專利名稱：無鉛型卷尺涂料的制備方法
技術領域：
本發明涉及涂料制備方法技術領域，尤其是一種無鉛型卷尺涂料的制備方法。
背景技術：
卷尺涂料是用在鋼卷尺上的裝飾、保護性涂料，分底漆和面漆兩種。底漆與底材應有較好的附著力，面漆應具有較高的硬度和耐磨性。近年來隨著卷尺市場的擴大更新，尤其面對我國卷尺出口市場的需求，對卷尺材料的要求越來越高，主要體現在耐磨性、干性、硬度、烘烤條件尤其不含鉛等要求上，目前市售的一般卷尺涂料的耐磨性僅能達到4kg/密耳，這樣極易形成卷尺使用過程來回拉動尺帶后漆膜脫落或磨損，影響到卷尺使用壽命；通常卷尺涂料的樹脂體系采用環氧酰胺的交聯形式，因此固化時交聯密度不夠，導致漆膜的干性、耐磨性、硬度等較差，烘烤溫度范圍較窄，一般為180℃/2min；卷尺底漆以黃色居多，而對于黃色的涂料，現有技術一般選用鉻黃顏料，而鉻黃為含鉛顏料，不符合無鉛環保要求。
發明內容
為了克服現有技術制備的卷尺涂料的干性、耐磨性、硬度等較差，烘烤溫度范圍較窄，含鉛的不足，本發明提供一種無鉛型卷尺涂料的制備方法，利用該方法制得的無鉛型卷尺涂料不僅產品硬度、耐磨性、柔韌性等機械性能優異，烘烤溫度范圍寬，尤其產品不含鉛，符合環保要求。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種無鉛型卷尺涂料的制備方法，具有如下工藝流程a.溶解單體，原料混合；按重量比例3～5∶10將酰胺類單體溶入醇醚類溶劑乙二醇乙醚中，過濾，打入第一高位槽待滴加用；按重量比例18～20∶25～27∶2～3∶10∶8～10∶0.4，將苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥丙酯和引發劑過氧化苯甲酰混合攪拌呈透明液，打入第二高位槽待滴加用；b.制備改性丙烯酸樹脂；在常壓下，將重量百分比為10％～20％的二甲苯及8％～15％的醇醚溶劑正丁醇投入反應釜中，開攪拌，通蒸汽升溫至110～120℃，在110～120℃下，分別從兩個高位槽同時滴加兩組份，其中第一高位槽中組份按重量百分比為8％～15％，第二高位槽中組份按重量百分比為55％～75％，3～4小時內勻速滴完，并在回流溫度下保溫0.5～1.5小時，滴加重量百分比為0.5％～1％的引發劑過氧化苯甲酰，在0.5小時內勻速滴完，保溫1小時，再滴加重量百分比為0.5％～1％的引發劑過氧化苯甲酰，在0.5小時內勻速滴完，保溫4～6小時后關蒸汽、通冷卻水，降溫至80℃以下，得丙烯酸樹脂，加入重量百分比為丙烯酸樹脂的10～30％的聚酯樹脂，攪拌均勻，過濾出料，制得改性丙烯酸樹脂；c.制備成品涂料①制備環氧液；將重量百分比為25％～30％的二甲苯和15％～20％的醇醚類溶劑正丁醇加入反應釜中，邊攪拌邊加入重量百分比55％～65％的環氧樹脂，升溫至80～100℃，待環氧樹脂完全溶解后，包裝出料；②制備漿料，向容器中加入重量百分比為50％～60％改性丙烯酸樹脂，40％～45％的無鉛顏料和20％～25％二甲苯，高速攪勻后，浸泡4小時后，上砂磨軋漿，攪勻，待用；③配制涂料，將重量百分比為60％～70％的漿料，25％～35％改性丙烯酸樹脂，3％～8％的環氧液，1‰～5‰的催化劑加入調色釜中，攪拌，加二甲苯調整粘度，攪拌均勻，過濾得成品，包裝。
