一種含有環氧-有機硅樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸水分散體的水性中涂漆的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及水性涂料技術領域，具體是一種含有環氧-有機硅樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸水分散體的水性中涂漆。
【背景技術】
[0002]水性工業涂料由水性樹脂、顏料及各種助劑、去離子水調制而成，對環境無污染，對人無害，屬于環境友好型涂料。但目前水性工業涂料還存在很多技術問題，比如:乳液的穩定性、涂膜的耐水性、濕附著力以及力學強度等方面的關鍵技術有待突破。
[0003]單純的水性聚氨酯乳液在一些性能上還不能滿足人們的需求，如:膠膜力學性能不佳，耐化學性和耐水、耐溶劑性不好，硬度較低。為改善水性聚氨酯乳液及涂膜性能、擴大水性聚氨酯的應用范圍，就必須對聚氨酯水分散體進行適當的改性。
【發明內容】
[0004]為解決上述技術問題，本發明提供一種防腐性能好、耐水性和耐候性好的的含有環氧-有機硅樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸水分散體的水性中涂漆。
[0005]本發明采用的技術方案是:一種水性中涂漆，按重量百分數計算，該水性中涂漆包括50?60%的環氧-有機硅樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸水分散體，17?23 %的防銹顏料，12?17%的填料，0.1-0.3%的潤濕劑，0.4-3%的丙二醇-甲醚，0.1-0.4%的消泡劑，0.1?0.3%的二甲基乙醇胺和余量的水。
[0006]所述防銹顏料為氧化鐵紅和/或磷酸鋅。
[0007]所述填料為滑石粉和/或輕質碳酸鈣。
[0008]所述環氧-有機硅樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸水分散體按如下步驟制備:(I)在干燥氮氣的保護下，將2-4重量份的硅烷偶聯劑和6-8重量份的環氧樹脂混合均勻后常溫反應3 h，得到組分A ; (2)將真空脫水后的5-8重量份的聚碳酸酯多元醇、步驟(I)得到的組分A與4-8重量份的異佛爾酮二異氰酸酯加入反應器中，升溫至85- 90 °C，反應2 h,再加入5-8重量份的擴鏈劑一縮二乙二醇、5-8重量份的交聯劑三羥甲基丙烷、2-7重量份的二羥甲基丙酸、5-8重量份的丙酮和0.1-0.3重量份的催化劑，65-80°C反應5 h后，滴加5-8重量份的甲基丙烯酸甲酯與2-4重量份的丙烯酸羥乙酯的混合物，0.5?I h滴加完畢后得到混合物；(3)降溫至40°C后，在高速攪拌下，往步驟(2)得到的混合物中一次性快速加入1-2重量份的三乙胺和50-55重量份的去離子水的混合物，然后加入0.4-1重量份的乙二胺進行擴鏈，繼續高速攪拌5 min，得到預聚體；(4)0.1-0.5重量份的偶氮二異丁腈用5-8重量份的丙酮溶解后加入到步驟(3)得到的預聚體中，70°C保溫，引發丙烯酸單體聚合反應3 h，得到環氧-有機硅樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸水分散體。
[0009]步驟(I)中加入7重量份的環氧樹脂。
[0010]步驟(2)中加入6.5重量份的二羥甲基丙酸。
[0011]環氧樹脂具有高模量、高強度、粘附力強，成型收縮率低和耐化學性好等優點，利用環氧的羥基和環氧基參與反應，提高了水性聚氨酯膠膜的機械性能、耐水性和耐溶劑性等。
[0012]有機硅化合物是一種特殊高分子化合物，它們兼有無機化合物和有機化合物的特性，具有耐低溫、耐老化、憎水、耐有機溶劑，耐輻射等許多優異性能。
[0013]丙烯酸酯(PA)具有較好的耐水性、耐候性。通過丙烯酸樹脂改性的聚氨酯具有極佳的耐候性、優秀的保光性和保色性，使漆膜堅硬，不粉化，不泛黃、裝飾性極佳。經過環氧-有機硅樹脂和丙烯酸酯改性的水性聚氨酯，將幾者的優點結合起來，從而使聚氨酯乳膠膜干燥迅速、耐水性，耐化學性，耐油性，耐沖擊性，耐磨性等性能得到了明顯改善。
[0014]本發明的優點:經過環氧-有機硅樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸水分散體，耐水性，耐化學性，耐油性，耐沖擊性，耐磨性等性能得到了明顯改善。該水性中涂漆采用上述水分散體為基料，涂膜既具有環氧-有機硅樹脂機械強度高、防腐性能優良的特點，又具有聚氨酯丙烯酸樹脂耐候性能好、裝飾性高的特點，使用方便，適用范圍廣，能夠有效地減緩金屬基材的電化學。涂膜不僅具有優良的物理性能還具有優良的耐候性、隔離性、絕緣性及耐鹽霧性能。
【具體實施方式】
[0015]為了加深對本發明的理解，下面將結合實施例對本發明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發明，并不構成對本發明保護范圍的限定。
[0016]實施例1
一種水性中涂漆，按重量百分數計算，該水性中涂漆包括50 %的環氧-有機硅樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸水分散體，13%的氧化鐵紅，7 %的磷酸鋅，7 %的滑石粉，8 %的輕質碳酸鈣，0.2%的潤濕劑，I %的丙二醇-甲醚，0.2%的消泡劑BYK034，0.2%的二甲基乙醇胺和余M的水。
