CN108690476A - 丙烯酸酯涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种丙烯酸酯涂料，包括以下以重量份数表示的组分：丙烯酸树脂20‑30份；异氰酸酯化合物23‑30份；溶剂20‑40份；催化剂5‑10份；流平剂8‑10份；分散剂2‑6份；增强剂10‑12份；增强剂包括聚苯胺纳米纤维。在丙烯酸酯涂料中加入增强材料，增强丙烯酸酯涂料的黏结性能同时增强涂料本身强度，提高丙烯酸酯涂料的涂覆效果。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域，更具体的说，它涉及一种丙烯酸酯涂料及其制备方法。
背景技术
丙烯酸酯涂料是常用的一种工业应用较为广泛的涂料，以丙烯酸酯为基本单体经过加聚反应制得聚丙烯酸酯树脂。若丙烯酸酯涂料中仅含有单一的丙烯酸酯，其在弹性和强度方面的性能较差，适应性有限。
通常在丙烯酸酯涂料中加入固化交联剂，以进一步提高丙烯酸酯涂料的弹性、强度以及耐候性等方面的性能。由于其具有高耐候性、好的粘附性能，可以用于屋面、墙面等非长期浸水环境下。如果丙烯酸树脂在较为潮湿的环境下涂覆时，涂料和待涂覆面之间有一层稀薄水膜，会影响丙烯酸酯涂料的涂覆效果，后期容易出现鼓泡、裂缝导致涂料脱落，影响使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种丙烯酸酯涂料及其制备方法，在丙烯酸酯涂料中加入增强材料，增强丙烯酸酯涂料的黏结性能同时增强涂料本身强度，提高丙烯酸酯涂料的涂覆效果。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种丙烯酸酯涂料，包括以下以重量份数表示的组分：
增强剂包括聚苯胺纳米纤维。
采用以上技术方案，丙烯酸树脂作为涂料主剂，在丙烯酸树脂中加入异氰酸酯化合物与丙烯酸树脂反应固化，催化剂进一步催化丙烯酸树脂中的羟基与异氰酸酯化合物中的异氰酸酯基反应，流平剂和分散剂可以促进涂料中的溶剂分散更加均匀，表面更加平整。此外，为了增强制备的涂料的强度，在涂料中加入聚苯胺纳米纤维作为增强剂。同时，聚苯胺中的仲胺也起到促进异氰酸酯基和羟基的反应。
优选地，异氰酸酯化合物为六亚甲基二异氰酸酯(HDI)缩二脲或者HDI三聚体中的一种。
进一步地，溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯或者丙二醇甲醚醋酸酯中的一种。
采用以上技术方案，六亚甲基二异氰酸酯(HDI)缩二脲和HDI三聚体均为脂肪族异氰酸酯化合物，易于溶解在醋酸乙酯、醋酸丁酯或者丙二醇甲醚醋酸酯等溶剂中。
优选地，催化剂为二氮杂二环[2.2.2]辛烷或者二月桂酸二丁基锡中的一种。
采用以上技术方案，二氮杂二环[2.2.2]辛烷和二月桂酸二丁基锡作为催化剂可以促进丙烯酸树脂和异氰酸酯化合物反应，促进固化。
优选地，流平剂为有机聚硅氧烷。
采用以上技术方案，使用有机聚硅氧烷作为流平剂，一方面可以促进涂料与基材表面粘结，另一方面可以降低涂料表面张力，提高涂料表面的流平性和均匀性。
优选地，分散剂为聚乙烯醇。
采用以上技术方案，使用聚乙烯醇作为分散剂，可以调节涂料中羟基和异氰酸酯基的比例，并且可以改善涂膜的光泽，以及保持涂料的稳定性。
优选地，一种丙烯酸酯涂料，包括以下以重量份数表示的组分：
经过多次试验验证，使用以上配比制得的丙烯酸酯涂料，与基材之间的黏结性能，以及涂料的强度有很大的改善。
进一步地，一种制备权利要求1-7任一项所述的丙烯酸酯涂料的方法，包括以下步骤：
