CN104140732A - 一种高盐雾高耐候的水性涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高盐雾高耐候的水性涂料及其制备方法，主要包含丙烯酸改性乳液，所述的丙烯酸改性乳液由异丁醇、乙二醇单丁醚、甲基异丁基酮、过氯乙烯、丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十三氟辛酯、乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯，偶氮二异丁腈、甲基单乙醇胺、去离子水组成。本发明的涂料是非常优异的底面合一型涂料，适应于金属工件，涂装后常温干燥，涂层外观平整光亮，流平性好，具有较佳的机械性能，具有非常优异的耐候性能，经2500小时QUV老化试验，失光率≤15％，ΔE≤1.5，同时还具有较好的耐腐蚀性，耐盐雾性达到1000小时，单向腐蚀宽度≤2mm。
Description
[技术领域]
本发明属于水性涂料和制备方法技术领域，涉及一种高盐雾高耐候的水性涂料及其制备方法。
[背景技术]
材料腐蚀是全世界面临的一个严重问题。腐蚀不仅消耗了宝贵财富，而且破坏了生产、生活等许多活动的正常运行。我国每年因金属腐蚀造成的损失高达几百亿人民币，约占国民总值的4％，随着金属用量的增加，其损失量还将不断增大。如此惊人的损耗，剌激着防腐蚀涂料的发展，同时涂膜暴露在室外环境条件下容易发生脆化、粉化、变色、失光、剥落等问题，涂膜需要具有较高的耐候性能，所以高盐雾高耐候的水性涂料研发刻不容缓。
发明专利(CN 102108250A)公开了一种水性底面合一防腐漆及其制备方法，以水性聚氨酯改性环氧树脂为基料，添加多种助剂制备而成，同时具有较高的防腐蚀性能和耐老化性能，经实验耐紫外线老化达到600h，耐盐雾性也达到600h。现在市面上这样的耐候和耐盐雾要求还不能满足市场的需求，单一涂层还没有达到高耐候和高盐雾的要求，所以急需开发出一种高盐雾高耐候的水性涂料。
[发明内容]
本发明针对现有技术的不足，提供一种高盐雾高耐候的水性涂料及其制备方法，本发明产品为单组份涂料，本发明的涂料是非常优异的底面合一型涂料，适应于金属工件，涂装后常温干燥，涂层外观平整光亮，流平性好，具有较佳的机械性能，硬度为H，冲击强度为50Kg.cm，附着力为0级，具有非常优异的耐候性能，经2500小时QUV老化试验，失光率≤15％，ΔE≤1.5，同时还具有较好的耐腐蚀性，耐盐雾性达到1000小时，单向腐蚀宽度≤2mm。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种具有核-壳结构的高盐雾高耐候的水性涂料，主要包含丙烯酸改性乳液，所述的丙烯酸改性乳液由9-15重量份异丁醇、4-8重量份乙二醇单丁醚、2-4重量份甲基异丁基酮、4-6重量份过氯乙烯、2-5重量份丙烯酸十二氟庚酯、1.5-3.5重量份丙烯酸十三氟辛酯、3-5重量份乙烯基三甲氧基硅烷、3.5-5.5重量份丙烯酸、5.5-7.5重量份甲基丙烯酸甲酯、5.8-6.6重量份丙烯酸羟乙酯、7.2-10重量份苯乙烯、8-11.4重量份丙烯酸异辛酯，1-2重量份偶氮二异丁腈、1.5-2.5重量份甲基单乙醇胺、20-30重量份去离子水组成。
该水性涂料中还进一步的含有如下成分：
所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加16-38重量份防腐颜填料。
所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加1-2重量份水性润湿分散剂。
在所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加0.4-1重量份水性消泡剂。
在所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加0.8-2重量份水性流平剂。
在所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加0.4-1重量份水性增稠剂。
在所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加0.3-0.7重量份水性紫外光吸收剂。
在所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加35.3-41.1重量份去离子水。
防腐颜填料为磷酸锌、三聚磷酸铝、云母氧化铁、炭黑、钛白粉或硫酸钡中的一种或任意几种混合物。水性润湿分散剂选自市售的美国空气化工的surfynol FS-85、surfynol PSA-336或surfynol 104BC中的任意一种。水性消泡剂选自市售的法国罗地亚的Rhodoline DF691或Rhodoline DF681F中的任意一种。水性流平剂选自市售的德国毕克的BYK-333、BYK-381或BYK-388中的任意一种。水性增稠剂选自市售的上海永研化工的LM-276、LT-935或LM-901中的任意一种。水性紫外光吸收剂选自市售的巴斯夫公司的Tinuvin5151或Tinuvin326中的任意一种。
本发明还包括一种高盐雾高耐候的水性涂料的制备方法：
