一种水性自交联丙烯酸自干涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性自交联丙烯酸自干涂料，由以下质量分数的物质组成：水性丙烯酸自交联乳液75~85%、消泡剂0.1~0.5%、润湿剂0.5~1%、流平剂0.1~0.5%、成膜助剂5~10%、防闪锈剂0.1~0.5%、去离子水5~10%、增稠剂0.5~1%；其中，所述水性丙烯酸自交联乳液由以下质量分数的物质组成，（甲基）丙烯酸甲酯10~20%、（甲基）丙烯酸丁酯5~15%、乙酰乙酸甲基丙烯酸乙酯1~5%、（甲基）丙烯酸1~3%、苯乙烯5~20%、非离子型乳化剂1~3%、阴离子型乳化剂1~3%、助剂0.5~2%、引发剂1~3%、去离子水45~55%、中和剂0.5~1%、交联剂1~3%；本发明专利技术采用乳液合成工艺，引入乙酰乙酸甲基丙烯酸乙酯（AAEM）自交联单体，利用该单体的多重交联固化特点，制备一种可自交联固化的丙烯酸自干涂料，该涂料中挥发性有机化合物含量极低、低毒环保。

【技术实现步骤摘要】
一种水性自交联丙烯酸自干涂料及其制备方法
本专利技术属于涂料
，具体涉及一种水性自交联丙烯酸自干涂料及其制备方法。
技术介绍
涂料，在中国传统名称为油漆；所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加填料，添加相应助剂，用有机溶剂或甲基丙烯酸甲酯配制而成的粘稠液体。随着全球环保意识的重视，各国对VOC(挥发性有机化合物)的排放相继制定了环保法规，且限定排放标准日趋严格，旨在鼓励推广使用绿色环保、节能减排的新工艺；传统塑料及金属制品上使用溶剂型涂料已在许多国家陆续淘汰，在家电、电子通讯、电子产品的3C产业等行业，未来陆续停用溶剂型涂料将是趋势；因此，本领域的技术人员研制出了水性涂料，可降低生产过程中的VOC释放量，从而达到保护环境绿色生产的目的。专利107760189A公开了一种环保型水性涂料的制备方法，以聚醚二醇N220、甲苯二异氰酸酯和二羧甲基丙酸为原料制备聚氨酯乳液；以5份丙烯酸、2～2.2份丙烯酰胺、0.5～0.9份甲基丙烯酸甲酯、2份苯乙烯、0.3～0.6份丙烯酸已酯为单体，将单体加入10份质量份数为0.01％的过硫酸铵水溶液中反应，反应过程中逐渐增加水，然后将加入到聚氨酯乳液中，搅拌乳化并以SAC-100与N,N-亚甲基双丙烯酰胺的混合物为交联剂继续进行反应，制备出丙烯酸聚氨酯乳液，将30～45份丙烯酸聚氨酯乳液、3～5份纳米二氧化钛、4～5份固化剂、10～12份颜料、2～3份分散剂、15～20份填料和55～75份水混合均匀得到水性涂料；解决了丙烯酸乳液与聚氨酯乳液存在体系相容性差的问题。专利108165117A公开了一种水性涂料，由下述重量百分比的原料制成：水58～65％，C脂肪醇聚氧乙烯(7)醚0.5～0.7％，十二烷基硫酸钠0.5～1％，甲基丙烯酸甲酯8～12％，丙烯酸丁酯5～7％，苯乙烯5～11％，丙烯酸3.5～5.5％，甲基丙烯酸丁酯5～7％，N-羟甲基丙烯酰胺0.5～1％，衣康酸0.5～1.5％，氢氧化钠溶液0.5～1.2％，消泡剂0.1～0.2％，乙酸钠0.05～0.1％，防腐剂0.1～0.2％，过硫酸铵0.1～0.2％。本专利技术的水性漆无毒无害，储存、使用过程中没有有机溶剂的挥发，对环境污染小，符合环保要求。以上两项技术方案均是近年来本领域技术人员研制出的水性涂料，其在一定程度上降低了VOC释放量，对环境污染小，但其在制备过程中，需要添加N-羟甲基丙烯酰胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺等毒性物质，若将上述涂料用于室内的装修，对于使用者的身体会带来不利的影响。