環(huán)保型預(yù)涂底漆及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種環(huán)保型預(yù)涂底漆及其制備方法。該其主要原料為水溶性丙烯酸酯聚合物15～30wt％、甲基丙烯酸10～16wt％、磷酸鋅12～26wt％、三乙醇胺0.1～3wt％、納米填料2～10wt％、硅油0.5～1wt％、異噻唑啉酮0.1～4wt％、成膜劑3～10wt％、改性乳化劑1～5wt％和水35～45wt％；所述的水溶性丙烯酸酯聚合物由丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯反應(yīng)得到；所述的改性乳化劑由聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進(jìn)行復(fù)配，其質(zhì)量濃度比為(1～3):(5～7)。本發(fā)明所得預(yù)涂底漆無毒無污染，綠色環(huán)保；附著力0級(jí)，具有良好的抗沖擊性能，干燥速度快，表干時(shí)間短，能夠滿足工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ诘灼崮望}霧性的要求，綜合性能好；本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，使用范圍廣范，成本低，滿足連續(xù)噴涂作業(yè)的需求，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】
環(huán)保型預(yù)涂底漆及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于底漆領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保型預(yù)涂底漆及該底漆的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬預(yù)涂底漆是作為加工前貯存或加工期間保護(hù)金屬防止其表面銹蝕的一種有 效的措施，目前，國內(nèi)市場(chǎng)上較為廣泛使用的是丙烯酸樹脂做底漆樹脂，但其耐溶劑性差導(dǎo) 致表面效果不佳;另一種羥基型丙烯酸樹脂作為底漆樹脂，由于結(jié)構(gòu)上羥基的存在，該底漆 不易干，無法滿足連續(xù)噴涂作業(yè)的需求。以上底漆的原材料中均含甲苯、二甲苯等溶劑，長 期使用對(duì)人體會(huì)造成健康危害，而且對(duì)空氣、水環(huán)境及水源均可造成污染，因此具有無毒、 無刺激氣味、對(duì)人體無害的金屬預(yù)涂底漆，近年來受到了人們的普遍關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中，預(yù)涂底漆附著力差、耐腐蝕性不好、污染環(huán)境等問題， 提供了一種環(huán)保型預(yù)涂底漆，該底漆具有優(yōu)異的耐腐蝕性和附著力，抗沖擊強(qiáng)度高且預(yù)涂 底漆成分中不含有甲苯、二甲苯、醛類物質(zhì)，無毒環(huán)保。
[0004] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種環(huán)保型預(yù)涂底漆，其主要原料為水 溶性丙稀酸酯聚合物15~30wt%、甲基丙稀酸10~16wt%、磷酸鋅12~26wt%、三乙醇胺 0 · 1~3wt%、納米填料2~10wt%、硅油0 · 5~lwt%、異噻唑啉酮0 · 1~4wt%、成膜齊丨」3~ 10wt%、改性乳化劑1~5wt%和水35~45wt% ;
[0005] 所述的水溶性丙烯酸酯聚合物由丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯按 質(zhì)量比（14~16): (3~4): (0.2~1): (2~3)反應(yīng)得到；
[0006] 所述的改性乳化劑由聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進(jìn)行復(fù)配，其質(zhì)量濃度比為（1~ 3):(5~7)〇
[0007] 進(jìn)一步的，上述預(yù)涂底漆主要原料為水溶性丙烯酸酯聚合物16~20wt%、甲基丙 稀酸11~15wt%、磷酸鋅15~20wt%、三乙醇胺1~2.5wt%、納米填料2~6wt%、硅油0.5~ 0.7wt%、異噻唑啉酮0.5~2wt%、成膜劑5~10wt%、改性乳化劑2~3wt%和水40~ 45wt%。
[0008] 更進(jìn)一步的，所述的水溶性丙烯酸酯聚合物由丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸 和苯乙稀按質(zhì)量比14:3:1:2反應(yīng)得到。
[0009] 更進(jìn)一步的，所述的改性乳化劑由聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進(jìn)行復(fù)配，其質(zhì)量 濃度比為1:3。
