一种水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料及其制备方法，属于涂料制备领域。所述的水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料，包括以下原料：水性丙烯酸酯树脂乳液，无机固体填料，水溶性固化剂，天然橡胶胶乳，细菌纤维素，胶态二氧化硅；所述的水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料的制备方法是经过聚合、溶解、搅拌分散等步骤制得。本发明专利技术通过采用天然橡胶胶乳，细菌纤维素，胶态二氧化硅为补强体系，提高水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料的耐水性和绝缘性。

A waterborne acrylic resin anti-rust insulating coating and its preparation method

The invention discloses a waterborne acrylic resin anti-rust insulating coating and a preparation method thereof, belonging to the field of coating preparation. The waterborne acrylic resin antirust insulating coating comprises the following raw materials: waterborne acrylic resin emulsion, inorganic solid filler, water-soluble curing agent, natural rubber latex, bacterial cellulose and colloidal silica; and the preparation method of the waterborne acrylic resin antirust insulating coating is prepared by polymerization, dissolution, stirring and dispersion. The water resistance and insulation of waterborne acrylic resin anti-rust insulation coating are improved by using natural rubber latex, bacterial cellulose and colloidal silica as reinforcing system.

【技术实现步骤摘要】
一种水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料及其制备方法
本专利技术属于涂料制备领域，具体涉及一种水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料及其制备方法。
技术介绍
到目前为止，在导电钢片上形成一层绝缘层的技术以及涂料的配方已经有许多。最早的涂料主要是铬酸盐和磷酸盐在导电钢片上形成一层无机膜。尽管无机膜的耐热性优良，但是它的耐水性、抗冲击性、附着性都很差。最近，为了解决上述问题，已经有一些方法使用包含有机、无机两个主要组分的混合涂料配方。这种配方充分利用了无机膜良好的焊接性能和耐热性能以及有机膜优良的耐水、绝缘、抗冲击和粘附性能。例如美国专利US4,830,877、US4,844,753、US5,624,749、中国专利98,125,437中所提及的用于涂覆导电钢片以形成绝缘层的涂料中，全部是采用这类有机-无机混合涂料配方。US4,844,753提出了一种在电磁钢片上形成一层绝缘膜的方法。配方中主要包括丙烯酸树脂、三聚氰二胺树脂、铬酸盐、乳化剂及分散剂，形成抗爆孔性较好的绝缘涂层。但是其固化速度较慢，在300℃下要三分钟固化成膜，会影响生产效率，并且使用对人体有害的铬酸盐。US4,830,877提出的导电钢片上绝缘涂层的涂料配方主要包括含有不饱和羧酸的(甲基)丙烯酸树脂，并采用粉末状甲基丙烯酸甲酯以改善涂层的焊接性能。但是这个配方的无机组分含有有毒的铬酸盐，而且制备工艺较复杂。中国专利申请文献“一种水性丙烯酸树脂防锈、绝缘涂料及其制法(公开号：CN1317526A)”公开了一种水性丙烯酸树脂防锈、绝缘涂料，主要由水性丙烯酸树脂、无机固体填料和水溶性固化剂组成，水性丙烯酸树脂与无机固体填料的质量比是100∶40-120，水溶性固化剂用量为树脂质量的15-45％。