一种环保水性涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种环保水性涂料，其特征在于，按照重量份计由以下成分制成：改性聚乙二醇甲基丙烯酸酯类成膜聚合物45‑55份、吡咯烷酮类离子型共聚物20‑30份、流平剂1‑3份、纳米二氧化钛10‑15份、消泡剂2‑5份、水20‑30份。本发明专利技术还公开了所述环保水性涂料的制备方法，包括如下步骤：将各成分按质量百分比依次混合进行搅拌，在搅拌条件下升温至85‑90℃后保温1‑2小时，然后进行过滤、包装、入库，即得到环保水性涂料。本发明专利技术制备得到的环保水性涂料具有施工更方便，丰满度更好，生产成本更加低廉，综合性能更优异，使用更加绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
一种环保水性涂料及其制备方法
本专利技术涉及涂料及其制备方法
，尤其涉及一种环保水性涂料及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着工业的快速发展，环境污染和能源问题日益严重，成为制约社会发展的重要因素。世界各国目前正在采取严厉的措施限制挥发性有机化合物的排放，绿色环保材料已经进入了人们的视线，逐渐成为人们生活不可或缺的部分。为了适应这一潮流，水性涂料应运而生，成为现代涂料工业发展的主流方向。水性涂料以丙烯酸为主要原料，用水做为分散介质和稀释剂的涂料，与有机溶剂型的涂料比较，水性涂料既减少了挥发性有机溶剂(VolatileOrganicCompounds，VOC)的排放，又可节省资源、能源(生产溶剂需消耗能源)，同时方便运输和贮藏，且其耐水、耐候性好。但现有技术中的水性涂料综合性能一般，化学性能比较低(例如耐醇耐碱性能较差)，硬度、耐磨度等物理指标较低，尚不能满足较苛刻场合的应用。中国专利申请201210182067.2公开了一种水性涂料，所述水性涂料按重量分数包括如下组分：白水泥70-150；钛白粉5-15；漆酚基乳化剂30-70；漆酚甲醛缩聚物乳化液70-110。本专利技术所述的水性涂料添加有生漆，充分发挥了生漆的膜坚硬、光亮、耐磨、耐热、耐腐蚀的优点，并配合加入了漆酚基乳化剂来乳化生漆，可以保证于生漆的相容性好，有利于形成致密、刚性的界面膜，并且漆酚基乳化剂可以参与生漆的成膜反应，避免了传统的乳化剂对涂膜性能的不良影响，具有极强的硬度。但该专利技术应用于室内装修时，滚涂抹平后，其吸附能力欠佳。因此，业内亟需开发一种综合性能良好的环保水性涂料，以解决现在技术的不足。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种环保水性涂料及其制备方法，该制备方法简单易行，对设备依赖性不高，价格低廉，制备得到的环保水性涂料克服了现有技术中的水性涂料综合性能一般，化学性能比较低，硬度、耐磨度等物理指标较低，尚不能满足较苛刻场合的应用的技术问题，具有施工更方便，丰满度更好，生产成本更加低廉，综合性能更优异，使用更加绿色环保。为达到以上目的，本专利技术提供一种环保水性涂料，按照重量份计由以下成分制成：改性聚乙二醇甲基丙烯酸酯类成膜聚合物45-55份、吡咯烷酮类离子型共聚物20-30份、流平剂1-3份、纳米二氧化钛10-15份、消泡剂2-5份、水20-30份。较佳地，所述所述流平剂优选为聚丙烯酸酯流平剂、醋丁纤维素流平剂、聚乙烯醇缩丁醛流平剂中的一种或几种；所述消泡剂优选为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的一种或几种。