CN106009983B - 一种水性卷尺底层材料及其制备方法 - Google Patents

一种水性卷尺底层材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种材料及其制备方法，具体涉及一种水性卷尺底层材料及其制备方法。一种水性卷尺底层材料，其特征在于，以重量份数计，由以下组份组成：水性丙烯酸树脂液20‑50份；水性聚氨酯树脂8‑25份；颜料10‑30；填料3‑15份；水性消泡剂0.6‑1份；水性分散剂2‑7份；防腐剂0.5‑2份；水性润湿剂2‑6份；中和剂1‑5份；水余量。本发明的涂层各项性能指标能完全达到甚至部分超过油性涂层的指标，同时，本发明的漆膜的附着力好，硬度好，重涂性好，对环境基本无污染。

Description

一种水性卷尺底层材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种材料及其制备方法，具体涉及一种水性卷尺底层材料及其制备方法。
背景技术
随着涂料工业和涂装工艺向低污染化发展，水性涂料正在日益兴起。水性涂料减少了有机溶剂对环境造成的危害与污染，保障了操作人员的身体健康，降低了涂料的生产成本，便于工厂采取安全措施和运输，同时又便于工具的清洗。安全、环保、无公害、挥发性有机物(VOC)排放少的绿色环保涂料，非常具有研制开发的必要，亦具有广泛的应用前景。
钢卷尺作为工具类易耗产品，以前的涂脂印刷一直使用含大量二甲苯及苯的油性材料。而且该行业作为劳动密集型企业，操作人员众多，油性材料不仅有很大的气味，而且很容易失火燃烧，同时二甲苯和苯等溶剂对工人身体中血液的危害非常大。此时，钢卷尺用水性材料的发明创造，不仅减少了大量二甲苯和苯的使用，而且水性材料为不易燃烧涂料，以水为稀释剂，无需再添加有机溶剂，涂层各项性能能保持甚至超过溶剂型涂层；本发明的漆膜的附着力好，硬度好，重涂性好，对环境基本无污染，也减少了卷材行业对有机溶剂的使用，提高了设备运行的安全性，同时对操作人员的身体也没有危害；是一种环保、低VOC含量的新型涂层产品。
发明内容
为了克服现有的油性钢卷尺材料的使用缺陷，本发明的目的是提供一种VOC排放低，环保安全的水性卷尺底层材料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种水性卷尺底层材料，由以下重量百分含量的组分组成：
作为优选，所述水性丙烯酸树脂为羟基丙烯酰胺改性的水性丙烯酸树脂，其固含量为50-60％，粘度为3000-8000mPa.s(25℃)。
羟基丙烯酰胺改性的水性丙烯酸树脂可以按如下步骤制备：(1)向反应瓶中加入234.6份丙二醇甲醚，在搅拌下升温至120-135℃，回流；(2)将16.5份甲基丙烯酸、165份苯乙烯、148.5份丙烯酸丁酯、82.5份甲基丙烯酸羟丙酯、82.5份丙烯酸羟乙酯、干BPO引发剂11份，搅拌均匀，记作Ⅰ料；(3)将55份N-羟甲基丙烯酰胺和100份丙二醇甲醚溶解，记作II料；(4)同时分别匀速滴加Ⅰ料和II料，4小时滴完；保温1小时.(5)将4.4份干BPO引发剂和50份丙二醇甲醚溶解，0.5小时匀速滴完，保温3小时，降温出料，即得羟基丙烯酰胺改性的水性丙烯酸树脂
酰胺键增强了漆膜跟底材的结合力，增加了漆膜附着力；同时，酰胺键也可以提供跟面漆的结合力。
作为优选，所述水性聚氨酯树脂为封端的水性多异氰酸酯树脂，其解封温度不低于140℃。当漆膜温度超过140℃时，多异氰酸酯的封端剂解封，游离的多异氰酸基团跟上述水性丙烯酸树脂固化交联成漆膜。
具体地，所述的颜料为钛白粉、永固黄、酞青蓝、永固紫中的一种或几种，所述填料为滑石粉、高岭土、沉淀硫酸钡、有机土、硅微粉中的一种或几种。
具体地，所述消泡剂为改性的聚硅氧烷。可以选择BYK-024。
具体地，所述分散剂为带亲颜料基团的高分子共聚物。如泰格聚合物的Tech-5401，对于有机与无机颜料均有良好的润湿和分散性能，特别适合有机于无机颜料共研磨的体系，同时有很好的防絮凝及浮色发花的能力。
具体地，所述防腐剂为杂环化合物。如海明斯的MB-11，能有效抑制霉菌、细菌的滋生、防止涂膜变色或涂料变质。
具体地，所述润湿剂为有机改性氟化合物。如泰格聚合物的Tech-243，能够极大的降低体系的表面张力，从而提供很强的润湿能力，水溶性好，高浊点，流平好，同时在分散剂的润湿性能的协同下，使体系的稳定性能进一步提高。
具体地，所述中和剂为有机胺。可以选择AMP-95，可以使体系的pH值很稳定，配伍性好，不容易破坏其他产品的性能，还有润湿和分散的作用，特别是在此体系中，由于AMP-95的加入，体系中润湿剂和分散剂的使用量减少。
一种水性卷尺底层材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将水性丙烯酸树脂、消泡剂、分散剂、颜填料、中和剂及部分去离子水依次加入到搅拌釜中，在600～800r/min转速条件下，搅拌15～60min；用砂磨机将上述混合物料的细度研磨至30μm以下；
