一种IBOA改性长效防腐水性丙烯酸涂料及其制备方法与流程

一种iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及涂料技术领域，特别涉及一种iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料及其制备方法。

背景技术：

2.水性丙烯酸涂料价格低廉，具有安全环保、耐老化性优异、合成加工简单等特点，在防水、防火、防腐、防污、隔热保温等功能上有着重要的应用。防腐领域涂料一般在中、轻腐蚀环境中应用，且因丙烯酸树脂自身防腐性不足，涂料制备中以改性树脂为主。
3.现有的水性丙烯酸涂料中，zhongz等人将具有防闪蚀作用的羟基磷酸酯单体引入丙烯酸树脂分子中，制备出耐水性300h，耐盐雾240h的水性丙烯酸涂料；李树华等人通过功能性磷酸酯单体改性丙烯酸树脂，制备所得的水性丙烯酸涂料的漆膜可耐5％nacl溶液30d，冲击强度达50cm，附着力0级，且柔韧性为3mm；fuc等通过偏二氯乙烯单体的引入制备出耐盐雾250h以上的涂料；张爱黎则以自制的有机硅改性环氧丙烯酸乳液为基料制备出耐盐雾600h、耐水1440h的水性防腐涂料。
4.虽然，水性丙烯酸防锈涂料在研究上有重大的突破，但是比起依然在市场上占主导地位的溶剂型防锈涂料来说，其性能还有待提高，主要原因是其线性结构分子链缺少交联点，不能在成膜后形成有效网状结构，耐水性、机械性能以及防腐蚀性能存在一定的缺陷；亲水性基团的残留导致其存在耐水性较差、易闪蚀、耐热性不良、热粘冷脆抗开裂性能差，且容易缩孔缩边等问题。

技术实现要素：

5.为解决上述背景技术中所提到的现有技术的不足：现有的水性丙烯酸防锈涂料存在耐水性较差、防腐蚀性能不佳且容易缩孔缩边等问题。本发明提供的涂料润湿性良好，施工过程中不缩孔缩边，防腐性和耐候性均优异；该涂料在c1～c3腐蚀环境中可以底面合一，能够减少施工程序，提高施工效率。
6.本发明提供一种iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料，其组分包括：iboa改性水性丙烯酸乳液30～50份，水17～25份，成膜助剂1～5份，防锈颜料10～20份，体质填料10～30份，物理屏蔽填料5～15份；
7.其中，由甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯进行第一聚合反应获得聚合产物后，所述聚合产物继续与丙烯酸异冰片酯、丙烯酸丁酯和乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷单体进行第二聚合反应制得所述iboa改性水性丙烯酸乳液。
8.其中，丙烯酸异冰片酯(iboa)的分子结构为：
9.本发明通过改性丙烯酸树脂的制备增加了树脂网络结构与交联点，提高了水性丙
烯酸涂料的交联密度，并提高其附着强度、耐水性以及耐盐雾性；通过丙烯酸异冰片酯(iboa)对树脂的改性增加了水性丙烯酸树脂的硬度，降低了其表面张力，提高其树脂自身润湿性，解决了水性丙烯酸涂料缩孔、缩边的问题，同时通过引入一定的硅氧烷基团提高其耐候性、疏水性，达到底面合一目的。具体地，本发明包括至少以下发明构思：
10.(1)通过设计在结构中引入共用碳链的双五元环、单六元环结构对常见丙烯酸树脂进行改性，解决了水性丙烯酸涂料由于水的张力大，施工中容易发生缩孔、缩边的问题。
11.(2)通过几种软硬单体的协同作用，改性后的树脂使涂层柔韧性和物理机械强度达到了和谐统一。丙烯酸树脂普遍存在热粘冷脆抗开裂性差、固化收缩率大的问题，在涂膜厚度较大时容易发生开裂，本发明通过甲基丙烯酸甲酯、iboa、乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷单体协同作用赋予涂层优异的硬度，其中共用碳链的双五元环、单六元环特殊结构构型非常稳定，赋予涂层优异的硬度和极低的固化收缩率，解决了涂层固化收缩率大易开裂的问题；甲基丙烯酸甲酯、乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷结构赋予涂层一定硬度，其中乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷具有较高的硬度，提高了涂层玻璃化转变温度，解决了涂层热粘的问题，同时该单体固化后具有一定的疏水性，提高了水性丙烯酸涂料的抗玷污性能。而丙烯酸丁酯结构赋予树脂优异的柔韧性，整个树脂结构通过几种单体比例合理控制和特殊结构的改性，形成了有效硬-软相间结构，软树脂在涂层受到外力时可有效吸收能量，达到应力集中与吸收作用，提高了涂层的抗冲击性和柔韧性，解决了涂层冷脆、抗开裂性差的问题。