优选地，所述改性聚乙二醇甲基丙烯酸酯类成膜聚合物的制备方法，包括如下步骤：1)在氮气或惰性气体氛围下，将聚乙二醇甲基丙烯酸酯与六氰基-1,3-丁二烯溶于高沸点溶剂中形成溶液，后将溶液加入到装有回流冷凝管、电动搅拌器的三口瓶中，在110-120℃下回流搅拌反应4-6小时，后在正己烷中沉出，过滤后再置于真空干燥箱70-80℃下烘18-24小时，得到改性聚乙二醇甲基丙烯酸酯。2)将经过步骤1)制备得到的改性聚乙二醇甲基丙烯酸酯与N-(4-磺酸丁基)-4-(4-(4-(二戊基氨基)苯基)丁二烯基)吡啶内盐溶于N-甲基吡咯烷酮中形成溶液，后将溶液加入到装有回流冷凝管、电动搅拌器的三口瓶中，在110-120℃下回流搅拌反应4-6小时，后在正己烷中沉出，过滤后再置于真空干燥箱70-80℃下烘20-25小时，得到中间产物。3)将经过步骤2)制备得到的中间产物加入质量分数为10-20％的氢氧化钠的水溶液中，在90-100℃下水解3-4h，再用乙醇沉淀过滤，干燥得到聚乙二醇甲基丙烯酸酯类成膜聚合物。优选地，步骤1)中所述聚乙二醇甲基丙烯酸酯、六氰基-1,3-丁二烯、高沸点溶剂的质量比为2.85:1:(10-15)。较佳地，所述高沸点溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜中的一种或几种。较佳地，所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种或几种。优选地，步骤2)中所述改性聚乙二醇甲基丙烯酸酯、N-(4-磺酸丁基)-4-(4-(4-(二戊基氨基)苯基)丁二烯基)吡啶内盐、N-甲基吡咯烷酮的质量比为1.47:1:(8-12)。优选地，步骤3)中所述中间产物、氢氧化钠的水溶液的质量比为1:(15-25)。优选地，所述吡咯烷酮类离子型共聚物的制备方法，包括如下步骤：将4-烯丙基-2-吡咯烷酮、(3-丙烯酰氧基丙基)三(三甲基硅氧基)硅烷、1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐、N-[3-(2-呋喃基)丙烯酰]-L-苯丙氨酰-甘氨酰-甘氨酸溶于二甲亚砜中形成溶液，再向其中加入引发剂，在氮气氛围60-70℃下搅拌反应4-6小时，后在丙酮中沉出，并置于真空干燥箱80-90℃下烘10-15小时，得到吡咯烷酮类离子型共聚物。较佳地，所述4-烯丙基-2-吡咯烷酮、(3-丙烯酰氧基丙基)三(三甲基硅氧基)硅烷、1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐、N-[3-(2-呋喃基)丙烯酰]-L-苯丙氨酰-甘氨酰-甘氨酸、二甲亚砜、引发剂的质量比为(1-2):0.5:1:0.5:(8-12):(0.3-0.5)。优选地，所述引发剂选自过氧化二异丙苯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化环己酮、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或几种。优选地，所述环保水性涂料的制备方法，包括如下步骤：将各成分按质量百分比依次混合进行搅拌，在搅拌条件下升温至85-90℃后保温1-2小时，然后进行过滤、包装、入库，即得到环保水性涂料。由于上述技术方案的运用，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术公开的环保水性涂料的制备方法，简单易行，对设备依赖性不高，原料易得，价格低廉，适合大规模生产。(2)本专利技术公开的环保水性涂料，克服了现有技术中的水性涂料综合性能一般，化学性能比较低，硬度、耐磨度等物理指标较低，尚不能满足较苛刻场合的应用的技术问题，具有施工更方便，丰满度更好，生产成本更加低廉，综合性能更优异，使用更加绿色环保。