專利名稱：基于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂料組合物，更具體地說，是涉及一種基于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕 涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋼結(jié)構(gòu)防腐手段很多。防腐蝕涂料作為工業(yè)防腐的主要手段，多年來受到廣大科 學(xué)工作者與技術(shù)人員的重視，全球投入了大量的人力物力進(jìn)行研究。美、歐、日等發(fā)達(dá)國(guó)家 目前仍處于領(lǐng)先地位。據(jù)報(bào)道，日本每年采用防腐蝕涂料所消耗的費(fèi)用達(dá)2萬億日元，占各 種防腐蝕措施總費(fèi)用的65%左右。可見防腐蝕涂料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位。丙烯酸樹脂涂料是一種重要的工業(yè)用裝飾性涂料。與其他合成高分子樹脂相比， 丙烯酸樹脂具有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，如優(yōu)異的耐光、耐候性，戶外暴曬耐久性強(qiáng)，耐紫外線照 射不易分解和變黃，能長(zhǎng)期保持原有的光澤和色澤，耐熱性好，在170°C溫度下不易分解、不 變色，在230°C左右或更高溫度下仍不變色，色淺，水白透明，耐腐蝕，有較好的耐酸、堿、鹽、 油脂和洗滌劑等化學(xué)品沾污及腐蝕性能，極好的柔韌性和最低顏料反應(yīng)性。因此在汽車、飛 機(jī)、家具、罐頭、機(jī)械制造等領(lǐng)域的有著十分廣泛的應(yīng)用。但丙烯酸樹脂作為涂料還存在低 溫易變脆、高溫變黏失強(qiáng)、易回黏的缺點(diǎn)，影響了裝飾效果和使用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服丙烯酸樹脂涂料存在的不足，而提供一種基于改性丙烯 酸樹脂的防腐蝕涂料及其制備方法。有機(jī)聚合物樹脂由于具有良好的成膜性、柔韌性、基材附著力及較低的成本，所以 一直是涂料的主要成膜物。而無機(jī)材料具有高強(qiáng)度、性能穩(wěn)定及使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，但同時(shí) 存在脆性較大、加工成型困難、成本高的缺點(diǎn)。為了獲得性能優(yōu)異或功能獨(dú)特的涂層，通過 將有機(jī)樹脂與無機(jī)材料進(jìn)行有效的復(fù)合，發(fā)揮二者的優(yōu)勢(shì)，以達(dá)到性能互補(bǔ)。使用有機(jī)硅對(duì) 丙烯酸樹脂涂料進(jìn)行改性則可以顯著改善涂料的性能。有機(jī)硅中的Si-O鍵能(450kJ/mol) 遠(yuǎn)大于C-C鍵能(351kJ/mol)，內(nèi)旋轉(zhuǎn)能壘低、鍵旋轉(zhuǎn)容易、分子體積大、表面能小，使用化 學(xué)方法將Si-O鍵連接到C-C主鏈上，形成的漆膜具有良好的耐紫外光性、耐候性、耐沾污性 和耐化學(xué)介質(zhì)性等，另外涂料具有更好的穩(wěn)定性，在耐候性、保光性、抗粉化性和對(duì)材料表 面的附著力等各方面都比未經(jīng)改性的丙烯酸樹脂的涂料性能更加優(yōu)異。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是—種基于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料，按質(zhì)量百分比計(jì)，其組分為端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂20 35%，鱗片狀鋅粉20 45%，球狀鋅粉10 20%，磷鐵粉5 10%，改性膨潤(rùn)土增稠劑1 2 %，
乙酸丁酯15 20%，其中，端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂，按質(zhì)量百分比計(jì)，又由甲基丙 烯酸甲酯為25 40 %，苯乙烯為10 15 %，丙烯酸異辛酯為2 6 %，丙烯酸羥乙酯為1 4%，端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂為0. 5 5%，γ -甲基丙烯酰氧基丙基三 甲氧基硅烷為0. 5 5%，偶氮二異丁腈為0. 5 2%，二月桂酸二丁基錫為0. 1 0. 2%， 四氫呋喃為40 50%組成。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案是一種基于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料的制備方法，按順序其步驟是一、端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂的制備將甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸羥乙酯、Y -甲基丙烯酰氧基丙 基三甲氧基硅烷和偶氮二異丁腈按比例混合，攪拌溶解，在反應(yīng)容器中加入四氫呋喃，升溫 70-80°C，滴加混合單體，滴完后保溫4-5小時(shí)，然后滴加二月桂酸二丁基錫與端羥基聚二 甲基硅氧烷的混合物，溫度控制在80°C，反應(yīng)1小時(shí)，降至室溫，出料。