12.(3)通过树脂结构的改性增加了树脂网络结构与交联点，提高了水性丙烯酸涂料的交联密度，附着强度、耐水性、抗玷污性以及耐盐雾等性能。iboa改性水性丙烯酸树脂与防锈颜料、物理屏蔽填料、配方颜料体积浓度(pvc)协同作用有效提高水性丙烯酸涂料的综合防腐性能，尤其是耐介质性能和耐盐雾性能。传统水性丙烯酸树脂结构多为线性结构，缺少交联点，成膜后无法形成有效网状结构，因此耐水性和机械性能以及防腐蚀性能存在一定的缺陷。本发明改性水性丙烯酸树脂侧链含有si-och3、si-oc2h5基团，可以吸收空气中的水分发生水解和缩聚反应，形成聚硅氧烷，增加了交联点，交联网状结构有效提升，可在聚合物分子之间以及聚合物和基材之间形成偶联型、互穿网络型及交联牢固型等结构，涂膜具有优异的耐水性、耐盐雾性、附着强度等，防锈颜料、物理屏蔽填料进一步阻止延缓了腐蚀介质与基材接触的时间，极大提升涂层的综合防腐性能。si-och3、si-oc2h5聚合形成的聚硅氧烷结构具有优异的疏水性，可有效提高涂层耐水性和抗玷污性能。
13.(4)通过树脂结构设计与配方设计使涂层同时具有优异的防腐性和耐候性，在中低腐蚀环境条件下可作为底面合一涂料使用，施工方便。水性丙烯酸涂料结构为c-c键，涂层耐候性差，在太阳光照射条件下容易链段降解而老化，进一步影响其防腐性能，同时由于水性助剂的亲水作用使得涂层的耐水性较差。本发明合成的丙烯酸树脂中含有一定量的si-o键，可有效吸收紫外线能量提高涂层耐候性与防腐性。同时侧链中iboa聚合物共用碳链的双五元环、单六元环特殊结构可与碳链中的酯键、si-o键形成相互电子作用，降低了羰基的极性与反应活性，提高树脂自身稳定性，需要更高的能量方可破坏树脂链段结构，从而提高了涂层的耐候性与耐介质性(防腐性)。侧链si-o的水解以及其本身的疏水性能有效改善了涂层因亲水性物质存在而导致耐水性差的缺陷。
14.在一些实施例中，所述第一聚合反应中，所述甲基丙烯酸甲酯与所述丙烯酸丁酯
的重量比为(7～9)：(3～5)；
15.所述第二聚合反应中，所述丙烯酸异冰片酯、丙烯酸丁酯与乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷单体的重量比为(3.5～4.5)：(2～4)：(1.0～1.5)。
16.在一些实施例中，按照重量份数计，其组分包括：
17.所述iboa改性水性丙烯酸乳液30～50份，所述水17～25份，所述成膜助剂1～5份、所述防锈颜料10～20份、所述体质填料10～30份、所述物理屏蔽填料5～15份，润湿剂0.1～0.5份，分散剂0.3～1.0份，消泡剂0.1～0.7份，防闪锈剂0.1～1.0份，ph调节剂0.1～0.5份，增稠剂0.5～1.5份。
18.在一些实施例中，所述iboa改性水性丙烯酸乳液的制备过程为：
19.在反应器中加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、水、乳化剂与碱性水溶液并混合均匀；通入保护气体一定时长后，体系开始升温至55～60℃，并滴加引发剂水溶液，当引发剂水溶液全部滴加完毕后，将体系升温至70℃～80℃进行第一聚合反应7～8h；其中，所述甲基丙烯酸甲酯与所述丙烯酸丁酯的重量比为(7～9)：(3～5)；
20.而后，向反应器内滴加丙烯酸异冰片酯，滴加完毕后保温反应3～3.5h；滴加丙烯酸丁酯，滴加完毕后保温反应7～8h；滴加乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷单体和有机混合溶液，滴加完毕后保温反应4～5h；所述丙烯酸异冰片酯、丙烯酸丁酯、乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷单体与有机混合溶液的重量比为(3.5～4.5)：(2～4)：(1.0～1.5)：(4～6)。
21.在一些实施例中，所述引发剂包括过硫酸铵水溶液以及亚硫酸氢钠水溶液，
22.所述乳化剂包括十二烷基硫酸钠以及tween-80。
23.在一些实施例中，所述有机混合溶液由异丙醇与去离子水组成。
24.在一些实施例中，所述防锈颜料为氧化铁红、磷酸锌、纳米复合铁钛粉中的一种或多种组合；
25.所述体质填料为钛白粉、滑石粉、沉钡、云母粉中的一种或多种组合；
26.所述物理屏蔽填料为云母粉、绢云母粉中的一种或或多种组合。
27.在一些实施例中，所述成膜助剂为醇酯十二、dalpad c、dalpad d中的一种或多种组合；
28.所述防闪锈剂为halox515、raybo60、亚硝酸钠、复合防闪锈剂中的一种或多种组合；
29.所述增稠剂为br-125p、wt-204、wt-105a、coapur-2025中的一种或多种组合。
30.在一些实施例中，所述ph调节剂包括dmea、amp-95、codisbuffer g3、氨水中的一种或多种组合；
31.所述润湿剂包括x-405、byk-348、envirogem 360、h-140中的一种或多种组合；
32.所述分散剂包括byk-190、disper5040、ts 200、ed3060中的一种或多种组合；
