本發(fā)明涉及水性涂料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種卷尺專用的水性涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

卷尺是日常生活中常用的工量具。大家經(jīng)常看到的是鋼卷尺，建筑和裝修常用，也是家庭必備工具之一。其在制作的過程中首先會(huì)在鋼卷尺的金屬基材上涂上底漆，再印刷上所需的刻度，最后再在鋼卷尺上敷上尼龍保護(hù)膜。

在此期間，傳統(tǒng)的底漆普遍是使用含大量二甲苯及苯的油性涂料。然而，大部分生產(chǎn)鋼卷尺的企業(yè)又往往是勞動(dòng)密集型的，不僅操作人員眾多，且原料堆放也比較密集，因此，油性涂料不僅會(huì)產(chǎn)生很大的氣味，而且也很容易失火燃燒，同時(shí)二甲苯和苯等溶劑被人體吸入后又會(huì)對(duì)人體造成很大的健康危害。而水性涂料由于其以水代替有機(jī)溶劑，所以，大大消除了油性涂料的上述弊端。

但與此同時(shí)，由于鋼卷尺在使用測(cè)量的過程中往往需要扭曲彎折，以便滿足在不同情況下對(duì)距離或長(zhǎng)度的測(cè)量，這樣扭曲彎折處就很容易造成水性涂料的剝落問題，從而也就容易產(chǎn)生鋼卷尺上刻度變模糊以及金屬基材的銹變問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種卷尺專用的水性涂料及其制備方法，其具有良好的抗折及附著性，能夠?qū)沓咂鸬搅己玫谋Ｗo(hù)作用。

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種卷尺專用的水性涂料，其特征在于：按重量份數(shù)計(jì)，包括以下組分，改性膨潤土10～30份、非離子表面活性劑1～3份陰離子表面活性劑3～8份、改性正磷酸鋅5～7份、改性硫酸鋇12～16份、三聚磷酸鋁13～15份、水性環(huán)氧酯樹脂41～43份、聚氨酯改性丙烯酸樹脂38～42份、丙烯酸乳液43～47份、消泡劑2～4份、防閃銹劑1.5～2.5份、流平劑1～2份、羥乙基六氫均三嗪3～5份、水性tpu10～15份、蒸餾水25～30份。

作為優(yōu)選，按重量份計(jì)，包括以下組分，改性膨潤土20份、非離子表面活性劑2份、陰離子表面活性劑5.5份、改性正磷酸鋅6份、改性硫酸鋇14份、三聚磷酸鋁14份、水性環(huán)氧酯樹脂42份、聚氨酯改性丙烯酸樹脂40份、丙烯酸乳液45份、消泡劑3份、防閃銹劑2份、流平劑1.5份、羥乙基六氫均三嗪4份、水性tpu12.5份、蒸餾水27.5份。

通過采用上述技術(shù)方案，由于水性環(huán)氧樹脂在室溫環(huán)境下能夠發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，環(huán)氧樹脂固化后就改變了原來可溶可熔的性質(zhì)而變成不溶不熔的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，顯示出優(yōu)異的性能。而聚氨酯改性丙烯酸樹脂本身就是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這樣在液態(tài)的情況下水性環(huán)氧樹脂就會(huì)進(jìn)入到聚氨脂改性丙烯酸樹脂分子內(nèi)部，而在室溫狀態(tài)下發(fā)生固化，從而水性環(huán)氧樹脂和聚氨酯改性丙烯酸樹脂之間就會(huì)形成ipn互穿網(wǎng)絡(luò)，從而也就產(chǎn)生了強(qiáng)迫共溶的作用，體系的相溶性也得到了巨大的改善，并且也有利于增強(qiáng)固化后水性涂料的強(qiáng)度以及與金屬基材的附著力。