将4-6重量份过氯乙烯，1-2重量份丙烯酸，2-2.4重量份丙烯酸羟乙酯，4.5-5.5重量份甲基丙烯酸甲酯，7.2-10重量份苯乙烯，0.4-0.8重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液a，待用；
将2-5重量份丙烯酸十二氟庚酯，1.5-3.5重量份丙烯酸十三氟辛酯，3-5重量份乙烯基三甲氧基硅烷，2.5-3.5重量份丙烯酸，3.8-4.4重量份丙烯酸羟乙酯，1-2重量份甲基丙烯酸甲酯，8-11.4重量份丙烯酸异辛酯，0.4-0.8重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液b，待用；
将0.2-0.4重量份的偶氮二异丁腈和2-4重量份甲基异丁基酮混合均匀得到混合液c，待用；
将9-15重量份异丁醇，4-8重量份乙二醇单丁醚加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气，升温到85℃，开始滴加混合液a，1.5小时滴完后保温半小时，开始滴加混合液b，2小时滴加完，然后保温半小时，然后滴加混合液c，半小时滴完，然后升温到90℃，保温2小时，然后降温到45℃，开始加入1.5-2.5重量份甲基单乙醇胺，搅拌0.5小时，然后加入20-30重量份去离子水，搅拌1小时，过滤出料，获得所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液。
还方法还进一步还包括如下步骤：将0.4-1重量份的水性润湿分散剂和35.3-41.1重量份的去离子水一起加入研磨罐中搅拌均匀，再加入0.4-1重量份的水性消泡剂，搅拌5分钟，再加入16-38重量份防腐颜填料高速砂磨2小时，至细度≤15μm，然后加入0.8-2重量份水性流平剂、20-40重量份具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液、0.4-1重量份水性增稠剂和0.3-0.7重量份水性紫外光吸收剂，搅拌均匀后过滤出料，获得所述的高盐雾高耐候的水性涂料。
本发明的高盐雾高耐候的水性涂料的有益效果是：该涂料为水性单组份涂料，是非常优异的底面合一型涂料，涂装后涂层常温干燥，涂装方便，使用环保、安全；本涂料成膜物质采用具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液，核层为过氯乙烯改性的丙烯酸树脂，玻璃化温度高，硬度大，具有非常优异的防腐蚀性能，壳层为含氟硅改性的丙烯酸树脂，玻璃化温度低，柔韧性好，具有非常优异的耐候性，通过成膜过程中壳层的柔韧性包裹核层，提高涂料的致密性，阻止腐蚀性物质的侵入，同时利用含氟硅树脂的表面张力低，耐候性好，聚集在涂层表面，提高涂层的耐候性。此涂层外观平整光亮，流平性好，具有较佳的机械性能，硬度为H，冲击强度为50Kg.cm，附着力为0级，具有非常优异的耐候性能，经2500小时QUV老化试验，失光率≤15％，ΔE≤1.5，同时还具有较好的耐腐蚀性，耐盐雾性达到1000小时，单向腐蚀宽度≤2mm。
[具体实施方式]
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
1)所述具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液配方：
将6重量份过氯乙烯，2重量份丙烯酸，2.4重量份丙烯酸羟乙酯，5.5重量份甲基丙烯酸甲酯，10重量份苯乙烯，0.8重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液a，待用；
将5重量份丙烯酸十二氟庚酯，3.5重量份丙烯酸十三氟辛酯，5重量份乙烯基三甲氧基硅烷，3.5重量份丙烯酸，4.4重量份丙烯酸羟乙酯，2重量份甲基丙烯酸甲酯，11.4重量份丙烯酸异辛酯，0.8重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液b，待用；
将0.4重量份的偶氮二异丁腈和2重量份甲基异丁基酮混合均匀得到混合液c，待用；
将9重量份异丁醇，4重量份乙二醇单丁醚加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气，升温到85℃，开始滴加混合液a，1.5小时滴完后保温半小时，开始滴加混合液b，2小时滴加完，然后保温半小时，然后滴加混合液c，半小时滴完，然后升温到90℃，保温2小时，然后降温到45℃，开始加入2.5重量份甲基单乙醇胺，搅拌0.5小时，然后加入20重量份去离子水，搅拌1小时，过滤出料，获得所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液。
2)所述高盐雾高耐候的水性涂料配方
按配方量将水性润湿分散剂surfynol PSA-336和去离子水一起加入研磨罐中搅拌均匀，再加入水性消泡剂Rhodoline DF681F，搅拌5分钟，再加入防腐颜填料磷酸锌、三聚磷酸铝、炭黑和硫酸钡高速砂磨2小时，至细度≤15μm，然后加入水性流平剂BYK-388、高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液、水性增稠剂LM-276和水性紫外光吸收剂Tinuvin326，搅拌均匀后过滤出料，获得所述的高盐雾高耐候的水性涂料。
