一种聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料制造技术

本发明专利技术涉及一种聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料，由聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性树脂、助溶剂、底材改性剂、纳米功能材料、颜填料、助剂和水组成；其中，所述的纳米功能材料为纳米SiO2、纳米ZnO、纳米TiO2、纳米Al2O3、纳米SnO2、纳米氮化硼、钛酸钾晶须、碳纳米管或石墨烯；所述的聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性树脂由烯丙基聚苯乙烯微球作为功能单体，然后通过ATRP自由基聚合反应合成；本发明专利技术制得的聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料，具有优良的附着力、耐水性、耐腐蚀性、耐磨性、耐湿热性、耐盐雾性、耐老化性、抗闪锈性、防锈防腐性和抗裂性。

A Polystyrene Microsphere Modified Acrylic Waterborne Industrial Coating

The present invention relates to an acrylic waterborne industrial coating modified by polystyrene microspheres, which is composed of polystyrene microspheres modified acrylic waterborne resin, cosolvent, substrate modifier, nano-functional material, pigments, fillers, additives and water. The nano-functional materials are nano-SiO 2, nano-ZnO, nano-Ti 2, nano-AlO 3, nano-SnO 2, nano-boron nitride and potassium titanate whiskers. The polystyrene microsphere modified acrylic water-borne resin is synthesized by ATRP radical polymerization reaction using allyl polystyrene microsphere as functional monomer. The polystyrene microsphere modified acrylic water-borne industrial coatings prepared by the invention have excellent adhesion, water resistance, corrosion resistance, wear resistance, moisture resistance, heat resistance, salt spray resistance, etc. Anti-aging, anti-flash rust, anti-rust, anti-corrosion and crack resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料
本专利技术涉及一种改性丙烯酸树脂水性涂料，尤其涉及到一种聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料，属于水性功能涂料

