一种卷材涂料用水性丙烯酸树脂及制备方法与应用与流程

本发明涉及一种卷材涂料，具体涉及一种环保性更强，可在水中分散的卷材涂料用水性丙烯酸树脂及制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术：

现有的卷材涂料烤漆多为溶剂型聚酯或丙烯酸。聚酯卷材涂料的缺陷在于：漆膜的酸碱耐受性、耐水解能力和耐盐雾性能比丙烯酸树脂差，一般只能用作中低等要求的卷材。

溶剂型聚酯和丙烯酸树脂，在制备和使用过程中都需要加入大量的有机溶剂，缺陷在于：1.不健康不环保，大量的有机溶剂挥发在空气中，对使用者的身体健康有很大损伤，并且污染空气；2.成本高，有机溶剂比起水来说，价格高昂，运输不便；3.易燃易爆危险性高。

因此，本发明在现有技术的基础之上，通过大量实验筛选，研发设计一种环保、安全，有机溶剂少的卷材涂料用水性丙烯酸树脂。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是为了解决传统卷材烤漆用丙烯酸树脂的溶剂问题，使用新工艺使丙烯酸树脂可以在水中分散，整个制备工艺避免大量使用有机溶剂，只使用少量环保溶剂，同时使用去离子水代替大量的有机溶剂，制备的水性丙烯酸树脂voc低，安全环保。

技术方案，为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种卷材涂料用水性丙烯酸树脂，它包括下列组份的原料：

甲基丙烯酸，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸甲酯，叔碳酸缩水甘油酯，过氧化苯甲酰，乙二醇单丁醚，二甲基乙醇胺，去离子水。

作为优选方案，以上所述的一种卷材涂料用水性丙烯酸树脂，它包括下列组份的原料：

甲基丙烯酸20～30份，丙烯酸丁酯50～60份，甲基丙烯酸羟乙酯20～25份，甲基丙烯酸甲酯20～30份，叔碳酸缩水甘油酯20～25份，过氧化苯甲酰2～3份，乙二醇单丁醚60～70份，二甲基乙醇胺10～15份，去离子水适量。

去离子水的量取决于喷涂粘度，以及漆膜厚度，这些指标和实际使用过程中生产线的喷涂设备相关。一般来说，加水稀释到30％左右的固含量即可。

本发明所述的卷材涂料用水性丙烯酸树脂的制备方法，其包括以下步骤：

a.将20～25份叔碳酸缩水甘油酯e-10和60～70份乙二醇单丁醚bcs混合均匀，加热到110～120℃，搅拌10～20min；

b.将20～30份甲基丙烯酸，20～30份甲基丙烯酸甲酯mma，50～60份丙烯酸丁酯ba，20～25份甲基丙烯酸羟乙酯hema，1～2份过氧化苯甲酰搅拌混合均匀，在120℃滴加到叔碳酸缩水甘油酯20～25份和乙二醇单丁醚60～70份的混合溶液中，滴加过程3h；

c.在110～120℃下保温2～3h，途中补加少量过氧化苯甲酰bpo以使单体聚合完全；

d.降温至60～80℃，加入10～15份二甲基乙醇胺dmea，搅拌20～40分钟，加入配方量的去离子水，调节固含量至适量，搅拌，过滤出料。

作为优选方案，以上所述的卷材涂料用水性丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：

a.将20份叔碳酸缩水甘油酯e-10和60份乙二醇单丁醚bcs混合均匀，加热到120℃，搅拌15min；

b.将20～30份甲基丙烯酸，20～30份甲基丙烯酸甲酯mma，50～60份丙烯酸丁酯ba，20～25份甲基丙烯酸羟乙酯hema，2份过氧化苯甲酰搅拌混合均匀；在120℃滴加到叔碳酸缩水甘油酯20～25份和乙二醇单丁醚60～70份的混合溶液中，滴加过程3h；

c.在120℃下保温3h，途中补加少量过氧化苯甲酰bpo以使单体聚合完全；

d.降温至60℃，加入10～15份二甲基乙醇胺dmea，搅拌30分钟，加入配方量的去离子水，调节固含量50～60％，60℃搅拌1.5h，过滤出料。

本发明所述的一种卷材涂料用水性丙烯酸树脂的固化方法为：将水性丙烯酸树脂和水性甲醚化三聚氰胺树脂按重量比5:1的比例混合搅拌均匀，以去离子水调整到合适的粘度和固含量，涂于清洁卷材表面，烘烤加热至250℃固化20～30s既得。