制備清漆時采用的C步驟為制備成品涂料將重量百分比為50％～60％的改性丙烯酸樹脂，10％～20％的氨基樹脂，20％～40％的二甲苯，1‰～5‰的催化劑加入調色釜中，攪拌，加二甲苯調整粘度，攪拌均勻，過濾得成品，包裝。
為有效降低固化溫度，提高反應速率，提高漆膜的耐溶劑性、硬度，所述的催化劑為對甲苯璜酸、壬基萘磺酸、十二烷基苯磺酸、馬來酸丁酯、磷酸氫丁酯或磷酸羥基酯。
本發明的有益效果是，本發明采取多官能團、多重互穿網絡的交聯形式，制成以環氧聚酯改性丙烯酸樹脂為基料的無鉛型卷尺涂料。在基體樹脂引入聚酯樹脂和環氧樹脂，一方面能提高漆膜的豐滿度、彈性及氧化皮上附著力，另一方面能使漆膜在交聯固化時，多官能團交聯，形成一種互穿網絡立體交聯結構，最終提高漆膜的干性及耐磨性，滿足了用戶的要求；利用本發明制備的無鉛型卷尺涂料不使用含鉛原材料尤其黃顏料，鉛含量符合EN-71標準要求，適應國際環保型涂料的要求；本發明的無鉛型卷尺涂料的制備方法，加入的催化劑降低了固化溫度，提高了反應速率，并對漆膜的固化交聯有著直接的影響，提高了漆膜的耐溶劑性、硬度及其它性能。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是本發明的無鉛型卷尺涂料的制備方法制備有色涂料的工藝流程圖。
圖2是本發明的無鉛型卷尺涂料的制備方法制備清漆的工藝流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明的無鉛型卷尺涂料有色涂料的制備方法，具有如下工藝流程a.溶解單體，原料混合；檢查低溫反應釜潔凈后，關好放料閥。確認電、蒸汽、水正常輸送，方可投料。將酰胺類單體羥甲基丙烯酰胺或丙烯酰胺30～50份，乙二醇乙醚100份提前溶解，過濾打入第一高位槽，待滴加用。將苯乙烯160～180份，丙烯酸丁酯250～270份，丙烯酸20～30份，甲基丙烯酸甲酯100份及丙烯酸羥丙酯80～100份及過氧化苯甲酰4份混合攪拌呈透明液，打入第二高位槽待滴加用。
b.制備改性丙烯酸樹脂；將二甲苯150份及正丁醇100份打入干燥潔凈的反應釜中，開攪拌，通蒸汽升溫至110～120℃(回流溫度)。在110～120℃下，分別從兩個高位槽同時滴加兩組份，3-4小時內勻速滴完，并在回流溫度下保溫0.5～1.5小時。滴加過氧化苯甲酰2份，在0.5小時內勻速滴完，保溫1小時，再滴加過氧化苯甲酰2份，在0.5小時內勻速滴完，保溫4-6小時后關蒸汽、通冷卻水，降溫至80℃以下，加入聚酯樹脂200份，攪拌均勻，停攪拌。用80目濾袋過濾出料制得改性丙烯酸樹脂。以上反應為常壓反應。
c.制備成品涂料①制備環氧液；將二甲苯240份和正丁醇160份加入反應釜中，邊攪拌邊加入600份環氧樹脂，升溫至80～100℃，待環氧完全溶解后，包裝出料。②制備漿料；檢查容器潔凈后，關底閥，方可投料。首先向容器中加入改性丙烯酸樹脂280份，二甲苯160份，無鉛顏料560份，高速攪勻后，浸泡4小時后，上砂磨軋漿。按砂磨操作規程軋漿細度≤25μm，將細度合格后的漿料攪勻，取樣測固體份含量，合格后，計量貼上標簽待用。③檢查調色釜潔凈，電機運轉正常后，關底閥，方可投料。將1800份漿料，860份改性丙烯酸樹脂，135份環氧液，6份催化劑對甲苯璜酸加入調色釜中，開攪拌，按標樣，用調色色漿調色至目測無明顯差別并ΔE≤1.0，根據粘度補加二甲苯調整粘度，攪拌均勻。用120目濾袋過濾包裝。
