CN103059197B - 水性防腐金属底漆用pvdc共聚乳液及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性防腐金属底漆用PVDC共聚乳液及其制备方法和应用，针对现有金属防腐使用的溶剂型底漆对人体有害、容易造成环境污染等问题，本发明使用偏二氯乙烯、(甲基)丙烯酸酯、丙烯腈和丙烯酸为混合单体，采用种子乳液聚合得到水性防腐金属底漆用PVDC共聚乳液，其成本低，合成工艺简单，挥发性有机物含量低，环保无污染，制得的金属底漆防腐性好，可替代现有的溶剂型底漆用于金属表面的防腐。
Description
技术领域
本发明涉及一种PVDC共聚乳液，具体涉及一种水性防腐金属底漆用PVDC共聚乳液及其制备方法和应用。
背景技术
目前常用的金属防腐底漆多为溶剂型底漆，挥发性有机物含量高，这些挥发性有机物在施工时会挥发到大气中，对人体有害且造成环境污染。随着人们环保意识的提高，用水性底漆代替溶剂型底漆的呼声越来越高，相关研发也取得了不断的进展。CN01127425的专利申请公开了一种水性丙烯酸改性醇酸氨基烘漆，其利用植物油、多元醇、二元酸酐、桐油酸、丙烯酸(酯)类单体、氨基树脂等制成丙烯酸改性醇酸氨基树脂乳液，再将此乳液调配成水性漆，具有良好的耐水性；但是这种水性漆合成工艺较为复杂，合成成本较高，不合适大规模工业化生产且防腐性不好；CN201110174160的专利申请公开了一种防盗门用水性醇酸氨基底漆及制备方法，其使用水性醇酸树脂和氨基树脂作为基料，氧化铁红、甲苯胺红、复合磷酸锌、复合铁钛粉和沉淀硫酸钡作为颜填料制备得到，成本高、防腐性不好。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种水性防腐金属底漆用PVDC共聚乳液，其挥发性有机物含量低，成本低，环保无污染，稳定性好，制得的金属底漆防腐性好。本发明的第二个目的是提供该PVDC共聚乳液的制备方法。本发明的第三个目的是提供该PVDC共聚乳液的应用。
本发明的水性防腐金属底漆用PVDC共聚乳液，其按重量份计由以下原料组分制成：(1)混合单体45-60份，由重量百分比占混合单体总量90~92%的偏二氯乙烯、重量百分比占混合单体总量4~4.5%的(甲基)丙烯酸酯、重量百分比占混合单体总量0.3~0.5的丙烯腈和重量百分比占混合单体总量3~5%的丙烯酸组成；(2)种子聚合乳化剂：十二烷基苯磺酸钠0.06~0.08份和OP-100.14-0.16份；(3)混合乳化剂：AMPS 0.6~0.8份和2A-1乳化剂0.5~0.7份；(4)引发剂：叔丁基过氧化氢0.08~0.2份和甲醛合次硫酸氢钠0.075~0.175份；(5)助剂：醋酸铵0.013~0.017份和氯化亚铁0.0004~0.0006份。其中，(甲基)丙烯酸酯选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯中的一种或两种以上，优选为(甲基)丙烯酸甲酯。AMPS是化合物2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的简称，2A-1乳化剂为烷基二苯醚二磺酸盐。
本发明的水性防腐金属底漆用PVDC共聚乳液的制备方法，包括：
1.原料的配制：
1)混合单体配制：将偏二氯乙烯、(甲基)丙烯酸酯和丙烯腈按配方量混合得到混合单体；
2)引发剂配制：将叔丁基过氧化氢溶于水中得到叔丁基过氧化氢水溶液、将甲醛合次硫酸氢钠溶于水中得到甲醛合次硫酸氢钠水溶液；
3)混合乳化剂配制：将AMPS和2A-1乳化剂混合后加入丙烯酸，加水制得混合乳化剂；
2.种子聚合：
反应釜中加入水，加入十二烷基苯磺酸钠、OP-10、醋酸铵和氯化亚铁，封釜，气体置换3次，抽真空，吸入配方量5%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，加入配制好的引发剂水溶液，加入速率为8kg/48小时，控制温度55℃；压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
3.乳液聚合：
