一种防锈丙烯酸酯乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防锈丙烯酸酯乳液，由以下重量分数的组分制得：转锈剂2～10％；丙烯酸丁酯2～18％；甲基丙烯酸0.1～1％；苯乙烯30～40％；磷酸酯功能单体2～4％；反应型乳化剂SR‑3025 0.1～2％；阴离子乳化剂EPA1963 0.5～8％；OP‑10 0.1～0.5％；过硫酸铵0.1～0.4％；余量为去离子水。本发明专利技术的有益的效果：本发明专利技术通过采用新的原料组合，形成的丙烯酸酯乳液，转锈剂、磷酸酯功能单体、复合乳化剂以及对应的反应单体之间的协同作用，使丙烯酸酯乳液能带锈涂装之外，丙烯酸酯乳液干燥之后的漆膜附着力可达0级，硬度达到2H以上。本发明专利技术制备方法工艺简单，副产物少。

Antirust acrylic emulsion and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种防锈丙烯酸酯乳液及其制备方法
本专利技术属于合成树脂领域，具体涉及一种防锈丙烯酸酯乳液及其制备方法。
技术介绍
钢铁的除锈处理是涂装工艺的重要组成部分，涂装前必须把钢材上的铁锈清除干净，否则会由于铁锈的不断膨胀导致浅膜的防腐效果很差。目前除锈工艺需要经过传统的喷砂、打磨、人工除锈、酸洗等方法除去表面的锈和油，这些方法都需要专用工具，成本较高，且由于受施工条件的限制，许多大型建筑(如桥梁、船舶等复杂的钢结构构件)难以采用机械化施工方法，施工艰难，导致除锈质量难得到保证。而且费时费力，在处理过程中会产生大量的污染物，污染环境。带锈防锈涂料可直接刷涂在有锈迹的基材表面，能够省去涂敷前的预处理工作，更加方便、环保。其中的转锈剂与锈蚀发生反应，能形成对基材有保护作用的配合物或螯合物。应用最普遍的转锈剂是丹宁酸-磷酸体系，然而其还有许多问题，如转锈效果易受单宁酸种类及其浓度、磷酸浓度的影响，与钢铁的腐蚀情况也有较大关系。单宁酸的分子量大、结构复杂、浓度不好控制。磷酸是中强酸，转化后容易残留，影响涂层的长期防腐；通过没食子酸形成螯合物对基材进行保护的丙烯酸酯乳液，制备过程复杂，且附着力和硬度较差。因此，亟需一种附着力强、硬度高的防锈丙烯酸酯乳液。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种附着力强、硬度高的防锈丙烯酸酯乳液。为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种防锈丙烯酸酯乳液，由以下重量分数的组分制得：在本专利技术的其中一种具体实施方式中，转锈剂由甲基丙烯酸缩水甘油酯、没食子酸和十二烷基苯磺酸按摩尔比为(2～6)：1：(0.04～0.05)在110℃反应4h制备得到。采用本专利技术制备的转锈剂制备方法简单，耗时短，无需采用甲醇、盐酸羟胺等易挥发组分，制备过程中无需采用低沸点的甲醇镁作为催化剂，得到的转锈剂结构稳定。在本专利技术的其中一种具体实施方式中，磷酸酯功能单体由甲基丙烯酸β-羟乙酯、聚合磷酸按摩尔比为(2～6)：1进行酯化反应，3h后加入去离子水在90℃水解2h得到，去离子水的质量为聚合磷酸重量的5％。采用磷酸制备磷酸酯功能单体，反应不可控，副反应较多，容易产生杂质，其中生成的双酯或三酯毒性大；采用五氧化二磷与水间接易生成偏磷酸，反应原料比例、反应时间不可控。在本专利技术的其中一种具体实施方式中，制备磷酸酯功能单体时，加料时的温度不超过40℃。本专利技术还提供一种防锈丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤：S1、将去离子水分成三部份，将部分去离子水、甲基丙烯酸、反应型乳化剂SR-3025、阴离子乳化剂EPA1963、转锈剂、丙烯酸丁酯、苯乙烯混合，得到预乳化液；将另一部分去离子水和过硫酸铵混合，得到过硫酸铵溶液；S2、将剩余部分去离子水和OP-10混合后加热，同时滴加步骤S1制得的硫酸铵溶液和预乳化液进行自由基聚合反应，得到防锈丙烯酸酯乳液。在本专利技术的其中一种具体实施方式中，步骤S2中滴加硫酸铵溶液和预乳化液时分为两阶段滴加，第一阶段同时滴加部分硫酸铵溶液和部分预乳化液，第二阶段同时滴加剩余的硫酸铵溶液和剩余的预乳化液。在本专利技术的其中一种具体实施方式中，步骤S2中的自由基聚合反应的温度为78～85℃，自由基聚合反应的反应时间为165～200min。在本专利技术的其中一种具体实施方式中，第一阶段中过硫酸铵溶液的用量为甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、苯乙烯和磷酸酯功能单体总质量的0.2％，第一阶段中预乳化液的用量为预乳化液总量的4％，第一阶段中对应质量的硫酸钠溶液和预乳化液在10min内滴加完毕。第一阶段的滴加工艺以及原料用量，便于形成核壳结构，与第二阶段滴加的原料间形成界面，提供丙烯酸酯乳液的稳定性。在本专利技术的其中一种具体实施方式中，第二阶段中将剩余的硫酸铵溶液和预乳化液在150～180min内滴加完毕。第二阶段的滴加工艺可防止第一阶段滴加的原料形成的核壳结构与第二阶段滴加的原料之间的界面的维持，保证丙烯酸酯乳液的稳定性。本专利技术的有益的效果：本专利技术通过采用新的原料组合，形成的丙烯酸酯乳液，转锈剂、磷酸酯功能单体、复合乳化剂以及对应的反应单体之间的协同作用，使丙烯酸酯乳液能带锈涂装之外，丙烯酸酯乳液干燥之后的漆膜附着力可达0级，硬度达到2H以上。其中复合乳化剂中的反应型乳化剂SR-3025能提高丙烯酸酯乳液形成的漆膜的致密性，提高漆膜的防腐性能。本专利技术制备方法工艺简单，副产物少。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。以下实施例中所用原料均为市售购得。去离子水分成三部分添加，达到预混效果即可，对于本领域普通技术人员而言为公知常识，在此不再赘述。本专利技术具体实施方式中的锈蚀的钢板锈蚀程度一致。实施例1一种防锈丙烯酸酯乳液，由以下重量分数的组分制得：转锈剂由甲基丙烯酸缩水甘油酯、没食子酸和十二烷基苯磺酸按摩尔比为2：1：0.04，在110℃反应4h制备得到。磷酸酯功能单体由甲基丙烯酸β-羟乙酯、聚合磷酸按摩尔比为6：1进行酯化反应，3h后加入去离子水在90℃水解2h得到，去离子水的质量为聚合磷酸重量的5％。制备磷酸酯功能单体时，加料时的温度不超过40℃。本实施例的防锈丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤：S1、将去离子水分成三部份，将部分去离子水、甲基丙烯酸、反应型乳化剂SR-3025、阴离子乳化剂EPA1963、转锈剂、丙烯酸丁酯、苯乙烯混合，得到预乳化液；将另一部分去离子水和过硫酸铵混合，得到过硫酸铵溶液；S2、将剩余部分去离子水和OP-10混合后加热，同时滴加步骤S1制得的硫酸铵溶液和预乳化液进行自由基聚合反应，得到防锈丙烯酸酯乳液。步骤S2中滴加硫酸铵溶液和预乳化液时分为两阶段滴加，第一阶段同时滴加部分硫酸铵溶液和部分预乳化液，第二阶段同时滴加剩余的硫酸铵溶液和剩余的预乳化液。步骤S2中的自由基聚合反应的温度为78～85℃，自由基聚合反应的反应时间为165～200min。第一阶段中过硫酸铵溶液的用量为甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、苯乙烯和磷酸酯功能单体总质量的0.2％，第一阶段中预乳化液的用量为预乳化液总量的4％，第一阶段中对应质量的硫酸钠溶液和预乳化液在10min内滴加完毕。第二阶段中将剩余的硫酸铵溶液和预乳化液在150～180min内滴加完毕。将本实施例制备的丙烯酸酯乳液涂覆于锈蚀的钢板，按照国家标准GB1720-89测试漆膜的附着力，按照国家标准GB/T6739-2006测试漆膜的硬度，得到漆膜的附着力为0级(划格法)，漆膜的硬度为2H。实施例2一种防锈丙烯酸酯乳液，由以下重量分数的组分制得：转锈剂由甲基丙烯酸缩水甘油酯、没食子酸和十二烷基苯磺酸按摩尔比为4：1：0.05，在110℃反应4h制备得到。磷酸酯功能单体由甲基丙烯酸β-羟乙酯、聚合磷酸按摩尔比为2：1进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防锈丙烯酸酯乳液，其特征在于，由以下重量分数的组分制得：/n