实施例2
1)所述具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液配方：
将5重量份过氯乙烯，1.5重量份丙烯酸，2.2重量份丙烯酸羟乙酯，5重量份甲基丙烯酸甲酯，8.6重量份苯乙烯，0.6重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液a，待用；
将3.5重量份丙烯酸十二氟庚酯，2.5重量份丙烯酸十三氟辛酯，4重量份乙烯基三甲氧基硅烷，3重量份丙烯酸，4.1重量份丙烯酸羟乙酯，1.5重量份甲基丙烯酸甲酯，9.7重量份丙烯酸异辛酯，0.6重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液b，待用；
将0.3重量份的偶氮二异丁腈和3重量份甲基异丁基酮混合均匀得到混合液c，待用；
将12重量份异丁醇，6重量份乙二醇单丁醚加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气，升温到85℃，开始滴加混合液a，1.5小时滴完后保温半小时，开始滴加混合液b，2小时滴加完，然后保温半小时，然后滴加混合液c，半小时滴完，然后升温到90℃，保温2小时，然后降温到45℃，开始加入2重量份甲基单乙醇胺，搅拌0.5小时，然后加入25重量份去离子水，搅拌1小时，过滤出料，获得所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液。
2)所述高盐雾高耐候的水性涂料配方
按配方量将水性润湿分散剂surfynol FS-85和去离子水一起加入研磨罐中搅拌均匀，再加入水性消泡剂Rhodoline DF691，搅拌5分钟，再加入防腐颜填料三聚磷酸铝、云母氧化铁、炭黑和钛白粉高速砂磨2小时，至细度≤15μm，然后加入水性流平剂BYK-381、高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液、水性增稠剂LM-901和水性紫外光吸收剂Tinuvin5151，搅拌均匀后过滤出料，获得所述的高盐雾高耐候的水性涂料。
实施例3
1)所述具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液配方：
将4重量份过氯乙烯，1重量份丙烯酸，2重量份丙烯酸羟乙酯，4.5重量份甲基丙烯酸甲酯，7.2重量份苯乙烯，0.4重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液a，待用；
将2重量份丙烯酸十二氟庚酯，1.5重量份丙烯酸十三氟辛酯，3重量份乙烯基三甲氧基硅烷，2.5重量份丙烯酸，3.8重量份丙烯酸羟乙酯，1重量份甲基丙烯酸甲酯，8重量份丙烯酸异辛酯，0.4重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液b，待用；
将0.2重量份的偶氮二异丁腈和4重量份甲基异丁基酮混合均匀得到混合液c，待用；
将15重量份异丁醇，8重量份乙二醇单丁醚加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气，升温到85℃，开始滴加混合液a，1.5小时滴完后保温半小时，开始滴加混合液b，2小时滴加完，然后保温半小时，然后滴加混合液c，半小时滴完，然后升温到90℃，保温2小时，然后降温到45℃，开始加入1.5重量份甲基单乙醇胺，搅拌0.5小时，然后加入30重量份去离子水，搅拌1小时，过滤出料，获得所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液。
2)所述高盐雾高耐候的水性涂料配方
按配方量将水性润湿分散剂surfynol 104BC和去离子水一起加入研磨罐中搅拌均匀，再加入水性消泡剂Rhodoline DF691，搅拌5分钟，再加入防腐颜填料磷酸锌、云母氧化铁、钛白粉和硫酸钡高速砂磨2小时，至细度≤15μm，然后加入水性流平剂BYK-333、高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液、水性增稠剂LT-935和水性紫外光吸收剂Tinuvin326，搅拌均匀后过滤出料，获得所述的高盐雾高耐候的水性涂料。
将上述实施例1-3制得的一种高盐雾高耐候的水性涂料进行制板测试，喷涂实施例中的水性涂料，膜厚为20-25um，室温放置7天后测试样板技术指标。
样板的主要技术指标如下表：
| 项目 | 性能 | 检验标准 |
| 外观 | 平整光亮，流平好 | HG/T3952-2007 |
| 附着力 | 0级 | GB/T9286 |
| 硬度 | ≥H | GB/T6739 |
| 冲击强度 | 50Kg/cm | GB/T1732 |
| 耐盐雾性 | ≥1000h单向腐蚀宽度≤2mm | GB/T1771 |
| 耐候性 | ≥2500h失光率≤15％，ΔE≤1.5 | GB/T1865-97QUV-A法 |