同時(shí)，水性tpu在固化的過程中分子鏈會(huì)嵌于水性環(huán)氧樹脂和聚氨酯改性丙烯酸樹脂所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)中，由于其具有良好的彈性性能，因此，能夠有效地提高水性涂料的韌性和拉伸性能，這樣即使水性涂料隨著鋼卷尺發(fā)生扭曲和彎折，也能夠很快地復(fù)原，從而也就能夠延長(zhǎng)水性涂料附著在鋼卷尺表面的時(shí)間。

另外，需要使用鋼卷尺進(jìn)行測(cè)量的行業(yè)一般都是勞動(dòng)力比較大的工作，所以，使用人員的手掌上往往會(huì)帶有大量的汗?jié)n，這樣這些汗?jié)n就會(huì)附著在鋼卷尺上，從而會(huì)滋生出大量的細(xì)菌和真菌，而羥乙基六氫均三嗪含有三嗪基，由于三嗪基分子中含有活潑h原子，能與聚氨脂改性丙烯酸樹脂中聚氨酯所攜帶的-nco反應(yīng)，使得抗菌分子成為大分子中的一部分，從而使大分子中因含有抗菌基團(tuán)而具有抗菌效果；同時(shí)由于抗菌基團(tuán)是通過化學(xué)鍵形式與大分子連接在一起，故這類大分子具有長(zhǎng)效的抗菌效果。

作為優(yōu)選，所述改性膨潤土由季銨鹽型陽離子改性劑和膨潤土混合攪拌均勻制成。

通過采用上述技術(shù)方案，由于季銨鹽陽離子進(jìn)入到膨潤土的層間不但使有機(jī)膨潤土的層間距離增大，而且改善了其疏水性，從而使得膨潤土能夠成一個(gè)載體，有利于組分之間充分地進(jìn)行混合。

作為優(yōu)選，所述季銨鹽型陽離子改性劑為雙(3-氯-2-羥丙基)四甲基二氯化乙二銨。

通過采用上述技術(shù)方案，利用雙(3-氯-2-羥丙基)四甲基二氯化乙二銨來對(duì)膨潤土進(jìn)行改性，其不僅提高了膨潤土相應(yīng)的性能，同時(shí)，當(dāng)涂料中的組分在混合的時(shí)候，雙(3-氯-2-羥丙基)四甲基二氯化乙二銨就會(huì)有部分流入到涂料體系中，這樣當(dāng)水性涂料涂布在鋼卷尺的時(shí)候，其能夠增強(qiáng)涂料的各項(xiàng)色牢度的性能，保證了油墨刻度能夠長(zhǎng)度清晰的顯示在鋼卷尺的表面。

作為優(yōu)選，所述陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉。

通過采用上述技術(shù)方案，十二烷基苯磺酸鈉是一種表面活性物質(zhì)，分子中同時(shí)具有親水基和親油基，它聚集在油/水界面上，可以降低界面張力和減少形成乳狀液所需要的能量，從而提高乳狀液的能量。這樣更有利于增強(qiáng)各組分在水中的分散效果，提高了整個(gè)體系的水溶的性能。

作為優(yōu)選，所述防閃銹劑為碳酰胺。

通過采用上述技術(shù)方案，將碳酰胺加入到涂料中，這樣能夠有效地提高涂料對(duì)鋼卷尺的防銹能力，同時(shí)其與十二烷基苯磺酸鈉協(xié)同作用，具有良好的抗蟲害的能力。這個(gè)過程中，當(dāng)昆蟲在鋼卷尺上爬行的時(shí)候，涂料中的碳酰胺和十二烷基苯磺酸鈉會(huì)被蟲子吸入到體內(nèi)，這時(shí)碳酰胺就會(huì)破壞昆蟲體壁幾丁質(zhì)，而十二烷基苯磺酸鈉會(huì)將體壁蠟質(zhì)層溶解，并附著在上面形成不透水和不透氣的一層膜，從而也就能夠使昆蟲氣孔堵塞并窒息死亡，從而也就降低了昆蟲對(duì)鋼卷尺的破壞。

