一種耐水耐高溫聚醋酸乙烯乳液涂料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種耐水耐高溫聚醋酸乙烯乳液涂料。
【背景技術(shù)】
[0002]涂料是指應(yīng)用于物體表面而能結(jié)成堅(jiān)韌保護(hù)膜的物料的總稱。隨著社會(huì)的發(fā)展,涂料在人們的生活中占據(jù)著越來越重要的地位,應(yīng)用也越來越廣泛,目前,人們?cè)陉P(guān)注涂料的健康環(huán)保性能以及裝飾性能以外,也越來越多的關(guān)注了涂料的功能性。
[0003]聚醋酸乙烯乳液俗稱“白乳膠”,具有成本低廉,聚合工藝較為簡單,無毒、無味、無臭、無色透明,并且具有良好的粘接、耐光、不易老化等性能,目前已被廣泛應(yīng)用于建筑涂料、木材粘合、紙張加工、紡織印染、水泥改性、玻纖加工、以及家庭裝潢等眾多領(lǐng)域。然而,聚醋酸乙烯乳液也存在著耐水性差、抗熱蠕變性較差等缺點(diǎn)。聚醋酸乙烯乳液膠膜在高濕度氛圍下或者水中浸泡后,容易吸水并且粘接強(qiáng)度急劇下降。為了使聚醋酸乙烯乳液在不同的領(lǐng)域得到應(yīng)用,人們通常都對(duì)其進(jìn)行改性,如共混、共聚、交聯(lián)、保護(hù)膠體改性等以滿足使用性能。隨著聚醋酸乙烯乳液在高檔家具、汽車內(nèi)裝飾、汽車篷布等行業(yè)的廣泛應(yīng)用,人們對(duì)其耐水性、耐熱性、無毒環(huán)保性能有了更高的要求,目前的改性方法效果仍不是很理想。因此開發(fā)一種耐水性好,耐高溫性能優(yōu)異的聚醋酸乙烯乳液涂料已經(jīng)漸呈趨勢(shì)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題,本發(fā)明提出了一種耐水耐高溫聚醋酸乙烯乳液涂料,其耐水性好,耐高溫性能優(yōu)異,與基材的附著力好,粘結(jié)強(qiáng)度高。
[0005]本發(fā)明提出的一種耐水耐高溫聚醋酸乙烯乳液涂料,其原料按重量份包括以下組分:聚醋酸乙烯乳液100份、有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液10-30份、納米氧化鋁溶膠3-10份、二氧化硅5-15份、六甲基二硅胺烷5-10份、有機(jī)改性蒙脫土 3-12份、膨脹蛭石2_10份、納米碳酸1丐3-10份、金紅石型鈦白粉3-8份、氧化鐵1-3份、納米氮化娃1-5份、納米碳化硅3-10份、聚酰胺纖維2-5份、氫氧化鋁0.2-1.5份、硼酸鋅1-1.8份、六亞甲基二異氰酸酯2-5.5份、2-羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯1.2-2.5份、環(huán)烷酸鈷0.1-0.8份、三乙烯四胺
0.1-0.5份、成膜助劑8-15份、增稠劑0.5-1.8份、防腐劑0.2-1份、抗凍劑0.1-0.5份、去離子水50-70份。
[0006]優(yōu)選地,其原料按重量份包括以下組分:聚醋酸乙烯乳液100份、有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液20-25份、納米氧化鋁溶膠6-9份、二氧化硅10-15份、六甲基二硅胺烷8_9份、有機(jī)改性蒙脫土 7-10份、膨脹蛭石6-8份、納米碳酸鈣7-8份、金紅石型鈦白粉5-7份、氧化鐵1.9-2.3份、納米氮化硅2.8-3.5份、納米碳化硅7-8份、聚酰胺纖維3-3.6份、氫氧化鋁
1-1.4份、硼酸鋅1.2-1.5份、六亞甲基二異氰酸酯3.5-4.2份、2-羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯1.8-2.2份、環(huán)烷酸鈷0.5-0.7份、三乙烯四胺0.3-0.35份、成膜助劑10-12份、增稠劑0.9-1.3份、防腐劑0.7-0.9份、抗凍劑0.3-0.35份、去離子水65-70份。
[0007]優(yōu)選地,其原料按重量份包括以下組分:聚醋酸乙烯乳液100份、有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液22份、納米氧化鋁溶膠7份、二氧化硅12份、六甲基二硅胺烷8.5份、有機(jī)改性蒙脫土 8份、膨脹蛭石7份、納米碳酸鈣7.6份、金紅石型鈦白粉5.3份、氧化鐵2份、納米氮化硅3.2份、納米碳化硅7.6份、聚酰胺纖維3.2份、氫氧化鋁1.3份、硼酸鋅1.5份、六亞甲基二異氰酸酯4份、2-羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯2份、環(huán)烷酸鈷0.6份、三乙烯四胺0.35份、成膜助劑12份、增稠劑I份、防腐劑0.8份、抗凍劑0.3份、去離子水65份。
[0008]優(yōu)選地,所述二氧化硅為改性二氧化硅;所述改性二氧化硅按照以下工藝進(jìn)行制備:將正硅酸乙酯加入無水乙醇中配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-45wt%的溶液,加入氨水調(diào)節(jié)溶液的PH值為8-9,攪拌20-35min,然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10_25wt %的鹽酸攪拌20_50min,其中,鹽酸的體積為正硅酸乙酯體積的15-30%,加入氨水調(diào)節(jié)pH值為9-10,然后靜置陳化5-10h得到物料A ;將物料A干燥、粉碎后加入環(huán)己烷中,然后加入六甲基二硅胺烷,其中,物料A與六甲基二硅胺烷的重量比為1:1.2-1.5,物料A與環(huán)己烷的體積比為1:1-2,攪拌均勻后在55-65°C反應(yīng)6-10h,反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到改性二氧化硅。