因而本发明制得的一种高盐雾高耐候的水性涂料，涂装后常温干燥，涂层外观平整光亮，流平性好，具有较佳的机械性能，具有非常优异的耐候性能，,同时还具有非常优异的耐候性能和较好的耐腐蚀性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有核-壳结构的高盐雾高耐候的水性涂料，其特征在于主要包含丙烯酸改性乳液，所述的丙烯酸改性乳液由9-15重量份异丁醇、4-8重量份乙二醇单丁醚、2-4重量份甲基异丁基酮、4-6重量份过氯乙烯、2-5重量份丙烯酸十二氟庚酯、1.5-3.5重量份丙烯酸十三氟辛酯、3-5重量份乙烯基三甲氧基硅烷、3.5-5.5重量份丙烯酸、5.5-7.5重量份甲基丙烯酸甲酯、5.8-6.6重量份丙烯酸羟乙酯、7.2-10重量份苯乙烯、8-11.4重量份丙烯酸异辛酯，1-2重量份偶氮二异丁腈、1.5-2.5重量份甲基单乙醇胺、20-30重量份去离子水组成。
2.如权利要求1所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的水性涂料，其特征在于在所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加16-38重量份防腐颜填料。
3.如权利要求1所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的水性涂料，其特征在于在所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加1-2重量份水性润湿分散剂。
4.如权利要求1所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的水性涂料，其特征在于在所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加0.4-1重量份水性消泡剂。
5.如权利要求1所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的水性涂料，其特征在于在所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加0.8-2重量份水性流平剂。
6.如权利要求1所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的水性涂料，其特征在于在所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加0.4-1重量份水性增稠剂。
7.如权利要求1所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的水性涂料，其特征在于在所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加0.3-0.7重量份水性紫外光吸收剂。
8.如权利要求1所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的水性涂料，其特征在于在所述的水性涂料中，每20-40重量份所述的丙烯酸改性乳液，还添加35.3-41.1重量份去离子水。
9.一种高盐雾高耐候的水性涂料的制备方法，其特征在于，将4-6重量份过氯乙烯，1-2重量份丙烯酸，2-2.4重量份丙烯酸羟乙酯，4.5-5.5重量份甲基丙烯酸甲酯，7.2-10重量份苯乙烯，0.4-0.8重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液a，待用；
将2-5重量份丙烯酸十二氟庚酯，1.5-3.5重量份丙烯酸十三氟辛酯，3-5重量份乙烯基三甲氧基硅烷，2.5-3.5重量份丙烯酸，3.8-4.4重量份丙烯酸羟乙酯，1-2重量份甲基丙烯酸甲酯，8-11.4重量份丙烯酸异辛酯，0.4-0.8重量份偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液b，待用；
将0.2-0.4重量份的偶氮二异丁腈和2-4重量份甲基异丁基酮混合均匀得到混合液c，待用；
将9-15重量份异丁醇，4-8重量份乙二醇单丁醚加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气，升温到85℃，开始滴加混合液a，1.5小时滴完后保温半小时，开始滴加混合液b，2小时滴加完，然后保温半小时，然后滴加混合液c，半小时滴完，然后升温到90℃，保温2小时，然后降温到45℃，开始加入1.5-2.5重量份甲基单乙醇胺，搅拌0.5小时，然后加入20-30重量份去离子水，搅拌1小时，过滤出料，获得所述的具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液。
10.如权利要求9所述的高盐雾高耐候的水性涂料的制备方法，其特征在于还包括：将0.4-1重量份的水性润湿分散剂和35.3-41.1重量份的去离子水一起加入研磨罐中搅拌均匀，再加入0.4-1重量份的水性消泡剂，搅拌5分钟，再加入16-38重量份防腐颜填料高速砂磨2小时，至细度≤15μm，然后加入0.8-2重量份水性流平剂、20-40重量份具有核-壳结构的高盐雾高耐候的丙烯酸改性乳液、0.4-1重量份水性增稠剂和0.3-0.7重量份水性紫外光吸收剂，搅拌均匀后过滤出料，获得所述的高盐雾高耐候的水性涂料。
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