[發明專利]水性丙烯酸-環氧-聚氨酯分散體和耐醇擦耐堿涂料

有效

• 申請號: 202010031999.1
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111154042B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 張成彬;胡海東;孫偉祖;鄧俊英;孫家寬
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司;萬華化學（寧波）有限公司;萬華化學（廣東）有限公司
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08F220/14;C08F220/18;C08F220/58;C08G18/12;C08G18/40;C08G18/42;C08G18/58;C08G18/32;C09D151/08;C09D5/08;C09D7/20
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 陳悅軍

本發明提供一種水性丙烯酸?環氧?聚氨酯分散體和耐醇擦耐堿涂料，該涂料無毒無污染，且具有良好的耐高溫、耐醇擦、耐指紋性、柔韌性和涂裝性等性能。分散體的制備方法，包括如下步驟：1)將環氧化合物和小分子醇酸化合物反應制得環氧多元醇；2)將環氧多元醇、親水性聚氨酯和擴鏈交聯劑反應制得水性環氧樹脂改性聚氨酯，經中和、剪切分散得到酯混合乳液；3)將所述混合乳液和丙烯酸酯類單體混合溶解，并經剪切分散得到三元體系混合乳液；4)將混合乳液進行擴鏈反應后，加入引發劑和含酮羰基的可聚合單體進行反應，之后加入含酰肼基的可反應的單體混合溶解；5)除去溶劑，得到所述水性丙烯酸?環氧?聚氨酯分散體。

技術領域

本發明涉及一種基于水性丙烯酸-環氧-聚氨酯分散體的金屬用水性耐醇擦/耐堿涂料組合物及其制備方法，以及在金屬涂裝特別是金屬卷材的涂裝方面的應用。

背景技術

金屬卷材預涂裝的涂料是以冷軋鋼板、鍍鋅鋼板、鍍鋁鋅鋼板、鋁鎂合金、鋁板等為基板，采用快速、高度自動化流水線的輥涂生產方式，鋼板經脫脂、化學處理、涂底漆、高溫烘烤、涂面漆、高溫烘烤后成膜，經固化后達到具有一定物理機械性能、抗刮性、醇擦、水煮、鹽霧、耐堿等性能的一種專業涂料。

涂裝后的金屬卷材經沖壓加工等工序后被廣泛應用于家電、建筑、汽車、裝飾、船舶等領域。

20世紀70年代以來，由于人們對環境保護意識的不斷增強，許多國家頒發了嚴格控制VOC和重金屬污染的環保法規，因此發展低VOC、低污染的環境友好型涂料成為金屬卷材預涂裝涂料行業的世界性課題。

水性涂料是以水代替有機溶劑，可在很大程度上減少涂料行業有機溶劑的使用，其有效性、成本和環境可接受性越來越受到人們的青睞。

金屬卷材預涂裝的涂層分為預處理層與涂料層，預涂卷材的預處理層是卷材生產商對卷鋼的前期處理。水性卷材涂料的主要成膜物質成分為水性樹脂，其水性樹脂的性能是金屬卷材預涂裝的技術重點。

目前，關于水性卷材涂料相關技術的報道較少，現在水性卷材涂料有零星應用，但多數都處于實驗室研發階段。主要原因如下：1、現有溶劑型卷材涂料在封閉體系中完成，97％以上溶劑經焚化處理，熱量循環利用，符合環保涂裝、綠色涂裝；2、水性卷材涂料需要達到溶劑型卷材的性能，價格要高于溶劑型；3、目前水性卷材涂料某些性能達不到溶劑型(耐堿/耐高溫滅菌等)的水平。

CN105542630A公開了一種水性卷材涂料用聚酯漆及其制備方法，以聚酯樹脂為成膜物質，制備的涂層具有優異的抗劃傷、防腐蝕、耐溶劑、柔韌性好，但存在易水解、儲存時間短、儲存穩定性差、耐候性差等問題。

US5389704A公開了一種卷材用環氧磷酸酯底漆及其制備方法，制成的涂料具有良好的耐腐蝕性、耐化學品抗性、熱穩定性及柔韌性，但T彎性能、抗黃變性能、穩定性較差，應用范圍受到限制，此外，此涂料是一種溶劑型產品，體系VOC高，不利于環保。

CN102827325A公開了一種核殼型聚氨酯/丙烯酸復合乳液的制備方法及其應用，其制備的核殼型聚氨酯/丙烯酸復合乳液與水性氨基樹脂或水性封閉性異氰酸酯樹脂交聯組分相結合，制備成有機含量低的雙組分烤干涂料，可做低VOC的水性卷材涂料，但此涂料需現用現配，成漆適用期相對較短，PMT溫度需高于200℃，能耗高等問題。

CN101434133A公開了一種表面處理金屬板用丙烯酸脲烷類樹脂的制備及其應用，其制備的含有酮肼室溫自交聯的丙烯酸脲烷類樹脂內含有陰離子型表面活性劑，導致其親水性增加，耐水煮、耐堿、耐化學品抗性下降，且使用活性高的環氧丙氧基硅烷偶聯劑作為樹脂的后交聯部分，環氧基團與羧酸反應，硅氧基水解縮聚，會導致涂料體系不穩定，儲存時間短等問題產生。

當今金屬處理涂料技術主要向產品功能化、超長期服役性和環境友好型的方向發展，并不斷拓展新的領域。