作為優(yōu)選，所述消泡劑為水性礦物油消泡劑ad-78。

通過采用上述技術(shù)方案，該種消泡劑不會(huì)引起涂料稠度的改變，在涂布面工藝中既能快速，干凈地消除細(xì)小的泡沫，又不會(huì)產(chǎn)生針孔、斑點(diǎn)和魚眼現(xiàn)象，保證了涂布面的質(zhì)量和美觀。并且在涂料混合制備的時(shí)候也能夠快速地使泡沫消除，從而避免泡沫附著在金屬設(shè)備的表面而加快其金屬腐蝕。

一種卷尺專用的水性涂料的制備方法，包括以下步驟：s1、按規(guī)定重量組分，將改性膨潤土、非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、改性正磷酸鋅、改性硫酸鋇、三聚磷酸鋁和1/3的蒸餾水加入到混合器一中進(jìn)行攪拌混合得到混合物一；s2、按規(guī)定重量組分，將水性環(huán)氧酯樹脂、聚氨酯改性丙烯酸樹脂、丙烯酸乳液、羥乙基六氫均三嗪、水性tpu、消泡劑和2/5的蒸餾水加入到混合器二中進(jìn)行攪拌混合得到混合物二；s3、將s2中的混合物二加入到混合器一中進(jìn)行進(jìn)一步的攪拌混合得到混合物三；s4、按規(guī)定重量組分，將防閃銹劑、流平劑和剩余的蒸餾水加入到混合器一中進(jìn)行最后的攪拌混合，得到成品的水性涂料。

通過采用上述技術(shù)方案，這樣通過分布進(jìn)行混合，不僅能夠有效地提高各組分之間的相互分散的效率，同時(shí)也有利于提高各組分在水中的混合效果，從而有利于保證水性涂料的穩(wěn)定。

作為優(yōu)選，整個(gè)混合的步驟過程中溫度控制40℃～60℃。

通過采用上述技術(shù)方案，這樣有利于提高各組分的分子動(dòng)能，從而有利于提高各組份分子在水中的擴(kuò)散效率，增強(qiáng)了它們?cè)谒械娜芙庑?。進(jìn)而，也就能夠增強(qiáng)涂料的穩(wěn)定性。

作為優(yōu)選，混合器二的真空度控制在0.02～0.04mpa。

通過采用上述技術(shù)方案，這樣能夠及時(shí)地除去混合器中易揮發(fā)的物質(zhì)，保證了操作環(huán)境的潔凈。同時(shí)，這樣能夠使混合過程中產(chǎn)生的氣泡的內(nèi)部壓力大于外界壓力，從而加快了氣泡破滅的效率。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、水性環(huán)氧樹脂和聚氨酯改性丙烯酸樹脂之間在水性涂料固化過程中，會(huì)形成ipn互穿網(wǎng)絡(luò)，從而也就產(chǎn)生了強(qiáng)迫共溶的作用，體系的相溶性也得到了巨大的改善，并且也有利于增強(qiáng)固化后水性涂料的強(qiáng)度以及與金屬基材的附著力；

2、水性tpu在固化的過程中分子鏈會(huì)嵌于水性環(huán)氧樹脂和聚氨酯改性丙烯酸樹脂所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)中，由于其具有良好的彈性性能；

3、羥乙基六氫均三嗪的三嗪基中含有活潑h原子，能與聚氨脂改性丙烯酸樹脂中聚氨酯所攜帶的-nco反應(yīng)，使得抗菌分子成為大分子中的一部分，從而使大分子中因含有抗菌基團(tuán)而具有抗菌效果。

