[发明专利]一种水性高硬、耐腐蚀氨基烤漆

说明书

本发明公开了一种水性高硬、耐腐蚀氨基烤漆，一方面在球磨过程中，利用碳酸氢钠产生的二氧化碳气体模拟高温高压环境，在石墨烯边缘进行羧基化，为多巴胺接枝提供条件，最终得到多巴胺接枝边缘羧基化石墨烯（DGr），再用单宁酸改善DGr分散性得到DGr‑TA粉末。另一方面采用半连续种子乳液聚合法将有机氟单体与丙烯酸单体进行共聚，得到含氟丙烯酸乳液。最后将含氟丙烯酸乳液与氨基树脂混合，在混合过程中通过物理共混的方式将DGr‑TA作为增强剂引入，得到水性高硬、防腐氨基烤漆，所得水性氨基烤漆具有优异的机械性能和防腐性能。

技术领域

本发明属于水性涂料技术领域，特别涉及一种水性高硬、耐腐蚀氨基烤漆，其机械性能和防腐性能得到显著提高。

背景技术

随着人们环保意识和健康意识的提升，传统的油性涂料因为VOC排放太高，已经不能符合发展趋势，人们需要一种绿色环保的水性涂料来代替。而水性涂料以水为溶剂或分散剂，不添加有机溶剂，使得其有很低的VOC排放,因此水性漆以其无毒、环保、无气味、VOC含量低、不易燃易爆等优点，越来越受到人们的青睐。

乳液型丙烯酸氨基烤漆是在将氨基树脂加入到丙烯酸乳液中，两者在一定温度烘干固化，由于使用的助溶剂量很少，比起水溶性丙烯酸氨基烤漆在配制过程中需加入大量的有机助溶剂，乳液型氨基烤漆的VOC含量极低，可以控制在5%以内，环保优势明显但是乳液型丙烯酸氨基烤漆也存在着光泽度不够、易出现缩孔、附着力不够好等缺点。

发明内容

本发明的目的在于针对乳液型氨基烤漆硬度不高，耐腐蚀性能太差等缺点进行改性，提供一种水性高硬、防腐氨基烤漆。本发明利用石墨烯优异的机械性能，提高水性氨基烤漆等硬度方面的机械性能；同时利用有机氟单体的“趋表效应”，使有机氟在涂层表面聚集，提升涂层疏水性，从而提升其防腐性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水性高硬、耐腐蚀氨基烤漆，首先采用种子乳液半连续法制备含氟丙烯酸乳液，设计核壳单体比例为3:2得到微观结构为内硬核外软壳结构的含氟丙烯酸乳液。其次在球磨机中加入石墨、碳酸氢钠与多巴胺，利用碳酸氢钠受热产生的二氧化碳以及球磨产生的热量模拟高温高压环境，此时石墨烯片层边缘在该环境下与CO₂反应得到边缘羧基化石墨烯，同时多巴胺与聚多巴胺会与石墨烯边缘的羧基发生共价接枝反应得到多巴胺接枝边缘羧基化石墨烯（DGr），最后利用TA来改善DGr的分散性，得到分散均匀DGr-TA增强剂。最终将氨基树脂加入含氟丙烯酸乳液中，以一定速度搅拌，接着再通过物理共混的方式引入DGr-TA增强剂，提高转速搅拌一段时间，得到一种水性高硬、耐腐蚀氨基烤漆。

本发明的另一方面还提供了制备所述水性高硬、耐腐蚀氨基烤漆的方法，包括质量百分比的如下组分：

水性含氟丙烯酸乳液 50-60%

高甲醚化氨基树脂 6-10%

去离子水 30%-45%

DGr-TA 0.1-0.5%

消泡剂 0.1-0.5%

N,N-二甲基乙醇胺 0.5-1%。

具体实验步骤如下：

（1）水性含氟丙烯酸乳液的制备：

采用半连续种子乳液聚合法，首先制备种子预乳化液，在三口烧瓶中依次加入40g的去离子水、0.36 g OP-10和0.36g SVS，以 250 r/min 搅拌混合，同时向三口烧瓶中缓慢加入称量好的种子单体MMA 14 g 、BA 4g、以及0.2 g缓冲剂NaHCO₃，接着将水浴锅升温，保温预乳化 1h。