本發(fā)明涉及涂料，具體為一種水性丙烯酸防腐涂料的制備方法。

背景技術(shù)：

1、水性防腐涂料是以水作為溶劑或分散介質(zhì)，是一種環(huán)境友好和使用安全的“綠色”防腐涂料，包括水性丙烯酸涂料、水性環(huán)氧涂料、水性聚氨酯涂料，而其中，水性丙烯酸防腐涂料因具有優(yōu)良的耐候、保色、耐污染、耐腐蝕等性能，已被廣泛應(yīng)用于金屬、建筑、紡織、汽車等領(lǐng)域中。但是近年來，涂料的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用得到了快速的發(fā)展，現(xiàn)有傳統(tǒng)水性丙烯酸防腐涂料已經(jīng)不能滿足需求，因此需要提升水性丙烯酸防腐涂料的防腐性能以滿足現(xiàn)有的需求。

2、石墨烯作為一種新材料，由于具有優(yōu)異的機械性能、化學(xué)穩(wěn)定性、導(dǎo)電性等性能，廣泛應(yīng)用在涂料、電池等領(lǐng)域中。季戊四醇磷酸酯（pepa）是一種新的阻燃劑，廣泛應(yīng)用在各種阻燃、防火領(lǐng)域中。

3、如授權(quán)公告號為cn?102702899?b的專利公開了一種水性改性純丙烯酸防腐涂料，該發(fā)明以改性丙烯酸乳液、消泡劑、潤濕劑等為原料，制備得到的防腐涂料具有防腐性能好的特點，但是并沒有提升涂料的阻燃性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的一個或多個不足，提供一種水性丙烯酸防腐涂料，制備得到的水性丙烯酸防腐涂料具有優(yōu)異的防腐性能、阻燃性能以及附著力。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用的一種技術(shù)方案是：

3、一種水性丙烯酸防腐涂料的制備方法，所述制備方法為：

4、（1）將甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸加入至去離子水中，攪拌混合均勻，再向其中加入乳化劑，升溫至80-90℃，向其中加入引發(fā)劑，保溫反應(yīng)2-5h，反應(yīng)結(jié)束后，使用氨水調(diào)節(jié)ph為7-8，得到水性丙烯酸乳液；

5、（2）向去離子水中加入水性丙烯酸乳液、分散劑、潤濕劑、消泡劑、雙硅烷改性氧化石墨烯、雙pepa基磷酸鹽攪拌混合均勻，研磨至細度為10-25μm，過濾，得到水性丙烯酸防腐涂料。

6、在本發(fā)明一較佳實施例中，甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸的質(zhì)量比為4-6:8-12:4-6:4-6:1。

7、在本發(fā)明一較佳實施例中，乳化劑為十二烷基硫酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚中的一種，其用量為甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸總質(zhì)量的2-5%；引發(fā)劑為過硫酸銨，其用量為甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸總質(zhì)量的0.5-1%。

8、在本發(fā)明一較佳實施例中，去離子水、水性丙烯酸乳液、分散劑、潤濕劑、消泡劑、雙硅烷改性氧化石墨烯、雙pepa基磷酸鹽的質(zhì)量比為10-30:100:0.1-0.5:0.3-0.6:0.2-0.5:2-10:1-5。

9、優(yōu)選的，所述（2）中，得到雙pepa基磷酸鹽的制備方法為：將pepa加入至四氫呋喃溶劑中，攪拌分散，于0-5℃，向其中加入五氧化二磷，其中pepa、五氧化二磷的用量比為（1.8-2.2）mol:1mol，升溫至90-100℃，反應(yīng)2-5h，反應(yīng)結(jié)束后，向其中加入去離子水，過濾，乙酸乙酯萃取，干燥，得到雙pepa基磷酸鹽。

10、優(yōu)選的，所述（2）中，雙硅烷改性氧化石墨烯的制備方法為：

11、a1：將3-羥基戊二酸加入至四氫呋喃溶劑中，攪拌分散，再向其中加入edc·hcl，攪拌混合均勻，再向其中加入氨丙基三乙氧基硅烷，于室溫下，攪拌反應(yīng)3-6h，反應(yīng)結(jié)束后，依次用飽和碳酸氫鈉水溶液、飽和氯化鈉水溶液洗滌，干燥，旋蒸，干燥，得到中間體1；

12、a2：將六亞甲基二異氰酸酯加入至醋酸丁酯溶劑中，攪拌均勻后，加入二月桂酸二丁基錫，升溫至35-45℃，向其中加入中間體1，攪拌反應(yīng)3-5h，反應(yīng)結(jié)束后，乙醇洗滌，干燥，得到中間體2；

13、a3：將氧化石墨烯加入至醋酸丁酯溶劑中，超聲分散，在氮氣保護下，攪拌加熱至70-80℃，加入二月桂酸二丁基錫、中間體2，恒溫反應(yīng)4-8h，反應(yīng)結(jié)束后，抽濾，乙醇洗滌，干燥，得到雙硅烷改性氧化石墨烯。

14、進一步優(yōu)選的，所述a1中，3-羥基戊二酸、1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亞胺鹽酸鹽（edc·hcl）、氨丙基三乙氧基硅烷的用量比為1mol:（1-1.5）mol:（2-2.5）mol。