(3)本专利技术公开的环保水性涂料，通过对聚乙二醇甲基丙烯酸酯进行改性，引入较多羧基，使得涂膜交联密度增加，提高与墙体的粘附力；与添加的吡咯烷酮类离子型共聚物通过离子交联。使得涂膜更有更加良好的耐溶剂性、耐化学品性和耐候性，涂料流变性好，涂膜光泽高，且形成的涂层表面坚硬，耐刮性和耐磨性较好，干燥时间较快；吡咯烷酮类离子型共聚物分子链上含有三甲基硅氧烷结构，有利于提高二氧化硅纳米材料的相容性。(4)本专利技术公开的环保水性涂料，各成分协同作用，不仅具有防火阻燃、抗菌防霉、涂膜附着力强、强度硬度高的特点，还具有优良的耐存储稳定性，不含对人体健康有害的甲醛、苯系物、可挥发性有机化合物(VOC)和重金属元素，不仅不会产生有害物质，添加的二氧化钛还具有光催化甲醛等有害有机污染物的作用，使用更加绿色环保。具体实施方式以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。本专利技术实施例中使用的原料购于摩贝(上海)生物科技有限公司。实施例1一种环保水性涂料，按照重量份计由以下成分制成：改性聚乙二醇甲基丙烯酸酯类成膜聚合物45份、吡咯烷酮类离子型共聚物20份、聚丙烯酸酯流平剂1份、纳米二氧化钛10份、磷酸三丁酯2份、水20份。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保水性涂料，其特征在于，按照重量份计由以下成分制成：改性聚乙二醇甲基丙烯酸酯类成膜聚合物45‑55份、吡咯烷酮类离子型共聚物20‑30份、流平剂1‑3份、纳米二氧化钛10‑15份、消泡剂2‑5份、水20‑30份。

【技术特征摘要】
1.一种环保水性涂料，其特征在于，按照重量份计由以下成分制成：改性聚乙二醇甲基丙烯酸酯类成膜聚合物45-55份、吡咯烷酮类离子型共聚物20-30份、流平剂1-3份、纳米二氧化钛10-15份、消泡剂2-5份、水20-30份。2.根据权利要求1所述的环保水性涂料，其特征在于，所述流平剂优选为聚丙烯酸酯流平剂、醋丁纤维素流平剂、聚乙烯醇缩丁醛流平剂中的一种或几种；所述消泡剂优选为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的环保水性涂料，其特征在于，所述改性聚乙二醇甲基丙烯酸酯类成膜聚合物的制备方法，包括如下步骤：1)在氮气或惰性气体氛围下，将聚乙二醇甲基丙烯酸酯与六氰基-1,3-丁二烯溶于高沸点溶剂中形成溶液，后将溶液加入到装有回流冷凝管、电动搅拌器的三口瓶中，在110-120℃下回流搅拌反应4-6小时，后在正己烷中沉出，过滤后再置于真空干燥箱70-80℃下烘18-24小时，得到改性聚乙二醇甲基丙烯酸酯。2)将经过步骤1)制备得到的改性聚乙二醇甲基丙烯酸酯与N-(4-磺酸丁基)-4-(4-(4-(二戊基氨基)苯基)丁二烯基)吡啶内盐溶于N-甲基吡咯烷酮中形成溶液，后将溶液加入到装有回流冷凝管、电动搅拌器的三口瓶中，在110-120℃下回流搅拌反应4-6小时，后在正己烷中沉出，过滤后再置于真空干燥箱70-80℃下烘20-25小时，得到中间产物。3)将经过步骤2)制备得到的中间产物加入质量分数为10-20％的氢氧化钠的水溶液中，在90-100℃下水解3-4h，再用乙醇沉淀过滤，干燥得到聚乙二醇甲基丙烯酸酯类成膜聚合物。4.根据权利要求3所述的环保水性涂料，其特征在于，步骤1)中所述聚乙二醇甲基丙烯酸酯、六氰基-1,3-丁二烯、高沸点溶剂的质量比为2.85:1:(10-15)。5.根据权利要求3所述的环保水性涂料...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：宁波帝杨电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33