一种改性水性丙烯酸涂料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种改性水性丙烯酸涂料，属于涂料制备技术领域。本发明专利技术所述的改性水性丙烯酸涂料包括以下重量份数的组分：丙烯酸乳液390～410份，钛白粉210～230份，气相纳米二氧化硅110～130份，聚倍半硅氧烷4～6份，乳化剂1～2份，消泡剂0.3～1.3份，去离子水210～230份。均匀稳定分布在丙烯酸乳液中的气相纳米二氧化硅在涂料成膜过程中会与聚合物分子链段发生化学反应或产生物理吸附作用而形成交联点结构，极大增加了分子间作用力，有效提高了涂膜的机械性能，降低了涂膜的吸水率，提高了涂料的储运稳定性；聚倍半硅氧烷粉末的加入改善了涂膜热黏冷脆的现象，提高了涂膜的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种改性水性丙烯酸涂料及其制备方法与应用
本专利技术涉及涂料制备
，尤其涉及一种改性水性丙烯酸涂料及其制备方法与应用。
技术介绍
我国涂料工业历史悠久，生产量和消费量均处于世界领先地位，发展前景广阔，正在逐渐成为国民经济新的增长点。涂料，旧称油漆，是指可涂覆于物件表面，与基体牢固结合、形成具有一定强度固态薄膜的物质，广泛应用于建筑涂装、家具、车辆、玩具、船舶等各个行业中。涂料按形态可分为水性涂料、溶剂型涂料、粉末涂料和高固体份涂料。当前应用最为广泛的是溶剂型涂料，但溶剂型涂料在生产和使用过程中会排放大量的挥发性有机化合物(volatileorganiccompounds，VOC)，已经成为空气污染的第二大污染源。空气中的VOC通过刺激眼睛、皮肤或被直接吸入体内，严重损害人体健康。随着人们环保意识的逐渐增强，溶剂型涂料已不能满足人们对绿色发展的要求。因此，发展高性能、低污染、多功能的环保型涂料成为当务之急。环境友好涂料已成为21世纪涂料的发展的主题，水性涂料是环保型涂料中发展比较迅速一个领域。水性丙烯酸类涂料因安全环保、耐老化性优异、耐碱性佳、合成加工简单等优异的性能受到科研工作者的广泛关注。但传统的丙烯酸类涂料具有吸水性较高、机械性能差缺点，极大限制了其在某些领域的应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种改性水性丙烯酸涂料及其制备方法。本专利技术提供的改性水性丙烯酸涂料具有低吸水率、良好的机械性能和储存稳定性等优点。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种改性水性丙烯酸涂料，包括以下重量份数的组分：丙烯酸乳液390～410份，钛白粉210～230份，气相纳米二氧化硅110～130份，聚倍半硅氧烷4～6份，乳化剂1～2份，消泡剂0.3～1.3份，去离子水210～230份。优选地，所述改性水性丙烯酸涂料包括以下重量份数的组分：丙烯酸乳液395～405份，钛白粉215～225份，气相纳米二氧化硅115～125份，聚倍半硅氧烷4.5～5.5份，乳化剂1.2～1.8份，消泡剂0.5～1.0份，去离子水215～225份。优选地，所述乳化剂为双甘油聚丙二醇醚、十二烷基硫酸钠和丙烯酰胺基异丙基磺酸钠中的一种或多种。优选地，所述消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂。优选地，所述钛白粉的粒径为0.1～0.2μm。本专利技术还提供了上述技术方案所述改性水性丙烯酸涂料的制备方法，包括以下步骤：将上述重量份数的组分混合，得到所述改性水性丙烯酸涂料。本专利技术还提供了上述技术方案所述改性水性丙烯酸涂料在金属管材防护领域中的应用。优选地，所述应用包括以下步骤：将稀释后的改性水性丙烯酸涂料涂抹于金属管材表面，静置固化。优选地，涂抹的厚度为0.5～1.0mm。优选地，所述稀释使用去离子水，所述去离子水与改性水性丙烯酸涂料的质量比为2：1。本专利技术提供了一种改性水性丙烯酸涂料，包括以下重量份数的组分：丙烯酸乳液390～410份，钛白粉210～230份，气相纳米二氧化硅110～130份，聚倍半硅氧烷4～6份，乳化剂1～2份，消泡剂0.3～1.3份，去离子水210～230份。均匀稳定分布在丙烯酸乳液中的气相纳米二氧化硅在涂料成膜过程中会与聚合物分子链段发生化学反应或产生物理吸附作用形成交联点结构，极大增加了分子间作用力，有效提高了涂膜的机械性能，降低了涂膜的吸水率；同时，通过合理控制乳化剂的用量，保证了涂料体系具有合理的乳胶粒子粒径和分散状态，提高了乳液的稳定性；聚倍半硅氧烷粉末的加入改善了涂膜热黏冷脆的现象，提高了涂膜的质量。从实施例可以看出：本专利技术提供的改性水性丙烯酸涂料的机械稳定性良好，由改性水性丙烯酸涂料得到的涂膜的粘弹性符合要求，吸水率为9.1～9.6％，断裂强度为9.33～12.11MPa。进一步地，本专利技术提供的改性水性丙烯酸涂料的制备方法简单，便于规模化工业生产，具有较佳的经济前景。具体实施方式本专利技术提供了一种改性水性丙烯酸涂料，包括以下重量份数的组分：丙烯酸乳液390～410份，钛白粉210～230份，气相纳米二氧化硅110～130份，聚倍半硅氧烷4～6份，乳化剂1～2份，消泡剂0.3～1.3份，去离子水210～230份。