本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，具體涉及一種水性抗剝離丙烯酸樹脂涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
丙烯酸樹脂色淺、水白透明。涂膜性能優(yōu)異，耐光、耐候性佳，耐熱，耐過度烘烤、耐化學(xué)品性及耐腐蝕等性能都極好。因此，用丙烯酸樹脂制造的涂料。用途廣泛、品種繁多。不同丙烯酸樹脂的品種性能都影響了涂料產(chǎn)品的性能，這些都與丙烯酸樹脂的組成、結(jié)構(gòu)有關(guān)；與傳統(tǒng)的溶劑型涂料相比，水性涂料具有價格低、使用安全，節(jié)省資源和能源，減少環(huán)境污染和公害等優(yōu)點(diǎn)，因而已成為當(dāng)前發(fā)展涂料工業(yè)的主要方向。水性丙烯酸烯樹脂涂料是水性涂料中發(fā)展最快、品種最多的無污染型涂料。水性丙烯酸樹脂包括丙烯酸樹脂乳液、丙烯酸樹脂水分散體(亦稱水可稀釋丙烯酸)及丙烯酸樹脂水溶液。乳液主要是由油性烯類單體乳化在水中在水性自由基引發(fā)劑引發(fā)下合成的，而樹脂水分散體則是通過自由基溶液聚合或逐步溶液聚合等不同的工藝合成的。從粒子粒徑看:乳液粒徑>樹脂水分散體粒徑>水溶液粒徑。從應(yīng)用看以前兩者最為重要。丙烯酸乳液主要用于乳膠漆的基料，在建筑涂料市場占有重要的應(yīng)用，目前其應(yīng)用還在不斷擴(kuò)大;近年來丙烯酸樹脂水分散體的開發(fā)、應(yīng)用日益引起人們的重視，在工業(yè)涂料、民用涂料領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓展。根據(jù)單體組成通常分為純丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液、硅丙乳液、叔醋(叔碳酸酯-醋酸乙烯酯)乳液、叔丙(叔碳酸酯-丙烯酸酯)乳液等。丙烯酸水性漆可分為水分散型和水溶性兩大類，前者是以水乳膠或水溶膠為基質(zhì)的涂料。水溶性丙烯酸酯涂料采用具有活性可交聯(lián)官能基團(tuán)的共聚樹脂制成，多系熱固性涂料，在制漆時外加或不加交聯(lián)樹脂，使活性官能團(tuán)間在成膜時交聯(lián)而成體型結(jié)構(gòu)的漆膜。發(fā)展水性丙烯酸酯涂料能在保證丙烯酸酯涂料的各種特有性能條件下，將大部分有機(jī)揮發(fā)溶劑替代為水，從而達(dá)到大幅度降低大氣污染的目的。水溶性丙烯酸樹脂多屬陰離子型，共聚樹脂的單體中選用適量的不飽和羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐、亞甲基丁二酸等，使側(cè)鏈上帶有羧基，再用有機(jī)胺或氨水中和成鹽而獲得水溶性。此外樹脂側(cè)鏈上還可以通過選用適當(dāng)單體以引入-oh羥基、-conh2酰氨基或-o-醚鍵等親水基團(tuán)而增加樹脂的水溶性。中和成鹽的丙烯酸樹脂能溶于水，但其水溶性并不很強(qiáng)，常常形成乳濁狀的液體或是粘度很高的溶液，所以在水溶性樹脂中必須加入一定比例的親水助溶劑來增加樹脂的水溶性。然后傳統(tǒng)丙烯酸樹脂在加入親水助劑來改善樹脂水溶性的同時就容易降低樹脂的黏度，降低水性涂料對基材的粘結(jié)強(qiáng)度，從而降低附著力。
