環保型預涂底漆及其制備方法
【專利摘要】本發明提供一種環保型預涂底漆及其制備方法。該其主要原料為水溶性丙烯酸酯聚合物15～30wt％、甲基丙烯酸10～16wt％、磷酸鋅12～26wt％、三乙醇胺0.1～3wt％、納米填料2～10wt％、硅油0.5～1wt％、異噻唑啉酮0.1～4wt％、成膜劑3～10wt％、改性乳化劑1～5wt％和水35～45wt％；所述的水溶性丙烯酸酯聚合物由丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯反應得到；所述的改性乳化劑由聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進行復配，其質量濃度比為(1～3):(5～7)。本發明所得預涂底漆無毒無污染，綠色環保；附著力0級，具有良好的抗沖擊性能，干燥速度快，表干時間短，能夠滿足工業領域對于底漆耐鹽霧性的要求，綜合性能好；本發明生產工藝簡單，使用范圍廣范，成本低，滿足連續噴涂作業的需求，有利于工業化生產。
【專利說明】
環保型預涂底漆及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于底漆領域，具體涉及一種環保型預涂底漆及該底漆的制備方法。
【背景技術】
[0002] 金屬預涂底漆是作為加工前貯存或加工期間保護金屬防止其表面銹蝕的一種有 效的措施，目前，國內市場上較為廣泛使用的是丙烯酸樹脂做底漆樹脂，但其耐溶劑性差導 致表面效果不佳;另一種羥基型丙烯酸樹脂作為底漆樹脂，由于結構上羥基的存在，該底漆 不易干，無法滿足連續噴涂作業的需求。以上底漆的原材料中均含甲苯、二甲苯等溶劑，長 期使用對人體會造成健康危害，而且對空氣、水環境及水源均可造成污染，因此具有無毒、 無刺激氣味、對人體無害的金屬預涂底漆，近年來受到了人們的普遍關注。
【發明內容】
[0003] 本發明為解決現有技術中，預涂底漆附著力差、耐腐蝕性不好、污染環境等問題， 提供了一種環保型預涂底漆，該底漆具有優異的耐腐蝕性和附著力，抗沖擊強度高且預涂 底漆成分中不含有甲苯、二甲苯、醛類物質，無毒環保。
[0004] 為了達到上述目的，本發明是這樣實現的：一種環保型預涂底漆，其主要原料為水 溶性丙稀酸酯聚合物15~30wt%、甲基丙稀酸10~16wt%、磷酸鋅12~26wt%、三乙醇胺 0 · 1~3wt%、納米填料2~10wt%、硅油0 · 5~lwt%、異噻唑啉酮0 · 1~4wt%、成膜齊丨」3~ 10wt%、改性乳化劑1~5wt%和水35~45wt% ;
[0005] 所述的水溶性丙烯酸酯聚合物由丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯按 質量比（14~16): (3~4): (0.2~1): (2~3)反應得到；
[0006] 所述的改性乳化劑由聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進行復配，其質量濃度比為（1~ 3):(5~7)〇
[0007] 進一步的，上述預涂底漆主要原料為水溶性丙烯酸酯聚合物16~20wt%、甲基丙 稀酸11~15wt%、磷酸鋅15~20wt%、三乙醇胺1~2.5wt%、納米填料2~6wt%、硅油0.5~ 0.7wt%、異噻唑啉酮0.5~2wt%、成膜劑5~10wt%、改性乳化劑2~3wt%和水40~ 45wt%。
[0008] 更進一步的，所述的水溶性丙烯酸酯聚合物由丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸 和苯乙稀按質量比14:3:1:2反應得到。
[0009] 更進一步的，所述的改性乳化劑由聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進行復配，其質量 濃度比為1:3。
