CN117801615A - 一种低voc耐磨涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低VOC耐磨涂料，该水性防滑涂料由A组分和B组分组成，所述A组分包括100重量份丙烯酸乳液、10‑20重量份改性热塑性丁笨橡胶防滑颗粒、10‑30重量份的水以及20‑30份功能性助剂，所述B组分为水性丙烯酸固化剂。本发明的这些组分之间的相互作用可以产生协同效应，增强防滑性能。介孔二氧化硅的微观结构可以提供额外的表面纹理，热塑性丁笨橡胶的弹性变形和黏附性能可以增加接触点，PVA的润湿性和黏附性可以改善湿润条件下的性能，而多个组分的共同作用可以在不同条件下提供更好的防滑性能。
Description
技术领域
本公开涉及一种低VOC耐磨涂料及其制备方法。
背景技术
传统的涂料通常含有高浓度的挥发性有机化合物(VOCs)，这些VOCs在涂料施工和干燥过程中挥发到大气中，对空气质量和环境造成污染。因此，制备低VOC涂料的技术背景与减少对环境的负面影响和改善室内空气质量密切相关。
同时，政府部门在很多地方实施了限制VOC排放的法规和标准，以降低涂料对大气的负面影响。因此，涂料制造商受到法规约束，需要研发和生产低VOC涂料以符合法规要求。
此外，低VOC涂料还需要具备良好的耐磨性和耐久性，以满足各种应用的需求，包括地板、墙壁、家具等。
发明内容
为了解决上述问题，本公开提供一种低VOC耐磨涂料，所述涂料由以下物质和重量份制备而成：
水10重量份、丙二醇10-20重量份、己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物20-30重量份、丙烯酸酯单体10-30重量份、不饱和羧酸单体15-20重量份、含羟基丙烯酸酯单体10-20重量份、环氧基有机硅氧烷5-10重量份、苯乙烯1-4重量份、引发剂1-5重量份。
所述己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物的制备方法为：
在氮气保护下，反应釜中加入己二酸和叔碳酸缩水甘油酯，搅拌条件下升高温度至145-155℃进行开环反应，在145-155℃下保温3-6小时，得到己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物。
所述丙烯酸酯单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种。
所述不饱和羧酸单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐中的一种或几种。
所述含羟基丙烯酸酯单体选自羟基丙烯酸乙酯、羟基丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种。
一种低VOC耐磨涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将水10重量份、丙二醇10-20重量份、己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物20-30重量份投入反应釜中，并升温至80-90℃；
将丙烯酸酯单体10-30重量份、不饱和羧酸单体15-20重量份、含羟基丙烯酸酯单体10-20重量份、环氧基有机硅氧烷5-10重量份、苯乙烯1-4重量份、引发剂1-5重量份加入反应釜中，在搅拌条件下，同时保持反应温度在140-150℃范围内，在加料结束后，让反应釜内的混合物在140-150℃下保温1-3小时，确保反应充分进行；最终得到水性丙烯酸树脂。
己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物的制备方法为：
在氮气保护下，反应釜中加入己二酸和叔碳酸缩水甘油酯，搅拌条件下升高温度至145-155℃进行开环反应，在145-155℃下保温3-6小时，得到己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物。
所述丙烯酸酯单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种。
所述不饱和羧酸单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐中的一种或几种。
所述含羟基丙烯酸酯单体选自羟基丙烯酸乙酯、羟基丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种。
本发明涂料中的环氧基有机硅氧烷与丙烯酸树脂中的羧基进行反应，形成交联结构。这种交联结构提高了涂层的硬度、耐磨性和耐化学品性，同时降低了涂层的吸水率和膨胀系数。环氧基有机硅氧烷具有优异的耐磨性和耐候性，其在涂层中形成坚韧的硅氧烷网状结构，有效提高涂层的耐磨性能。同时，涂料中的苯乙烯等原料也有助于提高涂层的硬度和耐磨性。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其它特征、方面和优点。
具体实施方案
本发明提供了一种低VOC耐磨涂料，所述涂料由以下物质和重量份制备而成：
水10重量份、丙二醇10-20重量份、己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物20-30重量份、丙烯酸酯单体10-30重量份、不饱和羧酸单体15-20重量份、含羟基丙烯酸酯单体10-20重量份、环氧基有机硅氧烷5-10重量份、苯乙烯1-4重量份、引发剂1-5重量份。本发明实用了较多的环氧基有机硅氧烷，也能保证反应的进行且具有很好的耐磨性。
