CN118165624A - 一种基于eep的环保涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于EEP的环保涂料，所述基于EEP的环保涂料包括如下质量份数的成分：有机树脂60‑80份、改性聚乙烯醇10‑20份、改性剂1‑10份、填料10‑20份、助剂1‑10份、EEP30‑50份、水；其中，所述改性聚乙烯醇为硅烷偶联剂改性聚乙烯醇；所述改性剂为硅烷聚合物。本发明采用有机树脂作为基体树脂，与硅烷偶联剂改性聚乙烯醇、硅烷聚合物改性剂、填料等成分复配，且采用新型环保溶剂EEP(3‑乙氧基丙酸乙酯)替代传统有机溶剂，多种组分间相容性良好，在保证涂料产品稳定性的同时，有效提高了机械强度、自清洁性能，克服了现有技术中存在的不足。

Description

一种基于EEP的环保涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别是涉及一种基于EEP的环保涂料及其制备方法。

背景技术

金属器件为防止生锈、腐蚀，通常会在表面涂覆涂料，经固化后形成漆膜，从而实现防护作用，同时也具有重要的修饰、美化功能。

然而涂料产品中往往含有污染性较大的原料，例如甲苯、二甲苯等，这些有机挥发溶剂不仅会对大气生态环境造成破坏，还属于致癌物质，可能对人体健康造成危害，因此具有较大风险。

随着社会的不断进步，市场对环境保护需求的日益提高，涂料产品中的挥发性有毒溶剂、助剂已逐渐减少使用。但是由于防护要求的不断提高、特定需求的不断增加，常规现有涂料的强度、附着力以及自清洁性等多项性能已难以满足行业的需求，存在较多缺陷。

综上所述，亟需研发一种新的技术方案，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

基于此，本发明开发了一种基于EEP的环保涂料及其制备方法。本发明采用有机树脂作为基体树脂，与硅烷偶联剂改性聚乙烯醇、硅烷聚合物改性剂、填料等成分复配，且采用新型环保溶剂EEP(3-乙氧基丙酸乙酯)替代传统有机溶剂，多种组分间相容性良好，在保证涂料产品稳定性的同时，有效提高了机械强度、自清洁性能，克服了现有技术中存在的不足。

本发明的一个目的在于，提供一种基于EEP的环保涂料，所述基于EEP的环保涂料包括如下质量份数的成分：

水；

其中，

所述改性聚乙烯醇为硅烷偶联剂改性聚乙烯醇；

所述改性剂为硅烷聚合物。

进一步地，所述硅烷偶联剂选自氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种或多种。

进一步地，所述硅烷聚合物的聚合单体为硅酸烷基酯。

进一步地，所述助剂选自润湿剂、流平剂、消泡剂、乳化剂、分散剂、pH调节剂、光引发剂、固化剂中的一种或多种。

进一步地，所述有机树脂包括水性聚酯树脂和双酚环氧丙烯酸树脂。

本发明的另一个目的在于，提供上述基于EEP的环保涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将硅酸烷基酯加入溶剂中，然后加入催化剂和水，搅拌加热反应后，经纯化得到改性剂；

S2、将硅烷偶联剂加入聚乙烯醇的水溶液中，碱性条件下加热反应，经纯化得到改性聚乙烯醇；

S3、将所述改性剂、改性聚乙烯醇、有机树脂、填料、助剂、EEP和水共混，搅拌均匀，出料，得到产物。

进一步地，步骤S1中，所述搅拌加热反应的温度为50-70℃，时间为2-5h。

进一步地，步骤S1中，所述催化剂为酸催化剂。

进一步地，步骤S2中，所述加热反应的温度为50-80℃，时间为2-5h。

进一步地，步骤S2中，所述碱性条件的pH为9-11。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明提供的基于EEP的环保涂料中以水性聚酯树脂和双酚环氧丙烯酸树脂为基体树脂，并采用改性聚乙烯醇、改性剂为成分，所述改性聚乙烯醇通过硅烷偶联剂中的活性基团(如环氧基)与聚乙烯醇分子中的羟基进行反应得到，将支链结构以及高活性硅羟基引入改性聚乙烯醇中，有利于提高多种成分之间的相容性，同时具有较强极性，能够增强附着力、稳定性；所述改性剂为小分子硅酸烷基酯聚合所得，具有更高密度、更高含量的硅烷氧基，能够促进交联、增强稳定性，还具有亲水化效果。本发明以改性聚乙烯醇和改性剂作为组分，能产生良好的协同作用，一方面，其与基体树脂等成分具有良好的相容性，能够通过活性基团之间交联形成稳定的三维网络结构，还能与表面具有羟基的二氧化硅填料产生分子间作用力，从而增强稳定性和力学强度；另一方面，引入的大量极性基团显著改善了涂料的亲水性能，能够促进涂层吸收外界水分生成水膜，由此增强涂层的抗污、自清洁效果，满足了市场对产品性能的需求。

