一种铝粉钝化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种铝粉钝化剂及其制备方法，该钝化剂为接枝聚合物且包含如下功能单元：锚定功能单元、亲水功能单元和疏水功能单元；锚定功能单元选自苯乙烯基磷酸、氟化苯乙烯基磷酸、或其组合；亲水功能单元选自2

【技术实现步骤摘要】
一种铝粉钝化剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于化工
,涉及一种铝粉钝化剂。具体地说,本专利技术涉及一种适用于水性自清洁涂料的含有磷酸基团的接枝聚合物类铝粉钝化剂。

技术介绍

[0002]随着人们环保意识的提高和对美好生活的追求，水性自清洁涂料的研究、开发及应用将更加受到重视。
[0003]铝粉,可以为金属漆漆膜提供良好的金属感视觉效果,有很好的修饰作用，特别是在工业涂料，汽车涂料行业,已经广泛应用。在油性金属涂料中，铝粉能够稳定的存在，但是，如果将用于油性涂料的铝粉直接分散在水中，铝粉易与水反应生成氢气，非常不稳定，需要将铝粉钝化。通常情况下，制备的水性金属漆放置于密闭的容器中,没有钝化的铝粉或者钝化效果不好的铝粉，与水反应产生的氢气会使得桶内压力升高易发生胀桶事故,且氢气易爆,易生出安全隐患。同时,铝粉表面被水分子腐蚀,镜面感变差,削弱了其金属质感。漆放置时间越长,以上问题会愈发严重。而且随着存放时间的延长，铝粉极易沉降，影响使用。
[0004]为解决上述问题，使用有机钝化剂对铝粉表面进行包覆是重要的策略之一。有机钝化剂的包覆,减少了铝粉与水分子的碰撞几率,降低了反应速率,稳定了水性涂料中的铝粉。钝化剂主要是含磷酸酯类聚合物，如美国专利US4675358,通过磷酸和多羟基化合物缩聚制备得到磷酸酯类聚合物；如中国专利CN105542077A,利用磷酸修饰的丙烯酸类单体通过自由基聚合制备磷酸酯类聚合物。这些技术中报道的磷酸酯类有机钝化剂,磷酸酯单元仅处于链末端或链中，包覆钝化铝粉效果会受到影响，包覆后的铝粉在水性涂料中容易沉降。因此,针对现有技术中存在的上述缺陷，本领域迫切需要更为合理地设计钝化剂结构,中国专利CN1196752C，设计了磷酸酯化接枝共聚物来解决铝粉浆的沉降问题，然而其磷酸酯化步骤是在接枝聚合物形成之后，用磷酸，五氧化二磷、焦磷酸等与聚合物的活性基团进行反应，由于磷酸等的多元性，酯化反应程度，不易控制，会形成较多网状化合物，影响锚定钝化；同时酯化反应不能区分非离子亲水单元的活性羟基，当磷酸与非离子亲水单元酯化后，严重影响其钝化效果。而且酯化的聚合物或者上述专利所述的单体磷酸修饰的(甲基)丙烯酸酯(丙烯酰胺)等，其磷酸基团与碳主链之间间隔有多个原子，包括氧原子，影响疏水功能。
[0005]基于此，本领域急需一种用于水性涂料的、钝化性能优异的铝粉钝化剂。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种用于水性涂料的、钝化性能优异的铝粉钝化剂及其制备和应用。
[0007]本专利技术的第一方面，提供了一种铝粉钝化剂，所述钝化剂为接枝聚合物且包含如下功能单元：
[0008]1)锚定功能单元；
[0009]2)亲水功能单元；和
[0010]3)疏水功能单元；
[0011]所述锚定功能单元选自苯乙烯基磷酸、氟化苯乙烯基磷酸、或其组合；
[0012]所述亲水功能单元选自2
‑
甲基
‑2‑
丙烯酸、2
‑
甲基
‑2‑
丙烯酸甲酯、或其组合；
[0013]所述疏水功能单元选自苯乙烯、丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸酯类单体、或其组合。
[0014]优选地，所述接枝聚合物中，基于钝化剂总重计，所述锚定功能单元的重量含量为2
‑
30wt％；所述亲水功能单元的重量含量为2
‑
20wt％；所述疏水功能单元的重量含量为2
‑
30wt％。
[0015]优选地，所述丙烯酸酯类单体选自下组：丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、或其组合。
[0016]优选地，所述甲基丙烯酸酯类单体选自下组：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸
‑2‑
乙基己酯、或其组合。
[0017]优选地，所述疏水单元还包括含氟类单体，所述含氟类单体选自下组：含氟苯乙烯、含氟甲基丙烯酸类单体、含氟丙烯酸类单体、或其组合。
[0018]优选地，具有选自下组的一个或多个特征：
