一种环氧改性超哑光丙烯酸涂料的制备方法

摘要

本发明公开了一种环氧改性超哑光丙烯酸涂料的制备方法，具体由环氧改性超哑光丙烯酸乳液和色浆按照比例配制而成。本发明的涂料产品储存稳定性好，该涂料经电泳涂装后，具备优异的物理机械性能、耐化学品性、耐盐雾性和耐光老化性，能够通过长达一千小时的人工加速老化试验和人工加速耐盐雾试验，适用于耐化学性及超低光泽要求的工件表面的保护和涂装。

权利要求

1.一种环氧改性超哑光丙烯酸涂料的制备方法，其特征在于，由环氧改性超哑光丙烯酸乳液和色浆按照4:1的比例配制而成，其中，按重量份数计，环氧改性超哑光丙烯酸乳液由41‑46份环氧改性超哑光丙烯酸树脂与16‑19份封闭型脂肪族异氰酸酯混合后，加入中和剂并调节pH值为5.6‑6.2，再加入12‑14份中间乳液和

40.2‑46份去离子水，搅拌均匀获得；

环氧改性超哑光丙烯酸树脂的制备步骤包括：取5‑9份甲基丙烯酸缩水甘油酯、10‑12份甲基丙烯酸羟乙酯、10‑13份甲基丙烯酸甲酯、10‑11份丙烯酸异辛酯、7‑9份甲基丙烯酸十三氟辛酯、1‑2份硅烷偶联剂、9‑12份苯乙烯、3‑4份过氧化苯甲酰混合均匀待用，作为混合液A；取0.5‑1份过氧化苯甲酰和2‑3份醋酸丁酯混合均匀待用，作为混合液B；取8‑19份甲基异丁基酮、9‑15份乙二醇丁醚和5‑7份E44环氧树脂加入反应容器中，通氮气升温后，依次滴加混合液A和混合液B，降温后，滴加4‑5份甲基二乙醇胺，反应后升温胺化，胺化结束后得到环氧改性超哑光丙烯酸树脂；

中间乳液的制备步骤包括：将0.05‑0.1份VA‑061、35‑40份去离子水和0.8‑1.0份十六烷基三甲基氯化铵混合制得混合液C；将7‑9份苯乙烯、5‑7份甲基丙烯酸甲酯、17‑20份丙烯酸正丁酯、2‑3份甲基丙烯酸羟乙酯和2‑3份丙烯酸混合得到混合液D；将0.01‑0.02份VA‑

061、0.01‑0.02份醋酸、0.8‑1.0份十六烷基三甲基氯化铵、20‑25份去离子水混合得到混合液E，将混合液D加入到C中搅拌后，取3%的C、D混合液加入混合液E中搅拌，之后滴加剩余的

97%C、D混合液，滴加结束后保温存放，最后降温出料获得中间乳液；

色浆由15‑18份丙烯酸研磨树脂、1‑2份表面活性剂和42‑50份去离子水混匀后，加入

34‑36份颜填料，研磨后获得。

2.根据权利要求1所述环氧改性超哑光丙烯酸涂料的制备方法，其特征在于，按重量份数计，封闭型脂肪族异氰酸酯的配方如下：20‑30份甲基异丁基酮，38‑42份六亚甲基二异氰酸酯和32‑38份正丁醇。

3.根据权利要求2所述环氧改性超哑光丙烯酸涂料的制备方法，其特征在于，封闭型脂肪族异氰酸酯的制备步骤包括：按配方量将甲基异丁基酮和六亚甲基二异氰酸酯加入反应容器中，通氮气升温，滴加正丁醇，保温存放后，降温出料，获得封闭型脂肪族异氰酸酯。

4.根据权利要求1所述环氧改性超哑光丙烯酸涂料的制备方法，其特征在于，中和剂为醋酸或乳酸。

5.根据权利要求1所述环氧改性超哑光丙烯酸涂料的制备方法，其特征在于，丙烯酸研磨树脂为具有梳型结构的含有锚固基团的树脂，表面活性剂为非烷基酚类表面活性剂。

6.根据权利要求1所述环氧改性超哑光丙烯酸涂料的制备方法，其特征在于，所述颜填料为钛白粉、炭黑、氧化铁红PR‑101、酞菁蓝PB‑15、颜料黄、高岭土中的任意一种或两种以上的混合物。

说明书

一种环氧改性超哑光丙烯酸涂料的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种环氧改性超哑光丙烯酸涂料的制备方法。

