[发明专利]一种水性环保涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种水性环保涂料及其制备方法，属于涂料领域。本发明水性环保涂料以有机硅改性丙烯酸胶乳为主要成分，配合无机填料和其他助剂制备而成。以烷基化改性的碳纳米管和纳米二氧化硅为无机填料，碳纳米管和纳米二氧化硅的联合使用，可以形成点和线的协同增强，涂层很薄的时候就能形成均匀光洁的膜经过烷基化改性的碳纳米管和纳米二氧化硅可以有效避免填料的团聚，有效提高了无机填料在涂料树脂中的分散性。烷基化改性填料同时具有消泡剂的作用，所以本发明水性环保涂料无须添加其他消泡剂。本发明制备的水性环保涂料具有优异的力学性能、附着力，亲水性和耐水性。其制备方法简单可行、稳定性好、重复性好，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种涂料的制备方法，具体涉及一种水性环保涂料及其制备方法，属于涂料领域。

背景技术

涂料是一种用途广泛的用于涂覆在各种基材表面的高分子材料。涂料一个重要功能为保护作用，有机涂料涂覆在金属表面，可以隔绝其跟氧气和水的接触，进而保护金属免受各种损害和侵蚀。涂料在指示标志方面也有重大作用，公路上不同醒目的标志牌和道路分隔线，工厂中各种不同颜色的管道和设备，都是通过涂料的颜色不同来表示不同的功能和作用。涂料发展至今，种类繁多，通常从溶剂上进行分类可以分成有溶剂涂料和无溶剂涂料，前者又可以分成溶剂型涂料和水性涂料。溶剂型涂料中含有大量的 VOC，在涂料固化成膜时，溶剂挥发到空气中既污染环境、影响人类健康，随着国家对化工行业越来越高的环保要求，人们逐渐意识到涂料中的有机溶剂会对大自然造成不可逆转的伤害。故开发使用水性涂料，更符合社会可持续发展和人类健康成长的要求。

按照水性涂料中成膜物的不同可以分成水性丙烯酸涂料、水性环氧树脂涂料、水性聚氨酯涂料和水性醇酸树脂涂料等。丙烯酸树脂因其良好的保光保色性、耐候性、防腐性和成膜性，生产和施工方便简单，对环境无污染，故而在水性涂料中应用得比较多，是涂料和胶黏剂行业研究的热点之一。但是，上述涂料对于基材的装饰性仍然较差，且附着力不能达到很高的要求，限制了其进一步地的应用。因此，有必要发明一种性能良好的水性环保涂料及其制备方法。

发明内容

本发明为解决现有技术的不足，提供了一种水性环保涂料，具有具有优异的力学性能、附着力，亲水性和耐水性。本发明的水性环保涂料由以下重量份的原料制得：

有机硅改性丙烯酸胶乳 50~70份；

烷基化改性填料 20~35份；

流平剂 10~20份；

水 20~30份。

其中所述的有机硅改性丙烯酸胶乳为丙烯酸甲酯、丙烯酰吗啉、丙烯酸羟乙酯和乙烯基三甲氧基硅烷四元共聚物胶乳，分子量4000~10000。

其中所述的有机硅改性丙烯酸胶乳由下述步骤制得：

向反应釜中依次加入十二烷基硫酸钠，烯丙基辛基酚聚氧乙烯醚，用去离子水充分溶解，边搅拌边缓慢加入单体混合液（单体混合液包括丙烯酸甲酯、丙烯酰吗啉、丙烯酸羟乙酯和乙烯基三甲氧基硅烷），充分搅拌得预乳液。取总重量份1~2%的3~5wt%的硫酸铵水溶液缓慢加入到上述预乳液中，控制速度于1~1.5h内加料完毕。而后将体系温度升至80~85℃，反应4~5.5h后得到有机硅改性丙烯酸胶乳。

优选的，所述的十二烷基硫酸钠、烯丙基辛基酚聚氧乙烯醚、去离子水质量比为1:1~1.2:3~6。

优选的，所述的丙烯酸甲酯、丙烯酰吗啉、丙烯酸羟乙酯和乙烯基三甲氧基硅烷摩尔比为2:1:1:1。

优选的，所述的十二烷基硫酸钠：丙烯酸甲酯的摩尔比为1:0.3~0.5。

其中所述的烷基化改性填料为烷基化碳纳米管和烷基化纳米二氧化硅的混合物。