一种带锈防锈苯丙乳液的合成方法技术

一种带锈防锈苯丙乳液的合成方法，包括以下工艺过程：1、配制丙烯酸酯混合单体，配制引发剂水溶液；2、将30%的丙烯酸酯混合单体、40%的引发剂水溶液、去离子水，加入带搅拌与回流冷凝器的反应釜中，用恒温水浴加热至80～85℃，进行乳液聚合反应0.5h；3、将剩余70%的混合单体，60%的引发剂水溶液同步缓慢滴加到反应釜中，滴加时间3～4h，同时维持料温80～85℃，继续进行乳液聚合反应；4、混合单体和引发剂滴加完毕后，将没食子酸溶于热水后加入反应釜中，维持料温80～85℃进行缩合反应，反应时间1～3h；5、降温至50℃以下，加入氨水调节PH=7‑8，过滤出料。

A synthetic method of rusty anti rust styrene acrylic emulsion

【技术实现步骤摘要】
一种带锈防锈苯丙乳液的合成方法
本专利技术属于水性工业防腐涂料
，具体涉及一种带锈防锈苯丙乳液的合成方法，该方法通过乳液共聚、缩合系列化学反应合成应用于带锈防锈涂料的苯丙乳液。
技术介绍
据统计，全世界每年因腐蚀而损失的金属约为金属年产量的20％以上，由此带来的经济损失约10000亿美元。我国每年因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的4％，超过了火灾、风灾和地震造成的损失的总和，至少达二百亿元。金属腐蚀导致的损失如此严重，特别是钢铁的防腐蚀日益引起人们的关注，其中防止金属腐蚀最有效、最常用的方法之一是在金属表面涂敷防腐蚀涂层。长期以来，钢铁表面的防锈涂料大多采用溶剂型防锈涂料。传统的溶剂型涂料不仅易燃，易爆，在贮存、运输、施工时存在诸多不安全因素；而且还含有许多有毒颜、填料，对环境造成了极大污染；此外，溶剂的价格昂贵，在成膜以后溶剂全部挥发到空气中，这不仅是一种能源的浪费，并且造成严重的环境污染问题。传统的防锈涂料不能在锈蚀的金属表面直接进行涂装，涂装前必须彻底除锈，然后进行磷化钝化处理，这是一项十分繁重的工作，不但劳动强度大，工作效率低，除锈成本也很高，同时锈尘严重地危害施工人员的身体健康。随着环保问题成为人们日益关注的焦点，世界各国相继制定了一系列环保法规、法律和准则，限制了含有机溶剂和重金属颜、填料的防锈涂料的应用，促使全球涂料业向低毒/无毒、对环境影响最小的方向发展。所以开发一种新型带锈防锈涂料的工作迫在眉睫。现有的水性带锈防锈涂料，均以改性合成树脂共聚乳液为基质，加入磷酸、单宁酸等酸性除锈剂以及亚硝酸钠、三聚磷酸锌等无机盐类防锈剂等，可直接涂覆带锈钢铁材料上，将铁锈转化为新型的保护层与防锈剂一起牢固附着在金属表面，使金属与外界的空气、水及腐蚀介质隔绝，从而达到防锈、除锈、防腐蚀的目的。带锈防锈涂料配方中的磷酸、单宁酸对金属基材和漆膜均具有破坏性，而亚硝酸钠则是众所周知的一种致癌物，三聚磷酸锌虽然安全但是价格昂贵；针对现有技术中防锈物质存在的各种弊病，带锈防锈树脂乳液的合成与应用将彻底改变现有防锈涂料的防腐技术理论。
技术实现思路
本专利技术的目的在于公开一种带锈防锈苯丙乳液的合成方法，并利用普通的涂料配方即可制备出具有除锈防锈功能的带锈防锈型防腐涂料。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种带锈防锈苯丙乳液的合成方法，包括以下步骤：步骤一、配制丙烯酸酯混合单体，配制引发剂水溶液。步骤二、将30%的丙烯酸酯混合单体、40%的引发剂水溶液、去离子水，加入带搅拌与回流冷凝器的反应釜中，用恒温水浴加热至80～85℃，进行乳液聚合反应0.5h。步骤三、将剩余70%的混合单体，60%的引发剂水溶液同步缓慢滴加到反应釜中，滴加时间3～4h，同时维持料温80～85℃，继续进行乳液聚合反应。步骤四、混合单体和引发剂滴加完毕后，将没食子酸溶于热水后加入反应釜中，维持料温80～85℃进行缩合反应，反应时间1～3h。步骤五、降温至50℃以下，加入氨水调节PH=7-8，过滤出料。上述步骤中，丙烯酸酯混合单体包括丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯；引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾。上述步骤中，N-羟甲基丙烯酰胺占混合单体总量的1%～3%；丙烯酸羟乙酯占混合单体总量的1%～5%；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯占混合单体总量的1%～5%。上述步骤四中，没食子酸与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的质量比是1:1。本专利技术的技术原理如下：没食子酸的化学分子式是HOOC-C6H2（OH）3，其分子结构中含有三个酚羟基，同苯酚一样，容易与三价铁离子（铁锈的主要成分）形成紫黑色的络合物沉淀；通过没食子酸的羧基与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的氨基发生缩合反应，将没食子酸接枝到苯丙聚合物上，当含酚羟基的苯丙乳液喷涂到生锈的铁质材料上，支链上的酚羟基就与铁锈发生络合反应，形成稳定致密的紫黑色络合物沉淀，在将铁锈转化的同时，也能够阻止铁质材料与空气、水汽接触而进一步腐蚀，从而到达除锈防锈的效果。本专利技术的有益效果如下：1、不依靠添加功能性助剂与颜填料，利用普通的涂料配方即可制备出具有除锈防锈功能的带锈防锈型防腐涂料。