本發(fā)明屬于水性丙烯酸乳液的生產(chǎn)，具體涉及一種鋼結構涂料用水性丙烯酸乳液及其生產(chǎn)方法。

背景技術：

1、水性涂料中，基料對漆膜的性能有著決定性的作用。丙烯酸樹脂來源廣泛，成本適中，而且具有快干性、硬度高和優(yōu)異的耐候性，被廣泛地應用于涂料基料。

2、鋼板的存放和使用過程中因環(huán)境因素所導致不同程度的腐蝕，并造成了嚴重的經(jīng)濟損失，還存在安全隱患。在鋼材表面涂刷防腐蝕層防止鋼結構的均勻腐蝕、不均勻腐蝕、點(坑)腐蝕、應力腐蝕等金屬腐蝕現(xiàn)象，是一種最為多見、性價比最高的一種防護措施。

3、鋼結構防腐涂料對鋼結構的保護有3種重要作用：屏蔽作用、緩蝕作用和陰極保護作用。鋼結構防腐涂料是一種高分子溶液，通過涂覆在鋼結構的外表面，經(jīng)過干燥或固化形成涂膜，從而防止外界的腐蝕性介質接觸涂膜下的金屬，避免了金屬的腐蝕，起到了保護作用。

4、目前的鋼結構防腐涂料以油性漆為主，例如醇酸漆、硝基漆和以附著力強而著稱的環(huán)氧漆。隨著社會對環(huán)保的重視，水性防腐涂料也逐漸發(fā)展起來了。水性防腐涂料中，基料對漆膜的性能起決定性作用。水性防腐涂料的常用基料為：水性丙烯酸乳液、水性醇酸樹脂、水性環(huán)氧酯-丙烯酸樹脂雜化體、雙組份水性聚氨酯、水性環(huán)氧樹脂。其中水性丙烯酸乳液因其耐候性和柔韌性優(yōu)異、干燥時間短、施工方便等特點，是各種水性涂料成膜物質中性價比最優(yōu)的聚合物。

5、目前的水性丙烯酸類鋼結構防腐涂料一般具有較好的耐水、耐鹽水性能，但耐鹽霧較差，低溫變脆、高溫回黏，同時漆膜的濕附著力較差，會導致漆膜起泡，底材腐蝕；容易閃銹，水性涂料在施工階段將水引入，鐵質基材與水接觸，產(chǎn)生閃銹；為提高防腐性能，有些研究者會在乳液中大量引入磷酸酯類、有機硅類單體，但有機硅單體容易水解導致性能不穩(wěn)定，磷酸酯類單體易與防銹漆填料絡合導致涂料儲存期間膠化。

6、專利文獻cn118146424a公開了一種鋼結構用自干高光水性丙烯酸乳液及其制備方法，包括：a組分：60～70份硬單體、30～40份軟單體、20～25份去離子水、2～3份陰離子乳化劑、1～1.5份非離子乳化劑、0.05～0.1份引發(fā)劑；b組分：20～60份硬單體、20～60份軟單體、30～60份功能性單體、40～60份去離子水、2～3份陰離子乳化劑、1～1.5份非離子乳化劑、0～2份分子量調節(jié)劑；c組分：0.2～0.5份陰離子乳化劑、0.1～1.3份陽離子乳化劑、0.002～0.005份調節(jié)緩沖劑、18～28份去離子水；其中a組分中質量比為5～10％的部分與c組分預反應產(chǎn)生自由基并引發(fā)聚合反應；功能性單體為甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥基單體、甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼中的任意一種或多種；硬單體為苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯中的任意一種或多種；軟單體為丙烯酸異辛酯、丙烯酸丁酯中的任意一種或多種；分子量調節(jié)劑為α-甲基苯乙烯線性二聚體；引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鈉中的任意一種或多種；調節(jié)緩沖劑包括碳酸氫鈉。但是該文獻反應過程較復雜，且機械性能、附著力和防腐蝕性仍不能滿足要求。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種鋼結構涂料用水性丙烯酸乳液及其生產(chǎn)方法，以解決現(xiàn)有技術中存在的耐溶劑性和柔韌性差等問題。

2、本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)：

3、本發(fā)明的一種鋼結構涂料用水性丙烯酸乳液，采用以下質量分數(shù)的原料制成：丙烯酸軟單體10％～15％、丙烯酸硬單體25％～30％、功能性單體0.8％～1.5％、交聯(lián)單體0.5％～1.0％、引發(fā)劑0.1％～0.3％、陰離子乳化劑0.5％～1.0％、非離子乳化劑0.08％～0.15％、調節(jié)緩沖劑0.03％～0.15％、ph值調節(jié)劑0.5％～1.2％、氧化劑0.02％～0.08％、還原劑0.02％～0.08％、防腐劑0.1％～0.5％，余量為去離子水；

4、所述功能單體為丙烯酸和/或甲基丙烯酸中的至少一種與甲基丙烯酸烯丙酯的混合物，二者的質量比為(3～6):1；所述交聯(lián)單體為質量比為(1.8～2.3):1的雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼；所述丙烯酸軟單體為丙烯酸異辛酯；所述丙烯酸硬單體為質量比為(1～2):1的苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的混合物。

5、優(yōu)選地，所述陰離子乳化劑為十二烷基硫酸鈉(sds)或/和十二烷基磺酸鈉，所述非離子乳化劑為科萊恩emulsogen?lcn?407非離子乳化劑。

6、優(yōu)選地，所述引發(fā)劑為過硫酸銨和/或過硫酸鈉；所述調節(jié)緩沖劑為碳酸氫銨；所述ph值調節(jié)劑為氨水。

7、優(yōu)選地，所述氧化劑為叔丁基過氧化氫；所述還原劑為甲醛合次硫酸氫鈉(俗稱吊白塊)；所述防腐劑為異噻唑啉類防腐劑(例如羅門哈斯防腐劑kathon?lxe、卡松防腐劑)中的至少一種。

