CN112662257A - 一种三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，按重量份计，其组成为：三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂30.0～60.0份、氟硅改性丙烯酸水性树脂10.0～35.0份、润湿剂0.2～0.8份、消泡剂0.3～0.8份、流平剂0.2～0.6份、pH调节剂0.4～0.9份、羟基纤维素0.8～1.5份、纳米级二氧化钛粉4.0～15.0份、颜填料0.0～25.0份、蒸馏水10.0～40.0份；本发明制得的三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，无需外加杀菌剂，具有良好的杀菌、抗菌性能；三碟烯衍生物与水性丙烯酸树脂通过化学键相连，其性能结构稳定，有效解决外加吸附助剂在涂料中分散不均、易沉降等弊端；本发明制得的三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料具有附着力好、表面张力低、吸附能力强、抗菌能力好等特点。

Description

一种三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料

技术领域

本发明涉及一种改性丙烯酸树脂水性涂料，尤其涉及到一种三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，属于水性功能涂料技术领域。

背景技术

目前，以乳胶漆为代表的涂料建筑材料主要由填充料和胶粘剂混合而成，其基料主要是化工产品，同时为做到防霉抑霉，往往加入毒性较强的化学物质，涂料在施工及使用过程中会释放对人体有毒有害的气体，如甲醛等，严重危害人体健康。

人们在装修时越来越注重装修材料的环保性，在室内装修过程中，木板、胶水、墙面涂料、家具中都或多或少含有甲醛、苯系物等有害物质，在装修后的几年甚至数十年中都会逐渐散发，从而影响人体的健康。

丙烯酸树脂涂料是一种重要的工业用装饰性涂料，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，耐紫外线照射不易分解和变黄，耐热性好，但是，丙烯酸漆在使用过程中存在一定的缺陷，普通的丙烯酸树脂涂料无吸附功能、抗菌、杀菌功能，因此为了得到一些特种的水性丙烯酸涂料，需要额外加入某些特种功能助剂或者对其进行改性。

发明内容

为解决目前存在的技术问题，本发明的目的旨在提供一种三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料。

三蝶烯及其衍生物具有良好的热稳定性和化学稳定，三蝶烯结构的引入也可以提高材料分子排列的有序性和空间上的延伸性。基于三蝶烯的多孔聚合材料，它具有良好的吸附能力。本发明采用三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂为主要成膜物质，三碟烯衍生物的引入能提升涂料的吸附性和增大内部孔道体积，制备所得的涂料比表面积大，对空气中有害物质的吸附效果较好，能够有效提高涂料对空气中甲醛、苯系及其他污染物的吸附和降解，优化空气环境。

本发明以三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂为主要成膜物质，同时加入氟硅改性丙烯酸水性树脂，有效降低涂层表面张力，增加涂层的自洁能力，使得涂料效果更持久。

本发明涉及一种三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，按重量份计，其组成为：三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂30.0～60.0份、氟硅改性丙烯酸水性树脂10.0～35.0份、润湿剂0.2～0.8份、消泡剂0.3～0.8份、流平剂0.2～0.6份、pH调节剂0.4～0.9份、羟基纤维素0.8～1.5份、纳米级二氧化钛粉4.0～15.0份、颜填料0.0～25.0份、蒸馏水10.0～40.0份。

其中，所述的三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂由三碟烯衍生物、交联单体、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙烯酸、丙烯酸酯硬单体、丙烯酸酯软单体、乙烯基三甲氧基硅烷与中和剂通过反应制得。

所述的pH调节剂为AMP-95、碳酸氢钠、三乙胺中的一种或几种的组合。

所述的颜填料为云母粉、硫酸钡、高岭土、磷酸铝锌、碳酸钙、膨润土、气相二氧化硅、水性色浆中的一种或几种的组合。

所述的一种三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂，采取以下技术方案：按重量份计,其组分为：三碟烯衍生物2.0～6.0份、交联单体1.0～4.0份、过氧化苯甲酰0.2～0.8份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2.0～8.0份、丙烯酸2.0～5.0份、丙烯酸酯硬单体10.0～30.0份、丙烯酸酯软单体15.0～45.0份、乙烯基三甲氧基硅烷1.0～4.0份、助溶剂10.0～25.0份、中和剂1.5～4.5份、去离子水50.0～120.0份。