[0010] 所述的水溶性丙烯酸酯聚合物的制備方法如下：按比例稱取各原料，向乙二醇中 依次加入丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯的混合單體再加入引發劑偶氮二異 丁腈，在80~85°C下攪拌回流，反應3~4小時，保溫2~3小時。
[0011]進一步的，所述的填料為納米二氧化鈦和納米碳酸|丐中至少一種。
[0012]進一步的，所述的成膜劑為丙二醇甲醚醋酸酯。
[0013] 本發明還請求保護上述環保型預涂底漆的制備方法，包括以下步驟:按比例稱取 各原料，將磷酸鋅、納米填料于配料桶內混合均勻得到分散液;將水溶性丙烯酸酯聚合物、 甲基丙基酸和改性乳化劑，投入攪拌罐中，以1000~1200rpm攪拌15~30分鐘，制成乳液混 合液;將分散液和異噻唑啉酮緩慢加入乳液混合液中，用三乙醇胺調整pH為7~8;最后加入 丙二醇甲醚醋酸酯和硅油靜置3~5小時即得環保型預涂底漆。
[0014] 本發明制得的水溶性丙烯酸樹脂聚合物與附著基能夠形成良好的附著力，與改性 乳化劑側端帶有的親水性基團，可以產生優異的協同作用，使乳化劑具有良好的耐水性。磷 酸鋅作為分散劑，可以減少完成分散過程所需的時間，使分散體系穩定，有效避免填料絮 凝、結塊。選擇無毒無害丙二醇甲醚醋酸酯作為成膜劑，可避免對環境的污染。為防止涂料 長期處于潮氣下涂料容易霉化、變質等問題，添加異噻唑啉酮，加入適量的硅油可以達到較 佳的消泡效果。
[0015] 與現有技術相比，本發明具有如下優點:本發明所得預涂底漆無毒無污染，綠色環 保對環境無污染;附著力〇級，具有良好的抗沖擊性能，干燥速度快，表干時間短，能夠滿足 工業領域對于底漆耐鹽霧性的要求，綜合性能好;本發明生產工藝簡單，使用范圍廣范，成 本低，滿足連續噴涂作業的需求，有利于工業化生產。
【具體實施方式】
[0016] 下面通過具體實施例對本發明進行說明，但本發明并不局限于此。下述實施例中 所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規方法;所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業 途徑獲得。
[0017] 實施例！
[0018] (1)制備水溶性丙烯酸酯聚合物：分別稱取21g丙烯酸丁酯、4.5g丙烯酸羥乙酯、 1.5g丙烯酸和3g苯乙烯，向乙二醇中依次加入丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯 的混合單體再加入引發劑偶氮二異丁腈，在80~85°C下攪拌回流，反應3~4小時，保溫2~3 小時，取樣分析轉化率達99 %以上后停止反應。
[0019] (2)制備改性乳化劑:將聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進行復配，其質量濃度比為1: 3；
[0020] (3)制備預涂底漆:按比例稱取各原料，水溶性丙烯酸酯聚合物15wt%、甲基丙烯 酸1 lwt %、磷酸鋅15wt %、三乙醇胺0.2wt %、納米填料4wt %、硅油0.5wt %、異噻唑啉酮 0.5wt%、成膜劑3wt%、改性乳化劑lwt%和水40wt% ;
[0021] 將磷酸鋅、納米填料于配料桶內混合均勻得到分散液;將水溶性丙烯酸酯聚合物、 甲基丙基酸和改性乳化劑，投入攪拌罐中，以1000~1200rpm攪拌15~30分鐘，制成乳液混 合液;將分散液和異噻唑啉酮緩慢加入乳液混合液中，用三乙醇胺調整pH為7~8;最后加入 丙二醇甲醚醋酸酯和硅油靜置3~5小時即得環保型預涂底漆。
[0022] 實施例2
[0023] (1)制備水溶性丙烯酸酯聚合物：分別稱取21g丙烯酸丁酯、4.5g丙烯酸羥乙酯、 1.5g丙烯酸和3g苯乙烯，向乙二醇中依次加入丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯 的混合單體再加入引發劑偶氮二異丁腈，在80~85°C下攪拌回流，反應3~4小時，保溫2~3 小時，取樣分析轉化率達99 %以上后停止反應。