[0019]1)所述钝化剂的Mn为1000
‑
30000；
[0020]2)所述钝化剂的Mw为3000
‑
150000；
[0021]3)所述钝化剂的分散度为1
‑
10；
[0022]4)所述接枝聚合物中，苯乙烯基团的重量含量为1
‑
30wt％；
[0023]5)所述接枝聚合物中，磷酸基团的重量含量为2
‑
20wt％。
[0024]优选地，具有选自下组的一个或多个特征：
[0025]1)所述钝化剂的固体份为45
‑
70wt％；
[0026]2)所述钝化剂的酸值为100
‑
250mgKOH/g。
[0027]本专利技术的第二方面，提供了一种如本专利技术第一方面所述的钝化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0028]1)提供第一混合物、第二混合物和第三混合物；
[0029]所述第一混合物包含第一溶剂、锚定单体、亲水单体；
[0030]所述第二混合物包含第二溶剂、疏水单体、任选的锚定单体、任选的亲水单体；
[0031]所述第三混合物包含第三溶剂、引发剂；
[0032]2)加热所述第一混合物至第一温度后，向其中同时滴加所述第二混合物和所述第三混合物，滴加完毕后保温第一时间并降至室温，过滤，得到所述钝化剂。
[0033]优选地，在步骤2)中，所述第一温度为70
‑
100℃，所述第一时间为5
‑
100min。
[0034]本专利技术的第三方面，提供了一种如本专利技术第一方面所述的钝化剂的用途，用于钝化水性金属涂料中的铝粉。
[0035]应理解，在本专利技术范围内中，本专利技术的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
具体实施方式
[0036]以下将结合具体实施方式对本专利技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。
[0037]本说明书中的“包含”、“含有”，意指除所述成分外，还可以包含其他组分，这些其他组分能够赋予聚合物不同的特性。
[0038]本专利技术人经过长期而深入的研究，意外地制备了一种含磷酸基团的铝粉钝化剂，所述钝化剂可高效钝化水性涂料中的铝粉，显着提高所得水性涂料的综合性能(如稳定性、安全性等)。在此基础上，专利技术人完成了本专利技术。
[0039]本专利技术的铝粉钝化剂为接枝聚合物，该接枝聚合物为无色或淡黄色粘稠液体，其包含如下功能单元：
[0040]1)锚定功能单元；
[0041]2)亲水功能单元；和
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝粉钝化剂，其特征在于，所述钝化剂为接枝聚合物且包含如下功能单元：1)锚定功能单元；2)亲水功能单元；和3)疏水功能单元；所述锚定功能单元选自苯乙烯基磷酸、氟化苯乙烯基磷酸、或其组合；所述亲水功能单元选自2
‑
甲基
‑2‑
丙烯酸、2
‑
甲基
‑2‑
丙烯酸甲酯、或其组合；所述疏水功能单元选自苯乙烯、丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸酯类单体、或其组合。2.如权利要求1所述的铝粉钝化剂，其特征在于，所述接枝聚合物中，基于钝化剂总重计，所述锚定功能单元的重量含量为2
‑
30wt％；所述亲水功能单元的重量含量为2
‑
20wt％；所述疏水功能单元的重量含量为2
‑
30wt％。3.如权利要求1所述的铝粉钝化剂，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体选自下组：丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、或其组合。4.如权利要求1所述的铝粉钝化剂，其特征在于，所述甲基丙烯酸酯类单体选自下组：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸
‑2‑
乙基己酯、或其组合。5.如权利要求1所述的铝粉钝化剂，其特征在于，所述疏水单元还包括含氟类单体，所述含氟类单体选自下组：含氟苯乙烯、含氟甲基丙烯酸类单体、含氟丙烯酸类单体、或其组合。6.如权利要求1所述的铝粉钝化剂，其特征在于，具有选自下组的一个或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵帅，尹长城，于彩萍，许军，
申请(专利权)人：长兴化学工业中国有限公司，
类型：发明
国别省市：