本發明涉及一種環保高強度丙烯酸氨基磁漆及其制備方法。
背景技術：
磁漆又名瓷漆，英文enamel。是以清漆為基料，加入顏料研磨制成的，涂層干燥后呈磁光色彩而涂膜堅硬，常用的有酚醛磁漆和醇酸磁漆兩類，適合于金屬窗紗網格等。以醇酸樹脂為主，按各種品種的要求加入所需的顏料及助劑等，研磨而成；主要特點是：具有良好的光澤、耐候性、耐水性，附著力強，能經受氣候的強烈變化。用途：金屬、木質，各種車輛機械儀表及水上鋼鐵構件船舶。
磁漆是一種高附著力，高防腐的油漆品種，常用于鋼結構防腐底漆、濕熱、水下環境面漆、鍍鋅鋼構件、不銹鋼底漆、外墻封閉底漆等。磁漆是雙組份油漆，常溫施工,低于5℃不宜施工。具有雙組份油漆所特有的熟化階段和適用期。即配置好的雙組份油漆需要再一定時期內用完。超出適用期的油漆即使再加稀釋劑也不宜使用。
其中，丙烯酸氨基磁漆是主要用于車輛、家用電器、高檔儀器、儀表以及農用機械等要求保護裝飾性較好的金屬表面涂裝。可以代替進口冰箱漆，亦可以用于機械出口產品的涂裝。漆膜光亮豐滿，色彩鮮艷，物理機械性能好，耐候性、保色性好等優點，是一種兼裝飾性和保護性為一體的高效、節能、省資源、低污染的新型涂料。施工以噴涂為主，亦可浸涂。
然而，作為涂裝于設施表面的油漆的一種，現有的磁漆通常會對環境帶來危害，磁漆中的有機溶劑蒸氣會刺激眼睛粘膜而使人流淚。若磁漆中的有機溶劑與皮膚接觸會溶解皮膚油脂而滲入組織，干擾生理機能、脫水，從而導致因皮膚干裂而感染污物及細菌。若有機溶劑接觸皮膚表皮，會導致表皮膚角質溶解引起表皮角質化，刺激表皮引起紅腫及氣泡部份。若油漆溶劑滲入人體內，則會破壞血球及骨髓等。
現有磁漆的有機溶劑蒸氣經由呼吸器官吸入人體后，人往往會產生麻醉作用。蒸氣吸入后大部份經企管而達肺部，然后經血液或淋巴液傳送至其他器官，造成不同程度之中毒現象。常會對呼吸道、神經系統、肺、腎、血液及造血系統產生重大毒害。
隨著人們健康和環保意識的不斷增強，磁漆的水性化的趨勢銳不可擋。
然而，雖然采用水性磁漆可有效減小對環境的影響，但是，作為面漆涂裝所用，磁漆的漆膜硬度是一項重要指標，涂膜硬度(paint film hardness)是表示漆膜機械強度的重要性能之一。其物理意義可理解為漆膜表面對作用其上的、另一個硬度較大的物體所表現的阻力。可以通過測定涂膜在較小的接觸面上承受一定質量負荷時所表現出來的抵抗變形的能力加以確定(包括由于碰撞、壓陷或擦劃等而造成的變形能力)。
隨著市場上對工業機械設備、五金家電、農用機械等金屬基材表面硬度要求的升高，現有的磁漆的漆膜硬度已逐漸無法滿足使用要求。
目前，關于磁漆，國內主要存在如下專利文獻：
專利公開號：CN104292928A，公開了一種環保內墻用磁漆，包括如下重量配比的組分：鈦白粉(銳鈦)，18-20份；群青(工業)，0.04-1份；白內用漆料，7-9份；200#汽油，3-5份；環己酮；2-6份；雙戊烯，1-2份；環烷酸鈷(2％)，1.5-3份；環烷酸錳(2％)，0.4-1份。本發明的環保內墻用磁漆，用于涂飾室內金屬和木制物件，裝飾效果好，易于涂刷，持久性強，環保低毒。然而，該專利所提供的磁漆，依然采用較多有機溶劑，且漆膜硬度未得到改善。
