一种水性漆用添加剂的制备方法

技术领域

本发明属于水性漆技术领域，具体涉及一种水性漆用添加剂的制备方法。

背景技术

近年来， 随着人们对生活生产坏境的日益重视和可持续健康发展的需要，对环境友好型产品的需求越来越多传统的溶剂型涂料释放的可挥发型有机化合物（VOC）是现代社会中的重要污染源排放到空气中的VOC通常有刺激性气味，能够被直接吸入体内或者刺激眼睛皮肤等，造成身体的严重损伤和精神的折磨水性漆，又称水性涂料，是以水而不是传统的有机溶剂作主要溶剂或分散介质，其含水量约为20～50% 以水为稀释剂，即水作为介质，不含有苯甲醛游离TDI等有毒重金属水性漆成分包括溶剂树脂颜料和添加剂等，其有机溶剂较低，在5～15% 之间，对降低污染节省资源效果显著。

凡是把水作为溶剂或者分散介质的涂料都可以成为水性漆，按化学成分主要可分为丙烯酸树脂型、水性聚氨酯型、环氧树脂型、无机水性涂料、有机硅水性涂料等5类按用途水性漆又可以分为水性防锈漆，水性钢构漆，水性木器漆，水性地坪漆等等。

但是由于水性漆的漆膜具有硬度低、附着力、韧性不足等缺点，使其在实际应用中受到一定限制。因此，针对以上缺点，有必要对水性漆进行改性，以提高水性漆的漆膜性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对水性漆的漆膜具有硬度低、附着力、韧性不足的问题，提供一种水性漆用添加剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种水性漆用添加剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

（1）按重量份数计，取120～130份乙酸乙酯、35～45份混合单体、8～11份添加料、4～7份辅助剂、1～3份引发剂，首先将乙酸乙酯、混合单体放入反应器中，氮气保护，搅拌；

（2）待搅拌结束后，加入辅助剂、引发剂，升温，搅拌反应，冷却，加入添加料，继续搅拌，静置，出料，抽滤，洗涤，干燥，收集干燥物；

（3）将干燥物、桐油及无水乙醇按质量比5:1:9～12放入反应釜中搅拌，再加入桐油质量1～2倍的二乙醇胺及桐油质量6～8％的催化剂，升温，搅拌，静置；

（4）待静置结束后，出料，收集出料物，将出料物进行冷冻干燥，收集冷冻干燥物，将冷冻干燥物、纳米二氧化钛按质量比20:1～3混合均匀，挤压，粉碎，过筛，收集过筛颗粒，即得水性漆用添加剂。

优选地，所述步骤（1）中混合单体为4-乙烯基吡啶、甲基丙烯酸甲酯及二乙烯基苯按质量比5:1:9～12混合而成。

优选地，所述添加料为七钼酸铵、钨酸钠按质量比6:1混合而成。

优选地，所述辅助剂为聚丙烯酰胺。

优选地，所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的任意一种。

优选地，所述步骤（3）中催化剂为甲醇钠、乙醇钾、叔丁醇钾中的任意一种。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

本发明利用引发剂引发，使混合单体进行聚合，形成了聚甲基丙烯酸甲酯改性多孔有机聚合物，一是提高了吸附性能，二是利用聚甲基丙烯酸甲酯可以有效增加透明度及力学强度，随后加入添加料，通过利用多孔吸附性能，将其吸附在颗粒内部，同时利用加入的辅助剂对其中的金属离子进行絮凝，沉积在颗粒表面，利用絮凝物质，可以提高吸附性能，以及增加对水性漆内部有害物质的处理效果，再通过利用桐油、二乙醇胺等进行反应，形成桐油酰二乙醇胺，通过利用冷冻干燥，实现了对颗粒的包裹，通过桐油酰二乙醇胺的作用，一是提高了添加剂的分散性，二是增加了水性漆的固化成膜性能，最后通过与纳米二氧化钛进行结合，提高催化性及力学性能。

具体实施方式

混合单体为4-乙烯基吡啶、甲基丙烯酸甲酯及二乙烯基苯按质量比5:1:9～12混合而成。

添加料为七钼酸铵、钨酸钠按质量比6:1混合而成。

辅助剂为聚丙烯酰胺。

引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的任意一种。

催化剂为甲醇钠、乙醇钾、叔丁醇钾中的任意一种。

一种水性漆用添加剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

（1）按重量份数计，取120～130份乙酸乙酯、35～45份混合单体、8～11份添加料、4～7份辅助剂、1～3份引发剂，首先将乙酸乙酯、混合单体放入反应器中，氮气保护，以600r/min搅拌20min；

（2）待搅拌结束后，加入辅助剂、引发剂，升温至90～95℃，搅拌反应20～25h，冷却至室温，加入添加料，继续搅拌5h，静置1h，出料，抽滤，无水乙醇洗涤滤渣，在120℃干燥，收集干燥物；