在本专利技术中，所述改性水性丙烯酸涂料包括重量份数为390～410份的丙烯酸乳液，优选为395～405份，更优选为400份。本专利技术对所述丙烯酸乳液的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品或者自制的丙烯酸乳液均可。在本专利技术的实施例中，所述丙烯酸乳液优选采用以下步骤制备得到：以重量份数计，将30～50份甲基丙烯酸甲酯、6～10份丙烯酸、45～75份丙烯酸丁酯、1～1.5份碳酸氢铵、2.5～3份双甘油聚丙二醇醚以及90～150份去离子水于900～1000r/min的条件下混合2～3h；再用200W超声波超声15～20min；然后加入1～2份引发剂过硫酸钾，加热至80～85℃，保温2～3h，加入氨水调节pH至6～8冷却至室温，出料，得丙烯酸乳液。以丙烯酸乳液的重量为基准，本专利技术所述改性水性丙烯酸涂料包括重量份数为210～230份的钛白粉，优选为215～225份，更优选为220份。在本专利技术中，所述钛白粉的粒径优选为0.1～0.2μm，更优选为0.12～0.18μm，最优选为0.14～0.16μm。本专利技术对钛白粉的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本专利技术中，所述钛白粉作为涂料的颜色来源，赋予涂料基本的色彩。在本专利技术中，本领域技术人员根据需要还可以加入其它颜料来调节涂料的颜色。以丙烯酸乳液的重量为基准，本专利技术所述改性水性丙烯酸涂料包括重量份数为110～130份的气相纳米二氧化硅，优选为115～125份，更优选为120份。在本专利技术中，所述气相纳米二氧化硅的粒径优选为20～40nm，更优选为25～35nm，最优选为30nm。本专利技术对所述气相纳米二氧化硅的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本专利技术中，所述气相纳米能稳定均匀地分散在丙烯酸乳液中；均匀稳定分布在丙烯酸乳液中的气相纳米二氧化硅在涂料成膜过程中会与聚合物分子链段发生化学反应或产生物理吸附作用而形成交联点结构，极大增加了分子间作用力，有效提高了涂膜的机械性能，降低了涂膜的吸水率，提高了涂料的机械性能以及储存稳定性。以丙烯酸乳液的重量为基准，本专利技术所述改性水性丙烯酸涂料包括重量份数为4～6份的聚倍半硅氧烷，优选为4.5～5.5份，更优选为5.0份。本专利技术对所述聚倍半硅氧烷的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品或者自制的产品均可。在本专利技术的实施例中，所述聚倍半硅氧烷优选通过包括以下步骤的方法制备得到：按重量份数计，将2～3份甲基三甲氧基硅烷和15～30份去离子水于转速400～500r/min、温度65～90℃恒温水浴的条件下，混合25～35min；然后加入0.5～1.0份浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液，反应3～6h；反应结束后，将反应产物转入离心机中离心分离，用无水乙醇洗涤沉淀2～4次，将沉淀置于75～85℃干燥箱中干燥4～6h，得聚倍半硅氧烷。在本专利技术中，所述聚倍半硅氧烷能够起到改善涂料的热黏冷脆的作用；与丙烯酸乳液共同作用，提高了涂膜的综合性能。以丙烯酸乳液的重量为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性水性丙烯酸涂料，包括以下重量份数的组分：丙烯酸乳液390～410份，钛白粉210～230份，气相纳米二氧化硅110～130份，聚倍半硅氧烷4～6份，乳化剂1～2份，消泡剂0.3～1.3份，去离子水210～230份。

【技术特征摘要】
1.一种改性水性丙烯酸涂料，包括以下重量份数的组分：丙烯酸乳液390～410份，钛白粉210～230份，气相纳米二氧化硅110～130份，聚倍半硅氧烷4～6份，乳化剂1～2份，消泡剂0.3～1.3份，去离子水210～230份。2.根据权利要求1所述的改性水性丙烯酸涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：丙烯酸乳液395～405份，钛白粉215～225份，气相纳米二氧化硅115～125份，聚倍半硅氧烷4.5～5.5份，乳化剂1.2～1.8份，消泡剂0.5～1.0份，去离子水215～225份。3.根据权利要求1或2所述的改性水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述乳化剂为双甘油聚丙二醇醚、十二烷基硫酸钠和丙烯酰胺基异丙基磺酸钠中的一种或多种。4.根据权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨天朝，
申请(专利权)人：南阳星港涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41