33.所述消泡剂包括nxz、tego800、tego8030中的一种或多种组合。
34.本发明还提供一种如上所述的iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料的制备方法,其包括以下步骤：
35.s100:将第一部分的水、第一部分的iboa改性水性丙烯酸乳液、成膜助剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、防闪锈剂和ph调节剂于容器中低速分散均匀，得到混合物m；
36.s200:在s100中得到的混合物m中加入防锈颜料、体质填料、物理屏蔽填料，并高速
分散均匀，得到混合物n；
37.s300:在s200中得到的混合物n中加入增稠剂,高速分散至涂料细度≤60μm；
38.s400:加入第二部分的水和第二部分的iboa改性水性丙烯酸乳液，并低速分散均匀，即得所述iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料；
39.其中，第一部分的iboa改性水性丙烯酸乳液与第二部分的iboa改性水性丙烯酸乳液的用量之和为所述iboa改性水性丙烯酸乳液的总用量；所述第一部分的iboa改性水性丙烯酸乳液与第二部分的iboa改性水性丙烯酸乳液的重量比为(15～25)：(15～25)；
40.第一部分的水与第二部分的水的用量之和为所述水的总用量；第一部分的水与第二部分的水的重量比为(15～20)：(2～5)。
41.基于上述，与现有技术相比，本发明提供的iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料，具有以下有益效果：
42.本发明提供的iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料所制得的涂层，其附着强度、耐水性以及耐盐雾性能优异；涂层的润湿性好，解决了现有水性丙烯酸涂料存在的缩孔和缩边的问题；其克服了现有丙烯酸涂料热粘冷脆、易开裂以及易玷污缺陷；同时涂层具有优异的防腐性和耐候性，可做底面合一涂料使用。
43.本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书中所指出的结构和/或组分来实现和获得。
具体实施方式
44.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本发明的限制；应进一步理解，本发明所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本发明中明确如此定义之外。
46.本发明还提供一种iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料的制备方法,其包括以下步骤：
47.(1)加入第一部分的去离子水以及第二部分iboa改性水性丙烯酸乳液，300～700rpm低速搅拌下向分散缸中加入成膜助剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、防闪锈剂、ph调节剂，并在300～700rpm下低速分散5～10min；
48.(2)加入防锈颜料、体质填料、物理屏蔽填料，在1000～1500rpm下高速分散均匀；
49.(3)加入增稠剂，在1000～1500rpm下高速分散至涂料细度≤60μm；
50.(4)加入第二部分的去离子水以及第二部分的iboa改性水性丙烯酸乳液，并在300～700rpm下低速分散5～10min；
51.(5)过滤包装得成品。
52.其中，
53.(1)涂料的具体配方为:
54.所述iboa改性水性丙烯酸乳液30～50份，所述水17～25份，所述成膜助剂1～5份、所述防锈颜料10～20份、所述体质填料10～30份、所述物理屏蔽填料5～15份，润湿剂0.1～0.5份，分散剂0.3～1.0份，消泡剂0.1～0.7份，防闪锈剂0.1～1.0份，ph调节剂0.1～0.5份，增稠剂0.5～1.5份。其中，第一部分的iboa改性水性丙烯酸乳液与第二部分的iboa改性水性丙烯酸乳液的用量之和为所述iboa改性水性丙烯酸乳液的总用量；所述第一部分的iboa改性水性丙烯酸乳液与第二部分的iboa改性水性丙烯酸乳液的重量比为(15～25)：(15～25)；第一部分的水与第二部分的水的用量之和为所述水的总用量；第一部分的水与第二部分的水的重量比为(15～20)：(2～5)。
55.其中，关于iboa改性水性丙烯酸乳液：
56.由甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯进行第一聚合反应获得聚合产物后，所述聚合产物继续与丙烯酸异冰片酯、丙烯酸丁酯和乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷单体进行第二聚合反应制得所述iboa改性水性丙烯酸乳液。