技术介绍
涂料是日常生产保护基础设施不可或缺的材料，被广泛应用于建筑物、各类五金件、工业制品的装饰以及机械、车辆、船舶、飞机、仪表等领域。丙烯酸树脂涂料具有原料价格便宜、对颜料润湿性好等优点，且具有良好的施工性，在涂料领域中一直扮演着重要角色。但传统的丙烯酸树脂涂料中含有大量有机溶剂，对人体和生态环境造成严重影响。随着人们环境保护意识的增强，环境友好型水性涂料的生产及应用已是大势所趋。与溶剂型涂料相比，水性涂料中没有或很少含有可挥发性有机物(VOC)。其具有安全环保、成本低、施工灵活等多重优点。水性丙烯酸树脂涂料，以水为溶剂，其被广泛应用于各个领域。目前水性丙烯酸涂料存在防腐期限短，涂装后易闪锈，耐酸耐候性差，硬度和稳定性差等问题。同时丙烯酸酯涂料属于有机物质，成膜后遇火易燃，产生浓烟以及大量有害物质的产生，影响了其应用范围，因此对其进行阻燃性改性是非常必要的。
技术实现思路
目前功能性的聚苯乙烯微球指微球表面含有功能基团如羧基、氨基、醛基、酮基、酯基、磺酸基、氯甲基、卤素、酰氯基、磺酰氯基等，从而赋于微球更多的新功能。本专利技术采用聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性树脂，该树脂是通过含有烯丙基改性的聚苯乙烯微球作为功能单体，然后通过ATRP自由基聚合反应，在丙烯酸树脂分子结构上引入聚苯乙烯微球结构单元，能有效提高涂层的硬度、拉裂性、耐温性、耐磨性、耐水性和耐腐蚀性。本专利技术提供一种聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料。为了解决上面所述的技术问题，本专利技术采取以下技术方案：本专利技术涉及一种聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料，按重量百分比计，其组分为：聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性树脂35.0～75.0％、助溶剂1.0～8.0％、基材润湿剂0.2～2.0％、纳米功能材料0～15.0％、颜填料0～35.0％、助剂0.5～10.0％、去离子水至100％。其中，所述的聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性树脂，采用ATRP技术合成，已在申请的专利技术专利“一种聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性树脂及其制备方法”中记载；其制备步骤如下：将引发剂溶于去离子水中，配制成5％～10％的引发剂水溶液；按配方重量比，依次将烯丙基聚苯乙烯微球、催化剂、软单体、硬单体、乳化剂、配体、余下的去离子水加入到反应器中，通氮气置换0.5～1h，然后高速搅拌15～30min至乳化均匀后，升温至60～110℃，滴加引发剂水溶液，在0.5～1h内滴加完毕，保持恒温下继续反应6～12h，得所述的聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性树脂；按重量份数计，各原料成分为：烯丙基聚苯乙烯微球6.0～15.0份、软单体20.0～40.0份、硬单体5.0～12.0份、乳化剂0.2～2.5份、配体0.5～1.5份、催化剂0.6～2.0份、引发剂0.4～1.5份、去离子水50.0～80.0份。所述的烯丙基聚苯乙烯微球为烯丙基胺聚苯乙烯交联微球、酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球或磺酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球。所述的烯丙基胺聚苯乙烯交联微球，由聚苯乙烯-二乙烯苯交联微球通过氯甲基化反应，再与烯丙基胺反应制得，在申请的专利“一种可聚合反应的聚苯乙烯交联微球烯丙基胺及其制备方法”中已有记载。所述的酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球，由含羧基化的聚苯乙烯交联微球在惰性溶剂中充分溶胀后，在催化剂存在下与氯化亚砜反应生成酰氯球，再与烯丙基胺反应而制得，在申请的专利“一种酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球及其制备方法”中已有记载。所述的磺酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球，由聚苯乙烯-二乙烯苯交联微球通过氯磺酸直接氯磺化制备磺酰氯，再与烯丙基胺反应而制得，在申请的专利“一种磺酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球及其制备方法”中已有记载。所述的软单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异辛酯中的至少一种。所述的硬单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种。所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、油酸钾、油酸钠、琥珀酸酯磺酸钠、甘油硬脂酸酯、甘油油酸酯、月桂醇聚氧乙烯醚、月桂酸聚氧乙烯酯、双十二烷基苯基醚二磺酸钠、月桂酸钠、OP-10、苯乙基酚聚氧乙烯醚、吐温中的至少一种。所述的配体为N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、N,N,N’,N’,N”-五甲基丙烯酸甲酯基二乙烯基三胺、N,N,N’,N’,N”,N”-六甲基丙烯酸正丁酯基三乙烯基四胺、2,2’-联吡啶、N,N,N’,N’,N”-五甲基二乙烯基三胺、N,N,N’,N’,N”,N”-六甲基丙烯酸甲酯基三乙烯基四胺中的至少一种。所述的催化剂为溴化亚铜、氯化亚铜、溴化铜中的至少一种。所述的引发剂为4-[2-(2-溴-2-甲基丙酰氧基)乙氧基]-4-氧代-2-磺酸基丁酸二钠、4-[10-(2-溴-2-甲基丙酰氧基)癸氧基]-4-氧代-2-磺酸基丁酸二钠、4-[6-(2-溴-2-甲基丙酰氧基)己氧基]-4-氧代-2-磺酸基丁酸二钠、4-[10-(2-溴-2-甲基丙酰氧基)辛氧基]-4-氧代-2-磺酸基丁酸二钠、2-氯丙酰胺、2-溴丙酰胺、2-碘代丙烯酸甲酯、2-氯代丙腈、2-溴丙烯酸乙酯、2-溴丙烯酸甲酯、二溴丙烯酸乙酯、1-溴代乙腈、2-甲基-2-溴代丙烯酸乙酯、2-溴代异丁酸乙酯、2-溴丙烯酸乙酯、N,N-二乙基-2-溴代丙烯酰胺中的至少一种。所述助溶剂为醇类溶剂、醇醚类溶剂中的至少一种。所述基材润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、硅氧烷聚醚共聚物、有机氟聚合物、炔二醇聚醚共聚物、硅烷偶联剂中的至少一种。所述助剂至少包括分散剂、润湿剂、消泡剂、流平剂、手感剂、消光剂、防沉流变剂、防闪锈剂、pH调节剂中的至少两种以上。所述纳米功能材料为纳米SiO2、纳米ZnO、纳米TiO2、纳米Al2O3、纳米SnO2、纳米氮化硼、钛酸钾晶须、碳纳米管、石墨烯中的至少一种。所述颜填料为磷酸锌、钼酸锌、氧化铁红、三聚磷酸铝、钛铁粉、磷铁粉、石墨粉、偏硼酸钡、滑石粉、硅石粉、云母粉、高岭土、膨润土、硼砂、石棉粉、水性色浆中的一种或几种的组合。本专利技术制得的一种聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料，具有优良的附着力、耐水性、耐腐蚀性、耐磨性、耐湿热性、耐盐雾性、耐老化性、抗闪锈性、防锈防腐性和抗裂性。具体实施方式本专利技术结合以下实施例对聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料做进一步描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。实施例1一种聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料，按重量份计，其组成为：聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性树脂65.0份、丙二醇3.0份、二丙二醇丁醚2.5份、分散剂0.5份、硅氧烷聚醚共聚物0.3份、纳米SiO23.0份、硅烷流平剂0.3份、消泡剂0.2份、增稠防沉剂0.5份、pH调节剂0.2份、去离子水24.5份；其中，所述的聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性树脂为专利技术专利“一种聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性树脂及其制备方法”中的实施例4。实施例2一种聚苯乙烯微球改性丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料，其特征在于：所述的聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料，按重量百分比计，其组分为：聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性树脂35.0～75.0％、助溶剂1.0～8.0％、基材润湿剂0.2～2.0％、纳米功能材料0～15.0％、颜填料0～35.0％、助剂0.5～10.0％、去离子水至100％；其中，所述聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性树脂，采用ATRP技术合成，其制备步骤如下：先将引发剂溶于去离子水中，配制成5％～10％的引发剂水溶液；依次将烯丙基聚苯乙烯微球、催化剂、软单体、硬单体、乳化剂、配体、余下的去离子水加入到反应器中，通N2置换0.5～1h，然后高速搅拌15～30min至乳化均匀后，升温至60～110℃，滴加引发剂水溶液，在0.5～1h内滴加完毕，保持恒温下继续反应6～12h，得所述聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性树脂；按重量份数计，其各原料成分为：