所述的一种三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：

a)、在滴定罐中，按配方重量份计，将丙烯酸酯硬单体、丙烯酸酯软单体、交联单体、1/3过氧化苯甲酰搅拌均匀，得到混合液Ⅰ；

b)、在滴定罐中，按配方重量份计，将三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三碟烯衍生物、1/3过氧化苯甲酰、丙烯酸、乙烯基三甲氧基硅烷搅拌均匀，得到混合液Ⅱ；

c)、在反应器中，通入氮气，加入助溶剂与1/3过氧化苯甲酰，搅拌溶解，升温至78～80℃，缓慢滴加1/2的混合液Ⅰ，然后滴加1/2混合液Ⅱ，升温至82～88℃，同时滴加剩余的混合液Ⅰ和混合液Ⅱ，升温至90～92℃，保温反应1.0～1.5h；

d)、降温，加入中和剂，搅拌分散均匀，加入配方量的去离子水，搅拌分散，过滤，即得三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂。

本发明所述的三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂，基于申请的发明专利“一种三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂及其制备方法”，并作了详细描述。

本发明制得的三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，无需外加杀菌剂，具有良好的杀菌、抗菌性能；三碟烯衍生物与水性丙烯酸树脂通过化学键相连，其性能结构稳定，有效解决外加吸附助剂在涂料中分散不均、易沉降等弊端；本发明制得的三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料具有附着力好、表面张力低、吸附能力强、抗菌能力好等特点。

具体实施方式

本发明结合以下实例对一种三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例1

一种三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂X，按重量份计,其组分为：三碟烯衍生物4.0份、甲基丙酸羟乙酯2.0份、过氧化苯甲酰0.5份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯4.0份、丙烯酸3.5份、甲基丙烯酸甲酯20.0份、甲基丙烯酸丁酯15.0份、甲基丙烯酸月桂醇酯15.0份、乙烯基三甲氧基硅烷3.0份、二乙二醇单丁醚15.0份、三乙胺3.0份、去离子水95.0份。

本实施例中一种三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂X的制备方法，包括以下步骤：

a)、在滴定罐中，按配方重量份计，将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂醇酯、甲基丙酸羟乙酯、1/3过氧化苯甲酰搅拌均匀，得到混合液Ⅰ；

b)、在滴定罐中，按配方重量份计，将三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三碟烯衍生物、1/3过氧化苯甲酰、丙烯酸、乙烯基三甲氧基硅烷搅拌均匀，得到混合液Ⅱ；

c)、在反应器中，通入氮气，加入二乙二醇单丁醚与1/3过氧化苯甲酰，搅拌溶解，升温至78～80℃，缓慢滴加1/2的混合液Ⅰ，然后滴加1/2混合液Ⅱ，升温至82～88℃，同时滴加剩余的混合液Ⅰ和混合液Ⅱ，升温至90～92℃，保温反应1.0～1.5h；

d)、降温，加入三乙胺，搅拌分散均匀，加入配方量的去离子水，搅拌分散，过滤，即得三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂X。

实施例2

一种三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂Y，按重量份计,其组分为：三碟烯衍生物3.5份、甲基丙烯酸羟丁酯3.0份、过氧化苯甲酰0.5份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯4.0份、丙烯酸3.5份、甲基丙烯酸环己酯16.0份、丙烯酸十八酯25.0份、乙烯基三甲氧基硅烷3.0份、二乙二醇单丁醚14.0份、三乙胺3.2份、去离子水90.0份。

本发明提供一种三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂Y的制备方法，包括以下步骤：

a)、在滴定罐中，按配方重量份计，将甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸羟丁酯、1/3过氧化苯甲酰搅拌均匀，得到混合液Ⅰ；

b)、在滴定罐中，按配方重量份计，将三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三碟烯衍生物、1/3过氧化苯甲酰、丙烯酸、乙烯基三甲氧基硅烷搅拌均匀，得到混合液Ⅱ；

c)、在反应器中，通入氮气，加入二乙二醇单丁醚与1/3过氧化苯甲酰，搅拌溶解，升温至78～80℃，缓慢滴加1/2的混合液Ⅰ，然后滴加1/2混合液Ⅱ，升温至82～88℃，同时滴加剩余的混合液Ⅰ和混合液Ⅱ，升温至90～92℃，保温反应1.0～1.5h；

d)、降温，加入三乙胺，搅拌分散均匀，加入配方量的去离子水，搅拌分散，过滤，即得三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂Y。