[0024] (2)制備改性乳化劑:將聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進行復配，其質量濃度比為1: 5；
[0025] (3)制備預涂底漆:按比例稱取各原料，水溶性丙烯酸酯聚合物16wt%、甲基丙烯 酸llwt%、磷酸鋅20wt%、三乙醇胺lwt%、納米填料2wt%、硅油0.7wt%、異噻唑啉酮 0.5wt%、成膜劑10wt%、改性乳化劑2wt%和水45wt% ;
[0026] 將磷酸鋅、納米填料于配料桶內混合均勻得到分散液;將水溶性丙烯酸酯聚合物、 甲基丙基酸和改性乳化劑，投入攪拌罐中，以1000~1200rpm攪拌15~30分鐘，制成乳液混 合液;將分散液和異噻唑啉酮緩慢加入乳液混合液中，用三乙醇胺調整pH為7~8;最后加入 丙二醇甲醚醋酸酯和硅油靜置3~5小時即得環保型預涂底漆。
[0027] 實施例3
[0028] (1)制備水溶性丙烯酸酯聚合物：分別稱取21g丙烯酸丁酯、4.5g丙烯酸羥乙酯、 1.5g丙烯酸和3g苯乙烯，向乙二醇中依次加入丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯 的混合單體再加入引發劑偶氮二異丁腈，在80~85°C下攪拌回流，反應3~4小時，保溫2~3 小時，取樣分析轉化率達99 %以上后停止反應。
[0029] (2)制備改性乳化劑:將聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進行復配，其質量濃度比為1: 3；
[0030] (3)制備預涂底漆:按比例稱取各原料，水溶性丙烯酸酯聚合物30wt%、甲基丙烯 酸16wt%、磷酸鋅20wt%、三乙醇胺3wt%、納米填料10wt%、硅油lwt%、異噻唑啉酮 0 · lwt %、成膜劑7wt %、改性乳化劑4wt %和水45wt % ;
[0031] 將磷酸鋅、納米填料于配料桶內混合均勻得到分散液;將水溶性丙烯酸酯聚合物、 甲基丙基酸和改性乳化劑，投入攪拌罐中，以1000~1200rpm攪拌15~30分鐘，制成乳液混 合液;將分散液和異噻唑啉酮緩慢加入乳液混合液中，用三乙醇胺調整pH為7~8;最后加入 丙二醇甲醚醋酸酯和硅油靜置3~5小時即得環保型預涂底漆。
[0032] 實施例4
[0033] (1)制備水溶性丙烯酸酯聚合物：分別稱取21g丙烯酸丁酯、4.5g丙烯酸羥乙酯、 1.5g丙烯酸和3g苯乙烯，向乙二醇中依次加入丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯 的混合單體再加入引發劑偶氮二異丁腈，在80~85°C下攪拌回流，反應3~4小時，保溫2~3 小時，取樣分析轉化率達99 %以上后停止反應。
[0034] (2)制備改性乳化劑:將聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進行復配，其質量濃度比為1: 3；
[0035] (3)制備預涂底漆:按比例稱取各原料，水溶性丙烯酸酯聚合物20wt%、甲基丙烯 酸15wt%、磷酸鋅15wt%、三乙醇胺2 · 5wt%、納米填料6wt%、硅油0 · 5wt%、異噻唑啉酮 0 · lwt %、成膜劑5wt %、改性乳化劑3wt %和水45wt % ;
[0036] 將磷酸鋅、納米填料于配料桶內混合均勻得到分散液;將水溶性丙烯酸酯聚合物、 甲基丙基酸和改性乳化劑，投入攪拌罐中，以1000~1200rpm攪拌15~30分鐘，制成乳液混 合液;將分散液和異噻唑啉酮緩慢加入乳液混合液中，用三乙醇胺調整pH為7~8;最后加入 丙二醇甲醚醋酸酯和硅油靜置3~5小時即得環保型預涂底漆。
[0037] 將實施例1~4所得預涂底漆預涂金屬試驗塊表面上，在室溫下晾曬2-4小時即可 成干膜，對膜進行主要性能測試，其中附著力按照GB/T9286-1998的規定標準進行檢測，耐 沖擊性按照GB/T1732-1993的規定標準進行檢測。將上述干膜進行耐鹽霧性試驗，取出試樣 洗凈、吹干，目視檢查磷化表面是否出現銹蝕。表干時間按照GB/T16777-1997的標準進行測 試，將試樣攪勻后按產品要求涂刷于鋁板上制備涂膜，不允許有空白，記錄涂刷結束的時 間。在距膜面邊緣不小于l〇mm的范圍以手指輕觸涂膜表面，無涂料粘在手指上，即為表干， 記下時間。具體實驗數據請詳見表1。
