CN116751475A - 一种含eep组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含EEP组合物及其制备方法和应用，包括如下质量份数的成分：丙烯酸乳液50‑100份、改性丙烯酸酯10‑20份、改性填料5‑15份、乳化剂1‑3份、助剂1‑3份、EEP10‑20份、溶剂；其中，所述改性丙烯酸酯为双酚化合物、异氰尿酸三缩水甘油酯的反应产物与丙烯酸反应所得；所述改性填料为经羟基化处理的填料与硅烷偶联剂反应所得；所述乳化剂为甲基丙烯酰氧乙基十二烷基二甲基溴化铵。本发明采用双酚化合物、异氰尿酸三缩水甘油酯、丙烯酸为原料制备改性丙烯酸酯，并与改性填料、特定乳化剂等成分复配，有效提升了涂料组合物的稳定性，同时保证了产品的外观和机械性能，克服了现有产品中存在的缺陷。

Description

一种含EEP组合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别是涉及一种含EEP组合物及其制备方法和应用。

背景技术

在汽车表面喷涂车漆是车辆生产中必不可少的步骤，车漆对车辆具有重要的修饰、美化以及保护作用。

目前的车漆通常采用添加树脂的方式提高对车辆的保护作用，实现耐热性、耐水性、耐腐蚀性以及附着力的提升。然而车漆涂料中通常含有污染性、毒性较强的溶剂，例如甲苯、二甲苯等，这些有机挥发性化合物不仅破坏了人类赖以生存的大气生态环境，而且还可能对人类自身的健康造成危害，因此具有较大风险。

现有的环境友好型车漆涂料在降低污染方面取得了较大改善，在生产过程中大大降低了毒性物质的使用，然而该类产品目前仍存在较多性能缺陷，例如稳定性较低、防锈蚀效果不理想、成本较高、不够美观等，已难以满足市场的需求。

综上所述，亟需研发一种新的技术方案，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

基于此，本发明开发了一种含EEP（3-乙氧基丙酸乙酯）组合物及其制备方法和应用。本发明采用双酚化合物、异氰尿酸三缩水甘油酯、丙烯酸为原料制备改性丙烯酸酯，并与改性填料、特定乳化剂等成分复配，且采用环保溶剂EEP替代传统有机溶剂，各组分间具有良好的相容性，有效提升了涂料组合物的稳定性，同时保证了产品的外观和机械性能，降低了对环境和人体的危害，克服了现有产品中存在的缺陷。

本发明的一个目的在于，提供一种含EEP组合物，所述含EEP组合物包括如下质量份数的成分：

丙烯酸乳液 50-100份

改性丙烯酸酯 10-20份

改性填料 5-15份

乳化剂 1-3份

助剂 1-3份

EEP 10-20份

溶剂；

其中，所述改性丙烯酸酯为双酚化合物、异氰尿酸三缩水甘油酯的反应产物与丙烯酸反应所得；

所述改性填料为经羟基化处理的填料与硅烷偶联剂反应所得；

所述乳化剂为甲基丙烯酰氧乙基十二烷基二甲基溴化铵（DMDB）。

进一步地，所述改性丙烯酸酯的制备方法包括如下步骤：

S1. 将双酚化合物、异氰尿酸三缩水甘油酯、催化剂加入溶剂中，在惰性气体氛围下加热反应，冷却后进行沉降、洗涤、干燥，得到中间产物；

S2. 将所述中间产物、阻聚剂加入溶剂中，加热搅拌并加入催化剂和丙烯酸的混合溶液，反应后进行沉降、洗涤、干燥得到所述改性丙烯酸酯。

进一步地，步骤S1中，所述加热反应的温度为60-70℃。

进一步地，步骤S2中，所述加热搅拌的温度为80-100℃。

进一步地，所述助剂选自分散剂、消泡剂、成膜助剂、润湿剂、抗氧化剂、增稠剂中的一种或多种。

进一步地，所述分散剂包括纤维素醚类分散剂。

进一步地，所述改性填料的制备方法包括如下步骤：

将经羟基化处理的填料加入乙醇中，超声，并加入硅烷偶联剂，加热反应，得到所述改性填料。

进一步地，所述填料选自二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、碳化硅、黑铅、氮化硼、氧化镁、氧化锌、氮化铝、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。

