金属用水性涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种金属用水性涂料及其制备方法。该水性涂料的主要原料为甲基丙烯酸10～16wt％、丙烯酸15～25wt％、三乙醇胺0.1～3wt％、纳米碳酸钙2～10wt％、改性聚氨酯2～8wt％、硅油0.5～1wt％、异噻唑啉酮0.1～4wt％、丙二醇甲醚醋酸酯3～10wt％和水35～45wt％；所述的改性聚氨酯由4‑4’‑二苯基甲烷二异氰酸酯与聚乙二醇按照摩尔比(1～2):1本体聚合得到的。本发明专利技术所得金属用水性涂料无毒无污染，绿色环保；附着力0级，不易脱落，耐腐蚀性强，金属斑迹少，具有良好的遮盖力，综合性能好；本发明专利技术生产工艺简单，使用范围广范，成本低，有利于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于涂料领域，具体涉及一种金属用水性涂料及该涂料的制备方法。
技术介绍
水性涂料是一种以水为稀释剂、不含有机溶剂的涂料，具有无毒、无刺激气味、对人体无害不污染环境等特点，近年来受到了人们的普遍关注，可用于金属、塑料、玻璃等多种材质上。目前国内用于金属材质的水性涂料存在防腐性能差、附着力差等缺陷，导致金属表面会出现大量的金属斑迹和乳化斑迹，产生以上缺陷的主要原因是由于其以水作为溶剂或分散介质，由于水的特性与有机溶剂有很大不同，如表面张力大，汽化温度高，难润湿、不易溶等，因此其存在附着力差，涂料喷涂时不易挥发，受湿度的影响大，很难控制，耐腐蚀性差等问题。所以，工业用水性涂料在使用过程中往往受到限制。现有技术中已有通过添加二氧化硅粉末作为增粘剂来抑制涂料金属斑的方法，但是该方法反而导致涂料的流平性下降。面对工业应用的条件比较苛刻，对于涂料自身性能也有越来越高的标准，具有耐高温、耐腐蚀、附着力等优异性能的水性涂料成为目前人们关注的热点，但是目前国内的用于金属材质的水性涂料还不能完全满足以上标准。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中，金属用水性涂料附着力差、耐腐蚀性不好等问题，提供了一种金属用水性涂料，该涂料具有优异的耐腐蚀性和附着力，抗冲击强度高且水性涂料成分中不含有苯、醛类物质，无毒环保。为了达到上述目的，本专利技术是这样实现的：一种金属用水性涂料，其主要原料为甲基丙烯酸10～16wt％、丙烯酸15～25wt％、三乙醇胺0.1～3wt％、纳米碳酸钙2～10wt％、改性聚氨酯2～8wt％、硅油0.5～1wt％、异噻唑啉酮0.1～4wt％、丙二醇甲醚醋酸酯3～10wt％和水
35～45wt％；所述的改性聚氨酯由4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚乙二醇按照摩尔比(1～2):1本体聚合得到的。进一步的，其主要原料为甲基丙烯酸13wt％、丙烯酸20wt％、三乙醇胺2.5wt％、纳米碳酸钙6wt％、改性聚氨酯6wt％、硅油0.75wt％、异噻唑啉酮3wt％、丙二醇甲醚醋酸酯6wt％和水40wt％。更进一步的，所述的改性聚氨酯由4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚乙二醇按照摩尔比1:1本体聚合得到的。本专利技术所述的改性聚氨酯的制备方法如下：将聚乙二醇和聚乙二醇单十二烷基醚混合搅拌，升温至100℃抽真空，连续脱水4小时，降温至70～75℃加入4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，高速搅拌15～20min，再加入催化剂，边加入边搅拌迅速升温至120℃，得到改性聚氨酯。进一步的，所述的催化剂为辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡中任一种。进一步的，所述的聚乙二醇相对分子质量为10000。本专利技术还请求保护上述金属用水性涂料的制备方法，包括以下步骤：按比例称取各原料，将甲基丙烯酸、丙烯酸、纳米碳酸钙异噻唑啉酮加入水中；室温搅拌均匀后，加入三乙醇胺调节溶液pH＝7～7.5；再加入改性聚氨酯，边加边搅拌，最后加入丙二醇甲醚醋酸酯和硅油反应3～5小时即得金属用水性涂料。改性聚氨酯作为增稠剂可以改善水性涂料的触变性，减少滴流和流挂，聚乙二醇的相对分子质量为10000，其主链更亲水，聚乙二醇与4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯发生本体聚合产生大分子链，该大分子链上的亲水链段越长，吸附的水分子越多，进而增强涂料的黏度。增稠剂与涂料中各组分憎水结构吸附在一起，在水中形成立体网状结构，使涂料具有良好的触变性，有利于加工。由于成膜剂是水性涂料中挥发性物质的主要来源，所以为避免对环境的污染，要选择无毒无害的原料，本专利技术用丙二醇甲醚醋酸酯作为成膜剂。为防止涂料长期