[0010] 所述的水溶性丙烯酸酯聚合物的制備方法如下：按比例稱取各原料，向乙二醇中 依次加入丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯的混合單體再加入引發(fā)劑偶氮二異 丁腈，在80~85°C下攪拌回流，反應(yīng)3~4小時(shí)，保溫2~3小時(shí)。
[0011]進(jìn)一步的，所述的填料為納米二氧化鈦和納米碳酸|丐中至少一種。
[0012]進(jìn)一步的，所述的成膜劑為丙二醇甲醚醋酸酯。
[0013] 本發(fā)明還請(qǐng)求保護(hù)上述環(huán)保型預(yù)涂底漆的制備方法，包括以下步驟:按比例稱取 各原料，將磷酸鋅、納米填料于配料桶內(nèi)混合均勻得到分散液;將水溶性丙烯酸酯聚合物、 甲基丙基酸和改性乳化劑，投入攪拌罐中，以1000~1200rpm攪拌15~30分鐘，制成乳液混 合液;將分散液和異噻唑啉酮緩慢加入乳液混合液中，用三乙醇胺調(diào)整pH為7~8;最后加入 丙二醇甲醚醋酸酯和硅油靜置3~5小時(shí)即得環(huán)保型預(yù)涂底漆。
[0014] 本發(fā)明制得的水溶性丙烯酸樹脂聚合物與附著基能夠形成良好的附著力，與改性 乳化劑側(cè)端帶有的親水性基團(tuán)，可以產(chǎn)生優(yōu)異的協(xié)同作用，使乳化劑具有良好的耐水性。磷 酸鋅作為分散劑，可以減少完成分散過程所需的時(shí)間，使分散體系穩(wěn)定，有效避免填料絮 凝、結(jié)塊。選擇無毒無害丙二醇甲醚醋酸酯作為成膜劑，可避免對(duì)環(huán)境的污染。為防止涂料 長期處于潮氣下涂料容易霉化、變質(zhì)等問題，添加異噻唑啉酮，加入適量的硅油可以達(dá)到較 佳的消泡效果。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明所得預(yù)涂底漆無毒無污染，綠色環(huán) 保對(duì)環(huán)境無污染;附著力〇級(jí)，具有良好的抗沖擊性能，干燥速度快，表干時(shí)間短，能夠滿足 工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ诘灼崮望}霧性的要求，綜合性能好;本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，使用范圍廣范，成 本低，滿足連續(xù)噴涂作業(yè)的需求，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不局限于此。下述實(shí)施例中 所述實(shí)驗(yàn)方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法;所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè) 途徑獲得。
[0017] 實(shí)施例！
[0018] (1)制備水溶性丙烯酸酯聚合物：分別稱取21g丙烯酸丁酯、4.5g丙烯酸羥乙酯、 1.5g丙烯酸和3g苯乙烯，向乙二醇中依次加入丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯 的混合單體再加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈，在80~85°C下攪拌回流，反應(yīng)3~4小時(shí)，保溫2~3 小時(shí)，取樣分析轉(zhuǎn)化率達(dá)99 %以上后停止反應(yīng)。
[0019] (2)制備改性乳化劑:將聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進(jìn)行復(fù)配，其質(zhì)量濃度比為1: 3；
[0020] (3)制備預(yù)涂底漆:按比例稱取各原料，水溶性丙烯酸酯聚合物15wt%、甲基丙烯 酸1 lwt %、磷酸鋅15wt %、三乙醇胺0.2wt %、納米填料4wt %、硅油0.5wt %、異噻唑啉酮 0.5wt%、成膜劑3wt%、改性乳化劑lwt%和水40wt% ;
[0021] 將磷酸鋅、納米填料于配料桶內(nèi)混合均勻得到分散液;將水溶性丙烯酸酯聚合物、 甲基丙基酸和改性乳化劑，投入攪拌罐中，以1000~1200rpm攪拌15~30分鐘，制成乳液混 合液;將分散液和異噻唑啉酮緩慢加入乳液混合液中，用三乙醇胺調(diào)整pH為7~8;最后加入 丙二醇甲醚醋酸酯和硅油靜置3~5小時(shí)即得環(huán)保型預(yù)涂底漆。
[0022] 實(shí)施例2
[0023] (1)制備水溶性丙烯酸酯聚合物：分別稱取21g丙烯酸丁酯、4.5g丙烯酸羥乙酯、 1.5g丙烯酸和3g苯乙烯，向乙二醇中依次加入丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯 的混合單體再加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈，在80~85°C下攪拌回流，反應(yīng)3~4小時(shí)，保溫2~3 小時(shí)，取樣分析轉(zhuǎn)化率達(dá)99 %以上后停止反應(yīng)。
[0024] (2)制備改性乳化劑:將聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進(jìn)行復(fù)配，其質(zhì)量濃度比為1: 5；