该专利技术的防锈、绝缘涂料不含有毒有机溶剂和铬酸盐，附着力达一级，体积电阻大于1000欧姆每微米，耐水、防锈性能好，但存在耐水性、绝缘性不足的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料及其制备方法，以解决在专利申请文献“一种水性丙烯酸树脂防锈、绝缘涂料及其制法(公开号：CN1317526A)”公开的涂料的基础上，如何优化组分、用量、方法等，解决了耐水性、绝缘性不足的问题。为了解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料，包括以下原料：水性丙烯酸酯树脂乳液，无机固体填料，水溶性固化剂，天然橡胶胶乳，细菌纤维素，胶态二氧化硅；所述的无机固体填料是钙、锌或铝的磷酸盐硅酸盐或碳酸盐、或钛白粉，或者是它们的混合物，平均粒径为0.1-0.5μm，并经有机硅偶联剂表面活化处理；所述水溶性固化剂为氨基树脂、甲氧基甲基嘧胺树脂、部分甲基化嘧胺甲醛树脂；所述水性丙烯酸酯树脂乳液为甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，丙烯酸羟乙酯，氮二异丁腈组成的混合单体的聚合产物；所述天然橡胶胶乳，细菌纤维素，胶态二氧化硅的比例为(2-4)：(6-8)：(1-3)。进一步地，所述天然橡胶胶乳，细菌纤维素，胶态二氧化硅的比例为3：7：2。进一步地，所述水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料以重量份为单位，包括以下原料：水性丙烯酸酯树脂乳液100-120份，无机固体填料40-60份，水溶性固化剂15-35份，天然橡胶胶乳2-4份，细菌纤维素6-8份，胶态二氧化硅1-3份。进一步地，所述水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料以重量份为单位，包括以下原料：水性丙烯酸酯树脂乳液110份，无机固体填料50份，水溶性固化剂20份，天然橡胶胶乳3份，细菌纤维素7份，胶态二氧化硅2份。进一步地，所述水性丙烯酸酯树脂乳液的单体包括65份甲基丙烯酸甲酯，20份甲基丙烯酸，15份丙烯酸羟乙酯，1份偶氮二异丁腈。进一步地，所述天然橡胶乳胶为将细菌蛋白水解酶加入到田间胶乳中，在40℃下放置24小时，进行纯化浓缩从而制备得到脱蛋白的天然橡胶胶乳。进一步地，所述胶态二氧化硅的平均直径为4nm。。进一步地，所述细菌纤维素的制备方法为发酵母液进行发酵，对发酵母液进行杀菌，灭菌冷却后的发酵母液中接入木醋杆菌，静态培养，制得细菌纤维素凝胶片，切成颗粒后，将颗粒与NaOH溶液混合均匀，加热处理，过滤，清洗干净。一种根据上述的水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)将甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，丙烯酸羟乙酯，加偶氮二异丁腈混合均匀，组成混合单体；将异丙醇置于反应釜中，升温至80℃，在搅拌下，一次性加入上述混合单体，保温30分钟，测定双键含量，单体转化率大于97％，降温，加入三乙胺10份，中和至PH＝6-8；(2)将步骤(1)制得的水性丙烯酸树脂乳液，加入固化剂，无机填料，天然橡胶胶乳，细菌纤维素，胶态二氧化硅，加水释到粘度为30-80秒；(3)球磨或砂磨使涂料混合均匀，即得本专利技术的水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料。本专利技术具有以下有益效果：(1)由实施例1-3和对比例5的数据可见，实施例1-3制得的水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料的耐水性和绝缘性显著高于对比例5制得的耐水性和绝缘性；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。(2)由实施例1和对比例1-4的数据可见，天然橡胶胶乳，细菌纤维素，胶态二氧化硅在制备水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料中起到了协同作用，协同提高了水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料的耐水性和绝缘性；这是：本专利技术以合适的水性丙烯酸酯树脂乳液为主体，添加无机固体填料实现较好的绝缘性，添加水溶性固化剂实现固化和成膜，能够具有一定强度的附着力、耐水性和绝缘性。但是由对比例1可知，只添加上述的组分不能实现令人满意的耐水性和绝缘性效果，因此申请人通过反复试验，发现添加了天然橡胶胶乳，细菌纤维素，胶态二氧化硅在制备水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料中起到了协同作用。