如圖2所示的本發明的無鉛型卷尺涂料清漆的制備方法，具有如下工藝流程a.溶解單體，原料混合；檢查低溫反應釜潔凈后，關好放料閥。確認電、蒸汽、水正常輸送，方可投料。將酰胺類單體羥甲基丙烯酰胺或丙烯酰胺30～50份，乙二醇乙醚100份提前溶解，過濾打入第一高位槽，待滴加用。將苯乙烯160～180份，丙烯酸丁酯250～270份，丙烯酸20～30份，甲基丙烯酸甲酯100份及丙烯酸羥丙酯80～100份及過氧化苯甲酰4份混合攪拌呈透明液，打入第二高位槽待滴加用。
b.制備改性丙烯酸樹脂；將二甲苯150份及正丁醇100份打入干燥潔凈的反應釜中，開攪拌，通蒸汽升溫至110～120℃(回流溫度)。在110～120℃下，分別從兩個高位槽同時滴加兩組份，3～4小時內勻速滴完，并在回流溫度下保溫0.5～1.5小時。滴加過氧化苯甲酰2份，在0.5小時內勻速滴完，保溫1小時，再滴加過氧化苯甲酰2份，在0.5小時內勻速滴完，保溫4～6小時后關蒸汽、通冷卻水，降溫至80℃以下，加入聚酯樹脂200份，攪拌均勻，停攪拌。用80目濾袋過濾出料制得改性丙烯酸樹脂。以上反應為常壓反應。
c.制備成品涂料將重量百分比為550份改性丙烯酸樹脂，150份氨基樹脂，30份二甲苯，2份催化劑對甲苯璜酸加入調色釜中，攪拌，加二甲苯調整粘度至23℃涂4杯粘度達100～120秒，攪拌均勻，用120目濾袋過濾包裝。
本發明的無鉛型卷尺涂料，主要性能技術指標要求可達到1)固化條件 (160-205)℃/1.5-2min2)細度 ≤15μm3)附著力 0級4)柔韌性 1mm5)硬度 ≥2H6)耐磨性 ≥16kg/密耳7)可溶性鉛 ≤90mg/kg8)耐MEK＞100次9)耐沸水 2小時無變化原來卷尺涂料所用樹脂體系采用的是環氧酰胺的交聯形式，該體系固化時交聯密度不夠，工件出爐時有粘手的感覺，因此最終漆膜的干性、耐磨性、硬度肯定不適合現在的要求，為此我們采取多官能團，多重互穿網絡的交聯形式以使其能滿足現在的要求。
其交聯成膜時的主要反應如下a.羥基與氨基樹脂反應 b.丙烯酸樹脂酰胺基與環氧樹脂反應 在丙烯酸樹脂體系中引入飽和聚酯在丙烯酸樹脂中加入聚酯樹脂，主要為了提高漆膜的豐滿度及耐磨性，以彌補丙烯酸樹脂耐磨性不足的缺陷。我們進行了大量的合成試驗，對丙烯酸樹脂進行改性，表1是聚酯不同加入量(以丙烯酸樹脂為基準)對漆膜性能影響比較表。
表1 從表1可以看出，從綜合性能及經濟角度考慮，加入20％的聚酯樹脂是最佳點。
在改性丙烯酸體系中引入環氧樹脂在改性丙烯酸體系中加入環氧樹脂主要是提高漆膜的氧化皮上附著力，它與環氧樹脂的混容性有一定限度，大分子量環氧樹脂(E-06或E-03)基本上不能與丙烯酸樹脂混容，E-12的混容性也是有限，所以一般選擇分子量900(E-20)以下的環氧樹脂，通過混容性試驗，確定加入E-44環氧。表2是不同環氧加入量(以丙烯酸樹脂為基準)對漆膜性能的影響比較表。
表2 從表2可以看出，3％加入量時，漆膜綜合性能優良。
催化劑的應用催化劑的加入對降低固化溫度，提高反應速率有較明顯的影響，常用的催化劑有對甲苯璜酸、壬基萘磺酸、十二烷基苯磺酸、馬來酸丁酯、磷酸氫丁酯及磷酸羥基酯等。
使用催化劑時應考慮對原漆貯存穩定性及漆膜機械性能的影響，加入量過多，導致原漆貯存期間粘度增加過快，漆膜的柔韌性及附著力降低，表3是不同催化劑加量(以原漆量為基準)對漆膜性能的影響比較表。