处于潮气下涂料容易霉化、变质等问题，添加异噻唑啉酮，加入适量的硅油可以达到较佳的消泡效果。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术所得金属用水性涂料无毒无污染，绿色环保；附着力0级，不易脱落，耐腐蚀性强，金属斑迹少，具有良好的遮盖力，综合性能好；本专利技术生产工艺简单，使用范围广范，成本低，有利于工业化生产。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行说明，但本专利技术并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。改性聚氨酯采用本领域常用的本体聚合的方法制得。下述实施例中优选分子量10000的聚乙二醇，聚乙二醇与聚乙二醇单十二烷基醚的摩尔比是(2.5～3)：2，优选摩尔比是2.5:2。实施例1将聚乙二醇100002.5mol与2mol聚乙二醇单十二烷基醚混合搅拌，升温至100℃抽真空，连续脱水4小时，降温至75℃加入2.5mol4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，高速搅拌15min，再加入0.5g辛酸亚锡，边加入边搅拌迅速升温至120℃，得到改性聚氨酯。将甲基丙烯酸12wt％、丙烯酸17wt％、纳米碳酸钙7wt％和异噻唑啉酮3wt％加入45wt％水中；室温搅拌均匀后，加入1wt％三乙醇胺调节溶液pH＝7；再加入4wt％改性聚氨酯，边加边搅拌，最后加入6wt％丙二醇甲醚醋酸酯和0.7wt％硅油反应3～5小时即得金属用水性涂料。实施例2将聚乙二醇100003mol与2mol聚乙二醇单十二烷基醚混合搅拌，升温至100℃抽真空，连续脱水4小时，降温至75℃加入4.5mol4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，高速搅拌20min，再加入0.6g二月桂酸二丁基锡，边加入边搅拌迅速升温至120℃，得到改性聚氨酯。将甲基丙烯酸10.6wt％、丙烯酸15.3wt％、纳米碳酸钙2.6wt％和
异噻唑啉酮0.1wt％加入35wt％水中；室温搅拌均匀后，加入0.1wt％三乙醇胺调节溶液pH＝7.5；再加入2.5wt％改性聚氨酯，边加边搅拌，最后加入3.1wt％丙二醇甲醚醋酸酯和0.5wt％硅油反应3～5小时即得金属用水性涂料。实施例3将聚乙二醇100003mol与2mol聚乙二醇单十二烷基醚混合搅拌，升温至100℃抽真空，连续脱水4小时，降温至75℃加入6mol 4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，高速搅拌15min，再加入0.5g辛酸亚锡，边加入边搅拌迅速升温至120℃，得到改性聚氨酯。将甲基丙烯酸15.5wt％、丙烯酸25wt％、纳米碳酸钙10wt％和异噻唑啉酮4wt％加入45wt％水中；室温搅拌均匀后，加入3wt％三乙醇胺调节溶液pH＝7；再加入8wt％改性聚氨酯，边加边搅拌，最后加入8wt％丙二醇甲醚醋酸酯和1wt％硅油反应3～5小时即得金属用水性涂料。实施例4将聚乙二醇100002.5mol与2mol聚乙二醇单十二烷基醚混合搅拌，升温至100℃抽真空，连续脱水4小时，降温至75℃加入2.5mol4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，高速搅拌15min，再加入0.5g辛酸亚锡，边加入边搅拌迅速升温至120℃，得到改性聚氨酯。将甲基丙烯酸13wt％、丙烯酸20wt％、纳米碳酸钙6wt％和异噻唑啉酮3wt％加入40wt％水中；室温搅拌均匀后，加入2.5wt％三乙醇胺调节溶液pH＝7.5；再加入6wt％改性聚氨酯，边加边搅拌，最后加入6wt％丙二醇甲醚醋酸酯和0.75wt％硅油反应3～5小时即得金属用水性涂料。将实施例1～4所得水性涂料预涂金属试验块表面上，在室温下晾晒2-4小时即可成干膜，对膜进行主要性能测试，其中附着力按照GB/T9286-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属用水性涂料，其特征在于，其主要原料为甲基丙烯酸10～16wt％、丙烯酸15～25wt％、三乙醇胺0.1～3wt％、纳米碳酸钙2～10wt％、改性聚氨酯2～8wt％、硅油0.5～1wt％、异噻唑啉酮0.1～4wt％、丙二醇甲醚醋酸酯3～10wt％和水35～45wt％；所述的改性聚氨酯由4‑4’‑二苯基甲烷二异氰酸酯与聚乙二醇按照摩尔比(1～2):1本体聚合得到的。

【技术特征摘要】
1.一种金属用水性涂料，其特征在于，其主要原料为甲基丙烯酸10～16wt％、丙烯酸15～25wt％、三乙醇胺0.1～3wt％、纳米碳酸钙2～10wt％、改性聚氨酯2～8wt％、硅油0.5～1wt％、异噻唑啉酮0.1～4wt％、丙二醇甲醚醋酸酯3～10wt％和水35～45wt％；所述的改性聚氨酯由4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚乙二醇按照摩尔比(1～2):1本体聚合得到的。2.根据权利要求1所述的一种金属用水性涂料，其特征在于，其主要原料为甲基丙烯酸13wt％、丙烯酸20wt％、三乙醇胺2.5wt％、纳米碳酸钙6wt％、改性聚氨酯6wt％、硅油0.75wt％、异噻唑啉酮3wt％、丙二醇甲醚醋酸酯6wt％和水40wt％。3.根据权利要求1所述的一种金属用水性涂料，其特征在于，所述的改性聚氨酯由4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚乙二醇按照摩尔比1:1本体聚合得到的。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐洪林，邓春阳，邓金玲，
申请(专利权)人：大连碧城环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21