推测其可能机理为天然橡胶胶乳具有良好的成膜性和延展性，能够快速在导电钢片上成膜，促进水性丙烯酸树脂的成膜性和完整性，并具有良好的分散能力，分散细菌纤维素和胶态二氧化硅，增强漆膜的整体强度，从而增强耐水性，并且能够均匀覆盖上钢片上，实现均匀的绝缘性、不漏电；细菌纤维素由直径3-4纳米的微纤组合成40-60纳米粗的纤维束，并相互交织形成发达的超精细网络结构，覆盖在导电钢片表面形成良好的疏水结构，与天然橡胶乳胶一起添加，从而能够均匀覆盖在导电钢片表面，其巨大的比表面积能够良好的贴合钢片的各个面，进一步增加防水效果和绝缘效果；胶态二氧化硅分散，能够填充到细菌纤维的网络结构中，形成的密封层的绝缘性得到了极大的提高，且纳米结构在漆膜表面层中能够实现超疏水结构，进一步提高防水性，其在天然橡胶乳胶中具有良好的分散性，从而能够实现其在细菌纤维素中的均匀分散，大大提高漆膜的力学性能和整体性，提高防水性。(3)由对比例6-8的数据可见，天然橡胶胶乳，细菌纤维素，胶态二氧化硅的重量比不在(2-4)：(6-8)：(1-3)范围内时，制得的涂料的防水性和绝缘性数值与实施例1-3的数值相差甚大，远小于实施例1-3的数值，与现有技术(对比例5)的数值相当。本专利技术天然橡胶胶乳，细菌纤维素，胶态二氧化硅作为补强体系，实施例1-3控制制备水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料时通过添加天然橡胶胶乳，细菌纤维素，胶态二氧化硅的重量比为(2-4)：(6-8)：(1-3)，实现在补强体系中利用天然橡胶胶乳具有良好的成膜性和延展本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料，其特征在于，包括以下原料：水性丙烯酸酯树脂乳液，无机固体填料，水溶性固化剂，天然橡胶胶乳，细菌纤维素，胶态二氧化硅；所述的无机固体填料是钙、锌或铝的磷酸盐硅酸盐或碳酸盐、或钛白粉，或者是它们的混合物，平均粒径为0.1‑0.5μm，并经有机硅偶联剂表面活化处理；所述水溶性固化剂为氨基树脂、甲氧基甲基嘧胺树脂、部分甲基化嘧胺甲醛树脂；所述水性丙烯酸酯树脂乳液为甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，丙烯酸羟乙酯，氮二异丁腈组成的混合单体的聚合产物；所述天然橡胶胶乳，细菌纤维素，胶态二氧化硅的比例为(2‑4)：(6‑8)：(1‑3)。

【技术特征摘要】
1.一种水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料，其特征在于，包括以下原料：水性丙烯酸酯树脂乳液，无机固体填料，水溶性固化剂，天然橡胶胶乳，细菌纤维素，胶态二氧化硅；所述的无机固体填料是钙、锌或铝的磷酸盐硅酸盐或碳酸盐、或钛白粉，或者是它们的混合物，平均粒径为0.1-0.5μm，并经有机硅偶联剂表面活化处理；所述水溶性固化剂为氨基树脂、甲氧基甲基嘧胺树脂、部分甲基化嘧胺甲醛树脂；所述水性丙烯酸酯树脂乳液为甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，丙烯酸羟乙酯，氮二异丁腈组成的混合单体的聚合产物；所述天然橡胶胶乳，细菌纤维素，胶态二氧化硅的比例为(2-4)：(6-8)：(1-3)。2.根据权利要求1所述的水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料，其特征在于，所述天然橡胶胶乳，细菌纤维素，胶态二氧化硅的比例为3：7：2。3.根据权利要求1所述的水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料，其特征在于，所述水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料以重量份为单位，包括以下原料：水性丙烯酸酯树脂乳液100-120份，无机固体填料40-60份，水溶性固化剂15-35份，天然橡胶胶乳2-4份，细菌纤维素6-8份，胶态二氧化硅1-3份。4.根据权利要求1所述的水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料，其特征在于，所述水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料以重量份为单位，包括以下原料：水性丙烯酸酯树脂乳液110份，无机固体填料50份，水溶性固化剂20份，天然橡胶胶乳3份，细菌纤维素7份，胶态二氧化硅2份。5.根据权利要求1所述的水性丙烯酸树脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：长沙小如信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43