一种水性环保涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性环保涂料，其特征在于，包括如下重量份的各原料制成：超支化聚氨酯丙烯酸酯40‑50份、基于丙烯腈交联聚合物空心微球4‑8份、氯(二氟)乙酸烯丙酯离子化N,N‑双(2‑羟乙基)‑2‑氨基乙磺酸3‑5份、2,2‑二甲基乙烯硼酸频那醇酯1‑3份、N,N'‑(1,2‑二羟乙烯)二丙烯酰胺1‑3份、光引发剂0.3‑0.6份、填料10‑15份、分散剂1‑3份、消泡剂0.5‑1.5份、水25‑35份。本发明专利技术还公开了所述水性环保涂料的制备方法。本发明专利技术公开的水性环保涂料综合性能好，与基材的附着力大，储存与运输稳定性佳，防腐蚀阻燃耐高温性优异，干燥固化速度快，施工方便，涂层硬度大、韧性和耐候性良好，使用寿命长。

A kind of water-based environmental protection coating and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种水性环保涂料及其制备方法
本专利技术涉及涂料
，尤其涉及一种水性环保涂料及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着工业的快速发展，环境污染问题越来越引起人们的注意，世界各国正在采取严厉的措施限制挥发性有机化合物的排放，绿色材料已经成为材料研究与应用领域的主流。为了适应这一潮流，水性涂料应运而生，成为目前极为活跃的研究和开发领域，是目前乃至未来一段时间里涂料行业发展的趋势，必将成为涂料市场的“新宠”，具有较大的市场潜能。水性涂料是以水为分散介质和稀释剂的涂料，与传统有机溶剂型涂料不同，这种涂料不含苯、甲苯、二甲苯、甲醛和游离TDI有毒重金属，无毒无刺激气味，对人体无害，不污染环境，既能有效减少挥发性有机溶剂的排放，又可节省资源、能源，同时方便运输和贮藏，且漆膜丰满、晶莹透亮、柔韧性好，使用方便。然而，现有技术中的水性涂料产品普遍存在施工难、不耐水、易揭皮、丰满度、耐磨度和硬度差，综合性能一般，化学性能比较低(例如耐醇耐碱性能较差)，消泡困难，涂膜软，附着力差等缺陷，因此，水性涂料生产企业需要在水性涂料性能上做出技术创新。申请号为201611069595.1的中国专利申请公开了一种水性涂料，公开了一种耐高温水性涂料，其原料按重量份包括：改性聚氨酯乳液80-100份，颜料20-30份，填料15-20份，丙二醇丁醚2-4份，硬脂酸甘油酯1-3份，聚二甲基硅氧烷0.1-0.2份，消泡剂0.1-0.2份，润湿剂0.1-0.3份，增稠剂0.3-0.5份，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.8-1份，防霉剂0.1-0.2份，水15-20份，乙醇5-10份。此专利技术耐高温性能好，涂层硬度高、韧性好，但是还是含有较多易挥发性的物质，环保性能有待进一步提高，且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，开发一种稳定好，涂层硬度高、韧性好，耐高温、耐腐蚀性能优异，附着力高，施工宽容、使用安全环保的水性环保涂料符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进水性涂料行业的发展具有非常重要的意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种水性环保涂料及其制备方法，该制备方法简单易行，制备成本低廉，制备效率和成品合格率高；制备得到的水性环保涂料综合性能好，与基材的附着力大，储存与运输稳定性佳，防腐蚀阻燃耐高温性优异，干燥固化速度快，施工方便，涂层硬度大、韧性和耐候性良好，使用寿命长。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种水性环保涂料，其特征在于，包括如下重量份的各原料制成：超支化聚氨酯丙烯酸酯40-50份、基于丙烯腈交联聚合物空心微球4-8份、氯(二氟)乙酸烯丙酯离子化N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸3-5份、2,2-二甲基乙烯硼酸频那醇酯1-3份、N,N'-(1,2-二羟乙烯)二丙烯酰胺1-3份、光引发剂0.3-0.6份、填料10-15份、分散剂1-3份、消泡剂0.5-1.5份、水25-35份。进一步地，所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的一种或几种；所述分散剂为六偏磷酸钠和/或聚羧酸钠盐。进一步地，所述填料为贝壳粉、浮石粉、凹凸棒土、纳米二氧化钛、滑石粉中的至少一种。进一步地，所述光引发剂为安息香、安息香乙醚、二苯基乙酮、2,4-二羟基二苯甲酮中的至少一种。进一步地，所述氯(二氟)乙酸烯丙酯离子化N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸的制备方法，包括如下步骤：将氯(二氟)乙酸烯丙酯、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸加入有机溶剂中，在30-40℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，再用乙醚洗涤粗产物3-6次，最后旋蒸除去乙醚，得到氯(二氟)乙酸烯丙酯离子化N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸。优选地，所述氯(二氟)乙酸烯丙酯、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、有机溶剂的质量比为1:1.25:(8-12)。优选地，所述有机溶剂为乙醚、乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、四氢呋喃中的一种。进一步地，所述基于丙烯腈交联聚合物空心微球的制备方法，包括如下步骤：将聚丙烯酸钠、聚醚和十二烷基硫酸钠溶解在去离子水中，得到水相；将引发剂、丙烯腈、苯乙烯、致孔剂和助稳定剂混合均匀后，得到油相；将油相加入到水相中，在2800-3200rpm转速下预乳化15-25min，然后将乳化液转移到四口烧瓶中，在温度60-80℃，转速为400-600rpm下搅拌反应2-4h后，加入双(乙烯砜基)甲烷，继续保温搅拌10-15h后出料，经离心洗涤干燥后，得到交联聚合物空心微球。优选地，所述聚醚为平均相对分子质量为400-500g/mol的聚乙二醇醚，一端为羟基，另一端为不活泼烷基；所述聚丙烯酸钠为平均相对分子质量为5000。优选地，所述聚丙烯酸钠、聚醚、十二烷基硫酸钠、去离子水、引发剂、丙烯腈、苯乙烯、致孔剂、助稳定剂、双(乙烯砜基)甲烷的质量比为1:1:(0.1-0.2):(190-220):(0.05-0.15):(13-17):(2-4):(7-10):1:1。优选地，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述致孔剂为液体石蜡、甲苯、异辛烷中至少一种；所述助稳定剂为十二烷、十六烷和十六醇中的至少一种。本专利技术的另一个目的，在于提供一种水性环保涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按比例混合，然后在70-80℃下搅拌反应1-2小时，然后依次经过碾磨、过滤、包装、入库，得到所述水性环保涂料。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：(1)本专利技术提供的一种水性环保涂料，制备方法简单易行，制备成本低廉，制备效率和成品合格率高，制备过程绿色环保，适合连续规模化生产，具有较高的社会价值、经济价值和生态价值。(2)本专利技术提供的一种水性环保涂料，克服了现有技术中的水性涂料产品普遍存在的施工难、不耐水、易揭皮、丰满度、耐磨度和硬度差，综合性能一般，化学性能比较低，消泡困难，涂膜软，附着力差等缺陷，具有综合性能好，与基材的附着力大，储存与运输稳定性佳，防腐蚀阻燃耐高温性优异，干燥固化速度快，施工方便，涂层硬度大、韧性和耐候性良好，使用寿命长的优点。(3)本专利技术提供的一种水性环保涂料，添加超支化聚氨酯丙烯酸酯，首先，由于其独特的支化分子结构，分子之间无缠结，并且含有大量的端基，因此表现出高溶解度、低黏度、高的化学反应活性，成膜性能好，结合了聚氨酯和丙烯酸酯类涂料的优势，与基材的附着力大，分子链端基含不饱和乙烯基，在涂料固化成型阶段，易与其他单体发生交联固化，使得形成三维网络结构，有效改善涂层的硬度、耐候性及其他综合性能。(4)本专利技术提供的一种水性环保涂料，添加氯(二氟)乙酸烯丙酯离子化N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸结构，在成型固化阶段进入分子链侧链，引入较多的活性羟基和磺酸基，能通过架桥作用，改善其与基材的附着力，引入两性离子盐结构，易于酸碱有害物质发生化学作用，实现防腐；在分子链上引入含氟丙烯酸酯结构，在保留丙烯酸酯类涂层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性环保涂料，其特征在于，包括如下重量份的各原料制成：超支化聚氨酯丙烯酸酯40-50份、基于丙烯腈交联聚合物空心微球4-8份、氯(二氟)乙酸烯丙酯离子化N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸3-5份、2,2-二甲基乙烯硼酸频那醇酯1-3份、N,N'-(1,2-二羟乙烯)二丙烯酰胺1-3份、光引发剂0.3-0.6份、填料10-15份、分散剂1-3份、消泡剂0.5-1.5份、水25-35份。/n