背景技术

[0002] 低碳环保是现今社会都在追求潮流，水性涂料及其产品符合低碳环保的要求所以发展潜力巨大。与传统溶剂型涂料相比，水性涂料具有环保和性能优异等特点，成为涂料工
业的发展主流。现有的丙烯酸涂料的涂层，其不足之处是耐盐雾性能和耐光老化性能不佳，
现有技术对涂料涂层的检测试验标准较低，人工加速盐雾试验一般只有3OOh，人工加速耐
光老化试验一般只有500h，在更长时间的试验中，一般的涂料涂层往往难以取得令人满意
的结果。另外一般涂料涂层的光泽度高达70°左右，而实际某些使用场景需要涂料涂层为哑
光状态，一般涂料难以适用。

发明内容

[0003] 针对上述问题，本发明提供一种环氧改性超哑光丙烯酸涂料及其制备方法。

[0004] 本发明采用如下技术方案：

[0005] 使用环氧改性超哑光丙烯酸乳液和色浆按照4:1的比例配制而成，其中，

[0006] 环氧改性超哑光丙烯酸乳液由环氧改性超哑光丙烯酸树脂与封闭型脂肪族异氰酸酯混合后，加入中和剂、中间乳液和去离子水制成；

[0007] 色浆由丙烯酸研磨树脂、表面活性剂和去离子水混匀，加入颜填料后研磨制得。

[0008] 在一些实施方式中，按重量份数计，环氧改性超哑光丙烯酸乳液由34‑40份环氧改性超哑光丙烯酸树脂与15‑17份封闭型脂肪族异氰酸酯混合后，加入中和剂并调节PH值为
5.6‑6.2，再加入12‑14份中间乳液和22‑38份去离子水，搅拌均匀获得；

[0009] 色浆由15‑18份丙烯酸研磨树脂、1‑2份表面活性剂和42‑50份去离子水混匀后，加入34‑38份颜填料，研磨后获得。

[0010] 在一些实施方式中，按重量份数计，氧改性超哑光丙烯酸树脂的配方如下：8‑19份甲基异丁基酮，9‑15份乙二醇丁醚，5‑7份E44环氧树脂，5‑9份甲基丙烯酸缩水甘油酯，10‑
12份甲基丙烯酸羟乙酯，10‑13份甲基丙烯酸甲酯，10‑11份丙烯酸异辛酯，7‑9份甲基丙烯
酸十三氟辛酯，9‑12份苯乙烯，3‑4份过氧化苯甲酰，2‑3份醋酸丁酯，0.5‑1份偶过氧化苯甲
酰，4‑5份甲基二乙醇胺和1‑2份硅烷偶联剂。

[0011] 环氧改性超哑光丙烯酸树脂的制备步骤包括：按配方量将甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、硅烷偶联
剂、苯乙烯、过氧化苯甲酰混合均匀待用，作为混合液A；按配方量将偶过氧化苯甲酰和醋酸
丁酯混合均匀待用，作为混合液B；按配方量将甲基异丁基酮、乙二醇丁醚和E44环氧树脂加
入反应容器中，通氮气升温后，依次滴加混合液A和混合液B，降温后，按配方量滴加甲基二
乙醇胺，反应后升温胺化，胺化结束后得到环氧改性丙烯酸树脂。

[0012] 采用该实施方式的有益效果是，利用环氧改性超哑光丙烯酸树脂中的各组分的分子量较大的优势来降低漆膜光泽度及磨砂感，制备过程采用乳液聚合的方式来增大其分子
量，乳液聚合的优势是在保证粘度的情况下可以把分子量做到足够大，常规的溶液聚合是
无法达到几十万甚至上百万分子量的，通过乳液组分分子量的合理设计来有效的降低漆膜
的光泽度及外观流平，同时大分子量成膜物质在烘烤固话的过程中可以降低其流动速度，
从而大大提升了其边缘覆盖性及耐腐蚀性能。

[0013] 在一些实施方式中，按重量份数计，封闭型脂肪族异氰酸酯的配方如下：20‑30份甲基异丁基酮，38‑42份六亚甲基二异氰酸酯和32‑38份正丁醇。

[0014] 封闭型脂肪族异氰酸酯的制备步骤包括：按配方量将甲基异丁基酮和六亚甲基二异氰酸酯加入反应容器中，通氮气升温，滴加正丁醇，保温存放后，降温出料，获得封闭型脂
肪族异氰酸酯。

[0015] 采用该实施方式的有益效果是，选择封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂，可以提高涂料的耐候性，同时达到合适的烘烤温度解封出异氰酸酯与树脂中的活性氢反应交联固化。

