[發(fā)明專利]環(huán)保型水性涂料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610281785.3
• 申請日: 2016-04-29
• 公開（公告）號: CN105860723B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧春陽;唐洪林;鄧金玲
• 申請（專利權(quán)）人: 大連碧城環(huán)保科技股份有限公司
• 主分類號: C09D133/08
• 分類號: C09D133/08;C09D7/61;C09D7/63;C09D5/08
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙)21235
• 代理人: 胡景波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保型水性涂料及該涂料的制備方法。

背景技術(shù)

水性涂料是一種以水為稀釋劑、不含有機(jī)溶劑的涂料，具有無毒、無刺激氣味、對人體無害不污染環(huán)境等特點(diǎn)，近年來受到了人們的普遍關(guān)注，可用于金屬、塑料、玻璃等多種材質(zhì)上。

目前國內(nèi)的水性涂料多數(shù)存在涂膜軟、不耐磨、附著力差等缺陷，雖然現(xiàn)有技術(shù)中，通常通過加入無機(jī)填料對其進(jìn)行改性，但是無機(jī)填料加入又造成粉化脫落等現(xiàn)象。

水性涂料存在以上缺陷的主要原因是由于其以水作為溶劑或分散介質(zhì)，由于水的特性與有機(jī)溶劑有很大不同，如表面張力大，汽化溫度高，難潤濕、不易溶等，因此其存在附著力差，涂料噴涂時不易揮發(fā)，受濕度的影響大，很難控制，耐腐蝕性差等問題。所以，工業(yè)用水性涂料在使用過程中往往受到限制。工業(yè)應(yīng)用的條件多數(shù)情況比較苛刻，一般要求該涂料具有一定的耐高溫、耐腐蝕、附著力等優(yōu)異性能，但是，目前國內(nèi)的水性涂料還不能完全滿足以上標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中，水性涂料附著力差、易脫落、耐腐蝕性不好等問題，提供了一種環(huán)保型水性涂料。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：水溶性丙烯酸酯聚合物15～30wt％、改性乳化劑1～5wt％、磷酸鋅12～26wt％、成膜劑3～10wt％、填料6～10wt％、三乙醇胺0.1～3wt％、羥基乙叉二膦酸2～6wt％和水18～30wt％。

所述的水溶性丙烯酸酯聚合物由丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯按質(zhì)量比14:3:1:2反應(yīng)得到。

所述的改性乳化劑由聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進(jìn)行復(fù)配，其質(zhì)量比為1:5。

進(jìn)一步的，所述水性涂料主要原料為水溶性丙烯酸酯聚合物20～28wt％、改性乳化劑2～4wt％、磷酸鋅13.5～25wt％、成膜劑4～8.5wt％、填料6.5～9wt％、三乙醇胺0.5～2.5wt％、羥基乙叉二膦酸3～5wt％和水20～25wt％。

所述的水溶性丙烯酸酯聚合物的制備方法如下：按比例稱取各原料，向乙二醇中依次加入丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯的混合單體再加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈，在80～85℃下攪拌回流，反應(yīng)3～4小時，保溫2～3小時，取樣分析轉(zhuǎn)化率達(dá)99％以上后停止反應(yīng)，得水溶性丙烯酸酯聚合物。

進(jìn)一步的，所述的成膜劑為丙二醇甲醚醋酸酯。

進(jìn)一步的，所述的填料為納米二氧化鈦、納米二氧化硅或納米碳酸鈣中至少一種。

本發(fā)明另一個目的是請求保護(hù)上述環(huán)保型水性涂料的制備方法，包括以下步驟：按比例稱取各原料，將磷酸鋅12～26wt％、羥基乙叉二膦酸2～6wt％和填料6～10wt％加入水中，攪拌均勻后，加入三乙醇胺調(diào)節(jié)pH；加入水溶性丙烯酸酯聚合物15～30wt％和改性乳化劑1～5wt％，邊加入邊攪拌，最后加入成膜劑3～10wt％反應(yīng)2～3小時即得環(huán)保型水性涂料。

進(jìn)一步的，所述pH范圍為7～8。

水溶性丙烯酸酯一般是作為粘結(jié)劑來使用，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)將其利用到水性涂料中，該水溶性丙烯酸樹脂與附著基能夠形成良好的附著力，但是現(xiàn)有技術(shù)中水溶性丙烯酸酯成本較高，甚至高于普通的溶液型聚丙烯酸酯產(chǎn)品，本發(fā)明制備所得的水溶性丙烯酸酯聚合物原料成本低。本發(fā)明所使用的改性乳化劑側(cè)端帶有親水性基團(tuán)，使乳化劑具有良好的耐水性。磷酸鋅作為分散劑，可以減少完成分散過程所需的時間，使顏料分散體系穩(wěn)定，有效避免填料絮凝、結(jié)塊，羥基乙叉二膦酸的加入與剩余的鋅離子形成穩(wěn)定的螯合物，減少沉渣的產(chǎn)生，提高涂料的性能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明所得水性涂料無毒無污染，綠色環(huán)保；附著力0級，不易脫落，耐腐蝕性強(qiáng)，抗沖擊強(qiáng)度高，具有良好的遮蓋力，綜合性能好；本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單，使用范圍廣范，成本低，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不局限于此。下述實(shí)施例中所述實(shí)驗(yàn)方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。

制備水溶性丙烯酸酯聚合物：分別稱取21g丙烯酸丁酯、4.5g丙烯酸羥乙酯、1.5g丙烯酸和3g苯乙烯，向乙二醇中依次加入丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯的混合單體再加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈，在80～85℃下攪拌回流，反應(yīng)3～4小時，保溫2～3小時，取樣分析轉(zhuǎn)化率達(dá)99％以上后停止反應(yīng)。

所述的改性乳化劑由聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進(jìn)行復(fù)配，其質(zhì)量比為1:5。