[发明专利]硅溶胶/含羟基聚丙烯酸酯乳液-氨基树脂烤漆及其制备方法

说明书

本发明公开了硅溶胶/含羟基聚丙烯酸酯乳液‑氨基树脂烤漆及其制备方法。该制备方法采用水溶性大分子改性的硅溶胶与含羟基的丙烯酸酯类单体进行原位聚合制备硅溶胶/含羟基聚丙烯酸酯乳液，然后将合成乳液与氨基树脂复合配制硅溶胶/含羟基聚丙烯酸酯乳液‑氨基树脂烤漆。所得烤漆涂膜经150℃成膜后，涂膜光滑、透明度高，附着力可以达到0级，硬度可以达到3～4H以上，并具有突出的耐水性、耐酸碱性、耐四氯化碳性和耐候性。

技术领域

本发明涉及一种烤漆，特别是涉及一种硅溶胶/含羟基聚丙烯酸酯乳液-氨基树脂烤漆，具体是涉及一种高硅含量的硅溶胶/含羟基聚丙烯酸酯乳液-氨基树脂烤漆及其制备方法。

背景技术

近年来，在乳液聚合理论和技术发展的基础上，出现了复合高分子乳液，特别是有机无机复合乳液引起了人们的广泛关注。

自20世纪80年代以来，研究人员利用分子设计、高分子化学及乳胶粒的形态动力学原理等设计乳胶粒的核层和壳层，制备出具有双层或者多层结构、异相分离的复合乳胶颗粒，使其具有特定结构形态的乳胶颗粒赋予复合乳液优异的的耐磨、耐水、耐候、耐污、防辐射性能及抗张强度、耐冲击性和粘结强度等特点。中国发明专利CN201610616909.9公开一种采用含羟基、环氧基、羧基和多官能度等五种烯类单体在引发剂和乳化剂的存在下，乳液聚合而成的具有核壳结构的羟基丙烯酸乳液。该羟基丙烯酸乳液与水性交联剂配制的水性双组份涂料，VOC含量低，固体份含量高，所形成的涂膜硬度、柔韧性兼具，具有优异的各种耐性。

中国发明专利CN201410764940.8采用原位乳液聚合法，以硅溶胶(纳米SiO₂粒子的溶胶)为原料，以水溶性大分子对其物理改性，在此基础上制备出乳胶粒为60～100nm的高硅含量的硅溶胶/聚丙烯酸酯纳米复合乳液。该乳液既克服了纳米材料易团聚、与有机物相容性差等缺点，又保持了传统聚合物乳液成膜好、涂膜透明性和柔韧性优良的优点，但为满足涂膜的高硬度等性能要求，杂化乳液聚合物硅溶胶含量高，交联官能团量少，涂膜固化后自交联程度低，无法满足涂膜耐酸碱性、耐四氯化碳性等优异的耐化学品性能要求。增加乳液体系交联官能团含量易导致聚合稳定性差、与水性固化剂体系复配易凝胶破乳，贮存稳定性差等局限。

上述现有技术都是仅制备纯有机交联型乳液或者低交联度的有机无机杂化的SiO₂/聚丙烯酸酯乳液，所获得的涂膜无法满足高硬度、高柔软性和优异耐溶剂性的综合性能需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种涂膜硬度高且成膜性、耐水性、耐酸碱性，耐四氯化碳等性能优良的硅溶胶/含羟基聚丙烯酸酯乳液-氨基树脂烤漆及其制备方法。

本发明首先以硅溶胶(纳米SiO₂粒子的溶胶)为原料，以水溶性大分子对其物理改性，在此基础上合成出乳胶粒为60～100nm的硅溶胶/含羟基聚丙烯酸酯乳液，然后和氨基树脂复配，制备硅溶胶/含羟基聚丙烯酸酯乳液-氨基树脂烤漆。

本发明同时提供了制备上述乳液的方法，具体通过如下技术方案实现：

硅溶胶/含羟基聚丙烯酸酯乳液-氨基树脂烤漆的制备方法，包括如下步骤：

A)硅溶胶/含羟基聚丙烯酸酯乳液制备：

1)取占去离子水总量5～40％的去离子水，将水溶性大分子溶解到去离子水中制成水溶性大分子水溶液，将水溶性大分子水溶液与硅溶胶混合，在30～75℃下，搅拌6～24h，得到改性硅溶胶；

2)向反应釜加入占改性硅溶胶总量20～90％的改性硅溶胶作为釜液，并加入占乳化剂总量1～40％的乳化剂、占去离子水总量1～50％的去离子水和pH缓冲剂，搅拌，使各组分混合均匀；

3)取占总单体量10～45％的单体混合作为核单体，剩余的作为壳单体；所述单体由含羟基丙烯酸酯单体、丙烯酸或甲基丙烯酸、丙烯酸酯类单体或甲基丙烯酸酯类单体组成；