【技术特征摘要】
1.一种水性环保涂料，其特征在于，包括如下重量份的各原料制成：超支化聚氨酯丙烯酸酯40-50份、基于丙烯腈交联聚合物空心微球4-8份、氯(二氟)乙酸烯丙酯离子化N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸3-5份、2,2-二甲基乙烯硼酸频那醇酯1-3份、N,N'-(1,2-二羟乙烯)二丙烯酰胺1-3份、光引发剂0.3-0.6份、填料10-15份、分散剂1-3份、消泡剂0.5-1.5份、水25-35份。


2.根据权利要求1所述的一种水性环保涂料，其特征在于，所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的一种或几种；所述分散剂为六偏磷酸钠和/或聚羧酸钠盐。


3.根据权利要求1所述的一种水性环保涂料，其特征在于，所述填料为贝壳粉、浮石粉、凹凸棒土、纳米二氧化钛、滑石粉中的至少一种；所述光引发剂为安息香、安息香乙醚、二苯基乙酮、2,4-二羟基二苯甲酮中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的一种水性环保涂料，其特征在于，所述氯(二氟)乙酸烯丙酯离子化N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸的制备方法，包括如下步骤：将氯(二氟)乙酸烯丙酯、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸加入有机溶剂中，在30-40℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，再用乙醚洗涤粗产物3-6次，最后旋蒸除去乙醚，得到氯(二氟)乙酸烯丙酯离子化N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸。


5.根据权利要求4所述的一种水性环保涂料，其特征在于，所述氯(二氟)乙酸烯丙酯、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、有机溶剂的质量比为1:1.25:(8-12)；所述有机溶剂为乙醚、乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、四氢呋喃中的一种。

【专利技术属性】
技术研发人员：郭涛，
申请(专利权)人：郭涛，
类型：发明
国别省市：山东;37