[0017]上述環氧-有機硅樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸水分散體按照以下步驟制備:(I)在干燥氮氣的保護下，將2重量份的硅烷偶聯劑KH 550和7重量份的環氧樹脂(E - 51)加入四口燒瓶中，混合均勻后常溫反應3 h，得到組分A;
(2)在干燥氮氣的保護下，將真空脫水后的5重量份的聚碳酸酯多元醇(P⑶)、步驟
(I)得到的組分A與5重量份的異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)加入裝有攪拌器、溫度計和回流冷凝器的四口燒瓶中，升溫至85- 90 °C，反應2 h,再加入7重量份的一縮二乙二醇(作擴鏈劑)、6重量份的交聯劑三羥甲基丙烷(TMP)、6.5重量份的二羥甲基丙酸(DMPA)、7重量份的丙酮和0.2重量份的催化劑(T- 12)，65-800C反應5 h后，滴加7重量份的甲基丙烯酸甲酯(MMA)與3重量份的丙烯酸羥乙酯(HEA)的混合物，0.5?I h滴加完畢，并開始降溫；
(3)降溫至40°C，將上一步混合物倒入乳化量杯中，在強力分散機的高速攪拌下一次性快速加入1.5重量份的三乙胺(TEA)和55重量份的去離子水的混合物，高速攪拌，緊接著加入0.4重量份的乙二胺(EDA)進行擴鏈，繼續高速攪拌5 min，得到預聚體；
(4)上述得到的預聚體，倒入四口瓶中，加入溶有0.1重量份的偶氮二異丁腈(AIBN)的丙酮溶液(用5重量份的丙酮溶解)，保溫在70°C，引發丙烯酸單體聚合反應3 h，得到環氧-有機硅樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸水分散體。
[0018]實施例2:
一種水性中涂漆，按重量百分數計算，該水性中涂漆包括55 %的環氧-有機硅樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸水分散體，11 %的氧化鐵紅，6 %的磷酸鋅，5 %的滑石粉，7 %的輕質碳酸鈣，0.3%的潤濕劑，2%的丙二醇-甲醚，0.3%的消泡劑BYK034，0.3%的二甲基乙醇肢和余M的水。
[0019]上述環氧-有機硅樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸水分散體按照以下步驟制備:(I)在干燥氮氣的保護下，將3重量份的硅烷偶聯劑KH 550和7重量份的環氧樹脂(E - 51)加入四口燒瓶中，混合均勻后常溫反應3 h,得到組分A;
(2)在干燥氮氣的保護下，將真空脫水后的7重量份的聚碳酸酯多元醇(P⑶)、步驟(I)得到的組分A與8重量份的異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)加入裝有攪拌器、溫度計和回流冷凝器的四口燒瓶中，升溫至85- 90 °C，反應2 h,再加入8重量份的一縮二乙二醇(作擴鏈劑)、7重量份的交聯劑三羥甲基丙烷(TMP)、6重量份的二羥甲基丙酸(DMPA)、7重量份的丙酮和0.2重量份的催化劑(T- 12)，65-800C反應5 h后，滴加6重量份的甲基丙烯酸甲酯(MMA)與3重量份的丙烯酸羥乙酯(HEA)的混合物，0.5?I h滴加完畢，并開始降溫;
(3)降溫至40°C，將上一步混合物倒入乳化量杯中，在強力分散機的高速攪拌下一次性快速加入I重量份的三乙胺(TEA)和50重量份的去離子水的混合物，高速攪拌，緊接著加入I重量份的乙二胺(EDA)進行擴鏈，繼續高速攪拌5 min，得到預聚體；
(4)上述得到的預聚體，倒入四口瓶中，加入溶有0.5重量份的偶氮二異丁腈(AIBN)的丙酮溶液(用8重量份的丙酮溶解)，保溫在70°C，引發丙烯酸單體聚合反應3 h，得到環氧-有機硅樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸水分散體。
[0020]實施例3:
一種水性中涂漆，按重量百分數計算，該水性中涂漆包括60 %的環氧-有機硅樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸水分散體，11 %的氧化鐵紅，8 %的磷酸鋅，5 %的滑石粉，8 %的輕質碳酸鈣，0.1 %的潤濕劑，0.4%的丙二醇-甲醚，0.4%的消泡劑BYK034，0.2%的二甲基乙醇肢和余M的水。
[0021]上述環氧-有機硅樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸水分散體按照以下步驟制備:(I)在干燥氮氣的保護下，將3重量份的硅烷偶聯劑KH 550和6重量份的環氧樹脂(E - 51)加入四口燒瓶中，混合均勻后常溫反應3 h，得到組分A;
(2)在干燥氮氣的保護下，將真空脫水后的6重量份的聚碳酸酯多元醇(P⑶)、步驟
(I)得到的組分A與4重量份的異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)加入裝有攪拌器、溫度計和回流冷凝器的四口燒瓶中，升溫至85- 90 °C，反應2 h，再加入6重量份的一縮二乙二醇(作擴鏈劑)、5重量份的交聯劑三羥甲基丙烷(TMP)、3重量份的二羥甲基丙酸(DMPA)、5重量份的丙酮和0.1重量份的催化劑(T- 12)，65-800C反應5 h后，滴加5重量份的甲基丙烯酸甲酯(MMA)與2重量份的丙烯酸羥乙酯(HEA)的混合物，0.5?I h滴加完畢，并開始降溫；