CN103409002A - 一种环保防腐的丙烯酸型水性涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环保环保防腐的丙烯酸型水性涂料及其制备方法，其组份包括去离子水、成膜助剂、润湿剂、分散剂、填料、包括氟酮羟基丙烯酸树脂、作为交联剂的己二酸二酰肼和水溶性氨基树脂的丙烯酸乳液。在制备过程中制备水性分散体；把水性分散体加入搅拌的丙烯酸乳液中，再加入成膜助剂、增稠剂、搅拌分散均匀；加入颜料；补水并调节粘度得到所述该水性涂料。本发明中，该环保环保防腐的丙烯酸型水性涂料既具有一定硬度，低VOC、甲醛、无重金属，并且具有优异的防腐性能。

Description

一种环保防腐的丙烯酸型水性涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及水性涂料技术领域，尤其涉及一种环保防腐的丙烯酸型水性涂料及其制备方法。

背景技术

水性丙烯酸乳液广泛应用于水性涂料中，例如内外墙建筑涂料几乎全部采用水性丙烯酸乳液。通常水性丙烯酸乳液由丙烯酸单体、醋酸乙烯和苯乙烯等单体在乳化剂存在下，在水中经乳液聚合形成。

水性丙烯酸乳液存在两个显著的缺点：首先是漆膜较软，这是因为水性丙烯酸乳液需要在水溶剂挥发后通过微乳的融合形成连续的漆膜，没有交联反应，如果聚合物玻璃化温度（Tg）太高的话，导致成膜困难，而Tg低则漆膜必然硬度低，通常指甲即可划破；第二个缺点是防腐蚀性能不好，这是因为水性丙烯酸依靠单体的亲水性或者乳化剂的亲水性形成稳定的乳液，在成膜后这些亲水基团就导致漆膜的耐水性极差，因而通常的水性丙烯酸做成的防锈涂料一般耐盐雾只能达到100-200小时，而溶剂型的一般能达到500-1000小时。

同时，随着人们对所用涂料安全环保的要求不断提高，涂料中的有毒有害物质如挥发性有机化合物（VOC）、甲醛、重金属含量等这些严重危害人体安全的物质也成为人们担心的问题之一。因此，开发一种既环保安全又具有优异的使用性能如防腐性能的涂料成为关注人体健康一个必需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种环保防腐的丙烯酸型水性涂料，既具有一定硬度，低VOC、甲醛、无重金属，并且具有优异的防腐性能。

本发明中，一种环保防腐的丙烯酸型水性涂料，按重量份含有以下组份：去离子水5～25份，成膜助剂3～20份，润湿剂0.1～1.5份，分散剂2.0～5.0份，填料3～20份，丙烯酸乳液35～60份，其中，丙烯酸乳液包括氟酮羟基丙烯酸树脂、作为交联剂的己二酸二酰肼和水溶性氨基树脂。

本发明利用丙烯酸乳液制得的涂料不仅附着力好、硬度高、柔韧性优异，防腐蚀性能力也得到显著提高。

本发明所提供的丙烯酸乳液，制备方法如下：首先是使用乳液聚合技术在水中经共聚获得氟酮羟基丙烯酸树脂，然后向乳液中加入交联剂己二酸二酰肼和水溶性氨基树脂。加入ADH前，需要用氨水或胺调整乳液pH为7-9。

优选地，所述的成膜助剂选用聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、丙二醇苯醚PPH、醇酯-12的一种或两种以上的混合物。成膜助剂选用无生理毒性、无VOC的有机化合物。成膜助剂选用聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、丙二醇苯醚PPH、醇酯-12的一种或其组合。

优选地，所述的填料选用超细轻钙、滑石粉、沉淀硫酸钡、硅钙粉、硬脂酸锌的一种或两种以上的混合物。填料选用不含重金属的超细轻钙、滑石粉、沉淀硫酸钡、硅钙粉、硬脂酸锌的一种或其组合。

优选地，所述的氟酮羟基丙烯酸树脂由占单体总重量0.5-15％的含有酮羰基的不饱和单体、60-95％的乙烯基单体和2-25％的含氟不饱和单体在水中进行自由基聚合得到。含有酮羰基的不饱和单体、乙烯基单体和含氟不饱和单体选用是不含游离单体，不含三苯，VOC的含量≤65g/L的原料。

自由基聚合是本领域普通技术人员常用的一种聚合技术，在有关高分子聚合物教科书的指导下，就能获得本发明所述的氟酮羟基丙烯酸树脂。

优选地，所述的含有酮羰基的不饱和单体选自于双丙酮丙烯酰胺、丙烯醛、甲基丙烯醛、甲基乙烯基酮、丙烯酸乙酰氧基乙基酯和甲基丙烯酸乙酰氧基乙基酯之一种或两种以上的混合物，优选丙烯醛或甲基丙烯醛，或其混合物；

