200转/分。在某些优选的实施方式中，为50转/分、100转/分、150转/分和200转/分。
根据本发明的技术方案，2)中，所述的后处理为：升温至120℃～140℃，然后降温至60℃～80℃。
优选地，所述的升温至120℃～128℃，也可以为125℃～133℃，也可以为130℃～140℃。在某些优选的实施方式中，为120℃、130℃、135℃和140℃。
优选地，升温处理的时间为4～6h，以使所述的热引发剂在高温下分解得到自由基引发聚合，同时所述的链转移剂在后续反应过程中起到控制分子量的作用。
优选地，所述的升温处理的时间可以为4～6h，也可以为4～6h，也可以为4～6h。在某些优选的实施方式中，为6h、5h、4.5h和4h。
优选地，所述的降温至60℃～80℃、60℃～80℃、60℃～80℃。在某些优选的实施方式中，为60℃、65℃、75℃和80℃。
根据本发明的技术方案，3)中，所述的混合物C的pH值为7～9。
优选地，所述的混合物C的pH值可以为7～8.1，也可以为7.6～8.6，也可以为8.5～9。在某些优选的实施方式中，为8。
根据本发明的技术方案，4)中，将水滴加至混合物C中进行混合。
根据本发明的技术方案，4)中，混合时的温度为40℃～60℃。
优选地，所述的混合时的温度可以为40℃～48℃，也可以为45℃～55℃，也可以为50℃～60℃。在某些优选的实施方式中，为60℃、55℃、45℃和40℃。
根据本发明的技术方案，4)中，混合时，还包括高速搅拌；混合后，还包括低速搅拌。
优选地，所述的高速搅拌的转速为500转/分～800转/分。
优选地，所述的高速搅拌的时间为0.5～2h。
更优选地，所述的高速搅拌的转速可以为500转/分～650转/分，也可以为600转/分～750转/分，也可以为700转/分～800转/分。在某些优选的实施方式中，为500转/分、600转/分、700转/分和800转/分。
更优选地，所述的高速搅拌的时间可以为0.5～1h，也可以为0.8～1.5h，也可以为1.4～2h。在某些优选的实施方式中，为2h、1.5h、1h和0.5h。
优选地，所述的低速搅拌的转速为100转/分～200转/分。
优选地，所述的低速搅拌的时间为0.5～2h。
更优选地，所述的低速搅拌的转速可以为100转/分～150转/分，也可以为120转/分～160转/分，也可以为150转/分～200转/分。在某些优选的实施方式中，为100转/分、180转/分、120转/分和200转/分。
更优选地，所述的低速搅拌的时间可以为0.5～1h，也可以为0.8～1.5h，也可以为1.4～2h。在某些优选的实施方式中，为2h、1.5h、1h和0.5h。
本发明的第三方面保护如上文所述的羟基丙烯酸水分散体作为原料在制备涂料中的用途。
本发明的第四方面保护一种涂料，所述涂料包含如上文所述的羟基丙烯酸水分散体。
根据本发明的技术方案，以涂料的总质量为基准计，所述的羟基丙烯酸水分散体的添加量为10～50wt％。使用时，将涂料混合，放置20～40min后，进行喷涂。
优选地，所述的羟基丙烯酸水分散体的添加量可以为20～35wt％，也可以为30～45wt％，也可以为40～50wt％。在某些优选的实施方式中，为37.8wt％。
根据本发明的技术方案，所述涂料还包括固化剂、颜填料和添加剂中的一种或多种。
优选地，所述的固化剂选自水性异氰酸酯固化剂。
优选地，以涂料的总质量为基准计，所述的固化剂的添加量为10～35wt％。
优选地，所述的颜填料选自炭黑和沉淀硫酸钡中的一种或两种。
更优选地，以涂料的总质量为基准计，所述的颜填料的添加量为5～20wt％。
优选地，所述的添加剂选自分散剂、消泡剂、流平剂、润湿剂和增稠剂中的一种或多种。
更优选地，以涂料的总质量为基准计，所述的添加剂的添加量为0.5～2wt％。
更优选地，所述的分散剂选自BYK-190、BYK-192、BYK-2012中的一种或多种的组合。
更优选地，以添加剂的总质量为基准计，所述的分散剂的添加量为20～40wt％。
更优选地，所述的消泡剂选自BYK-012。
更优选地，以添加剂的总质量为基准计，所述的消泡剂的添加量为5～20wt％。
更优选地，所述的流平剂选自BYK-345。
更优选地，以添加剂的总质量为基准计，所述的流平剂的添加量为5～20wt％。
更优选地，所述的润湿剂选自BYK-180。
更优选地，以添加剂的总质量为基准计，所述的润湿剂的添加量为10～30wt％。
更优选地，所述的增稠剂为膨润土增稠剂。
更优选地，以添加剂的总质量为基准计，所述的增稠剂的添加量为20～40wt％。
本发明的第五方面保护一种涂层，由上文所述的涂料涂敷获得。
本发明的第六方面保护一种包含上文所述的涂层的制品，包括上文所述的涂层以及由涂层所覆盖的构件。
根据本发明的技术方案，所述构件为金属构件和非金属构件中的一种或两种的组合。
