一種核殼結(jié)構(gòu)的醇酸樹(shù)脂改性丙烯酸防腐涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工防腐涂料領(lǐng)域，具體涉及一種具備核殼結(jié)構(gòu)的醇酸樹(shù)脂改性丙烯 酸防腐涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 防腐涂料是一種以樹(shù)脂為主要成分附加功能性添加劑的有機(jī)液料，由添加劑所組 成的無(wú)機(jī)粉料采用合理比例復(fù)配而成。在防銹涂料組分中，對(duì)防腐功能起關(guān)鍵作用的是顏 料和成膜物質(zhì)。
[0003] 傳統(tǒng)的醇酸防腐涂料雖然漆膜豐滿、附著力強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度好，但是涂膜軟，耐酸堿 性差;而丙烯酸防腐涂料雖然有著優(yōu)異的耐腐蝕性，但是潤(rùn)濕性差，成膜速度過(guò)快，影響涂 層質(zhì)量。
[0004][0005] 防腐涂料最本質(zhì)的問(wèn)題是致密的涂層，隔絕空氣和水與基材的接觸。醇酸涂料與 丙烯酸涂料在防腐性能上各有優(yōu)缺點(diǎn)，但是簡(jiǎn)單的復(fù)配兩種涂料本質(zhì)上不能改變涂料間的 相容性問(wèn)題和涂層的穩(wěn)定性。制備出一種兼具醇酸和丙烯酸優(yōu)異防腐性能的涂料能夠拓寬 防腐涂料的應(yīng)用范圍和條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種核殼結(jié)構(gòu)的醇 酸樹(shù)脂改性丙烯酸防腐涂料。所述防腐涂料以醇酸樹(shù)脂作為可聚合乳化劑，兼具了醇酸涂 料和丙烯酸涂料優(yōu)異防腐性能。本發(fā)明從水性醇酸樹(shù)脂與聚丙烯酸酯乳液兩種體系的優(yōu)缺 點(diǎn)的綜合考慮，用乳液合成的手段，制備出了一種防護(hù)性能優(yōu)于丙烯酸和醇酸的防腐涂料。 本發(fā)明解決了現(xiàn)有產(chǎn)品存在缺陷，力學(xué)性能與耐水性等缺陷不能滿足日益增長(zhǎng)的防腐行業(yè) 技術(shù)要求的問(wèn)題，所制備的防腐涂料具有附著力強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度好、耐腐性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述核殼結(jié)構(gòu)的醇酸樹(shù)脂改性丙烯酸防腐涂料的制 備方法。
[0008] -種核殼結(jié)構(gòu)的醇酸樹(shù)脂改性丙烯酸防腐涂料，由以下按重量份計(jì)的組分制備而 成： 水性醇酸樹(shù)脂 40~50 反應(yīng)單體 45~63 顏料 15~20
[0009] 去離子水 64-431 消泡劑 1~2 引發(fā)劑 0.12~0.38。
[0010] 所述反應(yīng)單體由苯乙烯、甲基丙烯酸酯類單體、α-甲基丙烯酸以及丙烯酸酯類單 體組成;所述甲基丙烯酸酯類單體為甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸丁酯中的一種以上，優(yōu) 選為甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸丁酯的混合物;所述丙烯酸酯類單體 為丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯或丙烯酸羥丙酯中的一種以上。
[0011]所述反應(yīng)單體中苯乙烯、甲基丙烯酸酯類單體、甲基丙烯酸以及丙烯酸酯類單 體的重量比為（14~21): (14~21): (10~18):(0~8)。
[0012] 所述水性醇酸樹(shù)脂由以下方法制備得到：
[0013] (1)將80~90重量份亞麻油、12~15重量份季戊四醇、0.03~0.05重量份堿性催化 劑置于容器中，于220~240°C醇解40~60min;得到醇解液；
