[发明专利]环保型气干水性防腐涂料

说明书

技术领域

本发明涉及防腐涂料领域，具体涉及一种环保型气干水性防腐涂料的制备方法。

背景技术

醇酸树脂以其不可替代的优良特性，在传统涂料领域一直占有相当大的比重。随着人们环保意识的不断增强及国家环保法规的日益严格，开发能够替代溶剂型醇酸树脂漆的水性醇酸漆一直是涂料行业的一大努力方向。水性醇酸漆研发的关键在于水性醇酸树脂的研发。这其中经历了以下三个阶段：第一阶段是用乳化剂将溶剂型醇酸树脂乳化。这一方法由于外加乳化剂的影响，存在漆膜耐水性差、乳液稳定性不好、成膜性及装饰性差等诸多弊端。第二阶段是将一些亲水性基团如聚醚链段、羧基等引入醇酸分子中，在助溶剂帮助下分散于碱性水溶液中形成水溶性醇酸树脂。该方法存在涂料粘度高、漆膜耐水性差、有机溶剂含量高等缺点。

正是因为以上两种方法存在着本身无法克服的弊端，人们现正致力于第三代水性醇酸的研制，即核－壳结构自乳化的丙烯酸改性醇酸树脂乳液。该乳液由于不含外加乳化剂，克服了外加乳化剂所导致的稳定性差，漆膜耐水性差等缺点；又因其为核－壳结构乳液，不需外加助溶剂且树脂的整体酸值很低，克服了第二代醇酸树脂VOC含量高，漆膜耐水性不理想的缺点。中国专利(申请号:200710040788)以反应性非迁移表面活性剂代替传统非反应性表面活性剂制备核壳结构丙烯酸改性醇酸树脂乳液。得到的乳液既克服了贮存稳定性差、成膜性和漆膜装饰性差，表面活性剂迁移导致的耐水性不好等缺点。其技术路线为首先制备丙烯酸预聚物，再以此预聚物与植物油和多元醇醇解产物、一元酸、二元酸酯化制备丙烯酸改性醇酸树脂，工艺较为复杂，实际生产中酯化终点也较难控制。美国专利US0152830将丙烯酸单体通过游离基聚合接枝到不饱和脂肪酸上,形成丙烯酸接枝脂肪酸,然后与端羟基的醇酸反应,而形成一种缩合型的丙烯酸改性醇酸聚合物。这种聚合物的丙烯酸部分的羧基与胺中和,使壳部分具有亲水性,而醇酸部分仍然保持憎水性。这类发明的优点是乳液机械稳定性高，可以与颜填料共同研磨，简化了制漆工艺。涂料施工性能、湿膜流平性较好，漆膜机械强度较高。缺点一是丙烯酸和醇酸之间以酯键连接，储存稳定性不理想。二是乳液粒径较大，漆膜光泽偏低。中国专利(申请号:01107900.2)以丙烯酸类单体与桐油酸封端的气干型醇酸树脂接枝制备丙烯酸改性醇酸树脂，将该树脂在含有挥发性中和剂的水溶液中分散自乳化得到核壳结构丙烯酸改性醇酸树脂乳液。以该乳液为基料制备的水性醇酸磁漆可以达到与传统醇酸漆相近的装饰性和防护性能。但由于桐油酸有一定的阻聚作用，导致自由基聚合阶段反应时间较长，残余单体偏多，产品气味较大。为解决上述现有技术中存在的问题，本发明以部分不饱和二元酸代替饱和二元酸与植物油多元醇醇解物酯化制备醇酸树脂，再与丙烯酸和乙烯类单体进行自由基接枝共聚。共聚树脂用有机胺或氨水中和，加水分散得核壳结构乳液。本工艺中丙烯酸和乙烯类单体在不饱和二元酸的双键上进行接枝共聚，接枝效率高、阻聚效应小，丙烯酸共聚物和醇酸树脂链段为C-C连接，不会发生水解。共聚物加入中和剂和水自乳化后得到机械稳定性和贮存稳定性高、粒径均匀、外观细腻的乳液。以此乳液为基料与颜填料、助剂、水等配合制成水性防腐涂料，其VOC含量低，对环境污染小，无火灾和安全隐患。其施工性能、干燥速度、漆膜物理机械性能、防腐性能、装饰性均达到气干性溶剂型醇酸防腐涂料的水平。

发明内容

气干水性树脂乳液合成：

首先制备醇酸树脂：植物油与多元醇在高温和催化剂存在下醇解，达终点后先后加入饱和二元酸和不饱和二元酸(USDA)进行酯化，一定温度下保温反应至一定酸值和粘度后，降温，滴加预定酸值的丙烯酸酯类和乙烯类混合单体(含有引发剂)与助溶剂的混合溶液，保温反应一段时间。单体充分反应后降温，加入含有中和剂的碱性水溶液中搅拌自乳化，则含有羧基的丙烯酸链段由于阴离子电荷斥力作用迁移到乳胶粒表层成为乳胶粒的壳，疏水的醇酸树脂聚合物处于中心成为乳胶粒的核，制得以醇酸树脂为核，以丙烯酸和乙烯类单体共聚物为壳的气干水性树脂乳液。