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术提供一种水性自交联丙烯酸自干涂料，采用乳液合成工艺，引入乙酰乙酸甲基丙烯酸乙酯（AAEM）自交联单体，利用该单体的多重交联固化特点，制备一种可自交联固化的丙烯酸自干涂料，该涂料中挥发性有机化合物含量极低、低毒环保。本专利技术所提供的技术方案如下：一种水性自交联丙烯酸自干涂料，由以下质量分数的物质组成：水性丙烯酸自交联乳液75~85%、消泡剂0.1~0.5%、润湿剂0.5~1%、流平剂0.1~0.5%、成膜助剂5~10%、防闪锈剂0.1~0.5%、去离子水5~10%、增稠剂0.5~1%；所述水性丙烯酸自交联乳液由以下质量分数的物质组成：（甲基）丙烯酸甲酯10~20%、（甲基）丙烯酸丁酯5~15%、乙酰乙酸甲基丙烯酸乙酯1~5%、（甲基）丙烯酸1~3%、苯乙烯5~20%、非离子型乳化剂1~3%、阴离子型乳化剂1~3%、助剂0.5~2%、引发剂1~3%、去离子水45~55%、中和剂0.5~1%、交联剂1~3%。优选地，所述助剂为pH稳定剂、叔丁基过氧化氢、亚硫酸氢钠中的一种或几种，所述pH稳定剂优选为碳酸氢钠。优选地，所述引发剂为过硫酸铵。优选地，所述交联剂为己二酸二酰肼；所述中和剂为氨水或三乙醇胺。优选地，所述消泡剂为有机硅类、炔二醇类或矿物油类消泡剂；所述润湿剂为有机硅类或炔二醇类润湿剂。优选地，所述流平剂为有机硅类、丙烯酸酯类或氟碳类流平剂；所述成膜助剂为环保高沸点溶剂或十二碳醇酯。优选地，所述防闪锈剂为金属螯合物类或有机胺类防闪锈剂。优选地，水性丙烯酸自交联乳液的制备方法如下：（1）称取非离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、引发剂、助剂和去离子水，混合得组分A，投入反应锅，搅拌、通氮气并升温至80~85℃，搅拌至物料全部溶解；（2）称取（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸和苯乙烯，混合得组分B；称取（甲基）丙烯酸丁酯和乙酰乙酸甲基丙烯酸乙酯，混合得组分C；称取引发剂和去离子水，混合得组分D；称取助剂和去离子水，混合得组分E；（3）将10~15%的B组分在15~20min内滴加入反应锅，反应20~30min后，同步滴加剩余的B组分和50%的D组分，其中，B组分滴加时间为2~2.5h，D组分低滴加间为3~3.5h；当B组分滴加完毕后，开始滴加C组分，滴加时间为1~1.5h；（4）当C组分滴加完毕后，加入25%的D组分，保温40~60min后再加入剩余的D组分，再保温1~1.5h，降温至60~65℃；（5）将组分E加入到反应锅中，保温1~2h，用中和剂将pH值调到8~9，加入交联剂，搅拌10~15min，过滤，即得水性丙烯酸自交联乳液。优选地，组分E中的助剂为叔丁基过氧化氢和亚硫酸氢钠；组分A中的助剂为pH稳定剂。本专利技术还公开了一种水性自交联丙烯酸自干涂料，制备方法为：将水性丙烯酸自交联乳液加入到搅拌缸中，搅拌速度为400~600r/min，加入消泡剂、润湿剂、流平剂、成膜助剂、防闪锈剂、去离子水，搅拌20~30min，用增稠剂调整黏度至合格，即得水性自交联丙烯酸自干涂料。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术优势：（1）本专利技术中的水性丙烯酸自干涂料使用在钢铁、五金制品等产品的表面形成的漆膜，封闭性好、光泽高、硬度高、附着力好、抗氧化性好、耐水、耐磨、耐盐雾、不回粘，可满足静电喷涂施工的要求，使用范围广，VOC含量低，气味小，施工性能好。（2）本专利技术中使用的乙酰乙酸甲基丙烯酸乙酯与N-羟甲基丙烯酰胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺相比，毒性低、可与多种基团交联反应，通过螯合作用和金属离子螯合，从而有效地提高涂膜的附着力、耐水耐磨耐盐雾等各种物理化学性能。