8、本發(fā)明的一種鋼結構涂料用水性丙烯酸乳液的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：

9、s1，將1/3～2/3的所述非離子乳化劑和陰離子乳化劑加入適量去離子水中，攪拌均勻；再向其中加入雙丙酮胺攪拌均勻；繼續(xù)加入所述功能性單體、丙烯酰軟單體和丙烯酰硬單體，充分攪拌乳化后得到預乳化液；將所述引發(fā)劑與適量去離子水混合均勻后得到引發(fā)劑溶液；

10、s2，向反應釜中加入適量去離子水，再加入剩余的所述非離子乳化劑和陰離子乳化劑，在氮氣保護下，攪拌并加熱至80～88℃；先向所述反應釜中加入1/30～1/10的所述預乳化液，再加入1/3～2/3的所述引發(fā)劑，在83～86℃下保溫反應10～30min；

11、s3，滴加剩余的預乳化液和剩余的引發(fā)劑，滴加時間持續(xù)200～300min，再在83～86℃下保溫反應30～60min；

12、s4，降溫至75℃以下，同時分別向所述反應釜中滴加所述氧化劑和所述還原劑進行后消除反應，滴加時間持續(xù)20～40min；滴加完成后在65～75℃下保溫反應30～60min；

13、s5，降溫至40℃以下，加入所述ph值調節(jié)劑調節(jié)ph值至7～8；再依次加入所述己二酸二酰肼和防腐劑；

14、s6，用剩余的去離子水調節(jié)固含量至40.0％～44.0％，測試合格后過濾出料，得到水性丙烯酸乳液；

15、所述水性丙烯酸乳液的25℃下的涂4杯粘度為15～35s。

16、所述ph值調節(jié)劑應緩慢滴加，當ph值至7～8后立即停止。

17、所述氧化劑、還原劑和所述防腐劑均應先溶解在去離子水中形成溶液后再使用。

18、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

19、本發(fā)明采用甲基丙烯酸烯丙酯作為丙烯酸單體進行復配，同時添加雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼，使得本發(fā)明的水性丙烯酸乳液不僅可以室溫自交聯(lián)，且漆膜具有較好的力學性能、附著力、耐溶劑性和機械性能，乳化體系穩(wěn)定，乳化時間短，反應效率高，過程可控。

技術特征：

1.一種鋼結構涂料用水性丙烯酸乳液，其特征在于，采用以下質量分數(shù)的原料制成：丙烯酸軟單體10%～15%、丙烯酸硬單體25%～30%、功能性單體0.8%～1.5%、交聯(lián)單體0.5%～1.0%、引發(fā)劑0.1%～0.3%、陰離子乳化劑0.5%～1.0%、非離子乳化劑0.08%～0.15%、調節(jié)緩沖劑0.03%～0.15%、ph值調節(jié)劑0.5%～1.2%、氧化劑0.02%～0.08%、還原劑0.02%～0.08%、防腐劑0.1%～0.5%，余量為去離子水；

2.?根據(jù)權利要求1所述的鋼結構涂料用水性丙烯酸乳液，其特征在于，所述陰離子乳化劑為十二烷基硫酸鈉或/和十二烷基磺酸鈉，所述非離子乳化劑為科萊恩?emulsogenlcn?407非離子乳化劑。

3.根據(jù)權利要求1所述的鋼結構涂料用水性丙烯酸乳液，其特征在于，所述引發(fā)劑為過硫酸銨和/或過硫酸鈉；所述調節(jié)緩沖劑為碳酸氫銨；所述ph值調節(jié)劑為氨水。

4.根據(jù)權利要求1所述的鋼結構涂料用水性丙烯酸乳液，其特征在于，所述氧化劑為叔丁基過氧化氫；所述還原劑為甲醛合次硫酸氫鈉；所述防腐劑為異噻唑啉類防腐劑中的至少一種。

5.根據(jù)權利要求1～4任一所述的鋼結構涂料用水性丙烯酸乳液的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

6.根據(jù)權利要求5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液的25℃下的涂4杯粘度為15～35s。

7.根據(jù)權利要求5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述ph值調節(jié)劑應緩慢滴加，當ph值至7～8后立即停止。

8.根據(jù)權利要求5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述氧化劑、還原劑和所述防腐劑均應先溶解在去離子水中形成溶液后再使用。

技術總結
本發(fā)明公開了一種鋼結構涂料用水性丙烯酸乳液，采用以下質量分數(shù)的原料制成：丙烯酸軟單體10%～15%、丙烯酸硬單體25%～30%、功能性單體0.8%～1.5%、交聯(lián)單體0.5%～1.0%、引發(fā)劑0.1%～0.3%、陰離子乳化劑0.5%～1.0%、非離子乳化劑0.08%～0.15%、調節(jié)緩沖劑0.03%～0.15%、pH值調節(jié)劑0.5%～1.2%、氧化劑0.02%～0.08%、還原劑0.02%～0.08%、防腐劑0.1%～0.5%，余量為去離子水。本發(fā)明的水性丙烯酸乳液不僅可以室溫自交聯(lián)，且漆膜具有較好的力學性能、附著力、耐溶劑性和機械性能，乳化體系穩(wěn)定，乳化時間短。

技術研發(fā)人員：戴憶鋒,梁志武
受保護的技術使用者：安徽耀巖新材料技術有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/26