一種水性丙烯酸樹脂涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種涂料，特別是涉及一種水性丙烯酸樹脂涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 目前，傳統(tǒng)溶劑型涂料在生產(chǎn)和使用過(guò)程中所釋放的有機(jī)揮發(fā)性物質(zhì)（V0C)產(chǎn)生 的污染已被排在汽車之后，列為城市主要的污染源，因此作為溶劑型涂料替代品之一的水 性涂料，已受到世界各國(guó)的重視。水性涂料是以水作為溶劑或分散介質(zhì)的涂料，最早的商品 化水性涂料是在20世紀(jì)30年代出現(xiàn)的。基于其對(duì)環(huán)境的相容性和保護(hù)性，并具有節(jié)省資 源、節(jié)約能源的優(yōu)點(diǎn)，水性涂料產(chǎn)品很快就被市場(chǎng)接受，并逐漸發(fā)展擴(kuò)大。日本、美國(guó)1986 年水性涂料分別占涂料總銷售量的18%和22%，英國(guó)1995年水性涂料產(chǎn)量占全國(guó)涂料總 產(chǎn)量的15%，我國(guó)從20世紀(jì)60年代開始研究水性涂料，目前的市場(chǎng)占有率雖然不是很高， 但卻具有廣闊的發(fā)展前景。
[0003] 可用作水性涂料基料的樹脂包括醇酸、環(huán)氧、丙烯酸、聚氨酯和聚酯樹脂，另需添 加劑，如助溶劑、乳化劑、成膜助劑、增稠劑、消泡劑、催干劑、防霉殺菌劑、緩蝕劑等。其中， 水性丙烯酸樹脂涂料具有卓越的耐候、耐化學(xué)藥品性，優(yōu)良的保色性和附著力，具有高光澤 和持久性，廣泛用于汽車、家電、金屬制品等的表面保護(hù)和裝飾。不過(guò)，在用于保溫杯外表面 時(shí)，普通的水性丙烯酸樹脂涂料存在耐沖擊性、耐磨性和耐刮傷性不夠理想的問(wèn)題。
[0004] 例如，公開號(hào)為CN102993867A、公開日為2013. 03. 27、申請(qǐng)人為安徽西格爾涂料 科技有限公司的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了"一種保溫杯水性環(huán)保變色涂料的制備方法"，其特征 在于：其各原料組分的重量比例為：水性丙烯酸樹脂35-45、乙二醇單丁醚4-6、正丁醇4-6、 變色粉4-6、甘油1-2、擴(kuò)散劑MF 1-2、硅烷偶聯(lián)劑Z6040 0. 2-0. 3、二甲基硅油0. 20-0. 30、 去離子水40-45。將此涂料覆于保溫杯外壁，注入熱水前為黑色杯身，杯中倒入20度以上 的熱水后，圖案顯現(xiàn)，冷卻復(fù)原。瞬間的變幻，神秘與驚喜立顯，傳遞出無(wú)限趣味、愛和歡樂。 然而，該涂料同樣存在耐沖擊性、耐磨性和耐刮傷性不夠理想的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種水性丙烯酸樹脂涂料，其具有較好的耐沖擊 性、耐磨性和耐刮傷性。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0007] -種水性丙烯酸樹脂涂料，按重量份計(jì)，由以下組份制成：丙烯酸樹脂30~40份， 填料10~15份，偶聯(lián)劑2~4份，顏料1~4份，分散劑0· 2~0· 8份，溶劑20~25份， 防閃銹劑〇. 3~0. 8份，防沉劑1~2份，水性聚氨酯6~12份，P⑶L 8~10份，多孔粉 石英10~15份。
[0008] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述丙烯酸樹脂為水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂。
[0009] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述填料為玻璃微珠或粉煤灰微珠。
[0010] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述偶聯(lián)劑為硅氧烷偶聯(lián)劑。
[0011] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述顏料為金紅石型納米二氧化鈦。