57.本发明还提供一种iboa改性水性丙烯酸乳液的制备方法，具体为：
58.(1)在250ml四口烧瓶中加入7～9g甲基丙烯酸甲酯(ma)，3～5g丙烯酸丁酯(ba)，90～110g去离子水，0.5～0.7g十二烷基硫酸钠(sds)，0.2～0.3gtween-80,5～6g质量分数wt％＝1.5～2％的碳酸氢钠水溶液,搅拌均匀。通入保护气体20～30min后开始升温至55～60℃，用恒压滴液漏斗分别缓慢滴加质量分数为wt％＝4.5～5.0％的过硫酸铵水溶液(引发剂)10.5～11.5g、wt％＝2.0～2.5％的亚硫酸氢钠(引发剂)水溶液9.5～10.5g，滴加时间40～60min；当引发剂水溶液全部滴加完毕后升温至70℃～80℃进行第一聚合反应7～8小时；其中，所述保护气体优选氮气。
59.(2)用恒压滴液漏斗向体系中缓慢滴加3.5～4.5g丙烯酸异冰片酯(iboa)单体，滴加速度以体系保持蓝相为宜，滴加完毕后保温反应3～3.5小时；用恒压滴液漏斗分别向体系中缓慢滴加2～4g丙烯酸丁酯，滴加速度以体系保持蓝相为宜，滴加完毕后保温反应7～8小时；用恒压滴液漏斗分别向体系中缓慢滴加1.0～1.5g乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷单体和4～6g有机混合溶液，滴加速度以体系保持蓝相为宜，滴加完毕后保温反应4～5小时。其中，有机混合溶液由异丙醇与去离子水组成，异丙醇与去离子水的质量比为(8～10)：(0.8～1.5)。
60.本发明还提供以下实施例和对比例的配方(单位：重量份数)，如下表1-2所示：
61.表1
[0062][0063]
表2
[0064]
[0065][0066]
具体地，对于实施例和对比例中的原料组分：
[0067]
实施例1
[0068]
所述成膜助剂为醇酯十二，所述润湿剂为x-405，所述分散剂为byk-190，所述消泡剂为nxz，所述防闪锈剂为halox515，所述ph调节剂为dmea，所述增稠剂为br-125p，所述防锈颜料为氧化铁红，所述体质填料为800目滑石粉、金红石型钛白和800目硅灰石粉，质量比为3:1:2，所述物理屏蔽填料为800目云母粉。
[0069]
所述自制的iboa改性水性丙烯酸乳液为自制，其具体过程为：
[0070]
(1)在250ml四口烧瓶中加入7.0g甲基丙烯酸甲酯(ma)，3.5g丙烯酸丁酯(ba)，90.5g去离子水，0.50g十二烷基硫酸钠(sds)，0.30gtween-80,5.0g质量分数wt％＝2％的碳酸氢钠水溶液,搅拌均匀。通入保护气体20min后开始升温至55℃，用恒压滴液漏斗分别缓慢滴加质量分数为wt％＝5％的过硫酸铵水溶液(引发剂)10.50g、wt％＝2.5％的亚硫酸氢钠(引发剂)水溶液9.50g，滴加时间45min；当引发剂水溶液全部滴加完毕后升温至75℃进行第一聚合反应7.5小时；其中，所述保护气体为氮气。
[0071]
(2)用恒压滴液漏斗向体系中缓慢滴加3.5g丙烯酸异冰片酯(iboa)单体，滴加速度以体系保持蓝相为宜，滴加完毕后保温反应3.5小时；用恒压滴液漏斗分别向体系中缓慢滴加2.0g丙烯酸丁酯，滴加速度以体系保持蓝相为宜，滴加完毕后保温反应7.0小时；用恒压滴液漏斗分别向体系中缓慢滴加1.0g乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷单体和4.0g有机混合溶液，滴加速度以体系保持蓝相为宜，滴加完毕后保温反应4.5小时。其中，有机混合溶液由异丙醇与去离子水组成，异丙醇与去离子水的质量比为9:1。
[0072]
实施例2
[0073]
所述成膜助剂为dalpad c，所述润湿剂为envirogem 360，所述分散剂为disper5040，所述消泡剂为tego800，所述防闪锈剂为raybo60，所述ph调节剂为amp-95，所述增稠剂为wt-204，所述防锈颜料为复合纳米铁钛粉，所述体质填料为金红石型钛白、800目硅灰石粉和800目沉钡，质量比为1:2:1，所述物理屏蔽填料为ga-2绢云母粉。
[0074]
所述自制的iboa改性水性丙烯酸乳液为自制，其具体过程为：
[0075]
(1)在250ml四口烧瓶中加入8.0g甲基丙烯酸甲酯(ma)，4.0g丙烯酸丁酯(ba)，95.0g去离子水，0.60g十二烷基硫酸钠(sds)，0.20gtween-80,5.5g质量分数wt％＝2％的碳酸氢钠水溶液,搅拌均匀。通入保护气体25min后开始升温至60℃，用恒压滴液漏斗分别缓慢滴加质量分数为wt％＝5％的过硫酸铵水溶液(引发剂)10.5g、wt％＝2.5％的亚硫酸氢钠(引发剂)水溶液10.0g，滴加时间50min；当引发剂水溶液全部滴加完毕后升温至70℃第一聚合反应8小时；其中，所述保护气体为氮气。
[0076]