[0025] (3)制備預(yù)涂底漆:按比例稱取各原料，水溶性丙烯酸酯聚合物16wt%、甲基丙烯 酸llwt%、磷酸鋅20wt%、三乙醇胺lwt%、納米填料2wt%、硅油0.7wt%、異噻唑啉酮 0.5wt%、成膜劑10wt%、改性乳化劑2wt%和水45wt% ;
[0026] 將磷酸鋅、納米填料于配料桶內(nèi)混合均勻得到分散液;將水溶性丙烯酸酯聚合物、 甲基丙基酸和改性乳化劑，投入攪拌罐中，以1000~1200rpm攪拌15~30分鐘，制成乳液混 合液;將分散液和異噻唑啉酮緩慢加入乳液混合液中，用三乙醇胺調(diào)整pH為7~8;最后加入 丙二醇甲醚醋酸酯和硅油靜置3~5小時(shí)即得環(huán)保型預(yù)涂底漆。
[0027] 實(shí)施例3
[0028] (1)制備水溶性丙烯酸酯聚合物：分別稱取21g丙烯酸丁酯、4.5g丙烯酸羥乙酯、 1.5g丙烯酸和3g苯乙烯，向乙二醇中依次加入丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯 的混合單體再加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈，在80~85°C下攪拌回流，反應(yīng)3~4小時(shí)，保溫2~3 小時(shí)，取樣分析轉(zhuǎn)化率達(dá)99 %以上后停止反應(yīng)。
[0029] (2)制備改性乳化劑:將聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進(jìn)行復(fù)配，其質(zhì)量濃度比為1: 3；
[0030] (3)制備預(yù)涂底漆:按比例稱取各原料，水溶性丙烯酸酯聚合物30wt%、甲基丙烯 酸16wt%、磷酸鋅20wt%、三乙醇胺3wt%、納米填料10wt%、硅油lwt%、異噻唑啉酮 0 · lwt %、成膜劑7wt %、改性乳化劑4wt %和水45wt % ;
[0031] 將磷酸鋅、納米填料于配料桶內(nèi)混合均勻得到分散液;將水溶性丙烯酸酯聚合物、 甲基丙基酸和改性乳化劑，投入攪拌罐中，以1000~1200rpm攪拌15~30分鐘，制成乳液混 合液;將分散液和異噻唑啉酮緩慢加入乳液混合液中，用三乙醇胺調(diào)整pH為7~8;最后加入 丙二醇甲醚醋酸酯和硅油靜置3~5小時(shí)即得環(huán)保型預(yù)涂底漆。
[0032] 實(shí)施例4
[0033] (1)制備水溶性丙烯酸酯聚合物：分別稱取21g丙烯酸丁酯、4.5g丙烯酸羥乙酯、 1.5g丙烯酸和3g苯乙烯，向乙二醇中依次加入丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯 的混合單體再加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈，在80~85°C下攪拌回流，反應(yīng)3~4小時(shí)，保溫2~3 小時(shí)，取樣分析轉(zhuǎn)化率達(dá)99 %以上后停止反應(yīng)。
[0034] (2)制備改性乳化劑:將聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進(jìn)行復(fù)配，其質(zhì)量濃度比為1: 3；
[0035] (3)制備預(yù)涂底漆:按比例稱取各原料，水溶性丙烯酸酯聚合物20wt%、甲基丙烯 酸15wt%、磷酸鋅15wt%、三乙醇胺2 · 5wt%、納米填料6wt%、硅油0 · 5wt%、異噻唑啉酮 0 · lwt %、成膜劑5wt %、改性乳化劑3wt %和水45wt % ;
[0036] 將磷酸鋅、納米填料于配料桶內(nèi)混合均勻得到分散液;將水溶性丙烯酸酯聚合物、 甲基丙基酸和改性乳化劑，投入攪拌罐中，以1000~1200rpm攪拌15~30分鐘，制成乳液混 合液;將分散液和異噻唑啉酮緩慢加入乳液混合液中，用三乙醇胺調(diào)整pH為7~8;最后加入 丙二醇甲醚醋酸酯和硅油靜置3~5小時(shí)即得環(huán)保型預(yù)涂底漆。
[0037] 將實(shí)施例1~4所得預(yù)涂底漆預(yù)涂金屬試驗(yàn)塊表面上，在室溫下晾曬2-4小時(shí)即可 成干膜，對(duì)膜進(jìn)行主要性能測(cè)試，其中附著力按照GB/T9286-1998的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，耐 沖擊性按照GB/T1732-1993的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)。將上述干膜進(jìn)行耐鹽霧性試驗(yàn)，取出試樣 洗凈、吹干，目視檢查磷化表面是否出現(xiàn)銹蝕。表干時(shí)間按照GB/T16777-1997的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè) 試，將試樣攪勻后按產(chǎn)品要求涂刷于鋁板上制備涂膜，不允許有空白，記錄涂刷結(jié)束的時(shí) 間。在距膜面邊緣不小于l〇mm的范圍以手指輕觸涂膜表面，無涂料粘在手指上，即為表干， 記下時(shí)間。具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)請(qǐng)?jiān)斠姳?。