实施例3

一种三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，按重量份计，其组成为：三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂X 50.0份、氟硅改性丙烯酸水性树脂20.0份、润湿剂0.4份、消泡剂0.5份、流平剂0.4份、AMP-95 0.6份、羟基纤维素1.2份、纳米级二氧化钛粉8.0份、硫酸钡8.0份、高岭土6.0份、磷酸铝锌3.0份、蒸馏水25.0份。

实施例4

一种三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，按重量份计，其组成为：三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂Y 42.0份、氟硅改性丙烯酸水性树脂13.0份、润湿剂0.5份、消泡剂0.6份、流平剂0.4份、碳酸氢钠0.7份、羟基纤维素0.9份、纳米级二氧化钛粉10.0份、碳酸钙10.0份、膨润土8.0份、气相二氧化硅9.0份、蒸馏水20.0份。

按照相关标准，对本发明实施例与常规水性丙烯酸树脂涂料(对比例1)进行性能指标测试，测试结果如表1所示。

其中，丝状腐蚀：按照(GB/T13452.4-92)的规定进行检测；

耐水性：按照GB/T1733-93的规定进行检测；

硬度：按照GB/T6739-2006色漆和清铅笔法测定漆膜硬度；

接触角：按照GB/T30693-2014的规定进行检测；

抗菌性：按HG/T3950-2007《抗菌涂料》的规定进行检测。

表1：涂层的性能技术指标

由表1可以看出本发明的实施例样品的丝状腐蚀、耐水性等性能远好于常规水性丙烯酸树脂涂料(对比例1)，而实施例接触角大于90°，这表明本发明实施例制得的三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料表面张力低，耐污性能好，自洁能力强。同时由表1可知，本发明的三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料具有良好的抗菌性能。

吸附性能测试：

对同样新装修的3个实验房子，每个房子均为50m²，初始测得甲醛的浓度为1.63mg/m³、苯的浓度为1.32mg/m³、一氧化碳的浓度为38.2mg/m³分别涂覆本发明的涂料与市售涂料，密封48h后进行空气质量检测：

涂覆本发明实施例3涂料的实验房子：

甲醛的浓度为0.02mg/m³、苯的浓度为0.03mg/m³、一氧化碳的浓度为4.8mg/m³。

涂覆本发明实施例4涂料的实验房子：

甲醛的浓度为0.03mg/m³、苯的浓度为0.04mg/m³、一氧化碳的浓度为5.2mg/m³。

涂覆市售涂料的实验房子：

甲醛的浓度为0.75mg/m³、苯的浓度为0.73mg/m³、一氧化碳的浓度为17.2mg/m³。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明；本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (4)

1.一种三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，其特征在于：按重量份计，其组成为：三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂30.0～60.0份、氟硅改性丙烯酸水性树脂10.0～35.0份、润湿剂0.2～0.8份、消泡剂0.3～0.8份、流平剂0.2～0.6份、pH调节剂0.4～0.9份、羟基纤维素0.8～1.5份、纳米级二氧化钛粉4.0～15.0份、颜填料0.0～25.0份、蒸馏水10.0～40.0份；

其中，所述的三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂由三碟烯衍生物、交联单体、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙烯酸、丙烯酸酯硬单体、丙烯酸酯软单体、乙烯基三甲氧基硅烷与中和剂通过反应制得。

2.如权利要求1所述的一种三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，其特征在于：所述的一种三碟烯衍生物改性水性丙烯酸树脂，按重量份计，其组成为：三碟烯衍生物2.0～6.0份、交联单体1.0～4.0份、过氧化苯甲酰0.2～0.8份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2.0～8.0份、丙烯酸2.0～5.0份、丙烯酸酯硬单体10.0～30.0份、丙烯酸酯软单体15.0～45.0份、乙烯基三甲氧基硅烷1.0～4.0份、助溶剂10.0～25.0份、中和剂1.5～4.5份、去离子水50.0～120.0份。

3.如权利要求1所述的一种三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，其特征在于：所述的pH调节剂为AMP-95、碳酸氢钠、三乙胺中的一种或几种的组合。

4.如权利要求1所述的一种三碟烯衍生物改性丙烯酸树脂水性涂料，其特征在于：所述的颜填料为云母粉、硫酸钡、高岭土、磷酸铝锌、碳酸钙、膨润土、气相二氧化硅、水性色浆中的一种或几种的组合。