本發(fā)明屬于涂料，具體涉及一種丙烯酸聚合物類水性涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、為了避免金屬腐蝕，我們通常通過改變金屬自身的結(jié)構(gòu)、增加表面保護層、利用電化學(xué)原理等方法來保護金屬，而在工業(yè)上最常見的方法是在鋼鐵表面涂覆防腐防霉涂料。防腐防霉涂料經(jīng)歷了從溶劑型到水性的發(fā)展過程。溶劑型涂料涂層性能優(yōu)異，但稀料的使用導(dǎo)致有機揮發(fā)物含量高，對環(huán)境危害大，并且不易清洗。水性涂料以水為稀釋劑，環(huán)保節(jié)能，市場售價高，未來將逐步取代溶劑型涂料，“油退水進”將是涂料行業(yè)發(fā)展的趨勢。水性丙烯酸防腐防霉涂料因其良好的耐高溫性、耐水性、耐候性、拉伸性、保色性和突出的低成本等特點得到研究人員的廣泛關(guān)注。

2、水性丙烯酸涂料是以甲基丙烯酸甲酯(mma)、丙烯酸丁酯(ba)和丙烯酸(aa)3種單體合成的丙烯酸聚合物為基料、水為分散劑的丙烯酸樹脂涂料，主要分為熱塑性和熱固性樹脂兩類，前者作為金屬防腐的面漆，后者用作各種金屬表面罩光的面漆，并且其黏度低、穩(wěn)定性及耐候性好但是，水性醇酸樹脂涂料本身也存在著許多性能上的缺陷，如漆膜干燥緩慢、硬度低、附著力差的問題，同時現(xiàn)有的水性丙烯酸涂料抗菌性能和阻燃性能也不佳。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述背景技術(shù)中提到的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種丙烯酸聚合物類水性涂料及其制備方法，通過改性醇酸樹脂與水性丙烯酸樹脂共混，提高漆膜的硬度和附著力，通過添加改性納米二氧化硅，提高了漆膜的抗菌性能和阻燃性能。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種丙烯酸聚合物類水性涂料，包括以下重量份原料：水性丙烯酸樹脂110～130份、改性醇酸樹脂40～50份、改性納米二氧化硅10～25份、分散劑4～6份、消泡劑0.5～2份、流平劑0.5～2份、水10～20份，改性醇酸樹脂為環(huán)氧改性蓖麻油基水性醇酸樹脂；改性納米二氧化硅為抗菌阻燃劑接枝納米二氧化硅，抗菌阻燃劑為含有苯并異噻唑啉酮和硅氧烷結(jié)構(gòu)的三嗪衍生物，抗菌阻燃劑的結(jié)構(gòu)式如下：

4、

5、進一步優(yōu)選地，分散劑為聚氨酯齊聚物或磷酸酯類活性劑，消泡劑為聚醚消泡劑、有機硅型消泡劑或聚醚硅氧烷共聚物，流平劑為羧甲基纖維素。

6、進一步優(yōu)選地，改性醇酸樹脂的制備方法包括以下步驟：

7、a、將蓖麻油、e-44環(huán)氧樹脂、三羥甲基丙烷加入反應(yīng)器中，升溫至110～130℃，加入lioh，然后緩慢升溫到230～240℃充分反應(yīng)，得到醇解產(chǎn)物；

8、b、將醇解產(chǎn)物降溫至140～160℃，加入苯酐、二甲苯和苯甲酸，加熱至220～230c后回流反應(yīng)，直到酸值低于10mgkoh/g時停止加熱，得到酯化產(chǎn)物；

9、c、將酯化產(chǎn)物抽真空除去二甲苯，降溫至150～170c，加入偏苯三甲酸酐，升溫酯化脫水，保溫反應(yīng)至酸值為40～60mgkoh/g時停止反應(yīng)；

10、d、待體系溫度降到55～65℃，加入一定比例的三乙胺進行中和8～10min，再加一定量的水，用高速分散機攪拌分散20～40min，即得到改性醇酸樹脂。

11、進一步優(yōu)選地，蓖麻油、e-44環(huán)氧樹脂、苯酐、偏苯三甲酸酐的質(zhì)量比為40～50：3～5：8～10：12～15。

12、進一步優(yōu)選地，改性納米二氧化硅的制備方法包括以下步驟：

13、(1)將1,2-苯并異噻唑-3-酮、碳酸鉀和n,n-二甲基甲酰胺混合，隨后常溫下緩慢加入三溴新戊醇，加熱至70℃攪拌反應(yīng)10～12h，反應(yīng)結(jié)束后加入去離子水溶解產(chǎn)物后用乙酸乙酯萃取混合溶液，向萃取液中加入無水硫酸鎂脫水后過濾，濾液旋蒸出去乙酸乙酯，最后用色譜層析柱提純得到中間體a；

14、(2)在氮氣氛圍下將三聚氯氰加入1,4-二氧六環(huán)、三乙胺中，攪拌使三聚氯氰溶解，然后勻速滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷，滴加完成后冰浴反應(yīng)1～3h，將中間體a加入反應(yīng)體系，然后以2～4℃/min速率升溫直至40～50℃，保溫反應(yīng)1～3h，反應(yīng)完成后冷卻、抽濾除去三乙胺鹽酸鹽，減壓蒸餾除去四氫呋喃，再加入乙酸乙酯，干燥后抽濾，濾液減壓蒸餾后得到抗菌阻燃劑；

