一种耐磨速干水性涂料及其制备方法与流程

本发明属于涂料，具体涉及一种耐磨速干水性涂料及其制备方法。

背景技术：

1、油性漆由于含有挥发性的有机化合物(voc)，除对人体有毒害、会污染环境外，还易燃易爆，某些品种还含有大量甲醛、苯、铅等有毒物质，对环境的污染以及对人体的损害更大。

2、水性漆就是以水为稀释剂、不含有机溶剂的涂料，不含苯、甲苯、二甲苯、甲醛、游离tdi有毒重金属，无毒无刺激气味，对人体无害，不污染环境。目前水性涂料包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料（乳胶涂料）3种。水溶性涂料是以水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。

3、水性丙烯酸涂料因其环保、耐腐蚀、耐碱、成膜适宜等特点，广泛应用于木质家具涂装、玻璃涂装、汽车涂装等领域；但在实际应用中也有一些缺点限制了丙烯酸树脂的使用，如其耐磨性较弱，使得涂料表面更易损耗，降低涂料的耐久性和保护效果，因此往涂料中加入纳米材料来增强涂料的耐磨性，但纳米材料在涂料中易团聚，不仅降低纳米材料的活力和性能，同时团聚后的纳米材料对涂料性能也产生了负面影响。

4、因水性涂料的溶剂为水，涂料的干燥速率受环境影响很大，在温度较低湿度较高的环境下漆膜干燥速度较慢，使得水性涂料的成膜干燥时间较长，影响施工效率的同时还会导致漆膜出现起痕和起灰等表面问题，影响涂装效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提供一种耐磨速干水性涂料及其制备方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案包括以下步骤：

3、一种耐磨速干水性涂料，包含以下质量份组分：

4、水性丙烯酸树脂40~50份、去离子水10~20份、大位阻多功能纳米氧化铝8~10份、丙二醇单丁醚0.8~1份、羟丙基甲基纤维素0.04~0.06份、sn-345消泡剂0.1~0.2份、hy-1600润湿剂0.3~0.5份、颜填料2~4份、复配交联剂5~7份；

5、具体制备步骤为：

6、（1）往搅拌机中加入水性丙烯酸树脂、去离子水、丙二醇单丁醚、sn-345消泡剂、hy-1600润湿剂和羟丙基甲基纤维素，随后以200~300r/min的转速搅拌40~50min；

7、（2）继续往搅拌机中加入大位阻多功能纳米氧化铝和颜填料，将转速升至800~900r/min后搅拌70~80min，随后加入复配交联剂继续搅拌20~30min即得耐磨速干水性涂料。

8、进一步地，所述大位阻多功能纳米氧化铝为：

9、取0.9~1.1份双(4-氟苯基)甲基(氯甲基)硅烷加入10~12份70%无水乙醇溶液中，同时调节其ph值至8~9，使用超声波分散20~25min，随后加入经无水乙醇洗涤的纳米氧化铝6~8份，在300~400r/min的搅拌转速下以2℃/min的速度升温至80~85℃，保温搅拌反应1~2h，过滤后使用无水乙醇洗涤固体3次，干燥后即得。

10、进一步地，所述复配交联剂为：

11、将碘化[1-环己基-3-（3-三甲氨丙基）碳二亚胺]和3-氨基-2-氯-5-(三氟甲基)吡啶按1:0.25~0.35的质量比配比混合均匀后即得。

12、因水性丙烯酸树脂本身透光率较低，纳米氧化铝的透光性也较差，同时碘化[1-环己基-3-（3-三甲氨丙基）碳二亚胺]的颜色较深，会进一步降低涂料的透光率，影响涂料的应用范围，因此对水性丙烯酸树脂进行处理来提高涂料的透光率。

13、一种透光性好的丙烯酸树脂，具体为：

14、将1~3份双亚甲基-双(二叔丁基苯酚)磷酸酯羟铝加入0.6~0.8份强极性高效分散剂中，以200~300r/min的转速搅拌10~12min，随后继续加入14~16份水性丙烯酸树脂，升温至80~90℃并在超声条件下保温搅拌18~20min，冷却后即得；