【技术特征摘要】
1.一种防锈丙烯酸酯乳液，其特征在于，由以下重量分数的组分制得：



余量为去离子水。


2.根据权利要求1所述的防锈丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述转锈剂由甲基丙烯酸缩水甘油酯、没食子酸和十二烷基苯磺酸按摩尔比为(2～6)：1：(0.04～0.05)在110℃反应4h制备得到。


3.根据权利要求1所述的防锈丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述磷酸酯功能单体由甲基丙烯酸β-羟乙酯、聚合磷酸按摩尔比为(2～6)：1进行酯化反应，3h后加入去离子水在90℃水解2h得到，所述去离子水的质量为聚合磷酸重量的5％。


4.根据权利要求3所述的防锈丙烯酸酯乳液，其特征在于，制备所述磷酸酯功能单体时，加料时的温度不超过40℃。


5.一种如权利要求1-4任意一项权利要求所述的防锈丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将去离子水分成三部份，将部分去离子水、甲基丙烯酸、反应型乳化剂SR-3025、阴离子乳化剂EPA1963、转锈剂、丙烯酸丁酯、苯乙烯混合，得到预乳化液；将另一部分去离子水和过硫酸铵混合，得到过硫酸铵溶液；
S...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹俊龙，孙嘉仪，郑丹纯，蔡静仪，曾显华，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：广东;44