作为一种优选的实施例，所述己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物的制备方法为：
在氮气保护下，反应釜中加入己二酸和叔碳酸缩水甘油酯，搅拌条件下升高温度至145-155℃进行开环反应，在145-155℃下保温3-6小时，得到己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物。
作为一种优选的实施例，所述丙烯酸酯单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种。
作为一种优选的实施例，所述不饱和羧酸单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐中的一种或几种。
作为一种优选的实施例，所述含羟基丙烯酸酯单体选自羟基丙烯酸乙酯、羟基丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种。
作为一种优选的实施例，一种低VOC耐磨涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将水10重量份、丙二醇10-20重量份、己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物20-30重量份投入反应釜中，并升温至80-90℃；选用了水10重量份、丙二醇10-20重量份，保证了反应的进行且减少了挥发性溶剂的使用。
将丙烯酸酯单体10-30重量份、不饱和羧酸单体15-20重量份、含羟基丙烯酸酯单体10-20重量份、环氧基有机硅氧烷5-10重量份、苯乙烯1-4重量份、引发剂1-5重量份加入反应釜中，在搅拌条件下，同时保持反应温度在140-150℃范围内，在加料结束后，让反应釜内的混合物在140-150℃下保温1-3小时，确保反应充分进行；最终得到水性丙烯酸树脂。
己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物的制备方法为：
在氮气保护下，反应釜中加入己二酸和叔碳酸缩水甘油酯，搅拌条件下升高温度至145-155℃进行开环反应，在145-155℃下保温3-6小时，得到己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物。
作为一种优选的实施例，所述丙烯酸酯单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种。
作为一种优选的实施例，所述不饱和羧酸单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐中的一种或几种。
作为一种优选的实施例，所述含羟基丙烯酸酯单体选自羟基丙烯酸乙酯、羟基丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种。
具体的实验如下：
材料来源：
本发明实施例涉及的化合物都是通过市场购买得到。
实施例1
将水10重量份、丙二醇10重量份、己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物20重量份投入反应釜中，并升温至80-90℃；
将丙烯酸酯单体20重量份、不饱和羧酸单体20重量份、含羟基丙烯酸酯单体10重量份、环氧基有机硅氧烷8重量份、苯乙烯4重量份、引发剂3重量份加入反应釜中，在搅拌条件下，同时保持反应温度在140-150℃范围内，在加料结束后，让反应釜内的混合物在140-150℃下保温1-3小时，确保反应充分进行；最终得到水性丙烯酸树脂。
己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物的制备方法为：
在氮气保护下，反应釜中加入1.1mol的己二酸和2mol的叔碳酸缩水甘油酯，搅拌条件下升高温度至145-155℃进行开环反应，在145-155℃下保温3-6小时，得到己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物。
实施例2
将水10重量份、丙二醇15重量份、己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物30重量份投入反应釜中，并升温至80-90℃；
将丙烯酸酯单体20重量份、不饱和羧酸单体15重量份、含羟基丙烯酸酯单体10重量份、环氧基有机硅氧烷8重量份、苯乙烯3重量份、引发剂3重量份加入反应釜中，在搅拌条件下，同时保持反应温度在140-150℃范围内，在加料结束后，让反应釜内的混合物在140-150℃下保温1-3小时，确保反应充分进行；最终得到水性丙烯酸树脂。
己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物的制备方法为：
在氮气保护下，反应釜中加入1.1mol的己二酸和2mol的叔碳酸缩水甘油酯，搅拌条件下升高温度至145-155℃进行开环反应，在145-155℃下保温3-6小时，得到己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物。