步骤1：聚苯胺纳米纤维的制备：取5份苯胺单体和25份过硫酸铵溶解在400份50％的乙酸中得到预混物；将预混物在20℃超声30min，并静置3h，得到聚苯胺纳米纤维分散液；聚苯胺纳米纤维分散液经过过滤、洗涤，并经过冷冻干燥得到聚苯胺纳米纤维；
步骤2：将步骤1中制得的聚苯胺纳米纤维和丙烯酸树脂放在溶剂中搅拌20min得到混合料，温度为20-25℃；
步骤3：在步骤2中制得的混合料中加入流平剂和分散剂搅拌20min得到乳化混合料；
步骤4：在步骤3中制得的乳化混合料中加入异氰酸酯化合物和催化剂，搅拌10min得到丙烯酸酯涂料。
采用以上技术方案，聚苯胺纳米纤维以纤维的形态存在，并且使用冷冻干燥方法制得聚苯胺纳米纤维。之后再将聚苯胺纳米纤维和丙烯酸树脂置于溶剂中搅拌，使聚苯胺纳米纤维均匀分散在溶剂中。此外，进一步在混合料中加入流平剂和分散剂，制得较为均匀的乳化混合料，最后再加入异氰酸酯化合物和催化剂固化交联。聚苯胺纳米纤维表面含有仲胺基团，可以促进固化作用，此外，纤维状的聚苯胺纳米纤维与其他组分之间存在物理交联作用，另一方面可以从宏观上增强涂料的强度。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、使用聚苯胺纳米纤维作为增强剂，其表面的官能团可以与涂料中的其它组分以范德华力相结合，同时聚苯胺纳米纤维也可以在宏观上与涂料中的其它组分结合，增强涂料的整体强度。此外，聚苯胺纳米纤维也起到分散剂的作用。
2、聚苯胺纳米纤维使用冷冻干燥的方法制得，使用该方法制得的聚苯胺纳米纤维强度较好。
3、流平剂除了使涂料表面更加平整之外，还可以增强涂料与基材的粘结强度。
附图说明
图1为制备丙烯酸酯防水涂料的工艺流程图。
具体实施方式
本发明所用的所有组分除聚苯胺纳米纤维为自己制备之外，其余均为市售。结合图1，对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
本实施例制备丙烯酸酯防水涂料的具体过程包括如下步骤：
步骤1：聚苯胺纳米纤维的制备：取5kg苯胺单体和25kg过硫酸铵溶解在400kg50％的乙酸中得到预混物；将预混物在20℃超声30min，并静置3h，得到聚苯胺纳米纤维分散液；聚苯胺纳米纤维分散液经过过滤、洗涤，并经过冷冻干燥得到聚苯胺纳米纤维；
步骤2：称取步骤1中制得的聚苯胺纳米纤维12kg和丙烯酸树脂20kg，二者放在30kg醋酸乙酯中搅拌20min得到混合料，温度为20-25℃；
步骤3：在步骤2中制得的混合料中加入9kg有机聚硅氧烷和4kg聚乙烯醇搅拌20min得到乳化混合料；
步骤4：在步骤3中制得的乳化混合料中加入25kg六亚甲基二异氰酸酯(HDI)缩二脲和7kg二氮杂二环[2.2.2]辛烷，搅拌10min得到丙烯酸酯涂料。
其他实施例与实施例一的区别在于组分及其配比不同，各实施例的组分如表2所示。
表2各实施例中的组分和配比
按照以上各配比制备丙烯酸酯涂料，并对丙烯酸酯涂料进行性能测试。测试依据：GB/T9286-1998色漆和清漆气膜的划格试验；硬度测试：GB/T6739-2006涂膜硬度铅笔测定法；耐热性：按照GB/T1735测试；耐冲击性:按照GB/T1732-1993测试；按照GB/T1040-92测试拉伸强度和断裂伸长率。
以上各实施例制得的丙烯酸酯涂料按照以上标准进行测试，具体测试结果如表2所示。
表2各实施例的测试结果