表3 從表3可以看，催化劑加入量為0.2％時，漆膜性能良好。
權利要求
1.一種無鉛型卷尺涂料的制備方法，其特征是具有如下工藝流程a.溶解單體，原料混合；按重量比例3～5∶10將酰胺類單體溶入醇醚類溶劑乙二醇乙醚中，過濾，打入第一高位槽待滴加用；按重量比例18～20∶25～27∶2～3∶10∶8～10∶0.4，將苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥丙酯和引發劑過氧化苯甲酰混合攪拌呈透明液，打入第二高位槽待滴加用；b.制備改性丙烯酸樹脂在常壓下，將重量百分比為10％～20％的二甲苯及8％～15％的醇醚溶劑正丁醇投入反應釜中，開攪拌，通蒸汽升溫至110～120℃，在110～120℃下，分別從兩個高位槽同時滴加兩組份，其中第一高位槽中組份按重量百分比為8％～15％，第二高位槽中組份按重量百分比為55％～75％，3～4小時內勻速滴完，并在回流溫度下保溫0.5～1.5小時，滴加重量百分比為0.5％～1％的引發劑過氧化苯甲酰，在0.5小時內勻速滴完，保溫1小時，再滴加重量百分比為0.5％～1％的引發劑過氧化苯甲酰，在0.5小時內勻速滴完，保溫4～6小時后關蒸汽、通冷卻水，降溫至80℃以下，得丙烯酸樹脂，加入重量百分比為丙烯酸樹脂的10～30％的聚酯樹脂，攪拌均勻，過濾出料，制得改性丙烯酸樹脂；c.制備成品涂料①制備環氧液；將重量百分比為25％～30％的二甲苯和15％～20％的醇醚類溶劑正丁醇加入反應釜中，邊攪拌邊加入重量百分比55％～65％的環氧樹脂，升溫至80～100℃，待環氧樹脂完全溶解后，包裝出料；②制備漿料，向容器中加入重量百分比為50％～60％改性丙烯酸樹脂，40％～45％的無鉛顏料和20％～25％二甲苯，高速攪勻后，浸泡4小時后，上砂磨軋漿，攪勻，待用；③配制涂料，將重量百分比為60％～70％的漿料，25％～35％改性丙烯酸樹脂，3％～8％的環氧液，1‰～5‰的催化劑加入調色釜中，攪拌，加二甲苯調整粘度，攪拌均勻，過濾得成品，包裝。
2.根據權利要求1所述的無鉛型卷尺涂料的制備方法，其特征是所述的C步驟為制備成品涂料；將重量百分比為50％～60％的改性丙烯酸樹脂，10％～20％的氨基樹脂，20％～40％的二甲苯，1‰～5‰的催化劑加入調色釜中，攪拌，加二甲苯調整粘度，攪拌均勻，過濾得成品，包裝。
3.根據權利要求1、2所述的無鉛型卷尺涂料的制備方法，其特征是所述的催化劑為對甲苯璜酸、壬基萘磺酸、十二烷基苯磺酸、馬來酸丁酯、磷酸氫丁酯或磷酸羥基酯。
全文摘要
本發明涉及涂料制備方法技術領域，尤其是一種無鉛型卷尺涂料的制備方法，具有如下工藝流程a.溶解單體，原料混合；b.制備改性丙烯酸樹脂；c.制備成品涂料。利用本發明制備的無鉛型卷尺涂料，具有較高的漆膜的豐滿度、彈性及氧化皮上的附著力、干性及耐磨性，不使用含鉛原材料尤其黃顏料，鉛含量符合EN－71標準要求，適應國際環保型涂料的要求；加入的催化劑降低了固化溫度，提高了反應速率，并對漆膜的固化交聯有著直接的影響，提高了漆膜的耐溶劑性、硬度及其它性能。
文檔編號G01B3/02GK1752161SQ20051009517
公開日2006年3月29日 申請日期2005年10月28日 優先權日2005年10月28日
發明者蔣正新 申請人:常州市凌龍涂料有限公司