此外，現有磁漆的涂裝方式大多采用噴涂，噴涂是通過噴槍或碟式霧化器，借助于壓力或離心力，分散成均勻而微細的霧滴，施涂于被涂物表面的涂裝方法。噴涂中的主要問題是高度分散的漆霧和揮發出來的溶劑(即揮發性有機污染物，VOCs)，既污染環境，不利于人體健康，又浪費磁漆，造成經濟損失。揮發、擴散到空氣中的磁漆，則形成揮發性有機污染物，危害人體健康。在噴涂車間，磁漆作為揮發性有機污染物的主要來源，噴涂車間內空氣中揮發性有機化合物濃度過高時很容易引起急性中毒，輕者會出現頭痛、頭暈、咳嗽、惡心、嘔吐、或呈酩醉狀；重者會出現肝中毒甚至很快昏迷，有的還可能有生命危險。長期待在揮發性有機化合物污染的噴涂車間內，可引起慢性中毒，損害肝臟和神經系統、引起全身無力、瞌睡、皮膚瘙癢等。有的還可能引起內分泌失調、影響性功能。
技術實現要素：
為解決上述存在的問題，本發明的目的在于提供一種環保高強度丙烯酸氨基磁漆及其制備方法，所述磁漆以熱塑性丙烯酸樹脂、聚乙二醇改性氨基樹脂配合甲基纖維素作為主要成分，配合鈦酸酯偶聯劑，可有效提升磁漆漆膜硬度，組成成分設計合理，以去離子水為溶劑進行稀釋，代替有機溶劑，對環境友好，提高耐磨性能，且附著力強、延展性好、耐高溫、使用壽命長，涂覆時采用輥涂代替噴涂，有效改善生產環境，有利于工人身體健康。
為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：
一種環保高強度丙烯酸氨基磁漆，所述磁漆包括如下重量份的成分：熱塑性丙烯酸樹脂：40～60份，聚乙二醇改性氨基樹脂：20～30份，膨潤土：5～10份，硅藻土：1～5份，甲基纖維素：10～15份，鈦酸酯偶聯劑：10～15份，穩定劑：1～5份，流平劑：1～5份，潤濕分散劑：0.1～0.5份，乳化劑：0.1～1份，顏填料：10～20份，去離子水：40～50份。
進一步，所述磁漆包括如下重量份的成分：熱塑性丙烯酸樹脂：40～50份，聚乙二醇改性氨基樹脂：20～25份，膨潤土：5～8份，硅藻土：3～5份，甲基纖維素：10～13份，鈦酸酯偶聯劑：12～15份，穩定劑：1～3份，流平劑：2～5份，潤濕分散劑：0.1～0.3份，乳化劑：0.5～1份，顏填料：15～20份，去離子水：40～45份。
優選地，所述磁漆包括如下重量份的成分：熱塑性丙烯酸樹脂：50份，聚乙二醇改性氨基樹脂：25份，膨潤土：6份，硅藻土：4份，甲基纖維素：12份，鈦酸酯偶聯劑：13份，穩定劑：2份，流平劑：3份，潤濕分散劑：0.2份，乳化劑：0.5份，顏填料：15份，去離子水：45份。
另，所述熱塑性丙烯酸樹脂的制備方法包括如下步驟：將10～20份甲基丙烯酸甲酯和30～50份甲基丙烯酸環己酯加入反應釜中，升溫至70～80℃，得混合液A，保溫；將30～40份甲基丙烯酸酯、10～20份甲基丙烯酸、20～30份苯乙烯、20～30份過氧化二苯甲酰、0.5-1份三苯基膦和10～20份聚乙烯醇混合后加入到高位槽內，攪拌10～20min，攪拌得混合液B，將混合液A升溫至100～110℃，以10～15ml/min的速率，將混合液B滴入混合液A中，邊滴邊攪拌，滴加完畢后，保溫1～2h，降溫至室溫，脫水、干燥，得所述熱塑性丙烯酸樹脂。
另有，所述聚乙二醇改性氨基樹脂制備方法包括如下步驟：取20～30份脲醛樹脂，調節pH值至9～10，加熱至65～70℃，加入3～6份三聚氰胺，保持pH值為9～10，升溫至80～90℃，反應1～2小時，加入1～3份聚乙二醇，在80～90℃下，反應3～5小時，在75～80℃下蒸餾1～3小時，干燥、冷卻，得所述聚乙二醇改性氨基樹脂。
