一种水性丙烯酸涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种水性丙烯酸涂料及其制备方法和应用。本发明专利技术的水性丙烯酸涂料包括如下重量份的组分：30～55份水性丙烯酸树脂，8～20份填料，1～4份复配稳定剂，0.5～1.5份分散剂，0.1～0.5份润湿剂，0.1～0.5份消泡剂，1～4份成膜助剂，0.1～1份增稠剂，0～12份其它添加剂，水余量；其中，所述填料为疏水片状填料、针状填料和无形性填料；所述复配稳定剂由两亲性嵌段共聚物和含环氧基团的硅氧烷低聚物组成。本发明专利技术通过添加疏水片状填料、针状填料和无定形填料进行填充，形成兼顾的层状“阻水墙”，同时配合特定的稳定剂提高填料与丙烯酸基体的相容性，共同提高水性丙烯酸涂料的早期耐水性能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种水性丙烯酸涂料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及水性防腐涂料
，尤其是一种水性丙烯酸涂料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]水性丙烯酸涂料具有施工简易、干燥快和性价比高等特点，在工业领域有着广泛的应用，如集装箱、钢结构和汽车零部件。水性丙烯酸涂料在干燥充分的情况下，其耐水性能良好，可以通过测试要求。然而，在实际施工环境中，尤其是南方，梅雨季节空气湿度大，因此，早期耐水性能，即在干燥不足的情况下其耐水性能也是影响其广泛使用的重要因素。水性丙烯酸涂料属于单组分涂料，漆膜没有交联反应，在高湿度环境干燥比较慢，因此其早期耐水性能存在不足。大多数工件施工完成后都是露天摆放，如碰到连续阴雨天，水性丙烯酸涂料在干燥不足的条件下容易起泡脱落，造成性能缺陷。例如，集装箱生产线都是连续作业，箱子从面漆烘房出口到堆场大约2
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3小时，如果碰到连续下雨的情况下，在高膜厚部分容易起水泡。对于钢结构而言，类似场景也常见，其工件无法移动，往往施工完2
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3小时后就开始淋雨。
[0003]水性丙烯酸涂料的早期耐水性是评估其施工性的重要指标，也是限制其施工的重要因素。因此，提升水性丙烯酸涂料的早期耐水性能具有重要意义。目前，大都采用对丙烯酸基体进行改性，或引入疏水填料构建疏水屏障，保证涂料的早期耐水性能，如中国专利《CN111849289A
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水性防腐涂料及其制备方法和应用》。但是对丙烯酸基体改性增加了生产成本，且早期耐水性能仍有待进一步提高。
[0004]因此，需要提供一种制备简单、早期耐水性能优异的水性丙烯酸涂料。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，克服现有的水性丙烯酸涂料早期耐水性能较差且生产成本高的缺陷，提供一种制备简单、早期耐水性能优异的水性丙烯酸涂料。本专利技术通过添加疏水片状填料、针状填料和无定形填料进行填充，同时配合特定的稳定剂提高填料与丙烯酸基体的相容性，共同提高水性丙烯酸涂料的早期耐水性能。
[0006]本专利技术的另一目的在于，提供所述水性丙烯酸涂料的制备方法。
[0007]本专利技术的另一目的在于，提供所述水性丙烯酸涂料在建筑或防腐领域中的应用。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种水性丙烯酸涂料，按总重量为100份计，包括如下重量份的组分：
[0010][0011]其中，所述填料为疏水片状填料、针状填料和无形性填料；
[0012]所述复配稳定剂由两亲性嵌段共聚物和含环氧基团的硅氧烷低聚物组成。
[0013]水性丙烯酸涂料是热塑型涂料，没有交联反应，只能靠水分挥发后自干成膜，因此在干燥不足的情况下，其早期耐水性能至关重要。
[0014]本专利技术通过添加特定组合的填料，提高水性丙烯酸涂料的阻水性能，进而可以提高早期耐水性能，具体地：本专利技术以疏水改性的片状填料为主体，一方面其疏水性可以提高耐水性，另一方面片状填料能够做到较好的紧密堆叠，延长外界水渗入的路径，达到阻隔水的目的。然而，单独靠疏水片状填料还不足以满足苛刻的施工环境，仅添加该填料并不能做到理想的规律排列，始终存在一些空隙缺陷，影响其耐水性能。因此，本专利技术还添加了少量的纳米针状填料和无定形填料，来填补片状填料排列不规律留下的空隙。三种填料组合搭配，显著增强了涂膜的致密性，降低了早期耐水易起泡的风险。
[0015]但是，如要形成致密的“阻水墙”结构，需要添加大量的疏水片状填料，而片状填料经过疏水改性后，在水性丙烯酸涂料体系中的分散性和相容性较差，容易出现分散不均匀、团聚等现象，进而导致“阻水墙”结构不均匀，涂料的耐水效果较差。
[0016]本专利技术的专利技术人通过大量研究发现，如在上述水性丙烯酸涂料体系中添加特定的稳定剂后，可以显著改善疏水片状填料在水溶液中的分散均匀性及稳定性。本专利技术的稳定剂是由两亲性嵌段共聚物和含环氧基团的硅氧烷低聚物组成的复配稳定剂。其中，两亲性嵌段共聚物可以起到“搭桥”效果，帮助疏水片状填料更好地分散于水性丙烯酸乳液中；环氧硅烷齐聚物本身在水性体系中可以长期稳定存在，其独特的化学结构还可以有效地锚定在疏水片状填料表面，增强其在水相中的分散性和存储稳定性。