15、進一步優(yōu)選的，所述a2中，六亞甲基二異氰酸酯、中間體1的用量比為1mol:（0.8-1.2）mol。

16、進一步優(yōu)選的，所述a3中，氧化石墨烯、中間體2的用量比為1g:（0.03-0.07）mol。

17、由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：

18、（1）本發(fā)明以pepa為原料，五氧化二磷為磷酸化試劑，經(jīng)過酯化反應(yīng)，得到雙pepa基磷酸鹽。利用3-羥基戊二酸中的羧基在edc·hcl的催化下，與氨丙基三乙氧基硅烷經(jīng)過酰胺化反應(yīng)，得到中間體1，以六亞甲基二異氰酸酯為橋梁，依次與中間體1中的羥基與氧化石墨烯中的羥基進行反應(yīng)，得到雙硅烷改性氧化石墨烯。以甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯為硬單體，丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯為軟彈體，丙烯酸為功能性單體，在過硫酸銨的引發(fā)下，經(jīng)過自由基聚合得到水性丙烯酸乳液，最后向其中加入去離子水、分散劑、雙硅烷改性氧化石墨烯、雙pepa基磷酸鹽等攪拌混合均勻，研磨過濾，得到水性丙烯酸防腐涂料。

19、（2）本發(fā)明制備得到的水性丙烯酸防腐涂料其中含有磷羥基，與金屬表面有著較強的螯合作用，可以與金屬作用形成磷酸鹽絡(luò)合物，并以共價鍵的形式把聚合物牢固地附著在金屬表面，在金屬表面形成致密的磷酸鹽保護膜，不僅可以提升涂料的附著力，還可以提升防腐性能，此外，其中含有的硅氧鍵能夠水解產(chǎn)生硅羥基，不僅與金屬基材的-oh進行反應(yīng)，而且能夠自縮合形成一層保護膜，進一步增加涂料的附著力與防腐性能。

20、（3）本發(fā)明制備得到的水性丙烯酸防腐涂料其中含有石墨烯，本發(fā)明將其與有機物質(zhì)結(jié)合，增加石墨烯在涂料中的分散程度，即能夠均勻分散在涂料中，阻止腐蝕物質(zhì)與基體材料的接觸幾率，降低基體腐蝕程度，進一步提升防腐性能。

21、（4）當(dāng)燃燒發(fā)生時，含磷化合物受熱分解為不可燃的磷酸液態(tài)膜和偏磷酸，同時偏磷酸可以進一步聚合稱聚偏磷酸，一方面由磷酸在聚合物表面形成的粘狀覆蓋層起到阻隔的作用，另一方面聚偏磷酸能夠催化聚合物材料脫水成炭，形成的碳膜能夠有效阻隔可燃性氣體，改變材料的燃燒過程，從而達到阻燃的效果。在材料燃燒時，含硅化合物能夠在材料表面形成一層熱穩(wěn)定性強的硅層，有效阻隔熱量、可燃性氣體向材料內(nèi)部傳遞，改變?nèi)紵M程，進一步提升材料阻燃效果。而其中的含氮化合物在燃燒過程中會分解產(chǎn)生氮氣、二氧化氮等不可燃氣體，能夠有效稀釋空氣中的可燃性氣體，同時帶走部分熱量，進一步抑制燃燒過程，三者形成磷-氮-硅協(xié)同阻燃體系，能夠有效提升材料的阻燃效果。

技術(shù)特征：

1.一種水性丙烯酸防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述制備方法為：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述（1）中，甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸的質(zhì)量比為4-6:8-12:4-6:4-6:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述（1）中，乳化劑為十二烷基硫酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚中的一種，其用量為甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸總質(zhì)量的2-5%；引發(fā)劑為過硫酸銨，其用量為甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸總質(zhì)量的0.5-1%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述（2）中，去離子水、水性丙烯酸乳液、分散劑、潤濕劑、消泡劑、雙硅烷改性氧化石墨烯、雙pepa基磷酸鹽的質(zhì)量比為10-30:100:0.1-0.5:0.3-0.6:0.2-0.5:2-10:1-5。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述（2）中，得到雙pepa基磷酸鹽的制備方法為：將pepa加入至四氫呋喃溶劑中，攪拌分散，于0-5℃，向其中加入五氧化二磷，升溫至90-100℃，反應(yīng)2-5h，反應(yīng)結(jié)束后，向其中加入去離子水，過濾，乙酸乙酯萃取，干燥，得到雙pepa基磷酸鹽。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水性丙烯酸防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述pepa、五氧化二磷的用量比為（1.8-2.2）mol:1mol。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述（2）中，雙硅烷改性氧化石墨烯的制備方法為：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水性丙烯酸防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述a1中，3-羥基戊二酸、edc·hcl、氨丙基三乙氧基硅烷的用量比為1mol:（1-1.5）mol:（2-2.5）mol。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水性丙烯酸防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述a2中，六亞甲基二異氰酸酯、中間體1的用量比為1mol:（0.8-1.2）mol。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水性丙烯酸防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述a3中，氧化石墨烯、中間體2的用量比為1g:（0.03-0.07）mol。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種水性丙烯酸防腐涂料的制備方法，本發(fā)明以PEPA、五氧化二磷為原料，得到雙PEPA基磷酸鹽。以3?羥基戊二酸、氨丙基三乙氧基硅烷、六亞甲基二異氰酸酯、氧化石墨烯等為原料，制備得到雙硅烷改性氧化石墨烯。向水性丙烯酸乳液中加入雙硅烷改性氧化石墨烯、雙PEPA基磷酸鹽等攪拌混合均勻，研磨過濾，得到水性丙烯酸防腐涂料。本發(fā)明利用涂料中的磷羥基、硅羥基、石墨烯，三者協(xié)同輔助提升涂料的附著力以及耐腐蝕性能，利用阻燃性元素提升涂料的阻燃性能。本發(fā)明制備得到的水性丙烯酸防腐涂料具有優(yōu)異的防腐性能、阻燃性能以及附著力。

技術(shù)研發(fā)人員：張兵建,朱暉
受保護的技術(shù)使用者：全椒亮克威澤工業(yè)涂料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6