申請?zhí)?01310282870.8，公開了一種阻燃防銹涂料，包括按照質(zhì)量份數(shù)計的如下原料：丙烯酸樹脂60-80份、密胺樹脂30-40份、鄰苯二甲酸丁基芐基酯5-10份、硼酸鋅1-4份、三氧化二銻3-10份、n,n-雙羥乙基十二烷基酰胺1-5份、硫酸鋅1-5份、云母粉20-30份、重質(zhì)碳酸鈣22-28份、聚乙二醇2001-5份、聚二甲基硅氧烷0.2-0.6份、二氧化硅0.2-0.6、水70-80份，該發(fā)明中加入n,n-雙羥乙基十二烷基酰胺作為助溶劑，硫酸鋅、云母粉、重質(zhì)碳酸鈣、二氧化硅、三氧化二銻作為填料，但是其制備方法中是將各原料混合攪拌分散，這樣就容易造成填料與樹脂間的相容性差，容易造成團(tuán)聚的問題，同時，該發(fā)明中加入的n,n-雙羥乙基十二烷基酰胺可以改善丙烯酸樹脂的水溶性，但是卻也會降低涂料黏度，降低剝離強(qiáng)度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中水性丙烯酸樹脂與基材的粘結(jié)強(qiáng)度低，造成附著力差的問題，提供一種水性抗剝離丙烯酸樹脂涂料及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種水性抗剝離丙烯酸樹脂涂料，它是由下述重量份的原料制成的：
丙烯酸樹脂200-270、抗剝離乳液10-20、肉豆蔻酸鈉皂2-3、2-巰基苯并咪唑0.5-1、乙酸異丁酸蔗糖酯1-3、無機(jī)填料20-30、馬來酸酐1-2、3-氨丙基三乙氧基硅烷0.7-2、干酪素1-2。
所述的無機(jī)填料為硅藻土、蒙脫土中的一種或兩種的混合物，當(dāng)為混合物時，硅藻土、蒙脫土的重量比為4-5：1-2。
所述的抗剝離乳液是由下述重量份的原料組成的：
乙氧基化烷基酚硫酸銨1-2、醇酯十二17-20、松香4-6、三羥甲基丙烷3-4、硬脂酸2-3、烷醇酰胺0.5-1、季戊四醇10-12、對甲基苯磺酸0.01-0.02。
所述的抗剝離乳液的制備方法包括以下步驟：
取松香，加熱軟化，加入到季戊四醇中，送入到80-90℃的恒溫水浴中，保溫攪拌10-20分鐘，出料，加入三羥甲基丙烷，超聲2-3分鐘，得松香醇液；
取硬脂酸、醇酯十二混合，在60-70℃下保溫攪拌4-10分鐘，加入都上述松香醇液中，攪拌均勻，升高溫度為90-94℃，保溫攪拌20-30分鐘，加入對甲基苯磺酸，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為110-120℃，保溫攪拌1-2小時，出料，得成膜酯化料；
取上述乙氧基化烷基酚硫酸銨，加入到其重量80-100倍的去離子水中，攪拌均勻，加入烷醇酰胺、成膜酯化料，在50-60℃下保溫攪拌20-30分鐘，即得所述抗剝離乳液。
一種水性抗剝離丙烯酸樹脂涂料的制備方法，包括以下步驟：
（1）取無機(jī)填料，在700-800℃下煅燒1-2小時，冷卻后磨成細(xì)粉，與2-巰基苯并咪唑混合，加入到混合料重量1.5-2倍的無水乙醇中，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，升高溫度為50-60℃，超聲1-2小時，蒸餾除去乙醇，得氨基化填料；
（2）取乙酸異丁酸蔗糖酯，加入到其重量10-17倍的去離子水中，攪拌均勻，升高溫度為70-75℃，加入干酪素，保溫攪拌4-10分鐘，加入馬來酸酐，攪拌至常溫，得水解分散液；
（3）取上述氨基化填料，加入到上述水解分散液中，攪拌均勻，加入肉豆蔻酸鈉皂，在80-90℃的恒溫水浴中保溫攪拌1-2小時，出料冷卻，得改性水乳液；