二、基于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料的制備按組分配方稱量好后，將改性膨潤(rùn)土增稠劑倒入乙酸丁酯中，然后加入端羥基聚 二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂，混合攪拌15分鐘，再加入鱗片狀鋅粉、球狀鋅粉以及 磷鐵粉，混合研磨攪拌20-30分鐘，經(jīng)砂磨機(jī)研磨至細(xì)度為50 μ m以下，即得到本發(fā)明的基 于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料的成品。本發(fā)明的一種基于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料及其制備方法的優(yōu)點(diǎn)和有益效 果在于1、通過端羥基聚二甲基硅氧烷的接枝改性，提高了丙烯酸樹脂的耐候、耐溫性，另 外由于其極性相對(duì)丙烯酸樹脂要低，其整體的憎水性有所增強(qiáng)，有利于漆膜的耐水、耐蝕性提尚。2、涂料中鱗片狀鋅粉的加入，由于鋅金屬具有良好的延展性，其鱗片規(guī)格容易控 制、可方便的獲得較高的鱗片比表面積，本身耐熱性好，導(dǎo)熱系數(shù)高，表面光線反射率高，因 而可以提高涂層的耐熱性、耐候性。3、制備單組份重防腐涂料，克服了傳統(tǒng)富鋅重防腐底漆雙組分限制，操作使用時(shí) 間無限制，噴漆后，漆膜快速干燥固化，形成良好保護(hù)涂層。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明的一種基于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料及其制備方法 做進(jìn)一步具體描述，但不局限于此。實(shí)施例1 —.端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂的合成1、原料及用量質(zhì)量百分比為甲基丙烯酸甲酯28.7%，苯乙烯10.4%，丙烯酸異辛酯3%，丙烯酸羥乙酯4%，
端羥基聚二甲基硅氧烷Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶氮二異丁腈二月桂酸二丁基錫四氫呋喃
2. 4%, 2. 4%, 2%, 0. 1%,
47%。2、制備方法將甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸羥乙酯、Y -甲基丙烯酰氧基丙 基三甲氧基硅烷和偶氮二異丁腈按上述比例混合，攪拌溶解，在反應(yīng)容器中加入四氫呋喃， 升溫70°C，滴加混合單體，滴完后保溫5小時(shí)，然后滴加二月桂酸二丁基錫與端羥基聚二甲 基硅氧烷的混合物，溫度控制在80°C，反應(yīng)1小時(shí)，降至室溫，出料。二.基于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料的制備1.原料及用量質(zhì)量百分比為端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂 24%，鱗片狀鋅粉40%，球狀鋅粉10%，磷鐵粉10%，改性膨潤(rùn)土增稠劑1%，乙酸丁酯15%。2.配制方法將改性膨潤(rùn)土增稠劑倒入乙酸丁酯中，然后倒入端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性 丙烯酸樹脂，混合攪拌15分鐘，加入鱗片狀鋅粉、球狀鋅粉、磷鐵粉，混合攪拌20分鐘，經(jīng)砂 磨機(jī)研磨，使細(xì)度達(dá)到50 μ m以下，即得本發(fā)明的成品。實(shí)施例2一.端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂的合成1、原料及用量質(zhì)量百分比為甲基丙烯酸甲酯40%，苯乙烯10%，丙烯酸異辛酯6%，丙烯酸羥乙酯1%，端羥基聚二甲基硅氧烷0.5%，Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.5%，偶氮二異丁腈1.9%，二月桂酸二丁基錫0.1%，四氫呋喃40%。2、制備方法將甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸羥乙酯、Y -甲基丙烯酰氧基丙 基三甲氧基硅烷和偶氮二異丁腈按上述比例混合，攪拌溶解，在反應(yīng)容器中加入四氫呋喃， 升溫80°C，滴加混合單體，滴完后保溫4小時(shí)，然后滴加二月桂酸二丁基錫與端羥基聚二甲 基硅氧烷的混合物，溫度控制在80V，反應(yīng)1小時(shí)，降至室溫，出料。
