防腐涂料用单组分金属防腐苯丙乳液的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种单组份水性金属防腐涂料用乳液的制备方法，本防腐乳液系苯丙共聚乳液，使用了磷酸酯类阴离子乳化剂与非离子乳化剂的搭配，再加上使用氧化还原引发体系，使制得的乳液产品稳定性好，用该乳液产品配制成的防腐成品漆具有储存稳定性好，综合防腐性能超过了目前市场上同类档次产品的平均水平。采用此防腐乳液制作的防腐漆对钢铁金属材料的附着力0级，硬度HB，耐盐雾>250hr。

【技术实现步骤摘要】
防腐涂料用单组分金属防腐苯丙乳液的制备方法
本专利技术属于高分子材料的合成制备领域，特别涉及一种应用于金属材料防腐涂料用的乳液产品的制备方法。
技术介绍
随着各国环境法规对涂料中VOC含量的限制越来越严，水性化是金属防腐涂料的必然发展趋势，尤其是近年来中国政府加强环保立法，要求尽可能多的把金属防腐涂料水性化，因此进一步推动了水性防腐涂料用的合成树脂的发展。水性苯丙乳液防腐涂料以无毒、不燃、施工方便安全、干燥快等受到越来越多的重视。但是很多情况下存在各种各样的问题，比如有的是防腐能力不佳，比如漆膜的耐水性差，附着力不佳等。还有的产品虽然防腐性能得到一定改善，但使用了稀少昂贵的特种功能单体和复杂的合成制造工艺，造成成本的提高与防腐性能的提高不成正比，也是造成水性防腐漆的发展推广的一个不利因素。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种采用比较普通易得的原材料和比较简单的生产工艺，而做出防腐性能比较好的防腐涂料用单组分金属防腐苯丙乳液的制备方法。实现本专利技术目的的技术方案是：一种防腐涂料用单组分金属防腐苯丙乳液的制备方法，采用氧化还原乳液聚合技术，使用磷酸酯类阴离子乳化剂搭配不含烷基酚类的非离子乳化剂，在50～60℃下聚合，包括如下步骤：（1）把一部分磷酸酯类阴离子乳化剂搭配不含烷基酚类的非离子乳化剂以及脱离子水加入到反应瓶中，通氮气保护，搅拌并升温到预定的温度50～60℃；（2）在单体瓶中配制单体预乳液，并搅拌使其充分预乳化，形成稳定的预乳液；（3）在预定温度50～60℃，称取2.5～10%的单体预乳液加入反应瓶，然后加入占总引发剂量8～20%的引发剂，接着加促进剂，再接着加占总还原剂8～20%量的还原剂，体系将在几分钟内出现反应，体系温度自行升高几度；（4）到初始放热峰过后，在若干分钟内开始滴加剩下的单体预乳液，引发剂和还原剂溶液，滴料时间在3～4小时，滴料期间控制反应温度在预定值（50–60oC）的±1℃范围内；（5）反应完后保温0.5～1小时熟化，然后进行后处理消除游离单体，直到游离单体检测合格后，开始降温；（6）用pH调节剂把pH调到8.0～9.0内；（7）在低于35℃加入杀菌剂，然后过滤出料。上述技术方案所述磷酸酯类阴离子乳化剂为一种烷基聚氧乙烯磷酸酯类阴离子乳化剂，磷酸酯类阴离子乳化剂所含的聚氧乙烯单元数在6～10；所述非离子乳化剂为一种烷基聚氧乙烯醚类，非离子乳化剂所含的聚氧乙烯单元数在6～12，非离子乳化剂的用量占总的单体量的0～1.5%。上述技术方案所述烷基聚氧乙烯磷酸酯类阴离子乳化剂搭配一种不含烷基酚的烷基聚氧乙烯硫酸酯类阴离子乳化剂,达到调整和改善成品漆的稳定性和细度的目的；所述烷基聚氧乙烯硫酸酯类阴离子乳化剂所含的聚氧乙烯单元数在2～10，烷基聚氧乙烯磷酸酯类阴离子乳化剂：烷基聚氧乙烯硫酸酯类阴离子乳化剂=1:0–1:1，总的阴离子乳化剂的用量占总的单体量的0.8～1.6%。上述技术方案所述步骤（2）中，单体包括丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯氰、丙烯酸和甲基丙烯酸，各组分所使用质量份数为：丙烯酸丁酯：0～10；甲基丙烯酸丁酯：20～45；甲基丙烯酸甲酯：0～10；甲基丙烯酸异辛酯：10～30；苯乙烯：20～45；丙烯氰：0～12；丙烯酸或甲基丙烯酸：1.0～3.5；所有单体组分的质量份数之和等于100，所得的聚合物的玻璃化温度在20～40℃。