(2)依次加入水性聚氨酯树脂、防腐剂，在600～800r/min转速条件下，搅拌分散30～60min；
(3)加入润湿剂，在600～800r/min转速条件下，搅拌分散10～30min；
(4)加入剩余的去离子水，调节粘度，在800～1000r/min转速条件下，搅拌20～30min即可。
本发明的有益效果是：
(1)本发明使用的水性丙烯酸树脂为羟基丙烯酰胺改性的水性丙烯酸树脂，其酰胺键增强了漆膜跟底材的结合力，增加了漆膜附着力；同时，酰胺键也可以提供跟面漆的结合力；同时，使用的水性聚氨酯树脂为封端的水性多异氰酸酯树脂，其多异氰酸基团跟上述水性丙烯酸树脂固化交联成漆膜，进一步增加漆膜与基材的附着力。
(2)本发明的漆膜的硬度好，重涂性好，对环境基本无污染。
(3)本发明直接兑水施工，避免或者大大减少了含碳有机溶剂的使用，使得VOC排放低，复合欧盟ROSH要求，环保安全。
(4)本发明生产工序安全、环保、简单，施工比较环保方便。
具体实施方式
为了使本发明目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合实例，对本发明进行进一步的详细说明。
一种水性卷尺底层材料，由以下重量百分含量的组分组成(见表1)：
表1：
一种水性卷尺底层材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性丙烯酸树脂、消泡剂、分散剂、颜填料、中和剂及部分去离子水依次加入到搅拌釜中，在600～800r/min转速条件下，搅拌15～60min；用砂磨机将上述混合物料的细度研磨至30微米以下。
(2)依次加入水性聚氨酯树脂、防腐剂，在600～800r/min转速条件下，搅拌分散30～60min；
(3)加入润湿剂，在600～800r/min转速条件下，搅拌分散10～30min；
(4)加入剩余的去离子水，调节粘度，在800～1000r/min转速条件下，搅拌20～30min即可。
按上述配方所得涂膜性能如表2
表2
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1. 一种水性卷尺底层材料，其特征在于，由以下重量百分含量的组分组成：
水性丙烯酸树脂 20-50
水性聚氨酯树脂 8-25
颜料 10-30
填料 3-15
水性消泡剂 0.6-1
水性分散剂 2-7
防腐剂 0.5-2
水性润湿剂 2-6
中和剂 0.5-5
水 余量；
所述水性丙烯酸树脂为羟基丙烯酰胺改性的水性丙烯酸树脂，其固含量为50-60%，在25℃时的粘度为3000-8000mPa.s；
羟基丙烯酰胺改性的水性丙烯酸树脂按如下步骤制备：（1）向反应瓶中加入234.6份丙二醇甲醚，在搅拌下升温至120-135℃，回流；（2）将16.5份甲基丙烯酸、165份苯乙烯、148.5份丙烯酸丁酯、82.5份甲基丙烯酸羟丙酯、82.5份丙烯酸羟乙酯、干BPO引发剂11份，搅拌均匀，记作Ⅰ料；（3）将55份N-羟甲基丙烯酰胺和100份丙二醇甲醚溶解，记作Ⅱ料；（4）同时分别匀速滴加Ⅰ料和Ⅱ料，4小时滴完，保温1小时；（5）将4.4份干BPO引发剂和50份丙二醇甲醚溶解，0.5小时匀速滴完，保温3小时，降温出料，即得羟基丙烯酰胺改性的水性丙烯酸树脂。
2. 如权利要求1所述的一种水性卷尺底层材料，其特征在于：所述水性聚氨酯树脂为封端的水性多异氰酸酯树脂，其解封温度不低于 140℃。
3.如权利要求1所述的一种水性卷尺底层材料，其特征在于：所述的颜料为钛白粉、永固黄、酞青蓝、永固紫中的一种或几种，所述填料为滑石粉、高岭土、沉淀硫酸钡、有机土、硅微粉中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的一种水性卷尺底层材料，其特征在于：所述消泡剂为改性的聚硅氧烷。
5.如权利要求1所述的一种水性卷尺底层材料，其特征在于：所述分散剂为带亲颜料基团的高分子共聚物。
6.如权利要求1所述的一种水性卷尺底层材料，其特征在于：所述防腐剂为杂环化合物。
7.如权利要求1所述的一种水性卷尺底层材料，其特征在于：所述润湿剂为有机改性氟化合物。
8.如权利要求1所述的一种水性卷尺底层材料，其特征在于：所述中和剂为有机胺。
9.如权利要求1-8任一项所述的一种水性卷尺底层材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将水性丙烯酸树脂、消泡剂、分散剂、颜填料、中和剂及部分去离子水依次加入到搅拌釜中，在600~800r/min 转速条件下，搅拌 15~60min；用砂磨机将上述混合物料的细度研磨至30μm以下；
（2）依次加入水性聚氨酯树脂、防腐剂，在 600~800r/min 转速条件下，搅拌分散 30~60 min；
（3）加入润湿剂，在 600~800r/min 转速条件下，搅拌分散 10~30min；
（4）加入剩余的去离子水，调节粘度，在 800~1000r/min 转速条件下，搅拌20~30min即可。
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