本发明的另一个目的在于，提供上述含EEP组合物的制备方法，包括如下步骤：

将丙烯酸乳液、改性丙烯酸酯、改性填料、乳化剂、助剂和EEP混合后，加热搅拌，分散均匀，得到所述含EEP组合物。

本发明的另一个目的在于，提供上述含EEP组合物在车漆中的应用。

本发明具有以下有益效果：

1. 本发明提供的含EEP组合物中含有改性丙烯酸酯，该材料与丙烯酸乳液具有良好的相容性，且具有超支化结构，因此能够形成更加立体、稳定的交联结构；并且，其中引入了大量有机官能团，包括羟基、酯基、环氧基、苯环、三嗪环等，因此活性更高，且易与具有羟基、醚键的改性填料、纤维素醚等成分形成协同效应，产生较强分子间作用力，进一步增强分散效果，有利于构筑更加稳定、均匀的结构。

2. 本发明采用甲基丙烯酰氧乙基十二烷基二甲基溴化铵作为乳化剂，该成分具有良好的乳化能力，能够在溶液中形成胶束，大大降低了表面张力，促进了组合物中各成分更均匀的分散于体系中，从而实现了涂料外观、机械性能的提升。

3. 本发明采用EEP替代传统毒性较大的溶剂，有效降低了涂料企业生产过程中的污染，以及污染物治理成本，对环境更加友好，并减少了对人体健康的影响，将本发明的含EEP组合物应用于车漆等涂料领域中具有良好的技术效果，硬度、耐腐蚀性、稳定性优异，能够满足市场对产品性能的需求，应用前景广阔。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，列举如下实施例。实施例中所出现的原料、反应和后处理手段，除非特别声明，均为市面上常见原料，以及本领域技术人员所熟知的技术手段。

本发明中的词语“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

应当理解，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用成分的量或所有数字，应被理解为在所有情况下，被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本发明所要获得的期望性能而变化的近似值。

本发明实施例中的丙烯酸乳液为水性丙烯酸VN960乳液。

本发明实施例中的乳化剂为甲基丙烯酰氧乙基十二烷基二甲基溴化铵。

本发明实施例中的助剂为羟丙基纤维素。

本发明实施例中的溶剂为体积比1:1的乙醇和水。

本发明实施例中改性丙烯酸酯的制备方法包括如下步骤：

S1. 将双酚A、异氰尿酸三缩水甘油酯（双酚A:异氰尿酸三缩水甘油酯=1:1，n/n）和四丁基溴化铵（反应体系0.8 wt%）加入四氢呋喃中，在氮气氛围下65℃加热反应50 h，冷却后加入环己烷进行沉降，用去离子水、乙醚洗涤后，进行真空干燥，得到中间产物；

S2. 将所述中间产物、阻聚剂对苯二酚（反应体系1 wt%）加入溶剂1,4-二氧六环中，100℃加热搅拌并滴加催化剂DMA和丙烯酸的混合液（中间产物中的环氧基:丙烯酸=2:1，n/n，DMA用量为反应体系0.8 wt%），然后间隔30 min检测酸值，酸值不再变化即反应结束，冷却后采用去离子水进行沉降、洗涤，真空干燥后得到所述改性丙烯酸酯。

本发明实施例中改性填料的制备方法包括如下步骤：

将1 g二氧化钛粉末浸泡于50 mL浓度为5 mol/L氢氧化钠溶液中，超声处理3 h，然后洗涤至中性，干燥后与5 g葡萄糖混合，球磨处理（球料比5:1）12 h，经洗涤、离心、干燥得到羟基化的二氧化钛；