上述技术方案所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾和叔丁基过氧化氢中的一种或两种，引发剂的用量占总的单体量的0.30～0.50%；所述还原剂为羟甲基亚磺酸单钠盐，焦亚硫酸钠和高分子聚合新型还原剂BruggoliteFF6M，还原剂的用量占总的单体量的0.30～0.50%；所述引发剂：还原剂=1：0.5～1：1。上述技术方案所述促进剂为硫酸亚铁和乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA二钠盐），按1:1摩尔比配成约0.5%（基于硫酸亚铁）的水溶液备用，或者用硫酸亚铁铵和乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA二钠盐），按1:1摩尔比配成约0.5%（基于硫酸亚铁铵）的水溶液备用。上述技术方案所述甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸异辛酯，甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸丁酯的总用量占总的单体量的50～70%。上述技术方案所述苯乙烯的用量占总的单体量的20～40%。上述技术方案所述丙烯氰用量占总的单体量的0～12%。上述技术方案所述甲基丙烯酸或丙烯酸用量占总的单体量的1～3.5%。采用上述技术方案后，本专利技术具有以下积极的效果：（1）本专利技术首先采用氧化还原引发体系来实施，在比较低的温度下进行乳液聚合反应，以便制备分子量比较高的聚合物，因此具备比较好的的物理性能和防腐性能，所选用的温度范围在50～60℃之间。（2）本专利技术的乳化剂的选用主要从考虑防腐性，乳液的稳定性和乳液与防腐配方的兼容性来综合考虑，乳化剂体系采用一种磷酸酯类，一种传统的阴离子乳化剂，一种非离子乳化剂的搭配，以便达到最好的防腐性、乳液产品的稳定性和乳液与防腐漆原材料和配方的兼容性的最佳平衡点，所用的乳化剂都是不含烷基酚类的品种，符合当前大多国家的环保法规。（3）本专利技术使用了磷酸酯类阴离子乳化剂与非离子乳化剂的搭配，再加上使用氧化还原引发体系，使制得的乳液产品稳定性好，用该乳液产品配制成的防腐成品漆具有储存稳定性好，综合防腐性能超过了目前市场上同类档次产品的平均水平，采用此防腐乳液制作的防腐漆对钢铁金属材料的附着力0级，硬度HB，耐盐雾>250hr。具体实施方式（实施例1）往3升的反应瓶装置中加入脱离子水1000g，开动搅拌，然后加入1.87g烷基聚氧乙烯磷酸酯，用30g热水冲洗，然后加入1.87g10%的氢氧化钠溶液。通氮气保护并开始升温到60℃。在带有搅拌器的2升单体瓶中配制单体预乳液：脱离子水306g，十二烷基聚氧乙烯硫酸钠（31%）37g，苯乙烯441g，甲基丙烯酸丁酯600g，丙烯酸异辛酯243g，甲基丙烯酸甲酯30g，甲基丙烯酸43.5g，搅拌使形成稳定的预乳液。在温度60℃，称取5%的预乳液85g加入反应瓶，然后加入初始引发剂0.78g叔丁基过氧化氢，用6g脱离子水冲洗进反应瓶，接着加入5g含0.5%七水硫酸亚铁和0.7%EDTA二钠盐的溶液，接着加入0.54g羟甲基亚磺酸单钠盐溶于9g脱离子水中的初始还原剂溶液，体系将在数分钟内发生反应，体系温度将升高几度。待初始放热峰过后，在5～10分钟，开始进行单体，引发剂和还剂的滴料，滴料时间控制在210分钟。滴料引发剂溶液是由7g特丁基过氧化氢溶在101g脱离子水中构成，滴料的还原剂是由4.86g羟甲基亚磺酸单钠盐溶于103g水中构成。滴料期间控制反应温度在60±1℃。滴料完后，在60℃保温30分钟。然后同时滴加由1.5g特丁基过氧化氢溶于15g水中的引发剂溶液和由1.05g羟甲基亚磺酸单钠盐溶于25g水中的还原剂溶液，滴料时间按30分钟计。保温30分钟后，开始冷却，然后用15g氨水调节pH到8.0–9.0范围。