有益效果：本发明和现有技术相比具有以下优点：

本发明通过大量实验筛选，使用新工艺，根据实际使用过程中需要的硬度/柔韧性/附着力等指标有关来调整各原料配比，本发明采用长酯链单体丙烯酸丁酯调节柔韧性，采用短链单体和甲基丙烯酸类单体增加硬度，要使丙烯酸树脂可以在水中分散，需要水溶性单体进行调节，本发明采用丙烯酸/甲基丙烯酸等，这类单体在中和之后形成水溶性的盐类，可以提高树脂在水中分散的能力。取得了很好的技术进步。

整个制备工艺可避免大量使用有机溶剂，只使用少量环保溶剂，同时使用去离子水代替大量的有机溶剂。制备得到的水性丙烯酸树脂voc低，安全环保。

特别是，本发明在树脂中添加叔碳酸缩水甘油酯作为功能性单体，可以有效地提高树脂的整体性能，包括附着力、硬度和饱满度等，取得了很好的技术效果。使本树脂可以满足更广泛的市场需求。

具体实施方式

实施例1～实施例8

1、按表1的原料组成制备8份不同的丙烯酸树脂；

表1制备卷材涂料用水性丙烯酸树脂原料组分及其配比

1、卷材涂料用水性丙烯酸树脂的制备方法，步骤如下：

a.按表1实施例1至8的原料组成(实施例中0份的，表示未添加该原料)，将叔碳酸缩水甘油酯e-10和乙二醇单丁醚bcs混合均匀，加热到120℃，搅拌15min；

b.将甲基丙烯酸，甲基丙烯酸甲酯mma，丙烯酸丁酯ba，甲基丙烯酸羟乙酯hema，过氧化苯甲酰搅拌混合均匀；在120℃滴加到叔碳酸缩水甘油酯e-10和乙二醇单丁醚bsc的混合溶液中，滴加过程3h；

c.在120℃下保温3h，途中补加少量过氧化苯甲酰bpo以使单体聚合完全；

d.降温至60℃，加入二甲基乙醇胺dmea，搅拌30分钟，加入配方量的去离子水，调节固含量至35％，60℃搅拌1.5h，过滤出料。

分别得到实施例1至实施例8不同组份配比的卷材涂料用水性丙烯酸树脂。

实施例2性能测试

具体步骤如下：

1、分别取以上实施例1至实施例8不同组份配比得到的卷材涂料用水性丙烯酸树脂100g，甲醚化三聚氰胺树脂20g，混合搅拌均匀，加入适量去离子水调节粘度，体系为淡黄色粘稠液体；

2、将卷材底材表面处理干净，表面不可带有油渍或灰尘；在卷材底材表面表面喷涂得到15微米的漆膜；

3、喷好漆膜的底材放入50℃烘箱预热10min，避免直接高温加热产生的表面缺陷，后预热好的底材在250℃下固化30s即可；

按以上步骤固化后的的漆膜分别测定以下性能：

(1)表面外观；(2)硬度、耐冲击力；(3)t弯实验；(4)附着力；(5)耐乙醇、丙酮擦拭性能；

具体检查结果如表2所示：

表2

以上硬度实验依据gb/t6739-2006方法；耐冲击力实验依据gb/t1732-93。t弯实验依据gb/t30791-2014。附着力实验依据gb/t1720-79。

由以上性能检测结果表明，本发明不同原料组成和不同重量比的原料制备得到的环氧树脂烤漆膜，其表面外观；硬度、耐冲击力；t弯实验；附着力和耐乙醇、丙酮擦拭性能等明显不同，对比实验结果表明，采用本发明优选比例的原料制备得到的实施例1和实施例2的丙烯酸树脂薄膜比其它组份制备得到的丙烯酸树脂薄膜具有更加优越的硬度、耐冲击力和附着力等力学性能，取得了非常好的技术进步。表明本发明采用甲基丙烯酸，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸甲酯，叔碳酸缩水甘油酯为树脂原料配伍的科学性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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