再，所述磁漆中固含量為70～80％。
再有，所述潤濕分散劑為三硬脂酸甘油酯。
且，所述乳化劑為乙氧基酚醚硫酸銨、壬基酚聚氧乙烯醚或烯丙基醚羥丙基磺酸鈉。
同時，本發明還提供一種環保高強度丙烯酸氨基磁漆的制備方法，包括如下步驟：將所述熱塑性丙烯酸樹脂、聚乙二醇改性氨基樹脂加入攪拌機中，以900～1000r/min的轉速攪拌15～20min，保持攪拌轉速，加入鈦酸酯偶聯劑及20～25份去離子水，保持攪拌轉速，繼續攪拌15～20min，加入膨潤土、硅藻土、甲基纖維素、穩定劑：1～5份，流平劑、潤濕分散劑、乳化劑、顏填料及剩余去離子水，將轉速提升至1200～1500r/min，攪拌15～20min，得所述環保高強度丙烯酸氨基磁漆。
本發明的有益效果在于：
所述磁漆以熱塑性丙烯酸樹脂、聚乙二醇改性氨基樹脂配合甲基纖維素作為主要成分，配合鈦酸酯偶聯劑，可有效提升磁漆漆膜硬度，組成成分設計合理，以去離子水為溶劑進行稀釋，代替有機溶劑，對環境友好，提高耐磨性能，且附著力強、延展性好、耐高溫、使用壽命長，涂覆時采用輥涂代替噴涂，有效改善生產環境，有利于工人身體健康。輥涂成型快干的輥涂工藝代替噴涂工藝，涂裝時塑膠漆的利用度能達到90％以上，減少了空氣中的揮發和浪費，有效降低因噴涂導致塑膠漆揮發形成的VOCs，輥涂車間內VOCs排放量≤420ppm，環保效果好。所得磁漆漆膜細度≤20μm，白色漆膜遮蓋力≥120g/m2，120℃下干燥時間≤30min，耐沖擊強度≥50kg.cm，在120#汽油中浸泡60h，不起泡、不脫落、允許輕微失光；在10#變壓器油中浸泡60h，不起泡、不脫落、不起皺。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本發明做進一步的說明，但實施例并不限制本發明的保護范圍。
本發明所提供的一種環保高強度丙烯酸氨基磁漆，所述磁漆包括如下重量份的成分：熱塑性丙烯酸樹脂：40～60份，聚乙二醇改性氨基樹脂：20～30份，膨潤土：5～10份，硅藻土：1～5份，甲基纖維素：10～15份，鈦酸酯偶聯劑：10～15份，穩定劑：1～5份，流平劑：1～5份，潤濕分散劑：0.1～0.5份，乳化劑：0.1～1份，顏填料：10～20份，去離子水：40～50份。
進一步，所述磁漆包括如下重量份的成分：熱塑性丙烯酸樹脂：40～50份，聚乙二醇改性氨基樹脂：20～25份，膨潤土：5～8份，硅藻土：3～5份，甲基纖維素：10～13份，鈦酸酯偶聯劑：12～15份，穩定劑：1～3份，流平劑：2～5份，潤濕分散劑：0.1～0.3份，乳化劑：0.5～1份，顏填料：15～20份，去離子水：40～45份。
優選地，所述磁漆包括如下重量份的成分：熱塑性丙烯酸樹脂：50份，聚乙二醇改性氨基樹脂：25份，膨潤土：6份，硅藻土：4份，甲基纖維素：12份，鈦酸酯偶聯劑：13份，穩定劑：2份，流平劑：3份，潤濕分散劑：0.2份，乳化劑：0.5份，顏填料：15份，去離子水：45份。