（3）将干燥物、桐油及无水乙醇按质量比5:1:9～12放入反应釜中搅拌，再加入桐油质量1～2倍的二乙醇胺及桐油质量6～8％的催化剂，升温至80～85℃，以500r/min搅拌3h，静置2h；

（4）待静置结束后，出料，收集出料物，将出料物进行冷冻干燥，收集冷冻干燥物，将冷冻干燥物、纳米二氧化钛按质量比20:1～3混合均匀，放入模具中，以5MPa挤压10min，粉碎，过300目筛，收集过筛颗粒，即得水性漆用添加剂。

实施例1

混合单体为4-乙烯基吡啶、甲基丙烯酸甲酯及二乙烯基苯按质量比5:1:12混合而成。

添加料为七钼酸铵、钨酸钠按质量比6:1混合而成。

辅助剂为聚丙烯酰胺。

引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的任意一种。

催化剂为甲醇钠、乙醇钾、叔丁醇钾中的任意一种。

一种水性漆用添加剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

（1）按重量份数计，取130份乙酸乙酯、45份混合单体、11份添加料、7份辅助剂、3份引发剂，首先将乙酸乙酯、混合单体放入反应器中，氮气保护，以600r/min搅拌20min；

（2）待搅拌结束后，加入辅助剂、引发剂，升温至95℃，搅拌反应25h，冷却至室温，加入添加料，继续搅拌5h，静置1h，出料，抽滤，无水乙醇洗涤滤渣，在120℃干燥，收集干燥物；

（3）将干燥物、桐油及无水乙醇按质量比5:1: 12放入反应釜中搅拌，再加入桐油质量2倍的二乙醇胺及桐油质量8％的催化剂，升温至85℃，以500r/min搅拌3h，静置2h；

（4）待静置结束后，出料，收集出料物，将出料物进行冷冻干燥，收集冷冻干燥物，将冷冻干燥物、纳米二氧化钛按质量比20: 3混合均匀，放入模具中，以5MPa挤压10min，粉碎，过300目筛，收集过筛颗粒，即得水性漆用添加剂。

实施例2

混合单体为4-乙烯基吡啶、甲基丙烯酸甲酯及二乙烯基苯按质量比5:1:10混合而成。

添加料为七钼酸铵、钨酸钠按质量比6:1混合而成。

辅助剂为聚丙烯酰胺。

引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的任意一种。

催化剂为甲醇钠、乙醇钾、叔丁醇钾中的任意一种。

一种水性漆用添加剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

（1）按重量份数计，取125份乙酸乙酯、40份混合单体、9份添加料、6份辅助剂、2份引发剂，首先将乙酸乙酯、混合单体放入反应器中，氮气保护，以600r/min搅拌20min；

（2）待搅拌结束后，加入辅助剂、引发剂，升温至93℃，搅拌反应23h，冷却至室温，加入添加料，继续搅拌5h，静置1h，出料，抽滤，无水乙醇洗涤滤渣，在120℃干燥，收集干燥物；

（3）将干燥物、桐油及无水乙醇按质量比5:1:10放入反应釜中搅拌，再加入桐油质量1.5倍的二乙醇胺及桐油质量7％的催化剂，升温至83℃，以500r/min搅拌3h，静置2h；

（4）待静置结束后，出料，收集出料物，将出料物进行冷冻干燥，收集冷冻干燥物，将冷冻干燥物、纳米二氧化钛按质量比20:2混合均匀，放入模具中，以5MPa挤压10min，粉碎，过300目筛，收集过筛颗粒，即得水性漆用添加剂。

实施例3

混合单体为4-乙烯基吡啶、甲基丙烯酸甲酯及二乙烯基苯按质量比5:1:9混合而成。

添加料为七钼酸铵、钨酸钠按质量比6:1混合而成。

辅助剂为聚丙烯酰胺。

引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的任意一种。

催化剂为甲醇钠、乙醇钾、叔丁醇钾中的任意一种。

一种水性漆用添加剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

（1）按重量份数计，取120份乙酸乙酯、35份混合单体、8份添加料、4份辅助剂、1份引发剂，首先将乙酸乙酯、混合单体放入反应器中，氮气保护，以600r/min搅拌20min；

（2）待搅拌结束后，加入辅助剂、引发剂，升温至90℃，搅拌反应20h，冷却至室温，加入添加料，继续搅拌5h，静置1h，出料，抽滤，无水乙醇洗涤滤渣，在120℃干燥，收集干燥物；

（3）将干燥物、桐油及无水乙醇按质量比5:1:9放入反应釜中搅拌，再加入桐油质量1倍的二乙醇胺及桐油质量6％的催化剂，升温至80℃，以500r/min搅拌3h，静置2h；

（4）待静置结束后，出料，收集出料物，将出料物进行冷冻干燥，收集冷冻干燥物，将冷冻干燥物、纳米二氧化钛按质量比20:1混合均匀，放入模具中，以5MPa挤压10min，粉碎，过300目筛，收集过筛颗粒，即得水性漆用添加剂。