(2)用恒压滴液漏斗向体系中缓慢滴加4.0g丙烯酸异冰片酯(iboa)单体，滴加速度以体系保持蓝相为宜，滴加完毕后保温反应3.5小时；用恒压滴液漏斗分别向体系中缓慢滴加2.5g丙烯酸丁酯，滴加速度以体系保持蓝相为宜，滴加完毕后保温反应7.5小时；用恒压滴液漏斗分别向体系中缓慢滴加1.2g乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷单体和5.0g有机混合溶液，滴加速度以体系保持蓝相为宜，滴加完毕后保温反应4.0小时。其中，有机混合溶液由异丙醇与去离子水组成，异丙醇与去离子水的质量比为9:1。
[0077]
实施例3
[0078]
所述iboa改性水性丙烯酸乳液为自制，所述成膜助剂为dalpad d，所述润湿剂为h-140，所述分散剂为ts200，所述消泡剂为tego8030，所述防闪锈剂为苯并三氮唑、钼酸铵和苯甲酸铵(质量比1:3:3)组成的复合防闪锈剂，所述ph调节剂为codisbuffer g3，所述增稠剂为质量比wt-105a：coapur-2025＝1:1的复合增稠剂，所述防锈颜料为磷酸锌，所述体质填料为金红石型钛白、和800目滑石粉，质量比为1:3，所述物理屏蔽填料为200目玻璃鳞片。
[0079]
所述自制的iboa改性水性丙烯酸乳液为自制，其具体过程为：
[0080]
(1)在250ml四口烧瓶中加入9.0g甲基丙烯酸甲酯(ma)，5.0g丙烯酸丁酯(ba)，110g去离子水，0.65g十二烷基硫酸钠(sds)，0.15gtween-80,6.0g质量分数wt％＝2％的碳酸氢钠水溶液,搅拌均匀。通入保护气体30min后开始升温至60℃，用恒压滴液漏斗分别缓慢滴加质量分数为wt％＝5％的过硫酸铵水溶液(引发剂)11.5g、wt％＝2.5％的亚硫酸氢钠(引发剂)水溶液9.5g，滴加时间60min；当引发剂水溶液全部滴加完毕后升温至80℃第一聚合反应7.0小时；其中，所述保护气体为氮气。
[0081]
(2)用恒压滴液漏斗向体系中缓慢滴加4.5g丙烯酸异冰片酯(iboa)单体，滴加速度以体系保持蓝相为宜，滴加完毕后保温反应3.5小时；用恒压滴液漏斗分别向体系中缓慢滴加2.0g丙烯酸丁酯，滴加速度以体系保持蓝相为宜，滴加完毕后保温反应8.0小时；用恒压滴液漏斗分别向体系中缓慢滴加1.5g乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷单体和6.0g有机混合溶液，滴加速度以体系保持蓝相为宜，滴加完毕后保温反应5.0小时。其中，有机混合溶液由异丙醇与去离子水组成，异丙醇与去离子水的质量比为9:1。
[0082]
对比例1-6中：
[0083]
对比例1-6的原料种类选择与实施例1一致；其中，iboa改性水性丙烯酸乳液a与实施例1中自制的iboa改性水性丙烯酸乳液的区别仅在于：iboa改性水性丙烯酸乳液a的制备过程中，在第一聚合反应过程中未添加单体丙烯酸丁酯ba；
[0084]
iboa改性水性丙烯酸乳液b与实施例1中自制的iboa改性水性丙烯酸乳液的区别仅在于：iboa改性水性丙烯酸乳液b的制备过程中，未添加单体iboa参与反应；
[0085]
iboa改性水性丙烯酸乳液c与实施例1中自制的iboa改性水性丙烯酸乳液的区别仅在于：iboa改性水性丙烯酸乳液c的制备过程中，未添加单体乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷参与反应；
[0086]
市售水性丙烯酸乳液牌号为hg-54c。
[0087]
按照表1中配方，实施例1-3和对比例1-6的具体制备过程为：
[0088]
(1)加入第一部分的去离子水以及第二部分的丙烯酸乳液(根据表1-2配方，选择自制的iboa改性水性丙烯酸乳液或iboa改性水性丙烯酸乳液a或iboa改性水性丙烯酸乳液b或iboa改性水性丙烯酸乳液c或市售丙烯酸乳液)，500rpm低速搅拌下向分散缸中加入成膜助剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、防闪锈剂、ph调节剂，并在500rpm下低速分散8min；
[0089]
(2)加入防锈颜料、体质填料、物理屏蔽填料，在1300rpm下高速分散均匀；
[0090]
(3)加入增稠剂，在1300rpm下高速分散至涂料细度≤60μm；
[0091]
(4)加入第二部分的去离子水以及第二部分的丙烯酸乳液(根据表1-2配方，选择自制的iboa改性水性丙烯酸乳液或iboa改性水性丙烯酸乳液a或iboa改性水性丙烯酸乳液b或iboa改性水性丙烯酸乳液c或市售丙烯酸乳液)，500rpm下低速分散8min；
[0092]
(5)过滤包装得成品。
[0093]
对比例7：
[0094]
现有市售广州集泰公司生产的水性聚氨酯涂料，牌号为jt-433m水性脂肪族聚氨酯面漆。
[0095]