2、用带锈防锈苯丙乳液配制的防腐涂料，不使用磷酸、单宁酸，对金属基材和漆膜没有任何破坏性，不使用具有致癌性的亚硝酸钠，不使用价格昂贵的三聚磷酸锌，是突破传统防腐理论的创新型、环保型、节约型的防腐技术。3、本专利技术所用原料廉价、易得，制备工艺简单、可行，可大批量制备。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图图2为本专利技术的化学反应式具体实施方式下面结合具体实施实例和附图对本专利技术作进一步的详细描述，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。如图1、图2所示，一种带锈防锈苯丙乳液的合成方法，包括以下步骤：步骤一、配制丙烯酸酯混合单体，配制引发剂水溶液。步骤二、将30%的丙烯酸酯混合单体、40%的引发剂水溶液、去离子水，加入带搅拌与回流冷凝器的反应釜中，用恒温水浴加热至80～85℃，进行乳液聚合反应0.5h。步骤三、将剩余70%的混合单体，60%的引发剂水溶液同步缓慢滴加到反应釜中，滴加时间3～4h，同时维持料温80～85℃，继续进行乳液聚合反应。步骤四、混合单体和引发剂滴加完毕后，将没食子酸溶于热水后加入反应釜中，维持料温80～85℃进行缩合反应，反应时间1～3h。步骤五、降温至50℃以下，加入氨水调节PH=7-8，过滤出料。上述步骤中，丙烯酸酯混合单体包括丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯；引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾。上述步骤中，N-羟甲基丙烯酰胺占混合单体总量的1%～3%；丙烯酸羟乙酯占混合单体总量的1%～5%；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯占混合单体总量的1%～5%。上述步骤四中，没食子酸与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的质量比是1:1。下面具体介绍本专利技术的几个实施例：实施例1步骤一、配制丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的混合单体140g，其中N-羟甲基丙烯酰胺为1.4g，丙烯酸羟乙酯为7g，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为1.4g；配制过硫酸铵引发剂水溶液50g。步骤二、将42g的丙烯酸酯混合单体、20g的过硫酸铵引发剂水溶液、去离子水110g，加入500ml带搅拌与回流冷凝器的反应釜中，用恒温水浴加热至80℃，进行乳液聚合反应0.5h。步骤三、将剩余98g的混合单体，30g的过硫酸铵引发剂水溶液同步缓慢滴加到500ml反应釜中，滴加时间4h，同时维持料温80℃，继续进行乳液聚合反应。步骤四、混合单体和引发剂滴加完毕后，将1.4g的没食子酸溶于20g热水中并且加入500ml反应釜中，维持料温80℃进行缩合反应，反应时间3h。步骤五、降温至45℃，加入氨水调节PH=7-8，过滤出料。以实施例1的原料配比与生产方法合成的带锈防锈苯丙乳液为成膜物质，按照普通水性涂料配方制备的防腐涂料，具有明显的带锈防锈性能。实施例2步骤一、配制丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的混合单体140g，其中N-羟甲基丙烯酰胺为4.2g，丙烯酸羟乙酯为1.4g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带锈防锈苯丙乳液的合成方法，其特征在于：合成过程包括以下步骤：步骤一、配制丙烯酸酯混合单体，配制引发剂水溶液；步骤二、将30%的丙烯酸酯混合单体、40%的引发剂水溶液、去离子水，加入带搅拌与回流冷凝器的反应釜中，用恒温水浴加热至80～85℃，进行乳液聚合反应0.5h；步骤三、将剩余70%的混合单体，60%的引发剂水溶液同步缓慢滴加到反应釜中，滴加时间3～4h，同时维持料温80～85℃，继续进行乳液聚合反应；步骤四、混合单体和引发剂滴加完毕后，将没食子酸溶于热水后加入反应釜中，维持料温80～85℃进行缩合反应，反应时间1～3h；步骤五、降温至50℃以下，加入氨水调节PH=7‑8，过滤出料。

【技术特征摘要】
1.一种带锈防锈苯丙乳液的合成方法，其特征在于：合成过程包括以下步骤：步骤一、配制丙烯酸酯混合单体，配制引发剂水溶液；步骤二、将30%的丙烯酸酯混合单体、40%的引发剂水溶液、去离子水，加入带搅拌与回流冷凝器的反应釜中，用恒温水浴加热至80～85℃，进行乳液聚合反应0.5h；步骤三、将剩余70%的混合单体，60%的引发剂水溶液同步缓慢滴加到反应釜中，滴加时间3～4h，同时维持料温80～85℃，继续进行乳液聚合反应；步骤四、混合单体和引发剂滴加完毕后，将没食子酸溶于热水后加入反应釜中，维持料温80～85℃进行缩合反应，反应时间1～3h；步骤五、降温至50℃以下，加入氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾进盈，郭国伟，胡永庆，许家阔，侯素玲，岳航宇，
申请(专利权)人：河南青山环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41