[0014] 步驟(1)所述堿性催化劑為L(zhǎng)i0H，Ca0或蓖麻酸鋰；
[0015] (2)在攪拌的條件下，將步驟（1)中醇解液與30~50重量份鄰苯二甲酸酐、0.5~3 重量份馬來(lái)酸酐、5~10重量份2，2-二羥甲基丙酸和4~8重量份一縮二乙二醇混合，并加入 0.03~0.04的酯化催化劑，加熱升溫至150~180°C，保溫反應(yīng)40-60min;隨后升溫至220~ 230°C，至一定的酸值，得到粗產(chǎn)物；
[0016] 步驟(2)所述酯化催化劑為bc-98(商品名）或?qū)妆交撬?所述酸值為40~50mg/g Κ0Η;所述轉(zhuǎn)速為160~190rpm;
[0017] (3)將粗產(chǎn)物冷卻，用中和劑中和至pH為7~8,得到水性醇酸樹(shù)脂，所述醇酸樹(shù)脂 為微黃透明樹(shù)脂。
[0018] 步驟(3)所述冷卻溫度為30~45°C。
[0019] 步驟(3)中所述中和劑為三乙胺或者質(zhì)量百分比濃度為45%氨水。
[0020]本發(fā)明采用季戊四醇作為多元醇，制備的醇酸樹(shù)脂具有高油度(60%~65%)，柔 韌性好的優(yōu)點(diǎn)。
[0021 ]所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸鈉中的一種以上。
[0022] 所述消泡劑為 8￥1(-361、8￥1(-355、8￥1(-354或8￥1(-390中的一種以上。
[0023] 所述顏料為磷酸鋅、磷酸鋁、鉬酸鋅、鉬酸鈣或偏硼酸鋇中的一種以上。
[0024] 所述核殼結(jié)構(gòu)的醇酸樹(shù)脂改性丙烯酸防腐涂料的制備方法，具體包括以下步驟：
[0025] (a)將40~50重量份水性醇酸樹(shù)脂、0.1~0.3重量份引發(fā)劑和45~63重量份反應(yīng) 單體進(jìn)行混合，加入30~70重量份去離子水，高速剪切乳化，得到預(yù)乳液；
[0026] (b)將步驟(a)中25~30重量份預(yù)乳液與30~55重量份去離子水混合，加熱升溫至 78~82°C，保溫反應(yīng)20~40min;滴加剩余部分的預(yù)乳液；隨后加入0.02~0.08重量份引發(fā) 劑和4.0~6.0重量份去離子水，升溫至84~88°C，保溫1.5~3h，得到醇酸丙烯酸復(fù)合乳液；
[0027] (c)向步驟(b)的醇酸丙烯酸復(fù)合乳液中加入消泡劑1~2重量份，混合均勻，得到 復(fù)合乳液；
[0028] (d)將步驟(c)的復(fù)合乳液與15~20重量份顏料攪拌分散均勻，得到核殼結(jié)構(gòu)的醇 酸樹(shù)脂改性丙烯酸防腐涂料。
[0029] 步驟(d)所述攪拌轉(zhuǎn)速為100~170r/min。
[0030] 步驟(a)所述高速剪切的轉(zhuǎn)速為4000~6000r/min，高速剪切乳化的時(shí)間為15~ 20min〇
[0031] 步驟(b)中所述滴加的速度為10~20滴/min。
[0032] 步驟(b)所述剩余部分的預(yù)乳液需在3.5~4h滴完。
[0033] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0034] 本發(fā)明基于水性醇酸樹(shù)脂與聚丙烯酸酯乳液兩種體系的優(yōu)缺點(diǎn)的綜合考慮，用乳 液合成的手段，制備出了一種防護(hù)性能優(yōu)于丙烯酸和醇酸的防腐涂料。本發(fā)明解決了現(xiàn)有 產(chǎn)品在兩種體系間的兼容性問(wèn)題，使用可聚合的醇酸作為乳化劑，消除了乳化劑在成膜過(guò) 程中的副作用，具有附著力強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度好、耐腐性能優(yōu)異、極佳的耐候性等特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1為實(shí)施例8制備的核殼結(jié)構(gòu)的醇酸樹(shù)脂改性丙烯酸防腐涂料的SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí) 施方式不限于此。
