水性除锈防锈纳米涂料及其制备方法

摘要

本发明首先合成功能性丙烯酸羟丙酯基磷酸酯单体，然后共聚到苯丙乳液制备了改性的苯丙乳液，丙烯酸羟丙酯基磷酸酯占聚合单体总量在3%～8%。选择钛酸酯偶联剂TC-WT对纳米碳酸钙改性的优化工艺，解决纳米粒子的团聚问题。通过测定悬浮液的等电点确定体系的pH值合理的范围，多功能助剂进行控制。本品具有干燥快、防锈、防腐性能好、耐冲洗、耐盐水的特点，本发明产品带水、带锈涂料，成本低、工艺简单、无二次污染，减少了锈蚀金属表面涂饰前大量高强度的劳动和繁多的处理程序。

主权项

一种制备水性除锈防锈纳米涂料的制备方法，涂料所用的树脂为丙烯酸羟丙酯基磷酸酯，丙烯酸羟丙酯基磷酸酯占聚合单体总重量的3％～8％，丙烯酸羟丙酯基磷酸酯的单体其结构如下分子量322.26，所述涂料包括如下质量百分含量的组分：改性苯丙乳液31‑35％，粒径为30‑80nm的纳米碳酸钙4‑6％，消泡剂0.2‑0.8％，分散剂0.6‑0.8％，多功能助剂0.6‑0.8％，胶体改性剂0.8‑1％、填料21‑26％、润湿剂0.2‑0.8％、溶剂20‑23％、增稠剂0.6‑1.5％、成膜助剂0.8‑1.5％、闪锈抑制剂1.4‑1.6％；其特征在于，具体步骤如下：(1)制备丙烯酸羟丙酯基磷酸酯将0.3mol的丙烯酸羟丙基酯、0.3g对甲氧基苯酚和乙醇150ml加入到烧瓶中，搅拌均匀加热到40‑50℃,缓慢加入0.1mol的P₂O₅到反应瓶，完毕后在70‑80℃回流反应1h,每隔30min跟踪测试酸值的变化，继续反应1.5h,所得产品为酸值在306的浅蓝色粘稠液体，即得丙烯酸羟丙酯基磷酸酯；(2)改性苯丙乳液的制备过程将溶剂加入带有回流冷凝管、机械搅拌器的四口反应瓶中，升温80℃使其回流，接着加入单体3.0g甲基丙烯酸甲酯、2.8g丙烯酸羟丙酯基磷酸酯、2.4g甲基丙烯酸丁酯、5.6g丙烯酸‑β‑羟丙酯、3.2g苯乙烯、2.0g甲基丙烯酸、0.6g甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.3g十二烷基硫酸钠，引发剂0.3g K₂S₂O₈溶解在19.22ml异丙醇与6.4ml乙醇混合有机溶剂，再加入66.30g去离子水混合均匀后加入反应瓶，保温0.5h,滴加单体甲基丙烯酸甲酯12.0g、丙烯酸羟丙酯基磷酸酯11.2g、甲基丙烯酸丁酯9.6g、丙烯酸‑β‑羟丙酯22.4g、苯乙烯12.8g、甲基丙烯酸8.0g、甲基丙烯酸缩水甘油酯2.4g、十二烷基硫酸钠1.2g单体液，耗时3.5～4.0h；滴完后保温2h，其后加入追加引发剂液K₂S₂O₈ 3.0g，继续保温2h；再升温到88℃熟化lh，降温至60℃，在充分搅拌下用2‑氨基‑2‑甲基‑1‑丙醇调节pH＝7.0‑7.6为止，在高剪切下激烈搅拌可制得改性苯丙乳液；(3)钛酸酯偶联剂改性纳米碳酸钙首先将水浴升温至30℃‑80℃，然后纳米碳酸钙加入盛有无水乙醇的容器中剪切0.5‑1h，再加入钛酸酯，超声分散0.5‑1h，保温；离心分离，然后用石油醚洗涤、干燥、研磨即得改性纳米碳酸钙；(4)按照涂料配方，将溶剂加入制漆釜中，在搅拌下依次加入润湿剂、分散剂搅拌均匀；在继续搅拌下，依次加入填料和改性纳米CaCO₃，高速分散0.5‑1h，然后在低转速下加入消泡剂、成膜助剂，搅匀后再加入改性的苯丙乳液和增稠剂、闪锈抑制剂、胶体改性剂，继续在低转速下搅匀即得纳米复合涂料。