所述的乙烯基单体选自于以下一种或两种以上的混合物：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯腈，优选苯乙烯或α-甲基苯乙烯，或其混合物；

所述的含氟不饱和单体选自于三氟氯乙烯、丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚脂、甲基丙烯酸十二氟庚脂、丙烯酸十三氟辛酯和甲基丙烯酸十三氟辛酯之一种或两种以上的混合物，优选三氟氯乙烯、丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯或丙烯酸六氟丁酯，或两种以上的混合物。

优选地，所述的水溶性氨基树脂，选自于完全甲醚化的三聚氰胺甲醛树脂或完全甲醚化的脲醛树脂，或其混合物。

在优选技术方案中，本发明提供的环保防腐的丙烯酸型水性涂料，还包括常规助剂，优选颜料，增稠剂，防腐剂，消泡剂中的一种或两种以上的混合物。

常规助剂的加入可以使得制得的涂料性能更加优秀。颜料可以使涂料具有预定的色泽，本发明的颜料优选不含重金属的防腐颜料，如红丹、锌黄、磷酸锌、锶铬黄和钼酸锌。增稠剂可以使得涂料具有较好的触变性，本发明选用非离子型聚氨酯类化合物。防腐剂能够抑制涂料中的霉菌生长，使涂料保持质量稳定。本发明中，防腐剂为异噻唑啉酮。消泡剂可以抑制泡沫，使涂料涂刷时不易产生缩孔和鱼眼，本发明的消泡剂可采用疏水二氧化硅及矿物油的混合物。常规助剂的添加量可根据本领域技术人员的常识进行添加。

本发明还提供一种环保防腐的丙烯酸型水性涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1、设定的重量百分比，将去离子水、湿润剂、分散剂、消泡剂混合搅拌均匀，加入填料，以1000～3000rpm进行高速分散均匀，得到水性分散体；

S2、把S1得到的水性分散体加入搅拌的丙烯酸乳液中，再加入成膜助剂、增稠剂搅拌分散均匀，然后加入颜料；

S3、补水并调节粘度为65～90KU，制得环保防腐的丙烯酸型水性涂料。

本发明中，所述环保防腐的丙烯酸型水性涂料，既具有一定硬度，低VOC、甲醛、无重金属，并且具有优异的防腐性能的涂料，是一种使用性能及环保性能均可以兼顾的水性涂料。

具体实施方式

本发明提出的环保防腐的丙烯酸型水性涂料，丙烯酸乳液采用原料要求不含游离单体、不含三苯、VOC低（≤65g/L）。水性涂料中的成膜助剂选用无生理毒性、无VOC的有机化合物如聚乙二醇200、聚乙二醇300或聚乙二醇400、丙二醇苯醚PPH、醇酯-12等。涂料中颜料选用重金属符合卫生安全标准的。填料一般用在水性腻子或实色漆中，选用符合卫生要求不含重金属的超细轻钙、滑石粉、沉淀硫酸钡、硅钙粉及硬脂酸锌。其它助剂如分散剂、消泡剂、增稠剂、防腐剂等与普通涂料相近，选择零或低VOC、不含APE的产品。因此，所述环保防腐的丙烯酸型水性涂料，既具有一定硬度，低VOC、甲醛、无重金属，并且具有优异的防腐性能的涂料，是一种使用性能及环保性能均可以兼顾的水性涂料。

实施例1：

本实施例中，一种环保防腐的丙烯酸型水性涂料，按重量份含有以下组份：去离子水25份，成膜助剂20份，润湿剂0.1份，分散剂2份，填料3份，丙烯酸乳液35份，颜料5份，增稠剂1.5份；其中，丙烯酸乳液，包括氟酮羟基丙烯酸树脂、作为交联剂的己二酸二酰肼和完全甲醚化的三聚氰胺甲醛树脂，氟酮羟基丙烯酸树脂由双丙酮丙烯酰胺、苯乙烯、三氟氯乙烯通过自由基聚合得到。

实施例2：

本实施例中，一种环保防腐的丙烯酸型水性涂料，按重量份含有以下组份：去离子水5份，成膜助剂3份，润湿剂1.5份，分散剂5份，填料20份，丙烯酸乳液60份，防腐剂0.5份，消泡剂1.2份，颜料3份；其中，丙烯酸乳液，包括氟酮羟基丙烯酸树脂、作为交联剂的己二酸二酰肼和完全甲醚化的三聚氰胺甲醛树脂，氟酮羟基丙烯酸树脂由丙烯醛、丙烯腈、丙烯酸三氟乙酯通过自由基聚合得到。