（4）取上述改性水乳液、抗剝離乳液混合，攪拌均勻，加入丙烯酸樹脂，1700-2000轉(zhuǎn)/份攪拌40-50分鐘，然后砂磨至細(xì)度為30μm以下，過濾包裝，即得所述水性抗剝離丙烯酸樹脂涂料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明加入的抗剝離乳液中，將松香軟化后進(jìn)行烷基化改性，并分散在醇溶液中，然后與硬脂酸混合，高溫酯化，然后加入對甲基苯磺酸為催化劑，在氮?dú)獾淖饔孟聦⑽捶磻?yīng)完全的硬脂酸參與到與三羥甲基丙烷的酯化反應(yīng)中，得到了復(fù)合型高粘度的酯化料，然后與醇酯十二混合，有效的提高了酯化料的成膜性能，醇酯十二本身就具有很好的成膜性，配合松香與酯化料的高粘度，增強(qiáng)了膜與基材的附著力，從而提高了成品的抗剝離強(qiáng)度，本發(fā)明不含有毒的增塑劑等原料，安全環(huán)保性好，然后將酯化料分散到烷醇酰胺、乙氧基化烷基酚硫酸銨的水溶液中，烷醇酰胺能夠改善酯化料在水溶液中的分散性，提高與丙烯酸樹脂間的相容性；
本發(fā)明將無機(jī)填料通過氨基硅烷改性，將氨基化填料與含有馬來酸酐的水解液混合反應(yīng)，同時加入肉豆蔻酸鈉皂，進(jìn)一步提高了反應(yīng)物料的黏度，提高了涂膜與基材的附著力，從而提高了成品涂膜的抗剝離強(qiáng)度。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種水性抗剝離丙烯酸樹脂涂料，它是由下述重量份的原料制成的：
丙烯酸樹脂270、抗剝離乳液20、肉豆蔻酸鈉皂3、2-巰基苯并咪唑1、乙酸異丁酸蔗糖酯1、無機(jī)填料30、馬來酸酐2、3-氨丙基三乙氧基硅烷2、干酪素2。
所述的無機(jī)填料為蒙脫土。
所述的抗剝離乳液是由下述重量份的原料組成的：
乙氧基化烷基酚硫酸銨2、醇酯十二20、松香4-6、三羥甲基丙烷4、硬脂酸3、烷醇酰胺1、季戊四醇12、對甲基苯磺酸0.02。
所述的抗剝離乳液的制備方法包括以下步驟：
取松香，加熱軟化，加入到季戊四醇中，送入到90℃的恒溫水浴中，保溫攪拌20分鐘，出料，加入三羥甲基丙烷，超聲3分鐘，得松香醇液；
取硬脂酸、醇酯十二混合，在70℃下保溫攪拌10分鐘，加入都上述松香醇液中，攪拌均勻，升高溫度為94℃，保溫攪拌30分鐘，加入對甲基苯磺酸，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為120℃，保溫攪拌2小時，出料，得成膜酯化料；
取上述乙氧基化烷基酚硫酸銨，加入到其重量-00倍的去離子水中，攪拌均勻，加入烷醇酰胺、成膜酯化料，在60℃下保溫攪拌30分鐘，即得所述抗剝離乳液。
一種如權(quán)利要求1所述的水性抗剝離丙烯酸樹脂涂料的制備方法，包括以下步驟：
（1）取無機(jī)填料，在800℃下煅燒2小時，冷卻后磨成細(xì)粉，與2-巰基苯并咪唑混合，加入到混合料重量2倍的無水乙醇中，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，升高溫度為60℃，超聲2小時，蒸餾除去乙醇，得氨基化填料；
（2）取乙酸異丁酸蔗糖酯，加入到其重量17倍的去離子水中，攪拌均勻，升高溫度為75℃，加入干酪素，保溫攪拌10分鐘，加入馬來酸酐，攪拌至常溫，得水解分散液；
（3）取上述氨基化填料，加入到上述水解分散液中，攪拌均勻，加入肉豆蔻酸鈉皂，在90℃的恒溫水浴中保溫攪拌2小時，出料冷卻，得改性水乳液；
