本發(fā)明屬于涂料,具體是指一種可調(diào)節(jié)固化速度的不飽和樹脂膩子及其制備方法。
背景技術(shù):
1、粉末涂料是一種區(qū)別于傳統(tǒng)溶劑型涂料的新型固體環(huán)保涂料,粉末涂料在制備過程中不使用任何溶劑,具有無污染、貯存穩(wěn)定、易運輸、節(jié)省資源和效率高等特點,可應(yīng)用于家用電器、管道防腐、汽車等行業(yè),其中,不飽和聚酯膩子的主要成分是一種熱固性樹脂,具有價格低廉、生產(chǎn)工藝簡單、透明性高等特點,能很好的適應(yīng)粉末靜電噴涂的工藝,在粉末涂料中應(yīng)用廣泛。
2、不飽和樹脂膩子,俗稱原子灰,市面常見的不飽和樹脂膩子,由聚酯樹脂、填料、固化劑、增稠劑等組分組成,使用時按比例進(jìn)行配比施工,并且在某一溫度下對應(yīng)一個固定的固化時間,在此之前可進(jìn)行施工涂刮,超過這個時間就會固化不能涂刮使用了,隨著氣溫變化,施工可使用的時間也會發(fā)生較大波動,氣溫高可施工的時間縮短,氣溫低可施工的時間會延長,因此,可根據(jù)不同季節(jié)的溫度變化,調(diào)整固化劑的用量從而實現(xiàn)固化時間的調(diào)整。
3、目前現(xiàn)有技術(shù)主要存在以下問題:
4、現(xiàn)在市場上沒有可隨溫度變化而自主調(diào)節(jié)固化時間的產(chǎn)品,為滿足不同施工溫度對施工涂刮時間的要求,不得不將具有不同施工時間的產(chǎn)品分特快干、快干、中干、慢干、特慢干等型號分別生產(chǎn),這樣生產(chǎn)的產(chǎn)品具有特定的使用季節(jié)或范圍,使用靈活性很差,不利于用戶的便捷使用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對上述情況,為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,本發(fā)明提出了一種可調(diào)節(jié)固化速度的不飽和樹脂膩子,包括如下重量份的組分:超支化改性不飽和聚酯樹脂60-80份,溫敏調(diào)速添加劑20-30份,固化劑6-8份,苯乙烯1-5份,氧化鎂3-5份,納米碳酸鈣10-20份,鈦白粉20-30份。
2、所述溫敏調(diào)速添加劑,包括如下重量份的組分:溫敏響應(yīng)凝膠材料30-40份,固化促進(jìn)物10-20份,固化促進(jìn)液10-15份。
3、所述溫敏響應(yīng)凝膠材料,是以n-異丙基丙烯酰胺、順丁烯二酸為共聚單體,采用前端聚合法制備的溫敏共聚水凝膠。
4、所述固化促進(jìn)物,包括如下重量份的組分:馬來酸酐5-10份,納米二氧化鈦5-10份。
5、所述固化劑為過氧化苯甲酰、過氧化環(huán)己酮、tgic中的一種或多種。
6、所述溫敏調(diào)速添加劑的制備方法,具體包括以下步驟:
7、(1)將n-異丙基丙烯酰胺、順丁烯二酸、交聯(lián)劑n,n-二甲基雙丙烯酰胺和引發(fā)劑過硫酸銨溶解于10ml去離子水中,溶液中,順丁烯二酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.0-15.0%,n,n-二甲基雙丙烯酰胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%,過硫酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%,超聲、攪拌溶解,反應(yīng)液倒入帶有刻度的特制試管中,插入k式熱電偶,用電烙鐵加熱上層溶液的試管外側(cè)周圍引發(fā)反應(yīng),待局部反應(yīng)形成穩(wěn)定的聚合物前端后撤離熱源,其中聚合物前端為1-3mm寬的聚合區(qū)域,直至自發(fā)反應(yīng)完全進(jìn)行,反應(yīng)結(jié)束后取出凝膠,剪碎,用去離子水浸泡24h,除去未反應(yīng)物質(zhì),烘干,以n-異丙基丙烯酰胺為主單體,順丁烯二酸為第二單體,采用前端聚合法制備的共聚水凝膠,具有低溫敏感性,隨著溫度的降低,吸水溶脹能力逐漸增強(qiáng),得到溫敏響應(yīng)凝膠材料;