另，所述熱塑性丙烯酸樹脂的制備方法包括如下步驟：將10～20份甲基丙烯酸甲酯和30～50份甲基丙烯酸環己酯加入反應釜中，升溫至70～80℃，得混合液A，保溫；將30～40份甲基丙烯酸酯、10～20份甲基丙烯酸、20～30份苯乙烯、20～30份過氧化二苯甲酰、0.5-1份三苯基膦和10～20份聚乙烯醇混合后加入到高位槽內，攪拌10～20min，攪拌得混合液B，將混合液A升溫至100～110℃，以10～15ml/min的速率，將混合液B滴入混合液A中，邊滴邊攪拌，滴加完畢后，保溫1～2h，降溫至室溫，脫水、干燥，得所述熱塑性丙烯酸樹脂。
另有，所述聚乙二醇改性氨基樹脂制備方法包括如下步驟：取20～30份脲醛樹脂，調節pH值至9～10，加熱至65～70℃，加入3～6份三聚氰胺，保持pH值為9～10，升溫至80～90℃，反應1～2小時，加入1～3份聚乙二醇，在80～90℃下，反應3～5小時，在75～80℃下蒸餾1～3小時，干燥、冷卻，得所述聚乙二醇改性氨基樹脂。
再，所述磁漆中固含量為70～80％。
再有，所述潤濕分散劑為三硬脂酸甘油酯。
且，所述乳化劑為乙氧基酚醚硫酸銨、壬基酚聚氧乙烯醚或烯丙基醚羥丙基磺酸鈉。
同時，本發明還提供一種環保高強度丙烯酸氨基磁漆的制備方法，包括如下步驟：將所述熱塑性丙烯酸樹脂、聚乙二醇改性氨基樹脂加入攪拌機中，以900～1000r/min的轉速攪拌15～20min，保持攪拌轉速，加入鈦酸酯偶聯劑及20～25份去離子水，保持攪拌轉速，繼續攪拌15～20min，加入膨潤土、硅藻土、甲基纖維素、穩定劑：1～5份，流平劑、潤濕分散劑、乳化劑、顏填料及剩余去離子水，將轉速提升至1200～1500r/min，攪拌15～20min，得所述環保高強度丙烯酸氨基磁漆。
其中，表1為本發明各實施例所述一種環保高強度丙烯酸氨基磁漆成分列表。表2為本發明各實施例所述一種環保高強度丙烯酸氨基磁漆中熱塑性丙烯酸樹脂的成分列表。表3為本發明各實施例所述一種環保高強度丙烯酸氨基磁漆中聚乙二醇改性氨基樹脂的成分列表。
表1(單位：重量份)
表2(單位：重量分)
表3(單位：重量分)
將本發明實施例所述一種環保高強度丙烯酸氨基磁漆通過輥涂方式涂覆，在200℃下固化后，冷卻至室溫，放置48小時，其中，耐沖擊性能測試方法參照國家標準GB/T1732-93規定的測定漆膜耐沖擊性能的方法，以固定質量(1kg)的重錘落于試板上而不引起漆膜破壞的最大高度(cm)表示漆膜耐沖擊性能，高達115～120cm。
采用本發明所提供的一種環保高強度丙烯酸氨基磁漆，T彎性能可達1T。在230℃高溫下不開裂、不變色，抗老化能力強，放置在戶外連續日照10～15年不泛黃、不變色。耐酸耐腐蝕能力強，將輥涂好的產品放入85℃水內煮2H生再逐漸加熱到100℃，產品無變色、掉漆、起泡。在常溫下用5％的Nad溶液浸泡24H后，產品表面無銹蝕、變色及鍍層脫落。把純棉布蘸滿95％酒精包在500g砝碼上，以每分鐘40-60次的速度(20mm)左右的行程在產品表面擦試50個循環，無掉色脫油。
所得磁漆漆膜細度≤20μm，白色漆膜遮蓋力≥120g/m2，120℃下干燥時間≤30min，耐沖擊強度≥50kg.cm，在120#汽油中浸泡60h，不起泡、不脫落、允許輕微失光；在10#變壓器油中浸泡60h，不起泡、不脫落、不起皺。
需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制。盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍中。