附圖說明

圖1是卷尺專用的水性涂料的制備工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例一、

一種卷尺專用的水性涂料的制備方法，包括以下步驟：

s1、將10kg改性膨潤土、1kg非離子表面活性劑、3kg十二烷基苯磺酸、5kg改性正磷酸鋅、12kg改性硫酸鋇、13kg三聚磷酸鋁和8.5kg蒸餾水加入到混合器一中進(jìn)行攪拌混合得到混合物一，其中攪拌的轉(zhuǎn)速為800rpm；

s2、將41kg水性環(huán)氧酯樹脂、38kg聚氨酯改性丙烯酸樹脂、43kg丙烯酸乳液、3kg羥乙基六氫均三嗪、10kg水性tpu、2kg水性礦物油消泡劑ad-78和10kg蒸餾水加入到混合器二中進(jìn)行攪拌混合得到混合物二，其中攪拌的轉(zhuǎn)速為800rpm，并利用真空泵控制混合器二中的真空度為0.02～0.04mpa；

s3、將s2中的混合物二加入到混合器一中進(jìn)行進(jìn)一步的攪拌混合得到混合物三，其中攪拌的轉(zhuǎn)速為500rpm；

s4、將1.5kg碳酰胺、1kg流平劑和6.5kg蒸餾水加入到混合器一中進(jìn)行最后的攪拌混合，攪拌的轉(zhuǎn)速為1000rpm，得到成品的水性涂料。

另外，整個(gè)制備過程中的溫度被控制在40℃～60℃。

非離子表面活性劑為surfynol465-非離子表面活性劑，來源于深圳市硅騰化工有限公司；

水性礦物油消泡劑ad-78來源于廣州昂迪化工有限公司；

流平劑為bld-306流平劑，來源于合肥新萬成環(huán)保科技有限公司。

實(shí)施例二、

一種卷尺專用的水性涂料的制備方法，包括以下步驟：

s1、將30kg改性膨潤土、3kg非離子表面活性劑、8kg十二烷基苯磺酸、7kg改性正磷酸鋅、16kg改性硫酸鋇、15kg三聚磷酸鋁和10kg蒸餾水加入到混合器一中進(jìn)行攪拌混合得到混合物一，其中攪拌的轉(zhuǎn)速為800rpm；

s2、將43kg水性環(huán)氧酯樹脂、42kg聚氨酯改性丙烯酸樹脂、47kg丙烯酸乳液、5kg羥乙基六氫均三嗪、15kg水性tpu、4kg水性礦物油消泡劑ad-78和12kg蒸餾水加入到混合器二中進(jìn)行攪拌混合得到混合物二，其中攪拌的轉(zhuǎn)速為800rpm，并利用真空泵控制混合器二中的真空度為0.02～0.04mpa；

s3、將s2中的混合物二加入到混合器一中進(jìn)行進(jìn)一步的攪拌混合得到混合物三，其中攪拌的轉(zhuǎn)速為500rpm；

s4、將2.5kg碳酰胺、2kg流平劑和8kg蒸餾水加入到混合器一中進(jìn)行最后的攪拌混合，攪拌的轉(zhuǎn)速為1000rpm，得到成品的水性涂料。

實(shí)施例三、

一種卷尺專用的水性涂料的制備方法，包括以下步驟：

s1、將20kg改性膨潤土、2kg非離子表面活性劑、5.5kg十二烷基苯磺酸、6kg改性正磷酸鋅、14kg改性硫酸鋇、14kg三聚磷酸鋁和9kg蒸餾水加入到混合器一中進(jìn)行攪拌混合得到混合物一，其中攪拌的轉(zhuǎn)速為800rpm；

s2、將42kg水性環(huán)氧酯樹脂、40kg聚氨酯改性丙烯酸樹脂、45kg丙烯酸乳液、4kg羥乙基六氫均三嗪、12.5kg水性tpu、3kg水性礦物油消泡劑ad-78和11kg蒸餾水加入到混合器二中進(jìn)行攪拌混合得到混合物二，其中攪拌的轉(zhuǎn)速為800rpm，并利用真空泵控制混合器二中的真空度為0.02～0.04mpa；

s3、將s2中的混合物二加入到混合器一中進(jìn)行進(jìn)一步的攪拌混合得到混合物三，其中攪拌的轉(zhuǎn)速為500rpm；

s4、將2kg碳酰胺、1.5kg流平劑和7.5kg蒸餾水加入到混合器一中進(jìn)行最后的攪拌混合，攪拌的轉(zhuǎn)速為1000rpm，得到成品的水性涂料。