由表2的结果可以看出，由以上各实施例制备的丙烯酸酯涂料附着力均比较强，并且其耐热性比较好。在力学性能方面，涂料的耐冲击性最高可达80cm，拉伸强度高达4.1MPa，断裂伸长率最高可达367％。涂料中添加聚苯胺纳米纤维，聚苯胺纳米纤维与其他片层组分之间搭接，可以构成三维网络结构，聚苯胺纳米纤维类似于搭接骨架，涂料的拉伸强度、耐冲击性和断裂伸长率均有所提高。有机聚硅氧烷除作为流平剂之外，还可以增强涂料与基材之间的黏结作用，增强附着力。
对比例：
以下各对比例与实施例一相比在于组分不同，各对比例的组分如表3所示。
表3各对比例的组分以及配比
以上各对比例按照实施例的方法进行测试，测试结果如表4所示。
表4各对比例的测试结果
对比例一与实施例一相比增强剂使用聚苯胺溶液，对比例二中没有添加增强剂，对比例三没有添加流平剂，对比例四没有添加分散剂，对比例五中增强剂使用市售聚苯胺。根据表4的数据可知，如果涂料中不添加增强剂，涂料的耐冲击性大大下降，并且拉伸强度和断裂伸长率也下降很多，可见聚苯胺纳米纤维作为增强剂可以提高涂料的耐冲击性能。如果涂料中的聚苯胺纳米纤维替换为聚苯胺溶液，聚苯胺在溶液中以膜的形式存在，增强剂与涂料中的其它组分以片层形式搭接，强度降低。对比例三涂料中没有添加流平剂，其与基材之间的黏结能力下降。涂料中没有添加分散剂，涂料中的组分可能分散不均匀，涂料的拉伸强度较差。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种丙烯酸酯涂料，其特征在于：包括以下以重量份数表示的组分：
丙烯酸树脂 20-30份；
异氰酸酯化合物 23-30份；
溶剂 20-40份；
催化剂 5-10份；
流平剂 8-10份；
分散剂 2-6份；
增强剂 10-12份；
增强剂包括聚苯胺纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的丙烯酸酯涂料，其特征在于：异氰酸酯化合物为六亚甲基二异氰酸酯（HDI）缩二脲或者HDI三聚体中的一种。
3.根据权利要求1所述的丙烯酸酯涂料，其特征在于：溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯或者丙二醇甲醚醋酸酯中的一种。
4.根据权利要求1所述的丙烯酸酯涂料，其特征在于：催化剂为二氮杂二环[2.2.2]辛烷或者二月桂酸二丁基锡中的一种。
5.根据权利要求1所述的丙烯酸酯涂料，其特征在于：流平剂为有机聚硅氧烷。
6.根据权利要求1所述的丙烯酸酯涂料，其特征在于：分散剂为聚乙烯醇。
7.根据权利要求1所述的丙烯酸酯涂料，其特征在于：包括以下以重量份数表示的组分：
丙烯酸树脂 20份；
异氰酸酯化合物 25份；
溶剂 30份；
催化剂 7份；
流平剂 9份；
分散剂 4份；
增强剂 12份。
8.一种制备权利要求1-7任一项所述的丙烯酸酯涂料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：聚苯胺纳米纤维的制备：取5份苯胺单体和25份过硫酸铵溶解在400份50%的乙酸中得到预混物；将预混物在20℃超声30min，并静置3h，得到聚苯胺纳米纤维分散液；聚苯胺纳米纤维分散液经过过滤、洗涤，并经过冷冻干燥得到聚苯胺纳米纤维；
步骤2：将步骤1中制得的聚苯胺纳米纤维和丙烯酸树脂放在溶剂中搅拌20min得到混合料，温度为20-25℃；
步骤3：在步骤2中制得的混合料中加入流平剂和分散剂搅拌20min得到乳化混合料；
步骤4：在步骤3中制得的乳化混合料中加入异氰酸酯化合物和催化剂，搅拌10min得到丙烯酸酯涂料。
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