优选地，所述构件为碳钢构件。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明将植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、热引发剂、链转移剂和醇醚类溶剂混合形成羟基丙烯酸水分散体，由于植酸较大的侧链基团，可有效的降低通过自由基合成得到的羟基丙烯酸树脂的黏度，优化了传统羟基丙烯酸树脂的制备工艺。
2)本发明的羟基丙烯酸水分散体含有植酸，其含有大量磷酸根离子，能与金属构件被腐蚀的金属离子如铁离子，进行螯合生成致密的保护膜，从而隔绝空气中的氧、水继续与金属接触，抑制金属进一步被腐蚀，延缓了金属的腐蚀。
3)本发明的羟基丙烯酸水分散体的制备工艺简单，不需要无水、无氧操作和高压反应操作，有利于规模化生产。
附图说明
图1显示为本发明的实施例1得到的羟基丙烯酸水分散体的扫描电镜图。
图2显示为本发明的应用例中将涂料喷涂到金属构件表面形成的涂层的扫描电镜图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
本发明的羟基丙烯酸水分散体的原料组成包括：植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚、丙烯酸酯单体混合物(甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯)、热引发剂、链转移剂、醇醚类溶剂、去离子水。首先通过缩合方法制备植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚，然后将其与丙烯酸酯单体混合物混合，加入热引发剂与链连转移剂，以醇醚类溶剂为反应溶剂，通过溶液聚合得到聚合物树脂，再滴加水，通过相转换法得到羟基丙烯酸水分散体。得到的羟基丙烯酸水分散体加入各种助剂，以及防锈颜填料，配制得到水性漆后，加入水性聚氨酯固化剂涂布于金属构件表面，能提高金属构件的光泽度，在装饰的同时，起到防锈保护的效果。
本申请以下实施例和对比例中，所用各原料组分的来源及参数见表1所示。
表1原料来源及参数
原料 厂家和型号
水性分散剂 BYK-190(德国毕克)
水性消泡剂 BYK-012(德国毕克)
水性流平剂 BYK-345(德国毕克)
水性润湿剂 BYK-180(德国毕克)
水性分散剂 BYK-190(德国毕克)
炭黑 卡博特碳黑660R
膨润土增稠剂 BENTONE LT(德谦海明斯)
水性聚氨酯固化剂 Desmodur XP2599
实施例1
本实施例中，提供羟基丙烯酸水分散体及其制备方法，包括如下：
植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚的制备方法，包括如下步骤：
将甲基丙烯酸缩水甘油醚与丙二醇甲醚混合，升高温度至60℃，逐步滴加植酸水溶液，滴加时间为5h，然后在60℃搅拌反应12h，冷却，得到植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚。其中，植酸水溶液的浓度为60wt％；植酸水溶液、甲基丙烯酸缩水甘油醚和丙二醇甲醚的质量比为5:75:20。
羟基丙烯酸水分散体的配方表见表2。
表2
Figure BDA0003756215490000081
羟基丙烯酸水分散体的制备方法，包括如下步骤：
1)甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚混合、热引发剂和链转移剂混合，得到混合物A。
2)将醇醚类溶剂倒入反应釜中，升温至100℃，搅拌速度控制在50转/分，将混合物A逐滴滴加入醇醚类溶剂中，反应6h；然后于120℃保温6小时，降温至60℃，进行后处理，得到混合物B。
3)混合物B与胺类中和剂进行中和反应，去除多余的植酸，得到混合物C，混合物C的pH值为8。
4)将混合物C于60℃下和转速为500转/分下进行搅拌，逐滴滴加去离子水，滴加时间为2h，滴加完毕后，于转速为100转/分下搅拌2h，然后冷却到室温，通过相转换法，得到羟基丙烯酸水分散体。
图1为本实施例得到的羟基丙烯酸水分散体的扫描电镜图。
从图1可知，本发明的羟基丙烯酸水分散体经各原料成分协同作用，促进油性酸酯单体混合物在水相体系的均匀分散，使其呈现均匀颗粒状分散。
实施例2
本实施例中，提供羟基丙烯酸水分散体及其制备方法，包括如下：
植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚的制备方法，包括如下步骤：
将甲基丙烯酸缩水甘油醚与丙二醇甲醚混合，升高温度至65℃，逐步滴加植酸水溶液，滴加时间为4h，然后在60℃搅拌反应10h，冷却，得到植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚。其中，植酸水溶液的浓度为55wt％；植酸水溶液、甲基丙烯酸缩水甘油醚和丙二醇甲醚的质量比为15:60:25。
羟基丙烯酸水分散体的配方表见表3。
表3
Figure BDA0003756215490000091
羟基丙烯酸水分散体的制备方法，包括如下步骤：