[0038] 表1實(shí)施例1~4預(yù)涂底漆性能測(cè)試結(jié)果
[0039]
[0040] 由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明制備的金屬用預(yù)涂底漆具有良好的附著力和抗沖擊 性能，干燥速度快，能夠滿足工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ诘灼崮望}霧性的要求，表干時(shí)間短，而且底漆成 分綠色對(duì)環(huán)境無污染。
[0041] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其 發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種環(huán)保型預(yù)涂底漆，其特征在于，其主要原料為水溶性丙烯酸酯聚合物15~ 30wt%、甲基丙稀酸10~16wt%、磷酸鋅12~26wt%、三乙醇胺O · 1~3wt%、納米填料2~ 10wt%、硅油0.5~lwt%、異噻唑啉酮0· 1~4wt%、成膜劑3~10wt%、改性乳化劑1~5wt% 和水35~45wt% ; 所述的水溶性丙烯酸酯聚合物由丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯按質(zhì)量 比（14~16): (3~4): (0.2~1): (2~3)反應(yīng)得到； 所述的改性乳化劑由聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進(jìn)行復(fù)配，其質(zhì)量濃度比為（1~3): (5 ~7)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型預(yù)涂底漆，其特征在于，其主要原料為水溶性丙烯 酸酯聚合物16~20wt%、甲基丙稀酸11~15wt%、磷酸鋅15~20wt%、三乙醇胺1~ 2.5wt%、納米填料2~6wt%、硅油0.5~0.7wt%、異噻挫啉酮0.5~2wt%、成膜劑5~ 10wt%、改性乳化劑2~3wt%和水40~45wt%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型預(yù)涂底漆，其特征在于，所述的水溶性丙烯酸酯聚 合物由丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯按質(zhì)量比14:3:1:2反應(yīng)得到。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型預(yù)涂底漆，其特征在于，所述的改性乳化劑由聚乙 烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進(jìn)行復(fù)配，其質(zhì)量濃度比為1:3。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型預(yù)涂底漆，其特征在于，所述的水溶性丙烯酸酯聚 合物的制備方法如下：按比例稱取各原料，向乙二醇中依次加入丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙 酯、丙烯酸和苯乙烯的混合單體再加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈，在80~85°C下攪拌回流，反應(yīng) 3~4小時(shí)，保溫2~3小時(shí)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型水性涂料，其特征在于，所述的填料為納米二氧化 鈦和納米碳酸鈣中至少一種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型水性涂料，其特征在于，所述的成膜劑為丙二醇甲 醚醋酸酯。8. -種如權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型預(yù)涂底漆的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟:按比例稱取各原料，將磷酸鋅、納米填料于配料桶內(nèi)混合均勻得到分散液;將水溶性丙 烯酸酯聚合物、甲基丙基酸和改性乳化劑，投入攪拌罐中，以1000~1200rpm攪拌15~30分 鐘，制成乳液混合液;將分散液和異噻唑啉酮緩慢加入乳液混合液中，用三乙醇胺調(diào)整pH為 7~8;最后加入丙二醇甲醚醋酸酯和硅油靜置3~5小時(shí)即得環(huán)保型預(yù)涂底漆。
【文檔編號(hào)】C08F220/06GK105907141SQ201610281834
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】鄧金玲, 唐洪林, 鄧春陽
【申請(qǐng)人】大連碧城環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>