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二.基于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料的制備1.原料及用量質(zhì)量百分比為端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂鱗片狀鋅粉球狀鋅粉磷鐵粉改性膨潤(rùn)土增稠劑乙酸丁酯
35%, 20%, 20%, 6. 5%, 1. 5%, 17%。2.配制方法將改性膨潤(rùn)土增稠劑倒入乙酸丁酯中，然后倒入端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性 丙烯酸樹脂，混合攪拌15分鐘，加入鱗片狀鋅粉、球狀鋅粉、磷鐵粉，混合攪拌20分鐘，經(jīng)砂 磨機(jī)研磨，使細(xì)度達(dá)到50 μ m以下，即得本發(fā)明的成品。實(shí)施例3—.端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂的合成1、原料及用量質(zhì)量百分比為甲基丙烯酸甲酯25%，苯乙烯15%，丙烯酸異辛酯4%，丙烯酸羥乙酯1.3%，端羥基聚二甲基硅氧烷2%，Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷 2%，偶氮二異丁腈0.5%，二月桂酸二丁基錫0.2%，四氫呋喃50%。2、制備方法將甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸羥乙酯、Y -甲基丙烯酰氧基丙 基三甲氧基硅烷和偶氮二異丁腈按上述比例混合，攪拌溶解，在反應(yīng)容器中加入四氫呋喃， 升溫75°C，滴加混合單體，滴完后保溫4. 5小時(shí)，然后滴加二月桂酸二丁基錫與端羥基聚硅 氧烷的混合物，溫度控制在80°C，反應(yīng)1小時(shí)，降至室溫，出料。二.基于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料的制備1.原料及用量質(zhì)量百分比為端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂 20 %，鱗片狀鋅粉45%，球狀鋅粉13%，磷鐵粉5%，改性膨潤(rùn)土增稠劑2%，乙酸丁酯15%。2.配制方法將改性膨潤(rùn)土增稠劑倒入乙酸丁酯中，然后倒入端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂，混合攪拌15分鐘，加入鱗片狀鋅粉、球狀鋅粉、磷鐵粉，混合攪拌30分鐘，經(jīng)砂 磨機(jī)研磨，使細(xì)度達(dá)到50 μ m以下，即得本發(fā)明的成品。實(shí)施例4
一.端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂的合成
1、原料及用量質(zhì)量百分比為
甲基丙烯酸甲酯27. 5%,
苯乙烯9. 6%,
丙烯酸異辛酯2%,
丙烯酸羥乙酯1. 2%,
端羥基聚二甲基硅氧烷5%,
Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5%,
偶氮二異丁腈1. 5%,
二月桂酸二丁基錫0. 2%,
四氫呋喃48%。
2、制備方法
將甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸羥乙酯、Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和偶氮二異丁腈按上述比例混合，攪拌溶解，在反應(yīng)容器中加入四氫呋喃，
升溫80°C，滴加混合單體，滴完后保溫5小時(shí)，然后滴加二月桂酸二丁基錫與端羥基聚二甲 基硅氧烷的混合物，溫度控制在80°C，反應(yīng)1小時(shí)，降至室溫，出料。
二.基于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料的制備1.原料及用量質(zhì)量百分比為端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂20 %，鱗片狀鋅粉40%，球狀鋅粉13%，磷鐵粉5%,改性膨潤(rùn)土增稠劑2 %，乙酸丁酯20%。2.配制方法將改性膨潤(rùn)土增稠劑倒入乙酸丁酯中，然后倒入端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性 丙烯酸樹脂，混合攪拌15分鐘，加入鱗片狀鋅粉、球狀鋅粉、磷鐵粉，混合攪拌25分鐘，經(jīng)砂 磨機(jī)研磨，使細(xì)度達(dá)到50 μ m以下，即得本發(fā)明的成品。比較例為對(duì)比了解使用端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂以及加入鱗片狀鋅 粉對(duì)制備的涂料性能的提高的幅度。同樣方法，合成未用端羥基聚二甲基硅氧烷改性的丙 烯酸酯，采用市場(chǎng)常用的球狀鋅粉及磷鐵粉，制備防腐蝕涂料。一.純丙烯酸樹脂的合成1.原料及用量質(zhì)量百分比為甲基丙烯酸甲酯41%，苯乙烯10%，