将所述羟基化的二氧化钛加入足量乙醇中，超声，并加入0.2 g硅烷偶联剂KH-560，80℃反应1 h，得到改性二氧化钛。

本发明实施例中的“份”均指质量份数。

实施例1

一种含EEP组合物，包括如下质量份数的成分：

丙烯酸乳液 50份

改性丙烯酸酯 10份

改性填料 5份

乳化剂 1份

助剂 1份

EEP 10份

溶剂 30份；

上述含EEP组合物的制备方法，包括如下步骤：

按上述质量份数，将丙烯酸乳液、改性丙烯酸酯、改性填料、乳化剂、助剂、EEP和溶剂混合后，70℃搅拌60 min，分散均匀，冷却得到所述含EEP组合物。

实施例2

一种含EEP组合物，包括如下质量份数的成分：

丙烯酸乳液 100份

改性丙烯酸酯 20份

改性填料 10份

乳化剂 2份

助剂 3份

EEP 20份

溶剂 60份；

上述含EEP组合物的制备方法，包括如下步骤：

按上述质量份数，将丙烯酸乳液、改性丙烯酸酯、改性填料、乳化剂、助剂、EEP和溶剂混合后，80℃搅拌90 min，分散均匀，冷却得到所述含EEP组合物。

实施例3

一种含EEP组合物，包括如下质量份数的成分：

丙烯酸乳液 75份

改性丙烯酸酯 15份

改性填料 8份

乳化剂 1.5份

助剂 1.5份

EEP 15份

溶剂 45份；

上述含EEP组合物的制备方法，包括如下步骤：

按上述质量份数，将丙烯酸乳液、改性丙烯酸酯、改性填料、乳化剂、助剂、EEP和溶剂混合后，70℃搅拌90 min，分散均匀，冷却得到所述含EEP组合物。

对比例1

一种组合物，本对比例与实施例1的区别在于：将改性丙烯酸酯等质量份数地替换为聚丙烯酸树脂（采购自浙江三赢新材料有限公司），其他成分及制备方法与实施例1相同。

对比例2

一种组合物，本对比例与实施例1的区别在于：将改性填料等质量份数地替换为普通二氧化钛，其他成分及制备方法与实施例1相同。

对比例3

一种组合物，本对比例与实施例1的区别在于：将乳化剂等质量份数地替换为十二烷基硫酸钠，其他成分及制备方法与实施例1相同。

测试例

对实施例1-3和对比例1-3制备的组合物样品进行性能测试。

测试方法：

按照GB/T 6739-2006进行硬度测试。

耐腐蚀性测试：按照GB/T1727-92制备涂膜涂刷于马口铁片表面，自然固化24 h后放入60℃干燥箱中干燥6 h，然后置于3.5% NaCl溶液中50日，每日检查涂层外观是否变化。

稳定性测试：将涂覆有组合物的马口贴片置于50℃烘箱中，30日后取出，检查涂层外观是否变化。

测试结果如表1所示。

表1 性能测试结果

根据表1可以得出，本发明实施例制备的含EEP组合物具有较高的硬度，明显优于替换了改性丙烯酸酯或改性填料、乳化剂的对比例1-3；同时在盐水或高温环境中，本发明的组合物依然具有较好稳定性，外观平整光亮，未出现腐蚀、开裂、脱落等现象，证明本发明中的多种组分之间具有良好协同效应，进一步增强了产品稳定性。本发明在保证产品机械性能的同时具有较强稳定性，因此本发明克服了现有产品中的缺陷，具有良好的应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种含EEP组合物，其特征在于，所述含EEP组合物包括如下质量份数的成分：

丙烯酸乳液 50-100份

改性丙烯酸酯 10-20份

改性填料 5-15份

乳化剂 1-3份

助剂 1-3份

EEP 10-20份

溶剂；

其中，所述改性丙烯酸酯为双酚化合物、异氰尿酸三缩水甘油酯的反应产物与丙烯酸反应所得；

所述改性填料为经羟基化处理的填料与硅烷偶联剂反应所得；

所述乳化剂为甲基丙烯酰氧乙基十二烷基二甲基溴化铵。

2.根据权利要求1所述含EEP组合物，其特征在于，所述改性丙烯酸酯的制备方法包括如下步骤：

S1. 将双酚化合物、异氰尿酸三缩水甘油酯、催化剂加入溶剂中，在惰性气体氛围下加热反应，冷却后进行沉降、洗涤、干燥，得到中间产物；

S2. 将所述中间产物、阻聚剂加入溶剂中，加热搅拌并加入催化剂和丙烯酸的混合溶液，反应后进行沉降、洗涤、干燥得到所述改性丙烯酸酯。

3.根据权利要求2所述含EEP组合物，其特征在于，步骤S1中，所述加热反应的温度为60-70℃。

4.根据权利要求2所述含EEP组合物，其特征在于，步骤S2中，所述加热搅拌的温度为80-100℃。

5.根据权利要求1所述含EEP组合物，其特征在于，所述助剂选自分散剂、消泡剂、成膜助剂、润湿剂、抗氧化剂、增稠剂中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述含EEP组合物，其特征在于，所述分散剂包括纤维素醚类分散剂。

7.根据权利要求1所述含EEP组合物，其特征在于，所述改性填料的制备方法包括如下步骤：

将经羟基化处理的填料加入乙醇中，超声，并加入硅烷偶联剂，加热反应，得到所述改性填料。

8.根据权利要求7所述含EEP组合物，其特征在于，所述填料选自二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、碳化硅、黑铅、氮化硼、氧化镁、氧化锌、氮化铝、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。

9.权利要求1-8任一项所述含EEP组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将丙烯酸乳液、改性丙烯酸酯、改性填料、乳化剂、助剂和EEP混合后，加热搅拌，分散均匀，得到所述含EEP组合物。

10.权利要求1-8任一项所述含EEP组合物在车漆中的应用。