8、(2)將馬來酸酐、納米二氧化鈦于60-70℃加熱,使馬來酸酐熔化,攪拌,攪拌轉(zhuǎn)速600-800rpm,攪拌20-30min,冷卻至室溫,先粉碎,篩網(wǎng)孔徑60-80目,再進(jìn)行超微粉碎,篩網(wǎng)孔徑100-300目,通過馬來酸酐的改性處理,增強(qiáng)了納米二氧化鈦的分散性,減少其團(tuán)聚現(xiàn)象,有利于更好地發(fā)揮納米二氧化鈦促進(jìn)聚酯樹脂的固化作用和增韌增強(qiáng)性,同時,馬來酸酐還可與聚酯樹脂的活性基團(tuán)反應(yīng),促進(jìn)樹脂的交聯(lián)固化,進(jìn)一步增強(qiáng)了對樹脂的固化促進(jìn),得到固化促進(jìn)物;
9、(3)將固化促進(jìn)液加入步驟(1)所述的溫敏響應(yīng)凝膠材料中,磁力攪拌5-10min,再加入步驟(2)所述的固化促進(jìn)物,攪拌20-30min,然后高壓均質(zhì),均質(zhì)壓力600-800bar,均質(zhì)時間1-3min,以溫敏響應(yīng)凝膠材料為載體,負(fù)載著固化促進(jìn)物和固化促進(jìn)液雙重作用物質(zhì),通過載體對不同溫度的響應(yīng)釋放性,低溫下釋放更多的作用物質(zhì),高溫下減少對作用物質(zhì)的釋放,從而可實現(xiàn)自主調(diào)節(jié)樹脂的固化時間,得到溫敏調(diào)速添加劑;
10、優(yōu)選地,步驟(1)中,n-異丙基丙烯酰胺與順丁烯二酸的質(zhì)量比為(7-9):1,控制單體的用量比,有利于聚合前端移動速率,縮短反應(yīng)時間;
11、優(yōu)選地,步驟(3)中,固化促進(jìn)液為間苯二甲胺,間苯二甲胺可促進(jìn)聚酯樹脂中的羥基等官能團(tuán)與異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng),有利于促進(jìn)樹脂的固化。
12、本發(fā)明還提供了一種可調(diào)節(jié)固化速度的不飽和樹脂膩子的制備方法,具體包括以下步驟:
13、s1、將300g超支化樹脂h101、360g苯甲酸和3.0g對甲苯磺酸加入2l裝有機(jī)械攪拌裝置、溫度計、分水器、氮氣入口的圓底燒瓶中,在氮氣保護(hù)下緩慢升溫到150-160℃,反應(yīng)1-3h,控制期間樹脂酸值不變化,抽真空反應(yīng)1-3h,控制期間樹脂酸值不變化,超支化樹脂具有特殊的球形結(jié)構(gòu),含有支鏈和官能團(tuán),能為樹脂涂料提供良好的流平性、附著力、耐沖擊性等,從而對涂料的柔韌性也有積極的影響,得到超支化樹脂h101ba;
14、s2、將4g新戊二醇、6g對苯二甲酸、0.5g己二酸和0.1-0.7g步驟s1所述的超支化樹脂h101ba、20mg催化劑單丁基氧化錫依次加入2l裝有機(jī)械攪拌裝置、溫度計、分水器、氮氣入口的圓底燒瓶中,在氮氣保護(hù)下緩慢升溫到225-245℃,保溫3-4h,控制酸值在12-14mgkoh/g,降溫至230℃,加入1g酸解劑間苯二甲酸并在230℃保溫3-5h,控制酸值在42-46mgkoh/g,抽真空至酸值降至31-33mgkoh/g,降溫至210℃,然后加入三苯基乙基溴化膦,攪拌20min,通過超支化改性的聚酯樹脂具有優(yōu)良的耐熱性能和耐腐蝕性能,能夠在高溫、強(qiáng)酸等惡劣環(huán)境下保持長久的穩(wěn)定性,同時,在低溫環(huán)境下還具有良好的流動性、柔韌性,進(jìn)一步優(yōu)化了涂料的低溫固化性能,得到超支化改性不飽和聚酯樹脂;
