CN105038480A - 一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，所述涂料采用纳米ATO改性丙烯酸树脂，具有良好的光泽度、良好的抗静电能力、较好的力学性能、耐老化性能及耐化学腐蚀性能，既可作为防静电涂料，而且还具有价格和环保优势，而且附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长，改变加工工艺，在洗衣机箱体板坯上集中完成辊涂处理，简化加工手续，无需单独设置喷涂车间。
Description
技术领域
本发明涉及一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料。
背景技术
丙烯酸树脂是由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯以及其他烯属单体共聚制成的树脂，与其他合成高分子树脂相比，丙烯酸树脂具有许多突出的优点，如优异的耐光、耐候性，户外暴晒耐久性强，耐紫外光照射不易分解和变黄，能长期保持原有的光泽和色泽，耐热性好，有较好的耐酸、碱、盐、油脂和洗涤剂等化学品沾污及腐蚀性能，极好的柔韧性和最低颜料反应性。因此，在汽车、家电、金属家具、卷材工业、仪器仪表、建筑、纺织品、木制品、造纸和塑料制品等工业上有着广泛的应用。
然而，丙烯酸树脂的线形结构导致的热黏冷脆、抗回黏性和耐热性不佳等缺点对其应用范围有一定限制。
近年来，随着纳米科技的快速发展，纳米材料已广泛地应用于丙烯酸树脂，使其各项性能如耐老化性、耐腐蚀性、抗辐射性和耐冲击性等获得提高。除此之外，纳米材料改性的丙烯酸树脂还呈现出自清洁、抗静电、抗菌杀菌等特性能。纳米材料改性的丙烯酸树脂涂料也成为近年来的研究热点。例如中国专利CN201210569133.1，其公开了一种本发明的纳米二氧化硅丙烯酸树脂涂料，其包含下列组分，水性丙烯酸树脂40-50份，季戊四醇10-15份，膨润土5-10份，乙酸丁酯4-8份，云母粉5-8份，三聚磷酸铝2-10份，磷酸锌6-8份。所述三聚磷酸铝的含量为6份。本发明的丙烯酸树脂涂料节省资源，排放少，能使形状复杂的工件涂装简单化，可用于冰箱压缩机的涂装，也可用于汽车部件、仪器仪表及家用电器的涂装，屏蔽其产生的电磁波，并且具有阻燃的作用。然而，其虽然在名称中提及纳米二氧化硅，但在涂料成分中并未体现，而且其采用的水性丙烯酸树脂，同样未能摆脱丙烯酸树脂的线形结构导致的热黏冷脆、抗回黏性和耐热性不佳等缺点。
此外，现有丙烯酸树脂涂料的涂装方式大多采用喷涂涂装，例如中国专利CN201310607469.7，公开了一种粉末涂料用热固性丙烯酸树脂，该树脂酯配以其他物料制成的热固性粉末涂料，喷涂后所形成的涂膜，具有优异的耐候性、良好的流平性能、优异的表面硬度和高光泽性、耐久性和装饰性能；可用于室内或室外金属型材或建筑材料。能够在一定程度上替代TGIC，避免了毒性物的使用。
然而，其中，喷涂是通过喷枪或碟式雾化器，借助于压力或离心力，分散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法。喷涂中的主要问题是高度分散的漆雾和挥发出来的溶剂(即挥发性有机污染物，VOCs)，既污染环境，不利于人体健康，又浪费涂料，造成经济损失。挥发、扩散到空气中的涂料，则形成挥发性有机污染物，危害人体健康。在喷涂车间，涂料作为挥发性有机污染物的主要来源，喷涂车间内空气中挥发性有机化合物浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状；重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。长期待在挥发性有机化合物污染的喷涂车间内，可引起慢性中毒，损害肝脏和神经***、引起全身无力、瞌睡、皮肤瘙痒等。有的还可能引起内分泌失调、影响性功能；苯和二甲苯还能损害***，以至引发白血病。
发明内容
本发明的目的在于提供一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，所述涂料采用纳米ATO改性丙烯酸树脂，具有良好的光泽度、优异的抗静电能力、较好的力学性能、耐老化性能及耐化学腐蚀性能，既可作为防静电涂料，而且还具有价格和环保优势，而且附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长，改变加工工艺，在洗衣机箱体板坯上集中完成辊涂处理，简化加工手续，无需单独设置喷涂车间。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，所述涂料中各成分质量分数如下：纳米ATO改性丙烯酸树脂：60～80份，羟乙基纤维素：1～5份，氨基树脂：2～8份，亚甲基双环己烷胺：10～15份，2-巯醇基苯并噻唑：1～5份，三乙基己基磷酸：5～10份，卵磷脂：2～5份，硅酸铝：10～15份，高岭土：10～15份，聚二甲基硅氧烷：2～5份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚：2～5份，氧化锌：3～8份，聚酰胺蜡浆：3～10份，甲基异丁基酮：20～30份，水：80～90份。