在少于35℃下加入3g杀菌剂(PreventolD7LT)，然后用74微米(200目)的尼龙滤网过滤出料。所得产品的固含量为43.6%，粘度30mPa.s，pH=8.6。（实施例2）往3升的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防腐涂料用单组分金属防腐苯丙乳液的制备方法，其特征在于，采用氧化还原乳液聚合技术，使用磷酸酯类阴离子乳化剂搭配不含烷基酚类的非离子乳化剂，在50～60℃下聚合，包括如下步骤：（1）把一部分磷酸酯类阴离子乳化剂搭配不含烷基酚类的非离子乳化剂以及脱离子水加入到反应瓶中，通氮气保护，搅拌并升温到预定的目标温度值50～60℃；（2）在单体瓶中配制单体预乳液：先加入水和乳化剂，搅拌使乳化剂溶解均匀后，把单体逐个加入，并搅拌使其充分预乳化，形成稳定的单体预乳液；（3）在预定温度50～60℃，称取2.5～10%的单体预乳液加入反应瓶，然后加入占总引发剂量8～20%的引发剂，接着加促进剂，再接着加占总还原剂8～20%量的还原剂，体系将在几分钟内出现反应，体系温度自行升高几度；（4）到初始放热峰过后，在若干分钟内开始滴加剩下的单体预乳液，引发剂和还原剂溶液，滴料时间在3～4小时，滴料期间控制反应温度在目标温度值的 ± 1℃范围内；（5）反应完后保温0.5～1小时熟化，然后进行后处理消除游离单体，直到游离单体检测合格后，开始降温；（6）用pH调节剂把pH调到8.0～9.0内；（7）在低于35℃加入杀菌剂，然后过滤出料。...

【技术特征摘要】
1.一种防腐涂料用单组分金属防腐苯丙乳液的制备方法，其特征在于，采用氧化还原乳液聚合技术，使用磷酸酯类阴离子乳化剂搭配不含烷基酚类的非离子乳化剂，在50～60℃下聚合，包括如下步骤：（1）把一部分磷酸酯类阴离子乳化剂搭配不含烷基酚类的非离子乳化剂以及脱离子水加入到反应瓶中，通氮气保护，搅拌并升温到预定的目标温度值50～60℃；（2）在单体瓶中配制单体预乳液：先加入水和乳化剂，搅拌使乳化剂溶解均匀后，把单体逐个加入，并搅拌使其充分预乳化，形成稳定的单体预乳液；（3）在预定温度50～60℃，称取2.5～10%的单体预乳液加入反应瓶，然后加入占总引发剂量8～20%的引发剂，接着加促进剂，再接着加占总还原剂8～20%量的还原剂，体系将在几分钟内出现反应，体系温度自行升高几度；（4）到初始放热峰过后，在若干分钟内开始滴加剩下的单体预乳液，引发剂和还原剂溶液，滴料时间在3～4小时，滴料期间控制反应温度在目标温度值的±1℃范围内；（5）反应完后保温0.5～1小时熟化，然后进行后处理消除游离单体，直到游离单体检测合格后，开始降温；（6）用pH调节剂把pH调到8.0～9.0内；（7）在低于35℃加入杀菌剂，然后过滤出料。2.根据权利要求1所述的防腐涂料用单组分金属防腐苯丙乳液的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，单体包括丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯氰、丙烯酸和甲基丙烯酸，各组分所使用质量份数为：丙烯酸丁酯：0～10；甲基丙烯酸丁酯：20～45；甲基丙烯酸甲酯：0～10；甲基丙烯酸异辛酯：10～30；苯乙烯：20～45；丙烯氰：0～12；丙烯酸或甲基丙烯酸：1.0～3.5；所有单体组分的质量份数之和等于100，所得的聚合物的玻璃化温度在20～40℃。3.根据权利要求2所述的防腐涂料用单组分金属防腐苯丙乳液的制备方法，其特征在于：所述磷酸酯类阴离子乳化剂为一种烷基聚氧乙烯磷酸酯类阴离子乳化剂，磷酸酯类阴离子乳化剂所含的聚氧乙烯单元数在6～10，用量在0.8～1.6%基于总的单体量；所述非离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾晖扬，
申请(专利权)人：江苏日出化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32