（4）取上述改性水乳液、抗剝離乳液混合，攪拌均勻，加入丙烯酸樹脂，2000轉(zhuǎn)/份攪拌50分鐘，然后砂磨至細(xì)度為30μm以下，過濾包裝，即得所述水性抗剝離丙烯酸樹脂涂料。
實(shí)施例2
一種水性抗剝離丙烯酸樹脂涂料，它是由下述重量份的原料制成的：
丙烯酸樹脂200、抗剝離乳液10、肉豆蔻酸鈉皂2、2-巰基苯并咪唑0.5、乙酸異丁酸蔗糖酯1、無機(jī)填料20、馬來酸酐1、3-氨丙基三乙氧基硅烷0.7、干酪素1。
所述的無機(jī)填料為硅藻土。
所述的抗剝離乳液是由下述重量份的原料組成的：
乙氧基化烷基酚硫酸銨1、醇酯十二17、松香4、三羥甲基丙烷3、硬脂酸2、烷醇酰胺0.5、季戊四醇10、對甲基苯磺酸0.01。
所述的抗剝離乳液的制備方法包括以下步驟：
取松香，加熱軟化，加入到季戊四醇中，送入到80℃的恒溫水浴中，保溫攪拌10分鐘，出料，加入三羥甲基丙烷，超聲2分鐘，得松香醇液；
取硬脂酸、醇酯十二混合，在60℃下保溫攪拌4分鐘，加入都上述松香醇液中，攪拌均勻，升高溫度為90℃，保溫攪拌20分鐘，加入對甲基苯磺酸，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)猓{(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為110℃，保溫攪拌1小時，出料，得成膜酯化料；
取上述乙氧基化烷基酚硫酸銨，加入到其重量80倍的去離子水中，攪拌均勻，加入烷醇酰胺、成膜酯化料，在50℃下保溫攪拌20分鐘，即得所述抗剝離乳液。
一種水性抗剝離丙烯酸樹脂涂料的制備方法，包括以下步驟：
（1）取無機(jī)填料，在700℃下煅燒1小時，冷卻后磨成細(xì)粉，與2-巰基苯并咪唑混合，加入到混合料重量1.5倍的無水乙醇中，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，升高溫度為50℃，超聲1小時，蒸餾除去乙醇，得氨基化填料；
（2）取乙酸異丁酸蔗糖酯，加入到其重量10倍的去離子水中，攪拌均勻，升高溫度為70℃，加入干酪素，保溫攪拌4分鐘，加入馬來酸酐，攪拌至常溫，得水解分散液；
（3）取上述氨基化填料，加入到上述水解分散液中，攪拌均勻，加入肉豆蔻酸鈉皂，在80-90℃的恒溫水浴中保溫攪拌1小時，出料冷卻，得改性水乳液；
（4）取上述改性水乳液、抗剝離乳液混合，攪拌均勻，加入丙烯酸樹脂，1700轉(zhuǎn)/份攪拌40分鐘，然后砂磨至細(xì)度為30μm以下，過濾包裝，即得所述水性抗剝離丙烯酸樹脂涂料。
性能測試：
抗剝離測試：
先用鋒利刀片（刀鋒角度為15～30°）在本發(fā)明的涂料形成的涂膜樣本、傳統(tǒng)丙烯酸樹脂涂料形成的涂膜樣本表面劃10×10個1mm×1mm小網(wǎng)格，每一條劃線應(yīng)深及油漆的底層；用毛刷將測試區(qū)域的碎片刷干凈；用粘附力350g/cm2～400g/cm2的膠帶牢牢粘住被測試小網(wǎng)格，并用橡皮擦用力擦拭膠帶，以加大膠帶與被測區(qū)域的接觸面積及力度；用手抓住膠帶一端，在垂直方向迅速扯下膠紙，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下；
本發(fā)明的涂料形成的涂膜樣本：
在劃線的交叉點(diǎn)處有小片的油漆脫落，且脫落總面積小于5％；
傳統(tǒng)丙烯酸樹脂涂料形成的涂膜樣本：
在劃線的邊緣及交叉點(diǎn)處有小片的油漆脫落，且脫落總面積在5％～15％之間；
可以看出，本發(fā)明的涂料具有更高的附著力，抗剝離強(qiáng)度高。