15、其中，强极性高效分散剂为：

16、将6~8份蓖麻油酸和0.04~0.06份催化剂zncl2加入10~12份甲苯中，随后在氮气氛围下升温至180~190℃，保温反应12~14h，反应完成后冷却至常温，过滤除去催化剂，随后减压蒸馏除去甲苯得产物a，随后继续往产物a中加入8~10份1,2,6-己三醇、0.04~0.06份催化剂zncl2和10~12份甲苯，升温至160~170℃保温反应8~9h，随后减压蒸馏除去甲苯和水即得。

17、本发明的有益效果在于：

18、（1）本发明在涂料中加入纳米氧化铝，因纳米氧化铝具有易团聚的性质，因此通过对其进行改性来增强其在涂料中的分散性，可以有效增强涂料的耐磨性；通过在涂料组分中添加复配交联剂来加快涂料干燥速度，缩短漆膜干燥时间，减少因干燥时间长产生的漆膜问题；通过对水性丙烯酸树脂进行改性来增强涂料的透光性，可以拓宽涂料的应用范围；

19、（2）本发明通过对纳米氧化铝进行改性来增强其在涂料中的分散性，双(4-氟苯基)甲基(氯甲基)硅烷相较其它的硅烷偶联剂如γ-氨丙基三乙氧基硅烷，其具有更大的空间位阻，可以有效减少纳米氧化铝的团聚，增强其在涂料中的分散性，同时双(4-氟苯基)甲基(氯甲基)硅烷还可以增强涂料的耐候性、耐水性和抗菌性能，进一步提升涂料的品质；

20、（3）本发明通过交联固化丙烯酸树脂来减少涂料的干燥时间，相较其它的交联剂如聚碳化二亚胺，碘化[1-环己基-3-（3-三甲氨丙基）碳二亚胺]水溶性较好，可以更好地分散于涂料体系中，从而使得固化效果更好，同时其还可以提高涂料的附着力，增强涂料的耐久性，但其固化速度较慢，因此通过联合使用固化促进剂3-氨基-2-氯-5-(三氟甲基)吡啶来加快交联固化速度，3-氨基-2-氯-5-(三氟甲基)吡啶在促进交联的基础上还具有杀菌效果，可以延长涂料的使用寿命，同时其也可以提高涂料的附着力，与碘化[1-环己基-3-（3-三甲氨丙基）碳二亚胺]具有协同增效的作用；

21、（4）本发明通过使用成核剂作为增透剂来增强水性丙烯酸树脂的透光率，相较其它的成核剂如硬脂酸钙，双亚甲基-双(二叔丁基苯酚)磷酸酯羟铝，其与丙烯酸树脂的相容性更好，不会与丙烯酸树脂间形成相分离现象，同时其还可以增强涂料的耐磨性，但其在丙烯酸树脂中的分散性不理想，因此通过将强极性高效分散剂与双亚甲基-双(二叔丁基苯酚)磷酸酯羟铝复配使用来更好地增强涂料的透光率，与常规的分散剂十二烷基硫酸钠相比，本发明制备的高效分散剂与丙烯酸树脂的相容性好，与丙烯酸树脂间的结合力也更强，其在涂料中不会解离出离子从而影响涂料的性能，同时其热稳定性更强，不会因受热产生分解。

技术特征：

1.一种耐磨速干水性涂料，其特征在于：包含以下质量份组分：

2.如权利要求1所述的一种耐磨速干水性涂料，其特征在于：所述大位阻多功能纳米氧化铝为：

3.如权利要求1所述的一种耐磨速干水性涂料，其特征在于：所述复配交联剂为：

4.一种用于如权利要求1所述的耐磨速干水性涂料的透光性好水性丙烯酸树脂，其特征在于：具体为：

技术总结本发明公开了一种耐磨速干水性涂料及其制备方法，通过加入改性后的纳米氧化铝，减少纳米氧化铝在涂料中的团聚，从而有效增强涂料的耐磨性和耐水性；通过往涂料中加入复配交联剂，可以有效提高涂料在低温高湿环境下的干燥速度；通过对水性丙烯酸树脂进行处理，可以有效提高涂料干燥后涂层的透光率，拓宽涂料的应用范围。技术研发人员：谢咏宸,欧阳诚,徐观明,廖房朋,赖钇含,黄兰芳受保护的技术使用者：龙南县彩艺装饰材料厂技术研发日：技术公布日：2024/7/15