进一步，所述涂料中各成分质量分数如下：纳米ATO改性丙烯酸树脂：60～70份，羟乙基纤维素：1～3份，氨基树脂：2～5份，亚甲基双环己烷胺：10～13份，2-巯醇基苯并噻唑：2～5份，三乙基己基磷酸：5～7份，卵磷脂：2～4份，硅酸铝：10～12份，高岭土：10～12份，聚二甲基硅氧烷：2～3份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚：2～3份，氧化锌：3～5份，聚酰胺蜡浆：3～9份，甲基异丁基酮：25～30份，水：85～90份。
优选地，所述涂料中各成分质量分数如下：纳米ATO改性丙烯酸树脂：70份，羟乙基纤维素：2份，氨基树脂：4份，亚甲基双环己烷胺：12份，2-巯醇基苯并噻唑：2份，三乙基己基磷酸：6份，卵磷脂：4份，硅酸铝：11份，高岭土：13份，聚二甲基硅氧烷：3份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚：2份，氧化锌：4份，聚酰胺蜡浆：7份，甲基异丁基酮：25份，水：90份。
另，所述纳米ATO改性丙烯酸树脂的制备，包括如下步骤：
1)配制丙烯酸树脂乳液
a.配制核预乳化液
将1～5质量分的丙烯酸，30～40质量分的丙烯酸乙酯，5～10质量分的丙烯酸丁酯，10～15质量分的丙烯酸异辛酯，1～3质量分的乳化剂及40～50质量分的水混合，搅拌，预乳化，得核预乳化液；
b.配制壳预乳化液
将50～60质量分的甲基丙烯酸甲酯，5～10质量分的甲基丙烯酸乙酯，5～10质量分的苯乙烯，1～3质量分的乳化剂及40～50质量分的水混合，搅拌，预乳化，得壳预乳化液；
c.配制丙烯酸树脂乳液
取反应瓶，向瓶内加入30～40质量分的水，1～5质量分的引发剂，1～3质量分的乳化剂，0.5～2质量分的缓冲剂，搅拌混匀，然后加入所述核预乳化液，加入升温至60～70℃后，保温30～40min，然后向所述反应瓶内滴加壳预乳化液，匀速滴加，1～1.5h内滴加完毕，其中，在壳预乳化液余量为1/5～1/3时，加入1～5质量分的还原剂，壳预乳化液滴加完毕后，在65～70℃下，保温40～70min，冷却至室温，过滤得所述丙烯酸树脂乳液；
2)配制纳米ATO改性丙烯酸树脂乳液
采用高速剪切机和球磨机，将粒径为20～30nm的纳米ATO粉末加入到所述丙烯酸树脂乳液中，共混得到所述纳米ATO改性丙烯酸树脂乳液。
另有，所述步骤a、步骤b及步骤c中的乳化剂选自乙氧基酚醚硫酸铵、壬基酚聚氧乙烯醚、烯丙基醚羟丙基磺酸钠中的一种。
再，步骤c中所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二酰、过硫酸盐中的一种。
再有，步骤c中所述缓冲剂选自磷酸氢钠、磷酸氢二钠和碳酸氢钠中的一种。
且，步骤c中所述还原剂为硫酸钠盐或次磷酸钠。
另，所述涂料通过辊涂方式涂覆到洗衣机箱体板坯表面，辊涂温度230～240℃，辊涂次数为1～2次。
本发明的有益效果在于：
所述涂料采用纳米ATO改性丙烯酸树脂，具有良好的光泽度、优异的抗静电能力、较好的力学性能、耐老化性能及耐化学腐蚀性能，既可作为防静电涂料，而且还具有价格和环保优势，而且附着力强、延展性好、耐高温(可以在230℃下不变色)、使用寿命长，改变加工工艺，在洗衣机箱体板坯上集中完成辊涂处理，简化加工手续，无需单独设置喷涂车间。
在洗衣机箱体板坯阶段即可通过辊涂将本发明所提供的涂料涂装在洗衣机箱体板坯表面，形成涂层，可直接进行后续加工，得成型洗衣机箱体，即使结构复杂的洗衣机箱体结构，也在板坯阶段完成了涂料涂装，无需后续涂装，代替了现有工艺中“先加工成所需形状，然后再喷涂得到成型产品”的工艺，涂料与洗衣机箱体板坯附着力强，不会因加工工艺而产生裂纹或脱落。由于是辊涂成型快干的辊涂工艺代替喷涂工艺，涂装时涂料的利用度能达到90％以上，减少了空气中的挥发和浪费，有效降低因喷涂导致涂料挥发形成的VOCs，辊涂车间内VOCs排放量≤420ppm，涂料环保效果好。对辊涂涂装完成的洗衣机箱体制品进行加工，洗衣机箱体T弯性能可达0T(辊涂后的成品厚板180°弯折后，完全无缝隙并拢，涂料不爆裂脱落)或者1T(厚板两次180°折弯后，最外层的涂料面不脱落，不爆裂)，保证洗衣机箱体质量。
所述纳米ATO改性丙烯酸树脂通过核壳乳液聚合的方式制备而成，得到非均相乳胶粒子，可有效提升涂料的低温成膜性能、高温时的扛回粘性，并使得涂料具有优良的贮存稳定性，涂覆在板坯表面形成涂膜后，在高温下可保持较高的硬度，涂层的耐磨性能得到很大提升。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明，但实施例并不限制本发明的保护范围。