1)甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚、热引发剂和链转移剂混合，得到混合物A。
2)将醇醚类溶剂倒入反应釜中，升温至105℃，搅拌速度控制在100转/分，将混合物A逐滴滴加入醇醚类溶剂中，滴加时间为5h；然后于130℃保温5h，降温至65℃，进行后处理，得到混合物B。
3)混合物B与胺类中和剂进行中和反应，去除多余的植酸，得到混合物C，混合物C的pH值为8。
4)将混合物C于55℃下和转速为600转/分下进行搅拌，逐滴滴加去离子水，滴加时间为1.5h，滴加完毕后，于转速为180转/分下搅拌1.5h，然后冷却到室温，通过相转换法，得到羟基丙烯酸水分散体。
实施例3
本实施例中，提供羟基丙烯酸水分散体及其制备方法，包括如下：
植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚的制备方法，包括如下步骤：
将甲基丙烯酸缩水甘油醚与丙二醇甲醚混合，升高温度至75℃，逐步滴加植酸水溶液，滴加时间为1h，然后在75℃搅拌反应8h，冷却，得到植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚。其中，植酸水溶液的浓度为45wt％；植酸水溶液、甲基丙烯酸缩水甘油醚和丙二醇甲醚的质量比为8:62:30。
羟基丙烯酸水分散体的配方表见表4。
表4
Figure BDA0003756215490000101
羟基丙烯酸水分散体的制备方法，包括如下步骤：
1)甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚混合、热引发剂和链转移剂混合，得到混合物A。
2)将醇醚类溶剂倒入反应釜中，升温至115℃，搅拌速度控制在150转/分，将混合物A逐滴滴加入醇醚类溶剂中，滴加时间为4h；然后于135℃保温4.5h，降温至75℃，进行后处理，得到混合物B。
3)混合物B与胺类中和剂进行中和反应，去除多余的植酸，得到混合物C，混合物C的pH值为8。
4)将混合物C于45℃下和转速为700转/分下进行搅拌，逐滴滴加去离子水，滴加时间为1h，滴加完毕后，于转速为120转/分下搅拌1h，然后冷却到室温，通过相转换法，得到羟基丙烯酸水分散体。
实施例4
本实施例中，提供羟基丙烯酸水分散体及其制备方法，包括如下：
植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚的制备方法，包括如下步骤：
将甲基丙烯酸缩水甘油醚与丙二醇甲醚混合，升高温度至80℃，逐步滴加植酸水溶液，滴加时间为0.5h，然后在80℃搅拌反应6h，冷却，得到植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚。其中，植酸水溶液的浓度为40wt％；植酸水溶液、甲基丙烯酸缩水甘油醚和丙二醇甲醚的质量比为12:73:15。
羟基丙烯酸水分散体的配方表见表5。
表5
Figure BDA0003756215490000102
Figure BDA0003756215490000111
羟基丙烯酸水分散体的制备方法，包括如下步骤：
1)甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚混合、热引发剂和链转移剂混合，得到混合物A。
2)将醇醚类溶剂倒入反应釜中，升温至120℃，搅拌速度控制在200转/分，将混合物A逐滴滴加入醇醚类溶剂中，滴加时间为3h；然后于140℃保温4小时，降温至80℃，进行后处理，得到混合物B。
3)混合物B与胺类中和剂进行中和反应，去除多余的植酸，得到混合物C，混合物C的pH值为8。
4)将混合物C于40℃下和转速为800转/分下进行搅拌，逐滴滴加去离子水，滴加时间为0.5h，滴加完毕后，于转速为200转/分下搅拌0.5h，然后冷却到室温，通过相转换法，得到羟基丙烯酸水分散体。
应用例
采用实施例1-4得到的羟基丙烯酸水分散体按照表6的配方，与B组分复配制备并获得涂料。
表6
Figure BDA0003756215490000112
Figure BDA0003756215490000121
将A组分与B组分混合搅拌均匀后，放置0.5h后，涂布于金属构件表面形成包含涂层的制品，放置7天，测试涂层的性能，如硬度、柔韧性、附着力、耐冲击力和耐盐雾性质，结果见表7。
硬度：依照标准《GB/T 6739-2006色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》进行。
柔韧性：依照标准《GB/T 1731-1993漆膜柔韧性测定法》进行。
附着力：依照标准《GB/T 9286-1998色漆和清漆划格试验》进行。
耐冲击力：依照标准《GB/T1732-1993漆膜耐冲击性测定法》进行。
耐盐雾性质：依照标准《ASTM B117盐雾试验标准》进行。
光泽度：依照标准《ASTM-C584卫生陶瓷器具和有关制品的透光光泽度的试验方法》进行。
表7