[0016] 在一些实施方式中，按重量份数计，中间乳液的制备步骤包括：将0.05‑0.1份水性乳化剂VA‑061、35‑40份去离子水和0.8‑1.0份十六烷基三甲基氯化铵混合制得混合液C；将
7‑9份苯乙烯、5‑7份甲基丙烯酸甲酯、17‑20份丙烯酸正丁酯、2‑3份甲基丙烯酸羟乙酯和2‑
3份丙烯酸混合得到混合液D；将0.01‑0.02份水性乳化剂VA‑061、0.01‑0.02份醋酸、0.8‑
1.0份十六烷基三甲基氯化铵、20‑25份去离子水混合得到混合液E，将混合液D加入到C中搅
拌后，取3％的C、D混合液加入混合液E中搅拌，之后滴加剩余的97％C、D混合液，滴加结束后
保温存放，最后降温出料获得中间乳液。

[0017] 在一些实施方式中，中和剂为醋酸或乳酸。

[0018] 采用该实施方式的有益效果是，通过有机酸中和使得丙烯酸树脂链中的胺基变成铵盐，赋予树脂足够的亲水性。

[0019] 在一些实施方式中，丙烯酸研磨树脂为具有梳型结构的含有锚固基团的树脂，表面活性剂为非烷基酚类表面活性剂。

[0020] 采用该实施方式的有益效果是，采用梳型结构的丙烯酸研磨树脂，通过锚固基团紧紧地吸附在颜料表面，对颜填料具有优异地润湿分散效果，防止颜填料团聚，提高色浆的
稳定性；而表明活性剂可以进一步润湿颜料、减少颜料团聚。

[0021] 在一些实施方式中，颜填料为钛白粉、炭黑、氧化铁红PR‑101、酞菁蓝PB‑15、颜料黄、高岭土中的任意一种或两种以上的混合物。

[0022] 采用该实施方式的有益效果是，赋予涂层丰富的表面色彩，具有较好的外观装饰效果，可以根据实际需要调出满意的色彩。

[0023] 本发明的有益效果是：

[0024] 1、本发明制得的环氧改性超哑光丙烯酸涂料，其涂层具有优异的物理机械性能、耐化学品性、耐盐雾性和耐光老化性，能够通过长达1000小时的人工加速老化试验和人工
加速耐盐雾试验；适用于耐化学性及超低光泽要求的工件表面的保护和涂装；

[0025] 2、本发明提供的环氧改性超哑光丙烯酸涂料制备方法，工艺简单，无须特殊设备，使用的原料低碳环保；

[0026] 3、本发明制得的环氧改性超哑光丙烯酸涂料还具有双组分包装、储存稳定性较好、低温干燥成膜等特点。

附图说明

[0027] 图1是实施例1涂料样板的镜面光泽度试验结果示意图；

[0028] 图2是市售常规涂料样板的镜面光泽度试验结果示意图。

具体实施方式

[0029] 以下对本发明的进行详细描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0030] 实施例1：

[0031] S1、环氧改性超哑光丙烯酸树脂配方及制备方法：

[0032]

[0033]

[0034] 按配方量将将甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、硅烷偶联剂、苯乙烯、过氧化苯甲酰混合均匀待用，称为
混合液A；将配方量的偶过氧化苯甲酰和醋酸丁酯混合均匀待用，称为混合液B。按配方量将
甲基异丁基酮、乙二醇丁醚和E44环氧树脂加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮
气、升温到115℃后，开始滴加混合液A，4小时滴完后保温半小时，然后滴加混合液B，半小时
滴完，然后保温1小时，降温至105℃，然后按配方量滴加甲基二乙醇胺，半小时滴完，反应后
升温至120℃进行胺化，胺化保温4小时结束后即得到环氧改性丙烯酸树脂。

[0035] S2、封闭型脂肪族异氰酸酯配方及制备方法：

[0036] 甲基异丁基酮                        20份

[0037] 六亚甲基二异氰酸酯                  42份

[0038] 正丁醇                              38份

[0039] 按配方量将甲基异丁基酮和六亚甲基二异氰酸酯加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到75℃，滴加正丁醇，1小时滴完，保温2小时后，降温到45℃以下出
料，获得所述的封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂。

[0040] S3、中间乳液的制备方法：

[0041] 将0.05份的水性乳化剂VA‑061、35份的去离子水、0.8份十六烷基三甲基氯化铵混合制得混合液C；将7份苯乙烯、5份的甲基丙烯酸甲酯、17份的丙烯酸正丁酯、2份的甲基丙
烯酸羟乙酯、2份丙烯酸混合得到混合液D；将0.01份的水性乳化剂VA‑061、0.01份的醋酸、
0.8份十六烷基三甲基氯化铵、20份的去离子水混合得到混合液E，在搅拌状态下将混合液D
加入到C中搅拌30分钟备用，在85℃下将3％C、D混合液加入混合液E中搅拌10分钟，搅拌结
束后将剩余97％C、D混合液向混合液E中滴加，滴加持续3小时，期间保持温度在85℃左右，
滴加结束后保温1小时，然后降温出料获得中间乳液。