15、(3)將納米二氧化硅粉末加入到無水乙醇和去離子水的混合液中，超聲分散10～15min，用鹽酸水溶液調(diào)節(jié)溶液ph至4，然后將抗菌阻燃劑緩慢加入納米二氧化硅溶液中，超聲分散5～10min，加熱至60～80℃保溫反應(yīng)3～5h，冷卻后抽濾、洗滌、干燥得到改性納米二氧化硅。

16、進一步優(yōu)選地，1,2-苯并異噻唑-3-酮和三溴新戊醇的摩爾比為3：1。

17、進一步優(yōu)選地，三聚氯氰、3-氨基丙基三乙氧基硅烷和中間體a的摩爾比1:1:2。

18、一種丙烯酸聚合物類水性涂料的制備方法，包括以下步驟：將水性丙烯酸樹脂、改性醇酸樹脂、分散劑、消泡劑、流平劑和水混合得到混合液；再將改性納米二氧化硅加入混合液中高速分散，得到水性涂料。

19、本發(fā)明的有益效果：

20、本發(fā)明改性納米二氧化硅采用抗菌阻燃劑接枝納米二氧化硅，其中抗菌阻燃劑為含有苯并異噻唑啉酮和硅氧烷結(jié)構(gòu)的三嗪衍生物，通過硅氧烷水解后與無機納米二氧化硅粒子接枝，使納米二氧化硅表面接枝有機基團，使其能夠均勻分散在涂料中，同時由于抗菌阻燃劑分子結(jié)構(gòu)中具有多個的苯并異噻唑啉酮基團，可以賦予材料具備優(yōu)異的抗菌性能。同時抗菌阻燃劑分子具有豐富的n、p、si元素，在熱裂解時促進聚合物脫水炭化，同時形成si-o、si-c的炭質(zhì)保護層，賦予材料良好的阻燃性能。

技術(shù)特征：

1.一種丙烯酸聚合物類水性涂料，其特征在于，包括以下重量份原料：水性丙烯酸樹脂110～130份、改性醇酸樹脂40～50份、改性納米二氧化硅10～25份、分散劑4～6份、消泡劑0.5～2份、流平劑0.5～2份、水10～20份，所述改性醇酸樹脂為環(huán)氧改性蓖麻油基水性醇酸樹脂；所述改性納米二氧化硅為抗菌阻燃劑接枝納米二氧化硅，所述抗菌阻燃劑為含有苯并異噻唑啉酮和硅氧烷結(jié)構(gòu)的三嗪衍生物，所述抗菌阻燃劑的結(jié)構(gòu)式如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酸聚合物類水性涂料，其特征在于，所述分散劑為聚氨酯齊聚物或磷酸酯類活性劑，所述消泡劑為聚醚消泡劑、有機硅型消泡劑或聚醚硅氧烷共聚物，所述流平劑為羧甲基纖維素。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酸聚合物類水性涂料，其特征在于，所述改性醇酸樹脂的制備方法包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的丙烯酸聚合物類水性涂料，其特征在于，所述蓖麻油、e-44環(huán)氧樹脂、苯酐、偏苯三甲酸酐的質(zhì)量比為40～50：3～5：8～10：12～15。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酸聚合物類水性涂料，其特征在于，所述改性納米二氧化硅的制備方法包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的丙烯酸聚合物類水性涂料，其特征在于，所述1,2-苯并異噻唑-3-酮和三溴新戊醇的摩爾比為3：1。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的丙烯酸聚合物類水性涂料，其特征在于，所述三聚氯氰、3-氨基丙基三乙氧基硅烷和中間體a的摩爾比1:1:2。

8.一種如權(quán)利要求1～7任一項所述丙烯酸聚合物類水性涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將水性丙烯酸樹脂、改性醇酸樹脂、分散劑、消泡劑、流平劑和水混合得到混合液；再將改性納米二氧化硅加入混合液中高速分散，得到水性涂料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種丙烯酸聚合物類水性涂料及其制備方法，丙烯酸聚合物類水性涂料包括以下重量份原料：水性丙烯酸樹脂110～130份、改性醇酸樹脂40～50份、改性納米二氧化硅10～25份、分散劑4～6份、消泡劑0.5～2份、流平劑0.5～2份、水10～20份，改性醇酸樹脂為環(huán)氧改性蓖麻油基水性醇酸樹脂；改性納米二氧化硅為抗菌阻燃劑接枝納米二氧化硅，抗菌阻燃劑為含有苯并異噻唑啉酮和硅氧烷結(jié)構(gòu)的三嗪衍生物。本發(fā)明通過改性醇酸樹脂與水性丙烯酸樹脂共混，提高漆膜的硬度和附著力，通過添加改性納米二氧化硅，提高了漆膜的抗菌性能和阻燃性能。

技術(shù)研發(fā)人員：李莉,黃智福,曾建軍
受保護的技術(shù)使用者：廣東彩格科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21