实施例3：

本实施例中，一种环保防腐的丙烯酸型水性涂料，按重量份含有以下组份：去离子水10份，成膜助剂15份，润湿剂1.1份，分散剂3.5份，填料16份，丙烯酸乳液45份，防腐剂0.06份，消泡剂3份，颜料2.5份，增稠剂4份；其中，丙烯酸乳液，包括氟酮羟基丙烯酸树脂、作为交联剂的己二酸二酰肼和完全甲醚化的脲醛树脂，氟酮羟基丙烯酸树脂由丙烯酸乙酰氧基乙基酯、α-甲基苯乙烯、丙烯酸六氟丁酯通过自由基聚合得到。

基于上述环保防腐的丙烯酸型水性涂料，其制备方法包括如下步骤：

S1、设定的重量百分比，将去离子水、湿润剂、分散剂、消泡剂混合搅拌均匀，加入填料，以1000～3000rpm进行高速分散均匀，得到水性分散体；

S2、把S1得到的水性分散体加入搅拌的丙烯酸乳液中，再加入成膜助剂、增稠剂搅拌分散均匀，然后加入颜料；

S3、补水并调节粘度为65～90KU，制得环保防腐的丙烯酸型水性涂料。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种环保防腐的丙烯酸型水性涂料，其特征在于，按重量份含有以下组份：去离子水5～25份，成膜助剂3～20份，润湿剂0.1～1.5份，分散剂2.0～5.0份，填料3～20份，丙烯酸乳液35～60份，其中，丙烯酸乳液包括氟酮羟基丙烯酸树脂、作为交联剂的己二酸二酰肼和水溶性氨基树脂。

2.如权利要求1所述的环保防腐的丙烯酸型水性涂料，其特征在于，所述成膜助剂选用聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、丙二醇苯醚PPH、醇酯-12的一种或两种以上的混合物。

3.如权利要求1所述的环保防腐的丙烯酸型水性涂料，其特征在于：所述填料选用超细轻钙、滑石粉、沉淀硫酸钡、硅钙粉、硬脂酸锌的一种或两种以上的混合物。

4.如权利要求1-3中任一项所述的环保防腐的丙烯酸型水性涂料，其特征在于，所述氟酮羟基丙烯酸树脂由占单体总重量0.5-15％的含有酮羰基的不饱和单体、60-95％的乙烯基单体和2-25％的含氟不饱和单体在水中进行自由基聚合得到。

5.如权利要求4所述的环保防腐的丙烯酸型水性涂料，其特征在于，所述含有酮羰基的不饱和单体选自于双丙酮丙烯酰胺、丙烯醛、甲基丙烯醛、甲基乙烯基酮、丙烯酸乙酰氧基乙基酯和甲基丙烯酸乙酰氧基乙基酯之一种或两种以上的混合物，优选丙烯醛或甲基丙烯醛，或其混合物；

所述乙烯基单体选自于以下一种或两种以上的混合物：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯腈，优选苯乙烯或α-甲基苯乙烯，或其混合物；

所述含氟不饱和单体选自于三氟氯乙烯、丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚脂、甲基丙烯酸十二氟庚脂、丙烯酸十三氟辛酯和甲基丙烯酸十三氟辛酯之一种或两种以上的混合物，优选三氟氯乙烯、丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯或丙烯酸六氟丁酯，或两种以上的混合物。

6.如权利要求1-3中任一项所述的环保防腐的丙烯酸型水性涂料，其特征在于，所述水溶性氨基树脂为完全甲醚化的三聚氰胺甲醛树脂或完全甲醚化的脲醛树脂或两者混合物。

7.如权利要求1-6中任一项所述的环保防腐的丙烯酸型水性涂料，其特征在于，所述水性涂料还包括常规助剂，优选颜料，增稠剂，防腐剂，消泡剂中的一种或两种以上的混合物。

8.一种如权利要求1-7任一所述的环保防腐的丙烯酸型水性涂料的制备方法，包括如下的步骤：

S1、设定的重量百分比，将去离子水、湿润剂、分散剂、消泡剂混合搅拌均匀，加入填料，以1000～3000rpm进行高速分散均匀，得到水性分散体；

S2、把S1得到的水性分散体加入搅拌的丙烯酸乳液中，再加入成膜助剂、增稠剂搅拌分散均匀，然后加入颜料；

S3、补水并调节粘度为65～90KU，制得环保防腐的丙烯酸型水性涂料。