对比例1

混合单体为4-乙烯基吡啶、二乙烯基苯按质量比5:10混合而成。

添加料为七钼酸铵、钨酸钠按质量比6:1混合而成。

辅助剂为聚丙烯酰胺。

引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的任意一种。

催化剂为甲醇钠、乙醇钾、叔丁醇钾中的任意一种。

一种水性漆用添加剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

（1）按重量份数计，取125份乙酸乙酯、40份混合单体、9份添加料、2份引发剂，首先将乙酸乙酯、混合单体放入反应器中，氮气保护，以600r/min搅拌20min；

（2）待搅拌结束后，引发剂，升温至93℃，搅拌反应23h，冷却至室温，加入添加料，继续搅拌5h，静置1h，出料，抽滤，无水乙醇洗涤滤渣，在120℃干燥，收集干燥物；

（3）将干燥物、桐油及无水乙醇按质量比5:1:10放入反应釜中搅拌，再加入桐油质量1.5倍的二乙醇胺及桐油质量7％的催化剂，升温至83℃，以500r/min搅拌3h，静置2h；

（4）待静置结束后，出料，收集出料物，将出料物进行冷冻干燥，收集冷冻干燥物，将冷冻干燥物、纳米二氧化钛按质量比20:2混合均匀，放入模具中，以5MPa挤压10min，粉碎，过300目筛，收集过筛颗粒，即得水性漆用添加剂。

对比例2

混合单体为4-乙烯基吡啶、甲基丙烯酸甲酯及二乙烯基苯按质量比5:1:10混合而成。

添加料为七钼酸铵、钨酸钠按质量比6:1混合而成。

引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的任意一种。

催化剂为甲醇钠、乙醇钾、叔丁醇钾中的任意一种。

一种水性漆用添加剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

（1）按重量份数计，取125份乙酸乙酯、40份混合单体、9份添加料、2份引发剂，首先将乙酸乙酯、混合单体放入反应器中，氮气保护，以600r/min搅拌20min；

（2）待搅拌结束后，加入引发剂，升温至93℃，搅拌反应23h，冷却至室温，加入添加料，继续搅拌5h，静置1h，出料，抽滤，无水乙醇洗涤滤渣，在120℃干燥，收集干燥物；

（3）将干燥物、桐油及无水乙醇按质量比5:1:10放入反应釜中搅拌，再加入桐油质量1.5倍的二乙醇胺及桐油质量7％的催化剂，升温至83℃，以500r/min搅拌3h，静置2h；

（4）待静置结束后，出料，收集出料物，将出料物进行冷冻干燥，收集冷冻干燥物，粉碎，过300目筛，收集过筛颗粒，即得水性漆用添加剂。

对比例3

混合单体为4-乙烯基吡啶、甲基丙烯酸甲酯及二乙烯基苯按质量比5:1:10混合而成。

添加料为七钼酸铵、钨酸钠按质量比6:1混合而成。

辅助剂为聚丙烯酰胺。

引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的任意一种。

催化剂为甲醇钠、乙醇钾、叔丁醇钾中的任意一种。

一种水性漆用添加剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

（1）按重量份数计，取125份乙酸乙酯、40份混合单体、9份添加料、6份辅助剂、2份引发剂，首先将乙酸乙酯、混合单体放入反应器中，氮气保护，以600r/min搅拌20min；

（2）待搅拌结束后，加入辅助剂、引发剂，升温至93℃，搅拌反应23h，冷却至室温，加入添加料，继续搅拌5h，静置1h，出料，抽滤，无水乙醇洗涤滤渣，在120℃干燥，收集干燥物；

（3）将干燥物、纳米二氧化钛按质量比20:2混合均匀，放入模具中，以5MPa挤压10min，粉碎，过300目筛，收集过筛颗粒，即得水性漆用添加剂。

对比例4

市售的水性漆（组分：丙烯酸乳液、水、聚氨酯、成膜助剂、消泡剂、润湿分散剂）。

将实施例1～3和对比例1～3中的水性漆用添加剂按照总质量3～5％，加入至对比例4中的水性漆，搅拌均匀，形成水性漆，再与对比例4分别用喷枪均匀喷在打磨并干燥后的干净的铁片上，室温表干，再在70℃烘箱中烘干5 h，冷却后检测：

耐磨性：参照GB/T 1768—2006《色漆和清漆耐磨性的测定旋转橡胶砂轮法》；

硬度：参照GB/T 6739—1996《涂膜硬度铅笔测定法》；

附着力：制备尺寸为150 mm×100 mm×20 mm的长方形试件，参照GB/T 4893．4—2013《家具表面漆膜理化性能试验 第4部分: 附着力交叉切割测定法》，检测结果如下表：

综上所述，本发明制备的水性漆用添加剂取得了较好的效果。