将上述实施例制得的产物以及对比例制得的产物，进行以下性能测试并得出其测试结果，如下表3-4所示：
[0096]
表3实施例和对比例性能数据
[0097][0098]
表4实施例和对比例性能数据
[0099][0100]
其中，附着力等级数值越小，则其附着力越强。
[0101]
分析上述测试结果，可知：
[0102]
从实施例1～3和对比例4可以看出：本发明所制备的iboa改性水性丙烯酸涂料具有优异的附着力、耐水性以及耐盐雾性；其硬度高，柔韧性足，抗开裂性，润湿性好(薄涂无明显缩孔缩边)，抗玷污性好以及耐候性好。
[0103]
从实施例1～3和对比例7可以看出：本发明所制得的涂料的涂层具有与现有的水
性聚氨酯涂层相当的耐候性能，可做底面合一涂料使用；
[0104]
从实施例1～3和对比例1可以看出：本发明所制得的涂料中引入丙烯酸丁酯ba聚合物链段，可以有效改善涂层柔韧性和抗开裂性，从而提升涂层的综合性能；
[0105]
从实施例1～3和对比例2可以看：本发明所制得的涂料中引入iboa聚合物链段可以有效改善涂层润湿性、硬度、抗玷污性、附着力以及防腐性，同时对涂层的耐候性有一定提升作用，iboa和ba的协同作用可使涂层兼顾柔韧性和硬度，并提高涂层防腐性和施工性；
[0106]
从实施例1～3和对比例3可以看出：本发明所制得的涂料中引入乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷聚合物链段能明显提升涂层耐候性、防腐性、抗玷污性，同时对涂层的附着力、硬度有一定的提升作用；
[0107]
从实施例1～3和对比例5～6可以看出：本发明所制得的涂料中iboa改性水性丙烯酸树脂与防锈颜料、物理屏蔽填料的协同作用可有效提升涂层的综合性能。
[0108]
综上所述，在不同结构特点单体共聚和所制备的iboa改性水性丙烯酸树脂乳液以及填料等协同作用下涂层方可具有优异的综合性能，缺少其中的某一个组分其综合性能中的某几个性能将发生明显的下降，可见本发明的发明效果是在各个原材料协同作用下才实现的，而非简单的原材料叠加实现，具有创造性。
[0109]
总结本发明提供的iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料的性能结果，其具有以下有益效果：
[0110]
(1)本发明提供的iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料中，通过树脂改性增加了涂料网络结构与交联点，交联密度高，使得涂层附着强度、耐水性以及耐盐雾等性能优异；
[0111]
(2)本发明提供的iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料中，共用碳链结构的双五元环、但六元使得涂层具有高硬度和低表面张力，使得涂层的润湿性好，解决了现有水性丙烯酸涂料存在的缩孔和缩边的问题；
[0112]
(3)本发明提供的iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料中，iboa以及乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷侧链结构提供了涂层优异的硬度、高玻璃环转变温度、良好疏水性以及极低的固化收缩率，丙烯酸丁酯提供涂层优异应力吸收作用，这几者协同作用解决了现有的丙烯酸涂料热粘冷脆、易开裂以及易玷污问题；
[0113]
(4)本发明提供的iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料中，树脂结构设计与配方设计的协同作用，使涂层同时具有优异的防腐性和耐候性，可做底面合一涂料使用。
[0114]
需要说明的是：
[0115]
除了上述具体实施例体现的实际选择外，本发明提供的水性丙烯酸涂料的组分中，所述iboa改性水性丙烯酸乳液30～50份，所述水17～25份，所述成膜助剂1～5份、所述防锈颜料10～20份、所述体质填料10～30份、所述物理屏蔽填料5～15份，润湿剂0.1～0.5份，分散剂0.3～1.0份，消泡剂0.1～0.7份，防闪锈剂0.1～1.0份，ph调节剂0.1～0.5份，增稠剂0.5～1.5份。本发明方案在上述配方内均可行，包括但不限于上述实施例方案；
[0116]
除了上述具体实施例体现的实际选择外，优选地，所述防锈颜料可选用氧化铁红、磷酸锌、纳米复合铁钛粉中的一种或多种组合，包括但不限于上述实施例方案；
[0117]
除了上述具体实施例体现的实际选择外，优选地，所述体质填料可选用钛白粉、滑石粉、沉钡、云母粉中的一种或多种组合，包括但不限于上述实施例方案；
[0118]
除了上述具体实施例体现的实际选择外，优选地，所述物理屏蔽填料可选用云母
粉、绢云母粉中的一种或或多种组合，包括但不限于上述实施例方案；
[0119]