表1为本发明实施例所述一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料成分质量分数列表。表2为本发明实施例所述配制纳米ATO改性丙烯酸树脂中核预乳化液和壳预乳化液成分列表。表3为本发明实施例所述一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料性能参数列表。表4为本发明实施例所述一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料辊涂在洗衣机箱体板坯表面后的涂层性能参数列表。
所述洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料配制方法如下：
将所述洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料各组分加入高速分散机内，搅拌均匀后，高速分散30～60min，搅拌、出料、过滤、包装、入库。
所述纳米ATO改性丙烯酸树脂配制过程如下：
取反应瓶，向瓶内加入30～40质量分的水，1～5质量分的引发剂，1～3质量分的乳化剂，0.5～2质量分的缓冲剂，搅拌混匀，然后加入所述核预乳化液，加入升温至60～70℃后，保温30～40min，然后向所述反应瓶内滴加壳预乳化液，匀速滴加，1～1.5h内滴加完毕，其中，在壳预乳化液余量为1/5～1/3时，加入1～5质量分的还原剂，壳预乳化液滴加完毕后，在65～70℃下，保温40～70min，冷却至室温，过滤得所述丙烯酸树脂乳液；采用高速剪切机和球磨机，将粒径为20～30nm的纳米ATO粉末加入到所述丙烯酸树脂乳液中，共混得到所述纳米ATO改性丙烯酸树脂乳液。
其中，所述乳化剂选自乙氧基酚醚硫酸铵、壬基酚聚氧乙烯醚、烯丙基醚羟丙基磺酸钠中的一种。所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二酰、过硫酸盐中的一种。所述缓冲剂选自磷酸氢钠、磷酸氢二钠和碳酸氢钠中的一种。所述还原剂为硫酸钠盐或次磷酸钠。
表1(单位：份)
表2(单位：质量分)
表3
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 电阻值(Ω) | 9×108 | 8×108 | 8.5×108 | 8.8×108 | 8.6×108 |
| 拉伸强度(MPa) | 30 | 28 | 20 | 25 | 23 |
| 断裂伸长率(％) | 8.5 | 6.7 | 5.5 | 7.5 | 8.0 |
| 邵氏硬度 | 60 | 55 | 50 | 58 | 54 |
将本发明实施例所述一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料通过辊涂方式涂覆在洗衣机箱体板坯表面，在200℃下固化后，冷却至室温，放置48小时，测定板坯表面涂层性能如表4所示。其中，耐冲击性能测试方法参照国家标准GB/T1732-93规定的测定漆膜耐冲击性能的方法，以固定质量(1kg)的重锤落于试板上而不引起漆膜破坏的最大高度(cm)表示漆膜耐冲击性能。
表4
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 耐冲击性能(cm) | 120 | 115 | 110 | 117 | 113 |
| 耐盐雾时长(h) | 3100 | 2900 | 2950 | 3000 | 3050 |
| 人工加速老化时长(h) | 3300 | 3250 | 3280 | 3100 | 3190 |
| 耐热性能 | 750 | 680 | 700 | 650 | 690 |
采用本发明所提供的一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料涂装洗衣机箱体板坯后制得的洗衣机箱体，T弯性能可达0T或者1T。涂料利用率高，每30公斤涂料可涂装1吨板坯。在230℃高温下不开裂、不变色，抗老化能力强，放置在户外连续日照10～15年不泛黄、不变色。耐酸耐腐蚀能力强，将辊涂好的产品放入85℃水内煮2H生再逐渐加热到100℃，产品无变色、掉漆、起泡。在常温下用5％的Nad溶液浸泡24H后，产品表面无锈蚀、变色及镀层脱落。把纯棉布蘸满95％酒精包在500g砝码上，以每分钟40-60次的速度(20mm)左右的行程在产品表面擦试50个循环，无掉色脱油。依照美国ASTM中的划X法检测涂覆有本发明所提供涂料的成型洗衣机箱体制品，可达到ISO等级的0＝ASTM等级，切口边缘完全光滑，边缘没有一点的剥落。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (9)
1.一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，所述涂料中各成分质量分数如下：