Figure BDA0003756215490000122
从表7可知，采用本发明的羟基丙烯酸水分散体与其他组分形成的涂料，经喷涂于金属构件表面形成的涂层具有较好力学性能，如耐冲击性高、柔韧性较低、附着力等级高，以及高光泽性能。此外，由于涂层中植酸组分的有机结合，涂层表现出良好的耐盐雾性质，从而有助于防止金属被腐蚀。
将实施例1得到的涂料涂布于金属构件表面形成涂层，采用扫描电镜观察涂层，结果见图2。
图2为本应用例中将涂料喷涂到金属构件表面形成的涂层的扫描电镜图。
从图2可知，涂层呈现均匀平整状态，表明两相相容性较好，漆膜均匀致密，有利于涂层力学性能与防腐性能的提高。
对比例1
本对比例1，与实施例1不同之处在于：未用植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚，其余均同实施例1，得到羟基丙烯酸水分散体，然后与表6中B组分复配制成涂料，喷涂于碳钢表面。结果见表7。
本发明的植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚与丙烯酸酯单体混合物、热引发剂、链转移剂和醇醚类溶剂形成的羟基丙烯酸水分散体，由于植酸较大的侧链基团，可有效的降低通过自由基合成得到的羟基丙烯酸的黏度，优化了传统羟基丙烯酸的制备工艺。此外，本发明的羟基丙烯酸水分散体含有大量磷酸根离子，能与金属构件被腐蚀的金属离子如铁离子，进行螯合生成致密的保护膜，从而隔绝空气中的氧、水继续与金属接触，抑制金属进一步被腐蚀，延缓了金属的腐蚀。将本发明的羟基丙烯酸水分散体与其他组分复配后喷涂于金属构件的表面形成涂层，室温下放置7天，附着力1级，硬度2H，耐盐雾大于300h，光泽度高达95。此外，本发明的羟基丙烯酸水分散体的制备工艺简单，不需要无水、无氧操作和高压反应操作，有利于规模化生产。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种羟基丙烯酸水分散体，其特征在于，包括如下原料组分及重量份：
Figure FDA0003756215480000011
2.如权利要求1所述的羟基丙烯酸水分散体，其特征在于，所述的植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚的制备方法，包括如下步骤：
甲基丙烯酸缩水甘油醚与溶剂混合，加入植酸水溶液进行反应，得到所述的植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚。
3.如权利要求2所述的羟基丙烯酸水分散体，其特征在于，所述的反应温度为60～80℃；
和/或，所述的溶剂为丙二醇甲醚；
和/或，所述的植酸水溶液、甲基丙烯酸缩水甘油醚和溶剂的质量比为(5～15)：(60～75)：(15～30)；
和/或，所述的植酸水溶液的浓度40％～60wt％。
4.如权利要求1所述的羟基丙烯酸水分散体，其特征在于，包括如下技术特征的至少一项：A1)所述的醇醚类溶剂选自乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚和二乙二醇丁醚中的一种或多种；
A2)所述的胺类中和剂选自N,N’-二甲基乙醇胺和三乙胺中的一种或两种；
A3)所述的热引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化二叔戊基过氧化二叔戊基和偶氮二异丁腈中的一种或多种；
A4)所述的链转移剂选自叔十二烷基硫醇和3-巯基丙酸异辛酯中的一种或两种。
5.如权利要求1-4任一项所述的羟基丙烯酸水分散体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油醚混合、热引发剂和链转移剂混合，得到混合物A；
2)所述的混合物A与醇醚类溶剂反应，进行后处理，得到混合物B；
3)所述的混合物B与胺类中和剂进行中和反应，得到混合物C；
4)所述的混合物C与水混合，得到所述的羟基丙烯酸水分散体。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，2)中，所述的反应温度为100℃～120℃；
和/或，2)中，所述的后处理为：升温至120℃～140℃，然后降温至60℃～80℃；
和/或，3)中，所述的混合物C的pH值为7～9；
和/或，4)中，混合时，所需的温度为40℃～60℃。
7.如权利要求1-4任一项所述的羟基丙烯酸水分散体作为原料在制备涂料中的用途。
8.一种涂料，其特征在于，所述的涂料包含如权利要求1-4任一项所述的羟基丙烯酸水分散体；优选地，以涂料的总质量为基准计，所述的羟基丙烯酸水分散体的添加量为10～50wt％。
9.一种涂层，其特征在于，所述的涂层由如权利要求8所述的涂料涂敷获得。
10.一种制品，其特征在于，所述的制品包括如权利要求9所述的涂层以及由涂层所覆盖的构件。
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