除了上述具体实施例体现的实际选择外，优选地，所述成膜助剂可选用醇酯十二、dalpadc(主要成分为三丙二醇正丁醚)、dalpad d(主要成分为二丙二醇正丁醚)中的一种或多种组合，包括但不限于上述实施例方案；
[0120]
除了上述具体实施例体现的实际选择外，优选地，所述防闪锈剂可选用halox515、raybo60、亚硝酸钠、复合防闪锈剂(例如苯并三氮唑、钼酸铵和苯甲酸铵复合)中的一种或多种组合，包括但不限于上述实施例方案；
[0121]
除了上述具体实施例体现的实际选择外，优选地，所述增稠剂可选用br-125p、wt-204、wt-105a、coapur-2025中的一种或多种组合，包括但不限于上述实施例方案；
[0122]
除了上述具体实施例体现的实际选择外，优选地，所述ph调节剂可选用dmea、amp-95、codisbuffer g3、氨水中的一种或多种组合，包括但不限于上述实施例方案；
[0123]
除了上述具体实施例体现的实际选择外，优选地，所述润湿剂可选用x-405、byk-348、envirogem 360、h-140中的一种或多种组合，包括但不限于上述实施例方案；
[0124]
除了上述具体实施例体现的实际选择外，优选地，所述分散剂可选用byk-190、disper5040、ts 200、ed3060中的一种或多种组合，包括但不限于上述实施例方案；
[0125]
除了上述具体实施例体现的实际选择外，优选地，所述消泡剂可选用nxz、tego800、tego8030中的一种或多种组合，包括但不限于上述实施例方案。
[0126]
上述实施例中的具体参数或一些常用试剂，为本发明构思下的具体实施例或优选实施例，而非对其限制；本领域技术人员在本发明构思及保护范围内，可以进行适应性调整。
[0127]
此外，若无特殊说明，所采用的原料也可以为本领域常规市售产品、或者由本领域常规方法制备得到。
[0128]
另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
[0129]
尽管本文中较多的使用了诸如iboa改性水性丙烯酸乳液、成膜助剂、体质填料等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的；本发明实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0130]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：

1.一种iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料，其特征在于，按重量份计，其组分包括：iboa改性水性丙烯酸乳液30～50份，水17～25份，成膜助剂1～5份，防锈颜料10～20份，体质填料10～30份，物理屏蔽填料5～15份；其中，由甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯进行第一聚合反应获得聚合产物后，所述聚合产物继续与丙烯酸异冰片酯、丙烯酸丁酯和乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷单体进行第二聚合反应制得所述iboa改性水性丙烯酸乳液。2.根据权利要求1所述的iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料，其特征在于：所述第一聚合反应中，所述甲基丙烯酸甲酯与所述丙烯酸丁酯的重量比为(7～9)：(3～5)；所述第二聚合反应中，所述丙烯酸异冰片酯、丙烯酸丁酯与乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷单体的重量比为(3.5～4.5)：(2～4)：(1.0～1.5)。3.根据权利要求1所述的iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料，其特征在于，按照重量份数计，其组分包括：所述iboa改性水性丙烯酸乳液30～50份，所述水17～25份，所述成膜助剂1～5份、所述防锈颜料10～20份、所述体质填料10～30份、所述物理屏蔽填料5～15份，润湿剂0.1～0.5份，分散剂0.3～1.0份，消泡剂0.1～0.7份，防闪锈剂0.1～1.0份，ph调节剂0.1～0.5份，增稠剂0.5～1.5份。4.