纳米ATO改性丙烯酸树脂：60~80份，羟乙基纤维素：1~5份，氨基树脂：2~8份，亚甲基双环己烷胺：10~15份，2-巯醇基苯并噻唑：1~5份，三乙基己基磷酸：5~10份，卵磷脂：2~5份，硅酸铝：10~15份，高岭土：10~15份，聚二甲基硅氧烷：2~5份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚：2~5份，氧化锌：3~8份，聚酰胺蜡浆：3~10份，甲基异丁基酮：20~30份，水：80~90份。
2.根据权利要求1所述的一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，所述涂料中各成分质量分数如下：纳米ATO改性丙烯酸树脂：60~70份，羟乙基纤维素：1~3份，氨基树脂：2~5份，亚甲基双环己烷胺：10~13份，2-巯醇基苯并噻唑：2~5份，三乙基己基磷酸：5~7份，卵磷脂：2~4份，硅酸铝：10~12份，高岭土：10~12份，聚二甲基硅氧烷：2~3份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚：2~3份，氧化锌：3~5份，聚酰胺蜡浆：3~9份，甲基异丁基酮：25~30份，水：85~90份。
3.根据权利要求1所述的一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，所述涂料中各成分质量分数如下：纳米ATO改性丙烯酸树脂：70份，羟乙基纤维素：2份，氨基树脂：4份，亚甲基双环己烷胺：12份，2-巯醇基苯并噻唑：2份，三乙基己基磷酸：6份，卵磷脂：4份，硅酸铝：11份，高岭土：13份，聚二甲基硅氧烷：3份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚：2份，氧化锌：4份，聚酰胺蜡浆：7份，甲基异丁基酮：25份，水：90份。
4.根据权利要求1所述的一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，所述纳米ATO改性丙烯酸树脂的制备，包括如下步骤：
配制丙烯酸树脂乳液
配制核预乳化液
将1~5质量分的丙烯酸，30~40质量分的丙烯酸乙酯，5~10质量分的丙烯酸丁酯，10~15质量分的丙烯酸异辛酯，1~3质量分的乳化剂及40~50质量分的水混合，搅拌，预乳化，得核预乳化液；
配制壳预乳化液
将50~60质量分的甲基丙烯酸甲酯，5~10质量分的甲基丙烯酸乙酯，5~10质量分的苯乙烯，1~3质量分的乳化剂及40~50质量分的水混合，搅拌，预乳化，得壳预乳化液；
配制丙烯酸树脂乳液
取反应瓶，向瓶内加入30~40质量分的水，1~5质量分的引发剂，1~3质量分的乳化剂，0.5~2质量分的缓冲剂，搅拌混匀，然后加入所述核预乳化液，加入升温至60~70℃后，保温30~40min，然后向所述反应瓶内滴加壳预乳化液，匀速滴加，1~1.5h内滴加完毕，其中，在壳预乳化液余量为1/5~1/3时，加入1~5质量分的还原剂，壳预乳化液滴加完毕后，在65~70℃下，保温40~70min，冷却至室温，过滤得所述丙烯酸树脂乳液；
配制纳米ATO改性丙烯酸树脂乳液
采用高速剪切机和球磨机，将粒径为20~30nm的纳米ATO粉末加入到所述丙烯酸树脂乳液中，共混得到所述纳米ATO改性丙烯酸树脂乳液。
5.根据权利要求4所述的一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，所述步骤a、步骤b及步骤c中的乳化剂选自乙氧基酚醚硫酸铵、壬基酚聚氧乙烯醚、烯丙基醚羟丙基磺酸钠中的一种。
6.根据权利要求4所述的一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，步骤c中所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二酰、过硫酸盐中的一种。
7.根据权利要求4所述的一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，步骤c中所述缓冲剂选自磷酸氢钠、磷酸氢二钠和碳酸氢钠中的一种。
8.根据权利要求4所述的一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，步骤c中所述还原剂为硫酸钠盐或次磷酸钠。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的一种洗衣机箱体用改性丙烯酸树脂节能环保涂料，其特征在于，所述涂料通过辊涂方式涂覆到洗衣机箱体板坯表面，辊涂温度230~240℃，辊涂次数为1~2次。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151111 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |