CN109852210A - 一种用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，属于化工涂料技术领域。本发明提供的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料包含以下重量份数的组分：丙烯酸改性醇酸树脂20～30份、阴离子型苯丙乳液10～15份、分散剂0.5～2份、pH调节剂0.1～1份、羟乙基纤维素0.5～3份、改性钛白粉20～25份、消泡剂0.1～0.5份、水性催干剂0.3～0.7份、防腐剂0.1～0.5份、超细硫酸钡5～20份、成膜助剂Texanol 0.5～1.5份、三聚磷酸铝0.5～2份、水10～30份。本发明提供的涂料储运稳定性好、干燥速度快。

Description

一种用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料 及其制备方法

技术领域

本发明属于化工涂料技术领域，尤其涉及一种用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料及其制备方法。

背景技术

醇酸防锈涂料因其良好的防护性能以及较高的性价比，而被广泛应用于桥梁、煤气柜、港口机械、化工设备、管道内壁、储罐、电力机械以及金属防腐等领域。传统的醇酸防锈涂料主要以油性涂料为主，油性涂料VOC(挥发性有机化合物)含量高，对施工人员以及环境都带来了危害。随着人们环保意识的增强和环保法规的不断完善，环保型水性涂料以其VOC含量低、施工安全等优点日益受到市场的欢迎。

目前防锈型水性醇酸涂料干燥时间较长，并且受到环境影响较大，特别是阴雨天，由于湿度大，干燥时间大大延长。并且很多时候需要在户外施工，如果干燥过慢，雨水会对未干的漆膜造成不可逆转的伤害，如失光变色、气泡甚至脱落。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料及其制备方法。本发明提供的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料可有效改善防锈涂料干燥速度慢的技术问题，实现在室外复杂的施工环境中快速干燥。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，包含以下重量份数的组分：

丙烯酸改性醇酸树脂20～30份、阴离子型苯丙乳液10～15份、分散剂0.5～2份、pH调节剂0.1～1份、羟乙基纤维素0.5～3份、改性钛白粉20～25份、消泡剂0.1～0.5份、水性催干剂0.3～0.7份、防腐剂0.1～0.5份、超细硫酸钡5～20份、成膜助剂Texanol 0.5～1.5份、三聚磷酸铝0.5～2份、水10～30份。

优选地，所述阴离子型苯丙乳液由包括阴离子型乳化剂、苯乙烯、乙烯基有机酸、丙烯酸酯、双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼混合，并采用自由基乳液聚合反应得到；

所述乙烯基有机酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸酐和糖衣酸中的一种或多种。

优选地，所述改性钛白粉为采用硅烷偶联剂KH550或KH570的改性钛白粉。

优选地，所述超细硫酸钡的粒度为5～10μm。

优选地，所述分散剂为非离子润湿分散剂。

优选地，所述pH调节剂包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇，三乙胺和N,N-二甲基乙醇胺中的一种或多种。

优选地，所述防腐剂为采用对羟基苯甲酸酯类防腐剂。

本发明还提供了上述技术方案所述的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料的制备方法，包括如下步骤：

将丙烯酸改性醇酸树脂、阴离子型苯丙乳液、分散剂、pH调节剂、羟乙基纤维素、改性钛白粉、消泡剂、水性催干剂、防腐剂、超细硫酸钡、成膜助剂Texanol、三聚磷酸铝和水混合，得到用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料。

本发明提供了一种用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，包含以下重量份数的组分：丙烯酸改性醇酸树脂20～30份、阴离子型苯丙乳液10～15份、分散剂0.5～2份、pH调节剂0.1～1份、羟乙基纤维素0.5～3份、改性钛白粉20～25份、消泡剂0.1～0.5份、水性催干剂0.3～0.7份、防腐剂0.1～0.5份、超细硫酸钡5～20份、成膜助剂Texanol0.5～1.5份、三聚磷酸铝0.5～2份、水10～30份。本发明通过将阴离子型苯丙乳液与丙烯酸改性醇酸树脂混拼，所得涂料兼具阴离子型苯丙涂料干燥速度快、耐水性好，醇酸树脂涂料防锈性能优异等特点，并且阴离子型苯丙乳液组分中的交联单体己二酸二酰肼可与分子链上的双丙酮丙烯酰胺在室温下发生交联作用，有效提高了涂料的耐水性和机械性能。且本发明提供的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料中VOC含量远低于国家标准，各项性能均达到或优于国家标准。实施例结果表明，本发明提供的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料的表干时间为44～51min、实干时间为11～14h、硬度为HB铅笔硬度、浸泡12～24h后均无异样、附着力为1。

本发明提供的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料的制备方法简单、便于操作，可实现工业化生产。

具体实施方式

本发明提供了一种用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，包含以下重量份数的组分：

丙烯酸改性醇酸树脂20～30份、阴离子型苯丙乳液10～15份、分散剂0.5～2份、pH调节剂0.1～1份、羟乙基纤维素0.5～3份、改性钛白粉20～25份、消泡剂0.1～0.5份、水性催干剂0.3～0.7份、防腐剂0.1～0.5份、超细硫酸钡5～20份、成膜助剂Texanol 0.5～1.5份、三聚磷酸铝0.5～2份、水10～30份。

本发明提供了一种用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，所述用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料包括重量份数为20～30份的丙烯酸改性醇酸树脂，进一步优选为25份。在本发明中，所述丙烯酸改性醇酸树脂优选由包括醇酸树脂与乙烯基有机酸或丙烯酸酯发生共聚反应制得，所述乙烯基有机酸优选为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸酐和糖衣酸中的一种或多种。在本发明中，所述丙烯酸改性醇酸树脂的接枝率优选为10％～30％。本发明对所述共聚反应的具体条件没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的反应条件即可。在本发明中，所述丙烯酸改性醇酸树脂优选购买自天津市科华工贸有限公司，KH-0809。在本发明中，采用通过乙烯基有机酸或丙烯酸酯与醇酸树脂发生共聚反应制得的丙烯酸改性醇酸树脂，提高了用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料的耐腐蚀性和干燥速度。

以所述丙烯酸改性醇酸树脂的重量份数为基准，所述用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料包括重量份数为10～15份的阴离子型苯丙乳液，进一步优选为12份。在本发明中，所述阴离子型乳化剂优选由包括阴离子型乳化剂、苯乙烯、乙烯基有机酸、丙烯酸酯、双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼混合，并采用自由基乳液聚合反应得到，所述乙烯基有机酸优选为丙烯酸或甲基丙烯酸。在本发明中，所述阴离子型乳化剂优选包括十二烷基磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠。在本发明中，交联单体为己二酸二酰肼。本发明对所述自由基乳液聚合反应的具体条件没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的反应条件即可。在本发明中，所述阴离子型苯丙乳液优选购买自河南思德化工科技有限公司，0620或长兴材料工业股份有限公司，11362。本发明利用阴离子型苯丙乳液组分中的交联单体己二酸二酰肼可与分子链上的双丙酮丙烯酰胺在室温下发生交联作用，有效提高了涂料的耐水性和机械性能。

以所述丙烯酸改性醇酸树脂的重量份数为基准，所述用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料包括重量份数为0.5～2份的分散剂，进一步优选为1～1.5份。在本发明中，所述分散剂优选采用非离子润湿分散剂。本发明对所述分散剂的来源没有具体限定，采用本领域熟知的市售产品即可。

以所述丙烯酸改性醇酸树脂的重量份数为基准，所述用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料包括重量份数为0.1～1份的pH调节剂，进一步优选为0.5份。在本发明中，所述pH调节剂优选包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇，三乙胺和N,N-二甲基乙醇胺中的一种或多种。本发明对所述pH调节剂的来源没有具体限定，采用本领域熟知的市售产品即可。

以所述丙烯酸改性醇酸树脂的重量份数为基准，所述用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料包括重量份数为0.5～3份的羟乙基纤维素，进一步优选为1～2份。本发明对所述羟乙基纤维素的来源没有具体限定，采用本领域熟知的市售产品即可。

以所述丙烯酸改性醇酸树脂的重量份数为基准，所述用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料包括重量份数为20～25份的改性钛白粉，进一步优选为23份。在本发明中，所述改性钛白粉优选采用硅烷偶联剂KH550或HK570改性的钛白粉。本发明对所述改性钛白粉的来源没有具体限定，采用本领域熟知的市售产品即可。

以所述丙烯酸改性醇酸树脂的重量份数为基准，所述用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料包括重量份数为0.1～0.5份的消泡剂，进一步优选为0.3份。在本发明中，所述消泡剂优选包括BYK-020和/或正丁醇。本发明对所述消泡剂的来源没有具体限定，采用本领域熟知的市售产品即可。

以所述丙烯酸改性醇酸树脂的重量份数为基准，所述用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料包括重量份数为0.3～0.7份的水性催干剂，进一步优选为0.5份。在本发明中，所述水性催干剂优选包括钴盐和/或锌盐。本发明对所述水性催干剂的来源没有具体限定，采用本领域熟知的市售产品即可。

以所述丙烯酸改性醇酸树脂的重量份数为基准，所述用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料包括重量份数为0.1～0.5份的防腐剂，进一步优选为0.3份。在本发明中，所述防腐剂优选采用对羟基苯甲酸酯类防腐剂。本发明对所述防腐剂的来源没有具体限定，采用本领域熟知的市售产品即可。

以所述丙烯酸改性醇酸树脂的重量份数为基准，所述用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料包括重量份数为5～20份超细硫酸钡，进一步优选为11～15份。在本发明中，所述超细硫酸钡的粒度优选为5～10μm。本发明对所述超细硫酸钡的来源没有具体限定，采用本领域熟知的市售产品即可。

以所述丙烯酸改性醇酸树脂的重量份数为基准，所述用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料包括重量份数为0.5～1.5份成膜助剂Texanol，进一步优选为1份。本发明对所述成膜助剂Texanol的来源没有具体限定，采用本领域熟知的市售产品即可。

以所述丙烯酸改性醇酸树脂的重量份数为基准，所述用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料包括重量份数为0.5～2份三聚磷酸铝，进一步优选为1～1.5份。本发明对所述三聚磷酸铝的来源没有具体限定，采用本领域熟知的市售产品即可。

以所述丙烯酸改性醇酸树脂的重量份数为基准，所述用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料包括重量份数为10～30份水，进一步优选为18～23份。在本发明中，所述水优选为蒸馏水。

本发明还提供了上述技术方案所述的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料的制备方法，包括如下步骤：

将丙烯酸改性醇酸树脂、阴离子型苯丙乳液、分散剂、pH调节剂、羟乙基纤维素、改性钛白粉、消泡剂、水性催干剂、防腐剂、超细硫酸钡、成膜助剂Texanol、三聚磷酸铝和水混合，得到用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料。

在本发明中，所述混合优选如下：

将水、丙烯酸改性醇酸树脂、羟乙基纤维素加入到配料罐中，用高速分散机搅拌5～15分钟，转速300～600转/分，然后加入pH调节剂和分散剂，搅拌5～15分钟，转速300～600转/分；

在搅拌状态下再加入改性钛白粉、超细硫酸钡和三聚磷酸铝，转速为600～1000转/分，再加入消泡剂和防腐剂，调整转速900～1500转/分，分散20～40分钟至细度达到25～30μm；

调整转速到200～400转/分，加入阴离子型苯丙乳液、成膜助剂Texanol以及水性催干剂，继续搅拌10～15分钟后，得到用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料。

在本发明中，所述转速为200～400转/分的搅拌完成后，优选用水将固含量调整为35％～70％，得到用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料。

在本发明中，所述固含量调整完成后，优选依次经过滤和包装得到用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料。

在本发明中，通过改变所述混合中的转速，提高了原料组分的分散性，加快了形成胶体的速度，且在混合过程中不会产生破乳现象。

下面结合实施例对本发明提供的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

一种用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，由以下重量份的组分组成：丙烯酸改性醇酸树脂(KH-0809)25份、阴离子型苯丙乳液(0620)12份、分散剂1份、pH调节剂0.5份、羟乙基纤维素1份、改性钛白粉25份、消泡剂0.5份、水性催干剂0.5份、防腐剂0.5份、超细硫酸钡11份、成膜助剂Texanol 1份、三聚磷酸铝1份、蒸馏水21份。

用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料的制备方法如下：

将蒸馏水、丙烯酸改性醇酸树脂、羟乙基纤维素加入到配料罐中，用高速分散机搅拌10分钟，转速500转/分，然后加入pH调节剂和分散剂，搅拌10分钟，转速450转/分；

在搅拌状态下加入改性钛白粉、超细硫酸钡和三聚磷酸铝，转速为800转/分，再加入消泡剂和防腐剂，调整转速1200转/分，分散30分钟至细度达到25～30μm；

调整转速到200转/分，加入阴离子型苯丙乳液、成膜助剂Texanol以及水性催干剂，继续搅拌15分钟；

用水将固含量调整为35％，依次经过滤和包装得到用用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，制得的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料的性能参数如表1所示。