[0009]優(yōu)選地,所述二氧化硅為改性二氧化硅;所述改性二氧化硅按照以下工藝進(jìn)行制備:將正硅酸乙酯加入無水乙醇中配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40wt%的溶液,加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值為8,攪拌25min,然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20wt%的鹽酸攪拌30min,其中,鹽酸的體積為正硅酸乙酯體積的25%,加入氨水調(diào)節(jié)pH值為10,然后靜置陳化Sh得到物料A ;將物料A干燥、粉碎后加入環(huán)己烷中,然后加入六甲基二硅胺烷,其中,物料A與六甲基二硅胺烷的重量比為1:1.3,物料A與環(huán)己烷的體積比為1:1.5,攪拌均勻后在60°C反應(yīng)8h,反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到改性二氧化硅;在改性二氧化硅的制備過程中,利用六甲基二硅胺烷對(duì)二氧化硅進(jìn)行了改性,六甲基二硅胺烷可以接枝在二氧化硅的表面,使二氧化硅成為疏水結(jié)構(gòu),加入到體系中,提高了涂料的疏水性能,改善了涂料的耐水性。
[0010]優(yōu)選地,有機(jī)改性蒙脫土所使用的改性劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-560、硅烷偶聯(lián)劑KH-570、硅烷偶聯(lián)劑KH-550、硅烷偶聯(lián)劑ND-43、硅烷偶聯(lián)劑KH-791、硅烷偶聯(lián)劑A-151中的一種或者多種的混合物。
[0011]優(yōu)選地,所述納米碳酸鈣的平均粒徑為15-30nm;納米氮化硅的平均粒徑為20-40nm ;納米碳化娃的平均粒徑為10_35nm。
[0012]優(yōu)選地,所述成膜助劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇、醇酯十二、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚中的一種或者多種的混合物。
[0013]優(yōu)選地,所述增稠劑為羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙烯醇中的一種或者多種的混合物。
[0014]優(yōu)選地,所述防腐劑為六偏磷酸鈉、苯甲酸鈉、卡松、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或者多種的混合物。
[0015]優(yōu)選地,所述抗凍劑為甲醇、乙醇、聚乙二醇、丙三醇、丁二醇、異丙醇、丙二醇中的一種或者多種的混合物。
[0016]本發(fā)明所述耐水耐高溫聚醋酸乙烯乳液涂料可以按照常規(guī)的涂料制備工藝將各原料混合均勻而成。
[0017]本發(fā)明中,選擇了聚醋酸乙烯乳液作為主要成膜物質(zhì),并配合添加了有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液作為輔助成膜物質(zhì),主成膜物質(zhì)與輔助成膜物質(zhì)配合,在維持聚醋酸乙烯乳液耐老化性、耐光性的同時(shí),提高了涂料的耐低溫性、抗蠕變性和耐黃變性等缺陷,改善了涂料的耐候性;納米氧化鋁溶膠無色透明,添加到體系中,與成膜物質(zhì)的相容性好,在不影響體系性質(zhì)和粘度的情況下,明顯提高了涂料的硬度,與有機(jī)改性蒙脫土、膨脹蛭石、納米碳酸鈣、金紅石型鈦白粉、氧化鐵、納米氮化硅、納米碳化硅、聚酰胺纖維、氫氧化鋁、硼酸鋅配合,有效降低了成膜物質(zhì)的成膜溫度,同時(shí)改善了涂料的耐熱性、耐水性、耐腐蝕性和阻燃性,其中,納米氮化硅、納米碳化硅兩種納米粒子相互配合,在高溫下可形成復(fù)合粒子,與其它物料形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),大幅度提高了涂料的耐高溫性;六甲基二硅胺烷加入到體系中,其可以與體系中的羥基發(fā)生接枝反應(yīng),一方面改善了各填料的分散性,另一方面改善了涂料的疏水性;六亞甲基二異氰酸酯加入體系中,與六甲基二硅胺烷具有協(xié)同作用,一方面,可以與體系中的羥基發(fā)生交聯(lián),提高了各原料的分散性,同時(shí)消除了羥基的親水性,提高了涂料的耐水性,另一方面與環(huán)烷酸鈷配合提高了涂料的粘結(jié)強(qiáng)度;2_羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯具有附著力促進(jìn)劑和偶聯(lián)劑的作用,加入體系中,對(duì)各原料表現(xiàn)出良好的附著、粘接功能,改善了涂料的粘結(jié)性能,與氫氧化鋁、硼酸鋅配合,賦予涂料優(yōu)異的阻燃性。
[0018]對(duì)本發(fā)明所述耐水耐高溫聚醋酸乙烯乳液涂料進(jìn)行性能檢測(cè),其粘結(jié)強(qiáng)度為45-50MPa,可知其粘結(jié)強(qiáng)度高;在20°(:水中浸泡12d無異常,證明其耐水性好;耐150°C 15h無異常,證明其耐高溫性能優(yōu)異。
【具體實(shí)施方式】
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