[0042] S4、环氧改性超哑光丙烯酸乳液配方及制备方法：

[0043]

[0044] 按配方量将环氧改性丙烯酸树脂和封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂加入反应容器中搅拌1小时混合均匀，然后加入中和剂醋酸调节PH值为5.6，搅拌1小时，然后加入中间乳
液，然后去离子水一次性加入反应容器中高速搅拌2小时，整个制备过程反应容器温度控制
在45℃以下，获得所述的环氧改性超哑光丙烯酸乳液。

[0045] S5、色浆配方及制备方法：

[0046]

[0047] 按配方量将丙烯酸研磨树脂、表面活性剂和去离子水加入研磨罐中搅拌均匀，在研磨罐里有锆珠、通冷凝水的情况下缓慢加入钛白粉，高速砂磨2小时，至细度≤15μm，获得
耐候白色色浆。

[0048] S6、制备涂料成品

[0049] 取环氧改性超哑光丙烯酸乳液和色浆，按照重量比4:1进行混合，得环氧改性超哑光丙烯酸涂料产品1。

[0050] 实施例2

[0051] S1、环氧改性超哑光丙烯酸树脂配方及制备方法：

[0052]

[0053] 按配方量将将甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、硅烷偶联剂、苯乙烯、过氧化苯甲酰混合均匀待用，称为
混合液A；将配方量的偶过氧化苯甲酰和醋酸丁酯混合均匀待用，称为混合液B。按配方量将
甲基异丁基酮、乙二醇丁醚和E44环氧树脂加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮
气、升温到115℃后，开始滴加混合液A，4小时滴完后保温半小时，然后滴加混合液B，半小时
滴完，然后保温1小时，降温至105℃，然后按配方量滴加甲基二乙醇胺，半小时滴完，反应后
升温至120℃进行胺化，胺化保温4小时结束后即得到环氧改性丙烯酸树脂。

[0054] S2、封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂配方及制备方法：

[0055] 甲基异丁基酮                        30份

[0056] 六亚甲基二异氰酸酯                  38份

[0057] 正丁醇                              32份

[0058] 按配方量将甲基异丁基酮和六亚甲基二异氰酸酯加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到75℃，滴加正丁醇，1小时滴完，保温2小时后，降温到45℃以下出
料，获得所述的封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂。

[0059] S3、中间乳液的制备方法：

[0060] 将0.75份的水性乳化剂VA‑061、37份的去离子水、0.9份十六烷基三甲基氯化铵混合制得混合液C；将8份苯乙烯、6份的甲基丙烯酸甲酯、18份的丙烯酸正丁酯、2.5份的甲基
丙烯酸羟乙酯、3份丙烯酸混合得到混合液D；将0.01份的水性乳化剂VA‑061、0.02份的醋
酸、0.9份十六烷基三甲基氯化铵、23份的去离子水混合得到混合液E，在搅拌状态下将混合
液D加入到C中搅拌30分钟备用，在85℃下将3％C、D混合液加入混合液E中搅拌10分钟，搅拌
结束后将剩余97％C、D混合液向混合液E中滴加，滴加持续3小时，期间保持温度在85℃左
右，滴加结束后保温1小时，然后降温出料获得中间乳液。

[0061] S4、环氧改性超哑光丙烯酸乳液配方及制备方法

[0062]

[0063] 按配方量将醛改性丙烯酸树脂和封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂加入反应容器中搅拌1小时混合均匀，下一步加入中和剂乳酸搅拌1小时，然后将中间乳液加入搅拌30分钟
然后将去离子水一次性加入反应容器中高速搅拌2小时，整个制备过程反应容器温度控制
在45℃以下，获得所述的环氧改性超哑光丙烯酸乳液。

[0064] S5、色浆配方及制备方法：

[0065]

[0066] 按配方量将丙烯酸研磨树脂、表面活性剂和去离子水加入研磨罐中搅拌均匀，在研磨罐里有锆珠、通冷凝水的情况下缓慢加入彩色颜料氧化铁红PR‑101、酞菁蓝PB‑15和颜
料黄，高速砂磨2小时，至细度≤15μm，获得所述的耐候彩色色浆。