【技术特征摘要】
1.一种聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料，其特征在于：所述的聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料，按重量百分比计，其组分为：聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性树脂35.0～75.0％、助溶剂1.0～8.0％、基材润湿剂0.2～2.0％、纳米功能材料0～15.0％、颜填料0～35.0％、助剂0.5～10.0％、去离子水至100％；其中，所述聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性树脂，采用ATRP技术合成，其制备步骤如下：先将引发剂溶于去离子水中，配制成5％～10％的引发剂水溶液；依次将烯丙基聚苯乙烯微球、催化剂、软单体、硬单体、乳化剂、配体、余下的去离子水加入到反应器中，通N2置换0.5～1h，然后高速搅拌15～30min至乳化均匀后，升温至60～110℃，滴加引发剂水溶液，在0.5～1h内滴加完毕，保持恒温下继续反应6～12h，得所述聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性树脂；按重量份数计，其各原料成分为：所述的烯丙基聚苯乙烯微球为烯丙基胺聚苯乙烯交联微球、酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球或磺酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球；所述的烯丙基胺聚苯乙烯交联微球，由聚苯乙烯-二乙烯苯交联微球通过氯甲基化反应，再与烯丙基胺反应制得；所述的酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球，由含羧基化的聚苯乙烯交联微球在惰性溶剂中充分溶胀后，在催化剂存在下与氯化亚砜反应生成酰氯球，再与烯丙基胺反应而制得；所述的磺酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球，由聚苯乙烯-二乙烯苯交联微球通过氯磺酸直接氯磺化制备磺酰氯，再与烯丙基胺反应而制得。2.根据权利要求1所述的聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料，其特征在于：所述的纳米功能材料为纳米SiO2、纳米ZnO、纳米TiO2、纳米Al2O3、纳米SnO2、纳米氮化硼、钛酸钾晶须、碳纳米管、石墨烯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料，其特征在于：所述助溶剂为醇类溶剂、醇醚类溶剂中的至少一种。4.根据权利要求1所述的聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料，其特征在于：所述的基材润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、硅氧烷聚醚共聚物、有机氟聚合物、炔二醇聚醚共聚物、硅烷偶联剂中的至少一种。5.根据权利要求1所述的聚苯乙烯微球改性丙烯酸水性工业涂料，其特征在于：所述的颜填料为磷酸锌、钼酸锌、氧化铁红、三聚磷酸铝、钛铁粉、磷铁粉、石墨粉、偏硼酸钡、滑石粉、硅石粉、云母粉、高岭土、膨润土、硼砂、石...

【专利技术属性】
技术研发人员：许钧强，康伦国，姚东生，周利军，张武，阳高军，阳京辉，
申请(专利权)人：韶关市合众化工有限公司，合众佛山化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44