丙烯酸異辛酯丙烯酸羥乙酯偶氮二異丁腈四氫呋喃
6%, 1%, 2%, 40%,將甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸羥乙酯、Y -甲基丙烯酰氧基丙 基三甲氧基硅烷和偶氮二異丁腈按上述比例混合，攪拌溶解，在反應(yīng)容器中加入四氫呋喃， 升溫80°C，滴加混合單體，滴完后保溫5小時(shí)，降至室溫，出料。二.基于丙烯酸樹脂的普通防腐蝕涂料的制備1.原料及用量質(zhì)量百分比丙烯酸樹脂35%，球狀鋅粉40%，磷鐵粉6.5%，改性膨潤(rùn)土增稠劑1.5%，乙酸丁酯17%。將改性膨潤(rùn)土增稠劑倒入乙酸丁酯中，然后倒入丙烯酸樹脂，混合攪拌15分鐘， 加入球狀鋅粉、磷鐵粉，混合攪拌20分鐘，經(jīng)砂磨機(jī)研磨，使細(xì)度達(dá)到50 μ m以下，即得對(duì)比樣品。漆膜固化及其性能比較按照實(shí)施例1 4，合成與配制基于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料，將其通過噴涂 或刷涂輥涂方式，涂覆于經(jīng)過上，室溫干燥成膜，7天后測(cè)試性能。同時(shí)，按照同樣工藝，合成 與制備未經(jīng)改性的丙烯酸酯防腐蝕涂料，以其作為對(duì)比樣，進(jìn)行性能表征。表一.基于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料性能指標(biāo)
8 表二.基于普通丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料性能指標(biāo)
權(quán)利要求
一種基于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料，其特征是，按質(zhì)量百分比計(jì)，由組分端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂為20～35％，鱗片狀鋅粉為20～45％，球狀鋅粉為10～20％，磷鐵粉為5～10％，改性膨潤(rùn)土增稠劑為1～2％，乙酸丁酯為15～20％組成；其中，所述的端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂，按質(zhì)量百分比計(jì)，又由組分甲基丙烯酸甲酯為25～40％，苯乙烯為10～15％，丙烯酸異辛酯為2～6％，丙烯酸羥乙酯為1～4％，端羥基聚二甲基硅氧烷為0.5～5％，γ 甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷為0.5～5％，偶氮二異丁腈為0.5～2％，二月桂酸二丁基錫為0.1～0.2％，四氫呋喃為40～50％配制而成。
2.一種如權(quán)利要求1所述的基于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料的制備方法，其特征 是，按順序包括如下步驟步驟1 將甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸羥乙酯、Y -甲基丙烯酰氧 基丙基三甲氧基硅烷和偶氮二異丁腈按比例混合，攪拌溶解，在反應(yīng)容器中加入四氫呋喃， 升溫70-80°C，滴加混合單體，滴完后保溫4-5小時(shí)，然后滴加二月桂酸二丁基錫與端羥基 聚二甲基硅氧烷的混合物，溫度控制在80V，反應(yīng)1小時(shí)，降至室溫，出料，制得端羥基聚二 甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂；步驟2 將改性膨潤(rùn)土增稠劑倒入乙酸丁酯中，然后倒入端羥基聚二甲基硅氧烷接枝 改性丙烯酸樹脂，混合攪拌15分鐘，再加入鱗片狀鋅粉、球狀鋅粉、磷鐵粉，混合攪拌20-30 分鐘，最后經(jīng)砂磨機(jī)研磨至細(xì)度為50 μ m以下，制得基于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于改性丙烯酸樹脂的防腐蝕涂料及其制備方法。該防腐蝕涂料按質(zhì)量百分比計(jì)由端羥基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸樹脂20～35％；鱗片狀鋅粉20～45％；球狀鋅粉10～20％；磷鐵粉5～10％；改性膨潤(rùn)土增稠劑1～2％；乙酸丁酯15～20％組分組成。該防腐蝕涂料先通過溶液聚合方法合成硅橡膠接枝改性丙烯酸樹脂，然后再按照比例將上述組分通過高速攪拌研磨均勻。制備好的涂料通過噴涂、刷涂、輥涂等手段涂覆于金屬表面，常溫干燥成膜。漆膜具有力學(xué)性能好，耐腐蝕性、耐候性高等的優(yōu)點(diǎn)，用于金屬底材附著力強(qiáng)，防腐、保護(hù)效果好。
文檔編號(hào)C08F283/12GK101892001SQ20101022867
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者李為立 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)