[0038] 表1實施例1~4預涂底漆性能測試結果
[0039]
[0040] 由以上實驗結果表明，本發明制備的金屬用預涂底漆具有良好的附著力和抗沖擊 性能，干燥速度快，能夠滿足工業領域對于底漆耐鹽霧性的要求，表干時間短，而且底漆成 分綠色對環境無污染。
[0041] 以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其 發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種環保型預涂底漆，其特征在于，其主要原料為水溶性丙烯酸酯聚合物15~ 30wt%、甲基丙稀酸10~16wt%、磷酸鋅12~26wt%、三乙醇胺O · 1~3wt%、納米填料2~ 10wt%、硅油0.5~lwt%、異噻唑啉酮0· 1~4wt%、成膜劑3~10wt%、改性乳化劑1~5wt% 和水35~45wt% ; 所述的水溶性丙烯酸酯聚合物由丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯按質量 比（14~16): (3~4): (0.2~1): (2~3)反應得到； 所述的改性乳化劑由聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進行復配，其質量濃度比為（1~3): (5 ~7)。2. 根據權利要求1所述的一種環保型預涂底漆，其特征在于，其主要原料為水溶性丙烯 酸酯聚合物16~20wt%、甲基丙稀酸11~15wt%、磷酸鋅15~20wt%、三乙醇胺1~ 2.5wt%、納米填料2~6wt%、硅油0.5~0.7wt%、異噻挫啉酮0.5~2wt%、成膜劑5~ 10wt%、改性乳化劑2~3wt%和水40~45wt%。3. 根據權利要求1所述的一種環保型預涂底漆，其特征在于，所述的水溶性丙烯酸酯聚 合物由丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸和苯乙烯按質量比14:3:1:2反應得到。4. 根據權利要求1所述的一種環保型預涂底漆，其特征在于，所述的改性乳化劑由聚乙 烯吡咯烷酮和聚乙烯醚進行復配，其質量濃度比為1:3。5. 根據權利要求1所述的一種環保型預涂底漆，其特征在于，所述的水溶性丙烯酸酯聚 合物的制備方法如下：按比例稱取各原料，向乙二醇中依次加入丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙 酯、丙烯酸和苯乙烯的混合單體再加入引發劑偶氮二異丁腈，在80~85°C下攪拌回流，反應 3~4小時，保溫2~3小時。6. 根據權利要求1所述的一種環保型水性涂料，其特征在于，所述的填料為納米二氧化 鈦和納米碳酸鈣中至少一種。7. 根據權利要求1所述的一種環保型水性涂料，其特征在于，所述的成膜劑為丙二醇甲 醚醋酸酯。8. -種如權利要求1所述的一種環保型預涂底漆的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟:按比例稱取各原料，將磷酸鋅、納米填料于配料桶內混合均勻得到分散液;將水溶性丙 烯酸酯聚合物、甲基丙基酸和改性乳化劑，投入攪拌罐中，以1000~1200rpm攪拌15~30分 鐘，制成乳液混合液;將分散液和異噻唑啉酮緩慢加入乳液混合液中，用三乙醇胺調整pH為 7~8;最后加入丙二醇甲醚醋酸酯和硅油靜置3~5小時即得環保型預涂底漆。
【文檔編號】C08F220/06GK105907141SQ201610281834
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】鄧金玲, 唐洪林, 鄧春陽
【申請人】大連碧城環保科技股份有限公司