[0067] S6、制备涂料成品

[0068] 取环氧改性超哑光丙烯酸乳液和色浆，按照重量比4:1进行混合，得环氧改性超哑光丙烯酸涂料产品2。

[0069] 实施例3

[0070] S1、环氧改性超哑光丙烯酸树脂配方及制备方法：

[0071]

[0072]

[0073] 按配方量将将甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、硅烷偶联剂、苯乙烯、过氧化苯甲酰混合均匀待用，称为
混合液A；将配方量的偶过氧化苯甲酰和醋酸丁酯混合均匀待用，称为混合液B。按配方量将
甲基异丁基酮、乙二醇丁醚和E44环氧树脂加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮
气、升温到115℃后，开始滴加混合液A，4小时滴完后保温半小时，然后滴加混合液B，半小时
滴完，然后保温1小时，降温至105℃，然后按配方量滴加二乙醇胺，半小时滴完，反应后升温
至120℃进行胺化，胺化保温4小时结束后即得到环氧改性超哑光丙烯酸树脂。

[0074] S2、封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂配方及制备方法：

[0075] 甲基异丁基酮                        25份

[0076] 六亚甲基二异氰酸酯                  40份

[0077] 正丁醇                              35份

[0078] 按配方量将甲基异丁基酮和六亚甲基二异氰酸酯加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到75℃，滴加正丁醇，1小时滴完，保温2小时后，降温到45℃以下出
料，获得所述的封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂。

[0079] S3、中间乳液的制备方法：

[0080] 将0.1份的水性乳化剂VA‑061、40份的去离子水、1份十六烷基三甲基氯化铵混合制得混合液C；将9份苯乙烯、7份的甲基丙烯酸甲酯、20份的丙烯酸正丁酯、3份的甲基丙烯
酸羟乙酯、3份丙烯酸混合得到混合液D；将0.02份的水性乳化剂VA‑061、0.02份的醋酸、1份
十六烷基三甲基氯化铵、25份的去离子水混合得到混合液E，在搅拌状态下将混合液D加入
到C中搅拌30分钟备用，在85℃下将3％C、D混合液加入混合液E中搅拌10分钟，搅拌结束后
将剩余97％C、D混合液向混合液E中滴加，滴加持续3小时，期间保持温度在85℃左右，滴加
结束后保温1小时，然后降温出料获得中间乳液。

[0081] S4、环氧改性超哑光丙烯酸乳液乳液配方及制备方法：

[0082]

[0083] 按配方量将环氧改性超哑光丙烯酸树脂和封闭型脂肪族异氰酸酯固化剂加入反应容器中搅拌1小时混合均匀，下一步加入中和剂乳酸搅拌1小时，然后将中间乳液加入搅
拌30分钟然后将去离子水一次性加入反应容器中高速搅拌2小时，整个制备过程反应容器
温度控制在45℃以下，获得所述的环氧改性超哑光丙烯酸乳液。

[0084] S5、色浆配方及制备方法：

[0085]

[0086] 按配方量将丙烯酸研磨树脂、表面活性剂和去离子水加入研磨罐中搅拌均匀，在研磨罐里有锆珠、通冷凝水的情况下缓慢加入炭黑、高岭土和钛白粉，高速砂磨2小时，至细
度≤15μm，获得所述的耐候灰色色浆。

[0087] S6、制备涂料成品

[0088] 取环氧改性超哑光丙烯酸乳液和色浆，按照重量比4:1进行混合，得环氧改性超哑光丙烯酸涂料产品3。

[0089] 使用实施例1‑3制得的环氧改性丙烯酸超哑光涂料产品1‑3及市售普通涂料，配成固体份为12％的电泳槽液，在电泳槽中熟化24h，在电泳电压150V，槽液温度30℃，固化温度
为180℃/20min，电泳时间为30s的条件下制备样板，制得样板测试结果如下表所示：

[0090]

[0091] 由上表结果可知，本发明的环氧改性超哑光丙烯酸电泳涂料具有储存稳定性较好、低温干燥成膜的特点，其涂层柔韧性＝＝lmm；冲击强度＝＝5Ocm；附着力＝＝0级；耐化
学品浸性优良；漆膜光泽度＜5°；人工加速老化试验1000h涂层完好；人工加速盐雾试验
1000h涂层完好，其性能是丙烯酸涂料无法比拟的。

[0092] 本领域的技术人员可以明确，在不脱离本发明的总体精神以及构思的情形下，可以做出对于以上实施例的各种变型。其均落入本发明的保护范围之内。本发明的保护方案
以本发明所附的权利要求书为准。