向种子乳胶中同时泵入配制好的混合乳化剂、剩余的混合单体，引发剂加入速度不变，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束；加入微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃1h，底阀微开后加入0.1MPa的水蒸汽，脱吸2h，过滤得到共聚乳液。共聚乳液的固含量为45-60%。
本发明还提供PVDC共聚乳液在制备水性防腐金属底漆中的应用。
本发明还提供一种水性防腐金属底漆，其包含本发明的PVDC共聚乳液。
本发明使用偏二氯乙烯、(甲基)丙烯酸酯、丙烯腈和丙烯酸为混合单体，采用种子乳液聚合得到水性防腐金属底漆用PVDC共聚乳液，其成本低，合成工艺简单，挥发性有机物含量低，环保无污染，制得的金属底漆防腐性好，可替代现有的溶剂型底漆用于金属表面的防腐。
本发明的乳液在混合乳化剂中加入了反应型乳化剂，改善了乳液的稳定性；进一步地，单体丙烯酸在乳液聚合阶段与反应型乳化剂一同加入，由于丙烯酸水溶性好，其对乳化剂的包裹性好，制得的聚合物粒径分布均匀，乳液稳定性好，可达到常温下存放2年不破乳、无沉淀的效果。
本发明在乳液聚合完成后、抽真空之前加入了微晶石蜡，其能起到消泡的作用，改善了真空脱吸效果，降低了单体残留量；且微晶石蜡加入后通过过滤可以回收利用。
附图说明
图1为本发明种子乳液聚合工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1：
1.原料配制：
1)混合单体配制：将偏二氯乙烯92kg、甲基丙烯酸甲酯4kg、丙烯腈0.5kg混合得到混合单体；
2)引发剂配制：将叔丁基过氧化氢160g溶于8kg水中得到叔丁基过氧化氢水溶液、将甲醛合次硫酸氢钠160g溶于8kg水中得到甲醛合次硫酸氢钠水溶液；
3)混合乳化剂配制：将AMPS 1.2kg、2A-1乳化剂1kg混合，加入丙烯酸3.5kg，加入水至20kg制得混合乳化剂；
2.种子聚合：
反应釜中加入水64kg，加入十二烷基苯磺酸钠120g、OP-10280g、冰醋酸30g、氯化亚铁1g，封釜，气体置换3次，抽真空，吸入配方量5%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，泵入配制好的叔丁基过氧化氢水溶液和甲醛合次硫酸氢钠水溶液，加入速率为8kg/48小时，控制温度55℃，压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳。
3.乳液聚合：
向种子胶乳同时泵入配制好的混合乳化剂、剩余的混合单体，引发剂加入速度不变，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束；加入100g微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃1h，底阀微开后加入0.1MPa的水蒸汽，脱吸2h，过滤得到固含量50%的共聚乳液。获得的水性防腐金属底漆用PVDC共聚乳液的物理指标为：
实施例2
1.原料配制：
1)混合单体配制：将偏二氯乙烯110.4kg、丙烯酸甲酯4.8kg、丙烯腈0.6kg混合得到混合单体；2)引发剂配制：将叔丁基过氧化氢220g溶于8kg水中得到叔丁基过氧化氢水溶液、将甲醛合次硫酸氢钠220g溶于8kg水中得到甲醛合次硫酸氢钠水溶液；
3)混合乳化剂配制：将AMPS 1.5kg、2A-1乳化剂1.2kg混合，加入丙烯酸4.2kg，加入水至20kg制得混合乳化剂；
2.种子聚合：
反应釜中加入水44kg，加入十二烷基苯磺酸钠150g、OP-10300g、冰醋酸30g、氯化亚铁1g，封釜，气体置换3次，抽真空，吸入配方量5%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，泵入配制好的叔丁基过氧化氢水溶液和甲醛合次硫酸氢钠水溶液，加入速率为8kg/48小时，控制温度55℃，压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳。
3.乳液聚合：
向种子胶乳同时泵入配制好的混合乳化剂、剩余的混合单体，引发剂加入速度不变，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束；加入100g微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃1h，底阀微开后加入0.1MPa的水蒸汽，脱吸2h，过滤得到固含量60%的共聚乳液。