实施例3
将水10重量份、丙二醇10重量份、己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物20重量份投入反应釜中，并升温至80-90℃；
将丙烯酸酯单体20重量份、不饱和羧酸单体20重量份、含羟基丙烯酸酯单体10重量份、环氧基有机硅氧烷9重量份、苯乙烯3重量份、引发剂3重量份加入反应釜中，在搅拌条件下，同时保持反应温度在140-150℃范围内，在加料结束后，让反应釜内的混合物在140-150℃下保温1-3小时，确保反应充分进行；最终得到水性丙烯酸树脂。
己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物的制备方法为：
在氮气保护下，反应釜中加入1.1mol的己二酸和2mol的叔碳酸缩水甘油酯，搅拌条件下升高温度至145-155℃进行开环反应，在145-155℃下保温3-6小时，得到己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物。
耐磨性按照GB/T1768-79(89)测定。实施例1-3的水性丙烯酸树脂200次不露底。与实施例1相同，使用了环氧基有机硅氧烷4重量份，低于5重量份，则110次出现了露底现象，说明耐磨性不佳。而不加入环氧基有机硅氧烷则仅仅在80次就出现了露底现象。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种低VOC耐磨涂料，其特征在于，所述涂料由以下物质和重量份制备而成：
水10重量份、丙二醇10-20重量份、己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物20-30重量份、丙烯酸酯单体10-30重量份、不饱和羧酸单体15-20重量份、含羟基丙烯酸酯单体10-20重量份、环氧基有机硅氧烷5-10重量份、苯乙烯1-4重量份、引发剂1-5重量份。
2.根据权利要求1所述的一种低VOC耐磨涂料，其特征在于，所述己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物的制备方法为：
在氮气保护下，反应釜中加入己二酸和叔碳酸缩水甘油酯，搅拌条件下升高温度至145-155℃进行开环反应，在145-155℃下保温3-6小时，得到己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物。
3.根据权利要求1所述的一种低VOC耐磨涂料，其特征在于，所述丙烯酸酯单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种低VOC耐磨涂料，其特征在于，所述不饱和羧酸单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种低VOC耐磨涂料，其特征在于，所述含羟基丙烯酸酯单体选自羟基丙烯酸乙酯、羟基丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种。
6.一种低VOC耐磨涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
将水10重量份、丙二醇10-20重量份、己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物20-30重量份投入反应釜中，并升温至80-90℃；
将丙烯酸酯单体10-30重量份、不饱和羧酸单体15-20重量份、含羟基丙烯酸酯单体10-20重量份、环氧基有机硅氧烷5-10重量份、苯乙烯1-4重量份、引发剂1-5重量份加入反应釜中，在搅拌条件下，同时保持反应温度在140-150℃范围内，在加料结束后，让反应釜内的混合物在140-150℃下保温1-3小时，确保反应充分进行；最终得到水性丙烯酸树脂。
7.根据权利要求6所述的低VOC耐磨涂料制备方法，其特征在于，己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物的制备方法为：
在氮气保护下，反应釜中加入己二酸和叔碳酸缩水甘油酯，搅拌条件下升高温度至145-155℃进行开环反应，在145-155℃下保温3-6小时，得到己二酸-叔碳酸缩水甘油酯加成物。
8.根据权利要求6所述的低VOC耐磨涂料制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种。
9.根据权利要求6所述的低VOC耐磨涂料制备方法，其特征在于，所述不饱和羧酸单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐中的一种或几种。
10.根据权利要求6所述的低VOC耐磨涂料制备方法，其特征在于，所述含羟基丙烯酸酯单体选自羟基丙烯酸乙酯、羟基丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种。
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2023
- 2023-12-01 CN CN202311633644.XA patent/CN117801615A/zh active Pending
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