[0012] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述分散劑為聚羧酸鹽。
[0013] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述溶劑為去離子水。
[0014] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述防閃銹劑為有機(jī)螯合物類防閃銹劑。
[0015] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述防沉劑為聚酰胺蠟。
[0016] 本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是提供上述水性丙烯酸樹脂涂料的制備方法。
[0017] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，技術(shù)方案是：
[0018] -種水性丙烯酸樹脂涂料的制備方法，其步驟如下：
[0019] (1)將多孔粉石英進(jìn)行輥式破碎后過(guò)60目篩，然后加入攪拌球磨機(jī)中球磨60分 鐘，得到細(xì)度為800目的多孔粉石英粉備用，球磨時(shí)介質(zhì)物料比為2:1，礦漿濃度為65 %，球 磨介質(zhì)為玻璃球；
[0020] (2)將YDH550加入乙酸水溶液中，水解1小時(shí)后得到改性溶液，將步驟⑴制得的 多孔粉石英粉與等重量的氨水混合，調(diào)節(jié)ph值為8,110°C下預(yù)熱3小時(shí)脫除水分，加入改性 溶液中，ll〇°C下超聲攪拌3小時(shí)，移至烘箱中110°C下干燥5小時(shí)，得到改性多孔粉石英備 用；
[0021] (3)按配方稱取各組分，將填料、偶聯(lián)劑、顏料、步驟（2)制得的改性多孔粉石英 粉以及一半的溶劑混合，加熱至60°C，800r/min速度下攪拌均勻后，用砂磨機(jī)研磨至細(xì)度 < 30 μπι，得到混合料，將丙烯酸樹脂、分散劑、防閃銹劑、防沉劑、水性聚氨酯、PCDL以及剩 余的溶劑加入混合料中，加熱至70°C，900r/min速度下攪拌均勻，得到水性丙烯酸樹脂涂 料。
[0022] 由上可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0023] 1)PCDL是聚碳酸酯二醇的英文簡(jiǎn)寫，其分子結(jié)構(gòu)比較規(guī)整，不含有酯鍵，具有很好 的彈性、柔韌性，與丙烯酸樹脂基體可形成強(qiáng)度較好的共混，在涂料受到外力沖擊時(shí)，柔性 較好的PCDL分子鏈段可有效吸收消耗沖擊能量，大大減少外力沖擊對(duì)丙烯酸樹脂基體造 成的破壞，從而有效提高涂料的耐沖擊性；此外，PCDL還有特別的彈性觸感，在受到外力刮 擦?xí)r會(huì)形成錯(cuò)位，避免涂料受到刮擦外力的直接作用，從而有效提高涂料的耐刮傷性。
[0024] 2)多孔粉石英是一種火山沉積巖，其硬度比丙烯酸樹脂基體高很多，具有很好的 耐磨性能，不過(guò)其表面極性較高，容易團(tuán)聚，而且表面存在很多的羥基，導(dǎo)致其表面呈較強(qiáng) 的親水疏油性，使其在丙烯酸樹脂基體中不能均勻分散，與基體之間的結(jié)合也較差，因而本 發(fā)明通過(guò)YDH550對(duì)其進(jìn)行改性，YDH550是γ -氨丙基三乙氧基硅烷的英文簡(jiǎn)寫，其水解 后產(chǎn)生了硅羥基，可與多孔粉石英表面的羥基發(fā)生鍵合反應(yīng)，大大減少了羥基數(shù)量，將多孔 粉石英表面的親水疏油性變成了疏水親油性，使其能均勻分散于基體內(nèi)并形成界面強(qiáng)度較 高的結(jié)合，在涂料受到磨損作用時(shí)，基料受到的磨損被大大減少，取而代之的是多孔粉石英 承受大部分磨損，而由于多孔粉石英的耐磨性能較好，因此涂料整體受到的磨損被大幅度 減少，耐磨性得到了較大的提高。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面將結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明 用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 水性丙烯酸樹脂涂料，按重量份計(jì)，由以下組份制成：水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂 35份，玻璃微珠12份，硅氧烷偶聯(lián)劑2份，金紅石型納米二氧化鈦4份，聚羧酸鹽0. 5份，去 離子水24份，有機(jī)螯合物類防閃銹劑0. 3份，聚酰胺蠟1. 2份，水性聚氨酯7份，P⑶L 9. 5 份，多孔粉石英15份。