实施例3：
1.原料配制：
1)混合单体配制：将偏二氯乙烯92kg、甲基丙烯酸丁酯4kg、丙烯腈0.5kg混合得到混合单体；
2)引发剂配制：将叔丁基过氧化氢160g溶于8Kg水中得到叔丁基过氧化氢水溶液、将甲醛合次硫酸氢钠160g溶于8kg水中得到甲醛合次硫酸氢钠水溶液；
3)混合乳化剂配制：将AMPS 1.2kg、2A-1乳化剂1kg混合，加入丙烯酸3.5kg，加入水至20kg制得混合乳化剂；
2.种子聚合：
反应釜中加入水64kg，加入十二烷基苯磺酸钠120g、OP-10 280g、冰醋酸30g、氯化亚铁1g，封釜，气体置换3次，抽真空，吸入配方量5%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，泵入配制好的叔丁基过氧化氢水溶液和甲醛合次硫酸氢钠水溶液，加入速率为8kg/48小时，控制温度55℃，压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳。
3.乳液聚合：
向种子胶乳同时泵入配制好的混合乳化剂、剩余的混合单体，引发剂加入速度不变，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束；加入100g微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃1h，底阀微开后加入0.1MPa的水蒸汽，脱吸2h，过滤得到固含量50%的共聚乳液。
Claims (2)
1.一种水性防腐金属底漆用PVDC共聚乳液的制备方法，其特征在于，
按重量份计由以下原料组分制成：
(1)混合单体45～60份，由重量百分比占混合单体总量90～92％的偏二氯乙烯、重量百分比占混合单体总量4～4.5％的(甲基)丙烯酸酯、重量百分比占混合单体总量0.3～0.5％的丙烯腈和重量百分比占混合单体总量3～5％的丙烯酸组成；
(2)种子聚合乳化剂：十二烷基苯磺酸钠0.06～0.08份和OP-10 0.14～0.16份；
(3)混合用乳化剂：AMPS 0.6～0.8份和2A-1乳化剂0.5～0.7份；
(4)引发剂：叔丁基过氧化氢0.08～0.2份和甲醛合次硫酸氢钠0.075～0.175份；
(5)助剂：醋酸铵0.013～0.017份和氯化亚铁0.0004～0.0006份；
所述(甲基)丙烯酸酯选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯中的一种或两种以上；
其步骤包括：
(1)原料的配制：
1)预混合单体配制：将偏二氯乙烯、(甲基)丙烯酸酯和丙烯腈按配方量混合得到预混合单体；
2)引发剂配制：将叔丁基过氧化氢溶于水中得到叔丁基过氧化氢水溶液、将甲醛合次硫酸氢钠溶于水中得到甲醛合次硫酸氢钠水溶液；
3)混合乳化剂配制：将AMPS和2A-1乳化剂混合后加入丙烯酸，加水制得混合乳化剂；
(2)种子聚合：
反应釜中加入水，加入十二烷基苯磺酸钠、OP-10、醋酸铵和氯化亚铁，封釜，气体置换3次，抽真空，吸入配方量5％的预混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，加入配制好的引发剂水溶液，加入速率为8kg/48小时，控制温度55℃；压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳，
所述预混合单体为偏二氯乙烯、(甲基)丙烯酸酯和丙烯腈；
(3)乳液聚合：
向种子乳胶中同时泵入配制好的混合乳化剂、剩余的预混合单体，引发剂加入速度不变，当压力降至0～-0.01MPa时，反应结束；加入微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃1h，底阀微开后加入0.1MPa的水蒸汽，脱吸2h，过滤得到共聚乳液。
2.根据权利要求1所述的制备方法所制备得到的PVDC共聚乳液的应用，其特征在于，用于制备水性防腐金属底漆。
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