实施例2

一种用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，由以下重量份的组分组成：丙烯酸改性醇酸树脂(KH-0809)20份、阴离子型苯丙乳液(11362)15份、分散剂1份、pH调节剂0.5份、羟乙基纤维素1份、改性钛白粉25份、消泡剂0.5份、水性催干剂0.5份、防腐剂0.5份、超细硫酸钡11份、成膜助剂Texanol 1份、三聚磷酸铝1份、蒸馏水23份。

用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料的制备方法如下：

将蒸馏水、丙烯酸改性醇酸树脂、羟乙基纤维素加入到配料罐中，用高速分散机搅拌12分钟，转速450转/分，然后加入pH调节剂和分散剂，搅拌15分钟，转速450转/分；

在搅拌状态下酸钡和三聚磷酸铝，转速为1000转/分，再加入消泡剂和防腐剂，调整转速1200转/分，分散30分钟至细度达到25-30μm；

调整转速到200转/分，加入阴离子型苯丙乳液、成膜助剂Texanol以及水性催干剂，继续搅拌15分钟；

用水将固含量调整为50％，依次经过滤和包装得到用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，制得的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料的性能参数如表1所示。

实施例3

一种用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，由以下重量份的组分组成：丙烯酸改性醇酸树脂(KH-0809)30份、阴离子型苯丙乳液(11362)12份、分散剂1份、pH调节剂0.5份、羟乙基纤维素1份、改性钛白粉23份、消泡剂0.5份、水性催干剂0.5份、防腐剂0.5份、超细硫酸钡11份、成膜助剂Texanol 1份、三聚磷酸铝1份、蒸馏水18份。

用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料的制备方法如下：

将蒸馏水、丙烯酸改性醇酸树脂、羟乙基纤维素加入到配料罐中，用高速分散机搅拌12分钟，转速450转/分，然后加入pH调节剂和分散剂，搅拌15分钟，转速450转/分；

在搅拌状态下加入改性钛白粉、超细硫酸钡和三聚磷酸铝，转速为1000转/分，再加入消泡剂和防腐剂，调整转速1200转/分，分散30分钟至细度达到25～30μm；

调整转速到200转/分，加入阴离子型苯丙乳液、成膜助剂Texanol以及水性催干剂，继续搅拌15分钟；

用水将固含量调整为70％，依次经过滤和包装得到用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，制得的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料的性能参数如表1所示。

表1实施例1～3制得的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料的性能参数

由表1可以看出，本发明制得的水性醇酸树脂干燥速度快，表干时间为44～53min，实干时间为11～14h；硬度高，为HB铅笔硬度；耐水性能良好，浸水12～24h后均无异样；粘结性能良好，附着力为1。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，其特征在于，包含以下重量份数的组分：

丙烯酸改性醇酸树脂20～30份、阴离子型苯丙乳液10～15份、分散剂0.5～2份、pH调节剂0.1～1份、羟乙基纤维素0.5～3份、改性钛白粉20～25份、消泡剂0.1～0.5份、水性催干剂0.3～0.7份、防腐剂0.1～0.5份、超细硫酸钡5～20份、成膜助剂Texanol 0.5～1.5份、三聚磷酸铝0.5～2份、水10～30份。

2.根据权利要求1所述的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，其特征在于，所述阴离子型苯丙乳液由包括阴离子型乳化剂、苯乙烯、乙烯基有机酸、丙烯酸酯、双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼混合，并采用自由基乳液聚合反应得到；

所述乙烯基有机酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸酐和糖衣酸中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，其特征在于，所述改性钛白粉为采用硅烷偶联剂KH550或HK570改性的钛白粉。

4.根据权利要求1所述的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，其特征在于，所述超细硫酸钡的粒度为5～10μm。

5.根据权利要求1所述的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，其特征在于，所述分散剂为非离子润湿分散剂。

6.根据权利要求1所述的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，其特征在于，所述pH调节剂包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇，三乙胺和N,N-二甲基乙醇胺中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料，其特征在于，所述防腐剂为采用对羟基苯甲酸酯类防腐剂。

8.权利要求1～7任一项所述的用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将丙烯酸改性醇酸树脂、阴离子型苯丙乳液、分散剂、pH调节剂、羟乙基纤维素、改性钛白粉、消泡剂、水性催干剂、防腐剂、超细硫酸钡、成膜助剂Texanol、三聚磷酸铝和水混合，得到用室温自交联苯丙乳液改性的防锈型水性醇酸树脂涂料。