具体实施方式先结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明，其中，本专利技术中所涉及的分数值，均表示质量分数值。实施例1一种水性自交联丙烯酸自干涂料，由以下质量分数的物质组成：水性丙烯酸自交联乳液76.5%、矿物油类消泡剂0.5%、炔二醇类润湿剂1%、氟碳类流平剂0.5%、十二碳醇酯10%、有机胺类防闪锈剂0.5%、去离子水10%、增稠剂1%；所述水性丙烯酸自交联乳液由以下质量分数的物质组成：（甲基）丙烯酸甲酯10%、（甲基）丙烯酸丁酯7%、乙酰乙酸甲基丙烯酸乙酯1%、（甲基）丙烯酸1%、苯乙烯20%、非离子型乳化剂1%、阴离子型乳化剂1%、pH稳定剂0.5%、叔丁基过氧化氢0.5%、亚硫酸氢钠0.5%、过硫酸铵1%、去离子水55%、三乙醇胺0.5%、己二酸二酰肼1%。水性丙烯酸自交联乳液的制备方法如下：（1）称取非离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、过硫酸铵、pH稳定剂和去离子水，混合得组分A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性自交联丙烯酸自干涂料，由以下质量分数的物质组成：水性丙烯酸自交联乳液75~85%、消泡剂0.1~0.5%、润湿剂0.5~1%、流平剂0.1~0.5%、成膜助剂5~10%、防闪锈剂0.1~0.5%、去离子水5~10%、增稠剂0.5~1%；其特征在于：所述水性丙烯酸自交联乳液由以下质量分数的物质组成，（甲基）丙烯酸甲酯10~20%、（甲基）丙烯酸丁酯5~15%、乙酰乙酸甲基丙烯酸乙酯1~5%、（甲基）丙烯酸1~3%、苯乙烯5~20%、非离子型乳化剂1~3%、阴离子型乳化剂1~3%、助剂0.5~2%、引发剂1~3%、去离子水45~55%、中和剂0.5~1%、交联剂1~3%。

【技术特征摘要】
1.一种水性自交联丙烯酸自干涂料，由以下质量分数的物质组成：水性丙烯酸自交联乳液75~85%、消泡剂0.1~0.5%、润湿剂0.5~1%、流平剂0.1~0.5%、成膜助剂5~10%、防闪锈剂0.1~0.5%、去离子水5~10%、增稠剂0.5~1%；其特征在于：所述水性丙烯酸自交联乳液由以下质量分数的物质组成，（甲基）丙烯酸甲酯10~20%、（甲基）丙烯酸丁酯5~15%、乙酰乙酸甲基丙烯酸乙酯1~5%、（甲基）丙烯酸1~3%、苯乙烯5~20%、非离子型乳化剂1~3%、阴离子型乳化剂1~3%、助剂0.5~2%、引发剂1~3%、去离子水45~55%、中和剂0.5~1%、交联剂1~3%。2.根据权利要求1所述的一种水性自交联丙烯酸自干涂料，其特征在于：所述助剂为pH稳定剂、叔丁基过氧化氢、亚硫酸氢钠中的一种或几种，所述pH稳定剂优选为碳酸氢钠。3.根据权利要求1所述的一种水性自交联丙烯酸自干涂料，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵。4.根据权利要求1所述的一种水性自交联丙烯酸自干涂料，其特征在于：所述交联剂为己二酸二酰肼；所述中和剂为氨水或三乙醇胺。5.根据权利要求1所述的一种水性自交联丙烯酸自干涂料，其特征在于：所述消泡剂为有机硅类、炔二醇类或矿物油类消泡剂；所述润湿剂为有机硅类或炔二醇类润湿剂。6.根据权利要求1所述的一种水性自交联丙烯酸自干涂料，其特征在于：所述流平剂为有机硅类、丙烯酸酯类或氟碳类流平剂；所述成膜助剂为环保高沸点溶剂或十二碳醇酯。7.根据权利要求1所述的一种水性自交联丙烯酸自干涂料，其特征在于：所述防闪锈剂为金属螯合物类或有机胺类防闪锈剂。8.根据根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡剑韬，
申请(专利权)人：广州福诚美化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44