[0037] 實(shí)施例1
[0038] -種核殼結(jié)構(gòu)的醇酸樹(shù)脂改性丙烯酸防腐涂料的制備方法，具體包括以下步驟：
[0039] (1)將80重量份亞麻油、12重量份季戊四醇、0.03重量份LiOH混合，在220°C醇解 60min;得到醇解液；
[0040] (2)將步驟（1)中醇解液與30重量份鄰苯二甲酸酐、0.5重量份馬來(lái)酸酐、5重量份 2,2_二羥甲基丙酸和4重量份一縮二乙二醇混合，并加入0.03重量份催化劑(商品bc-98)， 加入二甲苯作為助溶劑和帶水劑;在160r/min轉(zhuǎn)速下加熱升溫至175°C，保溫反應(yīng)40min;隨 后升溫至220°C，至體系酸值為45mg/g Κ0Η，得到粗產(chǎn)物；
[0041] (3)將粗產(chǎn)物冷卻至40°C，用三乙胺中和至pH為7,得到微黃透明醇酸樹(shù)脂即醇酸 樹(shù)脂；
[0042] (4)將40重量份醇酸樹(shù)脂、0.1重量份過(guò)硫酸銨和15重量份苯乙烯、15重量份甲基 丙烯酸甲酯、10重量份α-甲基丙烯酸和5重量份甲基丙烯酸丁酯在裝置中混合，加入36重量 份去離子水，4000r/min高速剪切乳化15min，得到預(yù)乳液；
[0043] (5)在攪拌的條件下（100r/min)，取步驟(4)中25重量份預(yù)乳液與40重量份去離子 水混合，加熱升溫至82°C，保溫反應(yīng)20min;然后勻速滴加剩余部分的預(yù)乳液，3.5h滴完；隨 后加入0.02重量份引發(fā)劑(過(guò)硫酸銨)和4.0重量份去離子水，升溫至84°C，保溫1.5h，得到 醇酸丙烯酸復(fù)合乳液；
[0044] (6)向醇酸丙烯酸復(fù)合乳液中加入1重量份消泡劑BYK-361，混合均勻，得到復(fù)合乳 液；
[0045] (7)將步驟(6)中得到的復(fù)合乳液置于分散機(jī)中，加入20重量份磷酸鋅，以150/min 的轉(zhuǎn)速攪拌待無(wú)任何固體雜質(zhì)為止，得到核殼結(jié)構(gòu)的醇酸樹(shù)脂改性丙烯酸防腐涂料。
[0046] 將所得防腐涂料根據(jù)《JG/T224-2007中華人民共和國(guó)建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中的測(cè) 試要求進(jìn)行性能測(cè)試:表干時(shí)間4h，耐水性通過(guò)，附著力1級(jí)，耐彎曲性1mm，耐沖擊性30cm， 貯存穩(wěn)定性通過(guò)，耐鹽霧性通過(guò)。
[0047] 實(shí)施例2
[0048] -種核殼結(jié)構(gòu)的醇酸樹(shù)脂改性丙烯酸防腐涂料的制備方法，具體包括以下步驟： [0049] (1)將90重量份亞麻油、15重量份季戊四醇、0.05重量份蓖麻酸鋰在240 °C醇解 40min;得到醇解液；
[0050] (2)將步驟（1)中醇解液與50重量份鄰苯二甲酸酐、3重量份馬來(lái)酸酐、5重量份2， 2-二羥甲基丙酸和4重量份一縮二乙二醇混合，并加入0.03重量對(duì)甲苯磺酸，加入二甲苯作 為助溶劑和帶水劑;在190r/min轉(zhuǎn)速下加熱升溫至150°C，保溫反應(yīng)60min;隨后升溫至230 °C，至體系酸值為40mg/g Κ0Η，得到粗產(chǎn)物；
[0051] (3)將粗產(chǎn)物冷卻至35°C，用氨水和至pH為7,得到微黃透明醇酸樹(shù)脂即醇酸樹(shù)脂；
[0052] (4)將50重量份醇酸樹(shù)脂、0.2重量份過(guò)硫酸鉀和16量份苯乙烯、16量份甲基丙烯 酸甲酯、16重量份α-甲基丙烯酸、4甲基丙烯酸丁酯和4重量份丙烯酸羥乙酯在250ml的容器 中混合，加入65重量份去離子水，4500r/min高速剪