15、s3、將步驟s2所述的超支化改性不飽和聚酯樹脂、溫敏調(diào)速添加劑、固化劑、苯乙烯、氧化鎂、納米碳酸鈣和鈦白粉先用高速分散機(jī)進(jìn)行預(yù)混合,轉(zhuǎn)速300-500rpm,混合時間10-20min,再經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出壓片,然后使用多功能粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎,溫敏調(diào)速添加劑的加入,能夠吸收并保持大量水分,水分在聚酯樹脂的固化過程中起到了催化作用,促進(jìn)了聚酯樹脂的交聯(lián)反應(yīng),凝膠結(jié)構(gòu)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度,這有助于在聚酯樹脂固化時提供一定的支撐和穩(wěn)定性,防止聚酯樹脂在固化過程中產(chǎn)生變形或收縮,有效改善柔韌性和耐沖擊性,并且溫敏調(diào)速添加劑通過在低溫、高溫環(huán)境下的不同溶脹率,自主調(diào)節(jié)釋放負(fù)載的固化促進(jìn)物和固化促進(jìn)液,固液兩種物質(zhì)的協(xié)同作用,提升了固化效果的有效性和均勻性,也有助于耐沖擊性能的提升,得到可調(diào)節(jié)固化速度的不飽和樹脂膩子;
16、優(yōu)選地,步驟s2中,三苯基乙基溴化膦的加入量為0.1-0.2g,三苯基乙基溴化膦可以提升樹脂的固化性能,也有利于耐沖擊性能的增強(qiáng);
17、優(yōu)選地,步驟s3中,粉碎時的篩網(wǎng)孔徑為100-200目,保證粉末涂料的粒徑均勻性,有助于膩子的固化均勻。
18、本發(fā)明取得的有益效果如下:
19、本發(fā)明通過加入溫敏調(diào)速添加劑,與超支化改性不飽和聚酯樹脂以及其他助劑制備得到的不飽和樹脂膩子,具有溫敏響應(yīng)性,低溫時釋放更多的固化促進(jìn)成分,高溫時減少釋放,能夠在不同溫度條件下自主調(diào)節(jié)固化時間,同時,還強(qiáng)化了固化效果,提升了柔韌性能和耐沖擊性能,延長了膩子材料的使用壽命;所述溫敏調(diào)速添加劑中,以溫敏響應(yīng)凝膠材料為載體,負(fù)載著固化促進(jìn)物和固化促進(jìn)液,通過載體在低溫下的高溶脹以及高溫下的低溶脹的調(diào)節(jié)方式,響應(yīng)釋放雙重固化促進(jìn)物質(zhì),可自主性的調(diào)節(jié)固化時間,并且,凝膠結(jié)構(gòu)通過吸收水分而催化聚酯樹脂的固化過程,還為樹脂的固化提供一定的支撐和穩(wěn)定,改善了柔韌性和耐沖擊性,提升了固化效果,其中,固化促進(jìn)物是馬來酸酐、納米二氧化鈦形成的復(fù)合物,兩者均可促進(jìn)樹脂的交聯(lián)固化,馬來酸酐的改性處理,減少了納米二氧化鈦的聚集,而馬來酸酐成分還可以提高各組分的相容性和分散性,既對凝膠結(jié)構(gòu)的孔隙均勻性以及溶脹性能產(chǎn)生積極影響,又進(jìn)一步增強(qiáng)了樹脂固化的耐久性;所述超支化改性不飽和聚酯樹脂中,引入了超支化樹脂h101ba,具有一定的穩(wěn)定性和耐熱性,還能在低溫下保持良好的流動性,有助于改善柔韌性和耐沖擊性,增強(qiáng)固化效果,同時,因其超支化穩(wěn)定的球形結(jié)構(gòu),可減少與凝膠材料的交聯(lián),有利于保證凝膠結(jié)構(gòu)的溶脹性能;本發(fā)明以超支化改性不飽和聚酯樹脂、溫敏調(diào)速添加劑、固化劑、苯乙烯、氧化鎂、納米碳酸鈣和鈦白粉制成一種可調(diào)節(jié)固化速度的不飽和樹脂膩子,可自主調(diào)節(jié)固化時間,提高使用便捷性,并且還提升了膩子固化后的柔韌性和耐沖擊性,延長了使用壽命。