[发明专利]用于水性金属漆的合成乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料技术，尤其涉及一种用于水性金属漆的合成乳液及其制备方法。

背景技术

金属的腐蚀现象是十分普遍的。据统计，世界上每年生产的金属材料约有三分之一因腐蚀而报废。防止金属腐蚀的最佳方法就是使用防锈性能优良的防锈涂料对金属进行保护处理，延长被腐蚀时间，从而延长其使用寿命。目前，市场上使用的金属防锈漆主要有醇酸油漆、硝基油漆及烤漆等溶剂型涂料，使用时不仅对环境污染严重，而且对人体健康危害很大，同时在施工、储藏、运输中存在易燃、易爆等安全隐患。

为此人们开发出了一系列的水性金属漆，水性金属漆主要采用了以微皂核／壳乳液聚合、互穿网络聚合新工艺合成的水性树脂，再经适当配方制漆而成，其各项指标均达到或优于国家标准，特别是TVOC指标可为16g／L左右，远远低于国家强制标准规定的200g／L，及欧共体标准规定的50g／L。水性金属漆正朝着绿色、节能、安全、经济高效的方向迈进，向高性能及多功能化方向发展，水性金属漆以其无毒环保、无气味、可挥发物极少、不燃不爆的高安全性等优点，越来越受到市场的欢迎。

与溶剂型金属漆相比，水性金属漆虽有不少优点，但也有一些发展的障碍。比如水性金属漆性能上如附着力等机械性能低仍有不足。现阶段在使用性能上,大多数水性漆的漆膜硬度、耐水性、光泽度等物理性能与油性漆还有明显差距，这主要是与目前产品大多以丙烯酸酯为主要成分有关。传统丙烯酸酯乳液体系虽然环保,但漆膜的耐水性与光泽度难以协调。因为高光泽度需要丙烯酸酯乳液颗粒粒径小而均匀，这需要乳化剂，尤其是离子型乳化剂的大量使用作为保障，但这恰恰导致耐水性下降。因此目前水性金属漆存在附着力等机械性能低、耐水性不好、光泽度不高等缺点，不能达到市场的要求同时也不能普及，而用于制备水性金属漆的合成乳液在一定程度上决定了水性金属漆的以上性能，现有技术中用于制备水性金属漆的合成乳液性能较差，且价格较高，生产工艺复杂，生产条件不易控制，操作不方便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供了一种生产工艺简单，生产条件便于控制，操作方便，利用其制备的水性金属漆机械性能高，耐水性好，光泽度高的用于水性金属漆的合成乳液、和用于水性金属漆的合成乳液制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：用于水性金属漆的合成乳液，是由核单体和壳单体与助剂经核壳乳液聚合制成，其中：

核单体

甲基丙烯酸甲酯                       26～40重量份

丙烯酸丁酯                           17～28重量份；

壳单体

叔碳酸乙烯酯                         10～20重量份

甲基丙烯酸甲酯                       24～32重量份

丙烯酸丁酯                           7～20重量份

丙烯酸                               3～5重量份

丙烯酸羟乙酯                         1～3重量份。

而所述助剂为：

反应性乳化剂                         3～6重量份

质量浓度为2.5％的过硫酸钾水溶液      16～24重量份

多功能助剂NP-95                     0.2～0.5重量份

流平剂2020                          0.2～0.4重量份

去离子水                            260～300重量份。

所述的反应性乳化剂为反应性乳化剂NRS-10和反应型乳化剂M-20S中的至少一种。

用于水性金属漆的合成乳液的制备方法，包括下列步骤：

步骤一、 将26～40重量份甲基丙烯酸甲酯与17～28重量份丙烯酸丁酯混合得核单体；将10～20重量份叔碳酸乙烯酯、24～32重量份甲基丙烯酸甲酯、7～20重量份丙烯酸丁酯、3～5重量份丙烯酸与1～3重量份丙烯酸羟乙酯混合得壳单体；

步骤二、 将260～300重量份去离子水加入到反应器中，加入3～6重量份反应性乳化剂搅拌至完全溶解；取核单体总重量的1/2投入反应器内40±5℃下搅拌20±5分钟，升温至70±5℃，加入16～24重量份质量浓度为2.5％的过硫酸钾水溶液总重量的1/4，升温并控温在80±5℃反应0.9～1.1小时；