實(shí)施例四、

一種卷尺專用的水性涂料的制備方法，包括以下步驟：

s1、將20kg改性膨潤土、1kg非離子表面活性劑、8kg十二烷基苯磺酸、6kg改性正磷酸鋅、14kg改性硫酸鋇、15kg三聚磷酸鋁和9kg蒸餾水加入到混合器一中進(jìn)行攪拌混合得到混合物一，其中攪拌的轉(zhuǎn)速為800rpm；

s2、將43kg水性環(huán)氧酯樹脂、40kg聚氨酯改性丙烯酸樹脂、43kg丙烯酸乳液、4kg羥乙基六氫均三嗪、15kg水性tpu、4kg水性礦物油消泡劑ad-78和11kg蒸餾水加入到混合器二中進(jìn)行攪拌混合得到混合物二，其中攪拌的轉(zhuǎn)速為800rpm，并利用真空泵控制混合器二中的真空度為0.02～0.04mpa；

s3、將s2中的混合物二加入到混合器一中進(jìn)行進(jìn)一步的攪拌混合得到混合物三，其中攪拌的轉(zhuǎn)速為500rpm；

s4、將2.5kg碳酰胺、1kg流平劑和7.5kg蒸餾水加入到混合器一中進(jìn)行最后的攪拌混合，攪拌的轉(zhuǎn)速為1000rpm，得到成品的水性涂料。

實(shí)施例五、

一種卷尺專用的水性涂料的制備方法，包括以下步驟：

s1、將10kg改性膨潤土、2kg非離子表面活性劑、3kg十二烷基苯磺酸、5kg改性正磷酸鋅、12kg改性硫酸鋇、15kg三聚磷酸鋁和10kg蒸餾水加入到混合器一中進(jìn)行攪拌混合得到混合物一，其中攪拌的轉(zhuǎn)速為800rpm；

s2、將42kg水性環(huán)氧酯樹脂、42kg聚氨酯改性丙烯酸樹脂、47kg丙烯酸乳液、4kg羥乙基六氫均三嗪、10kg水性tpu、34kg水性礦物油消泡劑ad-78和12kg蒸餾水加入到混合器二中進(jìn)行攪拌混合得到混合物二，其中攪拌的轉(zhuǎn)速為800rpm，并利用真空泵控制混合器二中的真空度為0.02～0.04mpa；

s3、將s2中的混合物二加入到混合器一中進(jìn)行進(jìn)一步的攪拌混合得到混合物三，其中攪拌的轉(zhuǎn)速為500rpm；

s4、將1.5kg碳酰胺、2kg流平劑和8kg蒸餾水加入到混合器一中進(jìn)行最后的攪拌混合，攪拌的轉(zhuǎn)速為1000rpm，得到成品的水性涂料。

下表一和表二分別為實(shí)施例一至實(shí)施例五的相應(yīng)的測(cè)試方法和測(cè)試結(jié)果：

表一

表二

從上述數(shù)據(jù)的結(jié)果可以看出，本發(fā)明的水性涂料不僅環(huán)保性能優(yōu)越，并且具有很強(qiáng)的附著力和抗彎折斷裂的能力，從而當(dāng)鋼卷尺的表面在彎曲形變的時(shí)候，其也不容易發(fā)生剝離，并且其鹽水和耐鹽霧的能力也比較的高，所以對(duì)鋼卷尺的金屬基材具有很強(qiáng)的保護(hù)能力。再者，其抑制細(xì)菌的能力也超出了普通水性涂料的能力，因此，適合鋼尺行業(yè)的大規(guī)模使用。

本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，其并不是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。