[0017]优选地，所述填料中，重量比疏水片状填料：针状填料：无定形填料＝1：(0.2～0.5)：(0.2～0.5)。以疏水片状填料为主体，可以形成紧密的多层结构的“阻水墙”主体，使涂料具有优异的早期耐水性能；针状填料和无定形填料在填补多层结构的孔隙的同时，还使该“阻水墙”结构更加坚固，使早期阻水性能更加持久和稳定。但针状填料和无定形填料的添加量太大，容易堆积在疏水片状填料的片层结构表面，使层状结构紧密度下降，进而导致涂料的早期耐水性能有所下降。在上述用量配比范围内，制备得到的水性丙烯酸涂料的
早期耐水性能优异，耐水性更加持久稳定。
[0018]优选地，所述疏水片状填料经过长链硅烷偶联剂和酸改性，所述疏水片状填料的改性方法包括如下步骤：
[0019]S1.向长链硅烷偶联剂的水溶液中加入酸调节pH至2～4后，进行预水解反应10～30min得到预水解液；
[0020]S2.在60～70℃下，将片状填料和步骤S1.制备得到的预水解液混合均匀，继续反应2～4h后，干燥、粉碎后即可得到所述疏水片状填料。
[0021]常规的片状填料均可用于本专利技术中，所述片状填料包括但不限于滑石粉或云母粉中的至少一种。
[0022]所述酸为有机酸或无机酸，所述酸包括但不限于硫酸、硝酸或醋酸中的至少一种，进一步优选为硫酸。所述硫酸的浓度为5～10wt％。硫酸的浓度太高，易挥发，预水解过程中放热剧烈，因此，硫酸的浓度在上述范围内，可以在保证安全的情况下，提高预水解的效率，降低时间成本。
[0023]优选地，所述长链硅烷偶联剂中的烷基链段的碳原子数≥9的直链烷基链，所述长链硅烷偶联剂进一步优选为正辛基三乙氧基硅烷或十二烷基三乙氧基硅烷中的至少一种。
[0024]常规的针状填料和无定形填料均可用于本专利技术中。
[0025]所述针状填料包括但不限于纳米针状硅灰石；所述无定形填料包括但不限于沉淀硫酸钡或沉淀碳酸钙中的至少一种。
[0026]优选地，所述复配稳定剂中，重量比两亲性嵌段共聚物：环氧硅烷齐聚物＝1:0.8～1.2，进一步优选为1:1。
[0027]优选地，所述复配稳定剂按照包括如下步骤的方法制备得到：
[0028]S1.用浓度为1～5wt％的硫酸调节两亲性嵌段共聚物的水溶液的pH至3～5，得到两亲性嵌段共聚物分散液；
[0029]S2.向步骤S1.得到的两亲性嵌段共聚物分散液中添加环氧硅烷齐聚物，混合均匀后，即可得到所述复配稳定剂。
[0030]优选地，所述两亲性嵌段共聚物为聚氧乙烯
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氧丙烯
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氧乙烯(Pluronic，PEO
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PPO
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PEO)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性丙烯酸涂料，其特征在于，按总重量为100份计，包括如下重量份的组分：其中，所述填料为疏水片状填料、针状填料和无形性填料；所述复配稳定剂由两亲性嵌段共聚物和环氧硅烷齐聚物组成。2.根据权利要求1所述的水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述填料中，重量比疏水片状填料：针状填料：无定形填料＝1：(0.2～0.5)：(0.2～0.5)。3.根据权利要求1所述的水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述疏水片状填料经过长链硅烷偶联剂和酸改性，所述疏水片状填料的改性方法包括如下步骤：S1.向长链硅烷偶联剂的水溶液中加入酸调节pH至2～4后，进行预水解反应10～30min得到预水解液；S2.在60～70℃下，将片状填料和步骤S1.制备得到的预水解液混合均匀，继续反应2～4h后，干燥、粉碎后即可得到所述疏水片状填料。4.根据权利要求3所述的水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述片状填料为滑石粉或云母粉中的至少一种；所述长链硅烷偶联剂为正辛基三乙氧基硅烷或十二烷基三乙氧基硅烷中的至少一种。5.根据权利要求1所述的水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述针状填料为纳米针状硅灰石；所述无定形填料为沉淀硫酸钡或沉淀碳酸钙中的至少一种。6.根据权利要求1所述的水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述复配稳定剂中，重量比两亲性嵌段共聚物：环氧硅烷齐聚物＝1:0....

【专利技术属性】
技术研发人员：尹康，胡亚飞，
申请(专利权)人：广州集泰化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：