根据权利要求1所述的iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述iboa改性水性丙烯酸乳液的制备过程为：在反应器中加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、水、乳化剂与碱性水溶液并混合均匀；通入保护气体一定时长后，体系开始升温至55～60℃，并滴加引发剂水溶液，当引发剂水溶液全部滴加完毕后，将体系升温至70℃～80℃进行第一聚合反应7～8h；其中，所述甲基丙烯酸甲酯与所述丙烯酸丁酯的重量比为(7～9)：(3～5)；而后，向反应器内滴加丙烯酸异冰片酯，滴加完毕后保温反应3～3.5h；滴加丙烯酸丁酯，滴加完毕后保温反应7～8h；滴加乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷单体和有机混合溶液，滴加完毕后保温反应4～5h；所述丙烯酸异冰片酯、丙烯酸丁酯、乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷单体与有机混合溶液的重量比为(3.5～4.5)：(2～4)：(1.0～1.5)：(4～6)。5.根据权利要求4所述的iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料，其特征在于：所述引发剂包括过硫酸铵水溶液以及亚硫酸氢钠水溶液，所述乳化剂包括十二烷基硫酸钠以及tween-80。6.根据权利要求4所述的iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料，其特征在于：所述有机混合溶液由异丙醇与去离子水组成。7.根据权利要求1所述的iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料，其特征在于：所述防锈颜料为氧化铁红、磷酸锌、纳米复合铁钛粉中的一种或多种组合；所述体质填料为钛白粉、滑石粉、沉钡、云母粉中的一种或多种组合；所述物理屏蔽填料为云母粉、绢云母粉中的一种或或多种组合。8.根据权利要求3所述的iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料，其特征在于：所述成膜助剂为醇酯十二、dalpad c、dalpad d中的一种或多种组合；所述防闪锈剂为halox515、raybo60、亚硝酸钠、复合防闪锈剂中的一种或多种组合；所述增稠剂为br-125p、wt-204、wt-105a、coapur-2025中的一种或多种组合。
9.根据权利要求3所述的iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料，其特征在于：所述ph调节剂包括dmea、amp-95、codisbuffer g3、氨水中的一种或多种组合；所述润湿剂包括x-405、byk-348、envirogem 360、h-140中的一种或多种组合；所述分散剂包括byk-190、disper5040、ts 200、ed3060中的一种或多种组合；所述消泡剂包括nxz、tego800、tego8030中的一种或多种组合。10.一种根据权利要求1-9任一项所述的iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料的制备方法,其特征在于，包括以下步骤：s100:将第一部分的水、第一部分的iboa改性水性丙烯酸乳液、成膜助剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、防闪锈剂和ph调节剂于容器中低速分散均匀，得到混合物m；s200:在s100中得到的混合物m中加入防锈颜料、体质填料、物理屏蔽填料，并高速分散均匀，得到混合物n；s300:在s200中得到的混合物n中加入增稠剂,高速分散至涂料细度≤60μm；s400:加入第二部分的水和第二部分的iboa改性水性丙烯酸乳液，并低速分散均匀，即得所述iboa改性长效防腐水性丙烯酸涂料；其中，第一部分的iboa改性水性丙烯酸乳液与第二部分的iboa改性水性丙烯酸乳液的用量之和为所述iboa改性水性丙烯酸乳液的总用量；所述第一部分的iboa改性水性丙烯酸乳液与第二部分的iboa改性水性丙烯酸乳液的重量比为(15～25)：(15～25)；第一部分的水与第二部分的水的用量之和为所述水的总用量；第一部分的水与第二部分的水的重量比为(15～20)：(2～5)。

技术总结

本发明涉及涂料技术领域，特别涉及一种IBOA改性长效防腐水性丙烯酸涂料及其制备方法。该涂料的组分包括：IBOA改性水性丙烯酸乳液30～50份，水17～25份，成膜助剂1～5份，防锈颜料10～20份，体质填料10～30份，物理屏蔽填料5～15份；其中，由甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯进行第一聚合反应获得聚合产物后，聚合产物继续与丙烯酸异冰片酯、丙烯酸丁酯和乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷单体进行第二聚合反应制得IBOA改性水性丙烯酸乳液。本发明提供的涂料润湿性良好，施工过程中不缩孔缩边，防腐性和耐候性均优异；该涂料在C1～C3腐蚀环境中可以底面合一，能够减少施工程序，提高施工效率。效率。