[0028] 其制備方法的步驟如下：
[0029] (1)將多孔粉石英進(jìn)行輥式破碎后過(guò)60目篩，然后加入攪拌球磨機(jī)中球磨60分 鐘，得到細(xì)度為800目的多孔粉石英粉備用，球磨時(shí)介質(zhì)物料比為2:1，礦漿濃度為65 %，球 磨介質(zhì)為玻璃球；
[0030] (2)將YDH550加入乙酸水溶液中，水解1小時(shí)后得到改性溶液，將步驟（1)制得的 多孔粉石英粉與等重量的氨水混合，調(diào)節(jié)ph值為8,110°C下預(yù)熱3小時(shí)脫除水分，加入改性 溶液中，ll〇°C下超聲攪拌3小時(shí)，移至烘箱中110°C下干燥5小時(shí)，得到改性多孔粉石英備 用；
[0031] (3)按配方稱取各組分，將玻璃微珠、硅氧烷偶聯(lián)劑、金紅石型納米二氧化鈦、步驟 (2)制得的改性多孔粉石英粉以及一半的去離子水混合，加熱至60°C，800r/min速度下攪 拌均勻后，用砂磨機(jī)研磨至細(xì)度< 30 μ m，得到混合料，將水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂、聚羧酸 鹽、有機(jī)螯合物類防閃銹劑、聚酰胺蠟、水性聚氨酯、PCDL以及剩余的去離子水加入混合料 中，加熱至70°C，900r/min速度下攪拌均勻，得到水性丙烯酸樹脂涂料。
[0032] 實(shí)施例2
[0033] 水性丙烯酸樹脂涂料，按重量份計(jì)，由以下組份制成：水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂 40份，玻璃微珠10份，硅氧烷偶聯(lián)劑3. 5份，金紅石型納米二氧化鈦2. 5份，聚羧酸鹽0. 3 份，去離子水22份，有機(jī)螯合物類防閃銹劑0. 5份，聚酰胺蠟1. 5份，水性聚氨酯9份，PCDL 8份，多孔粉石英13份。
[0034] 其制備方法的步驟如下：
[0035] (1)將多孔粉石英進(jìn)行輥式破碎后過(guò)60目篩，然后加入攪拌球磨機(jī)中球磨60分 鐘，得到細(xì)度為800目的多孔粉石英粉備用，球磨時(shí)介質(zhì)物料比為2:1，礦漿濃度為65 %，球 磨介質(zhì)為玻璃球；
[0036] (2)將YDH550加入乙酸水溶液中，水解1小時(shí)后得到改性溶液，將步驟（1)制得的 多孔粉石英粉與等重量的氨水混合，調(diào)節(jié)ph值為8,110°C下預(yù)熱3小時(shí)脫除水分，加入改性 溶液中，ll〇°C下超聲攪拌3小時(shí)，移至烘箱中110°C下干燥5小時(shí)，得到改性多孔粉石英備 用；
[0037] (3)按配方稱取各組分，將玻璃微珠、硅氧烷偶聯(lián)劑、金紅石型納米二氧化鈦、步驟 (2)制得的改性多孔粉石英粉以及一半的去離子水混合，加熱至60°C，800r/min速度下攪 拌均勻后，用砂磨機(jī)研磨至細(xì)度< 30 μ m，得到混合料，將水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂、聚羧酸 鹽、有機(jī)螯合物類防閃銹劑、聚酰胺蠟、水性聚氨酯、PCDL以及剩余的去離子水加入混合料 中，加熱至70°C，900r/min速度下攪拌均勻，得到水性丙烯酸樹脂涂料。
[0038] 實(shí)施例3
[0039] 水性丙烯酸樹脂涂料，按重量份計(jì)，由以下組份制成：水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂 36份，陶瓷微珠14份，硅氧烷偶聯(lián)劑4份，金紅石型納米二氧化鈦1份，聚羧酸鹽0. 7份， 去離子水23份，有機(jī)螯合物類防閃銹劑0. 7份，聚酰胺蠟1份，水性聚氨酯10份，PCDL 8. 5 份，多孔粉石英11份。
[0040] 其制備方法的步驟如下：
[0041] (1)將多孔粉石英進(jìn)行輥式破碎后過(guò)60目篩，然后加入攪拌球磨機(jī)中球磨60分 鐘，得到細(xì)度為800目的多孔粉石英