2.本发明采用EEP作为溶剂，相比传统有机溶剂，EEP具有丙酰基、酯基、醚键等基团，不仅挥发性较低，且与其他组分的相容性更强，有利于提高产品稳定性，且不具有环境污染的风险，更加绿色、环保。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，列举如下实施例。实施例中所出现的原料、反应和后处理手段，除非特别声明，均为市面上常见原料，以及本领域技术人员所熟知的技术手段。

本发明中的词语“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

应当理解，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用成分的量或所有数字，应被理解为在所有情况下，被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本发明所要获得的期望性能而变化的近似值。

本发明实施例中的有机树脂为质量比3:1的水性聚酯树脂(-4200-80)和双酚A环氧丙烯酸树脂(三木6105-80Y)。

本发明实施例中的聚乙烯醇为上海影佳PVA0588。

本发明实施例中的填料为纳米二氧化硅，粒径10-20nm。

本发明实施例中的助剂为质量比1:1:1:1的羟丙基纤维素、光引发剂2959、固化剂MHG-80B和乳化剂甲基丙烯酰氧乙基十二烷基二甲基溴化铵。

本发明实施例中的“份”均指质量份数。

实施例1

一种基于EEP的环保涂料，包括如下质量份数的成分：

上述含EEP组合物的制备方法，包括如下步骤：

S1、以乙醇为溶剂，加入硅酸乙酯，然后搅拌加入去离子水(硅酸乙酯:去离子水＝1:1，n/n)，用15wt％盐酸调节pH为4，60℃搅拌反应4h，减压蒸馏去除溶剂后，得到改性剂；

S2、将10g聚乙烯醇加入90mL去离子水中，90℃搅拌2h，得到聚乙烯醇的水溶液；

将2g KH560加入所述聚乙烯醇的水溶液中，用10wt％氢氧化钠溶液调节pH为10，60℃反应2h，然后调节pH为12，经离心、洗涤、干燥得到改性聚乙烯醇；

S3、按上述质量份数，将所述改性剂、改性聚乙烯醇、有机树脂、填料、助剂、EEP和水共混，搅拌均匀，出料，得到产物。

实施例2

一种基于EEP的环保涂料，包括如下质量份数的成分：

上述含EEP组合物的制备方法，包括如下步骤：

S1、以乙醇为溶剂，加入硅酸乙酯，然后搅拌加入去离子水(硅酸乙酯:去离子水＝1:1，n/n)，用15wt％盐酸调节pH为4，60℃搅拌反应4h，减压蒸馏去除溶剂后，得到改性剂；

S2、将10g聚乙烯醇加入90mL去离子水中，90℃搅拌2h，得到聚乙烯醇的水溶液；

将2g KH560加入所述聚乙烯醇的水溶液中，用10wt％氢氧化钠溶液调节pH为10，60℃反应2h，然后调节pH为12，经离心、洗涤、干燥得到改性聚乙烯醇；

S3、按上述质量份数，将所述改性剂、改性聚乙烯醇、有机树脂、填料、助剂、EEP和水共混，搅拌均匀，出料，得到产物。

实施例3

一种基于EEP的环保涂料，包括如下质量份数的成分：

上述含EEP组合物的制备方法，包括如下步骤：

S1、以乙醇为溶剂，加入硅酸乙酯，然后搅拌加入去离子水(硅酸乙酯:去离子水＝1:1，n/n)，用15wt％盐酸调节pH为4，60℃搅拌反应4h，减压蒸馏去除溶剂后，得到改性剂；

S2、将10g聚乙烯醇加入90mL去离子水中，90℃搅拌2h，得到聚乙烯醇的水溶液；

将2g KH560加入所述聚乙烯醇的水溶液中，用10wt％氢氧化钠溶液调节pH为10，60℃反应2h，然后调节pH为12，经离心、洗涤、干燥得到改性聚乙烯醇；

S3、按上述质量份数，将所述改性剂、改性聚乙烯醇、有机树脂、填料、助剂、EEP和水共混，搅拌均匀，出料，得到产物。

对比例1

一种涂料，本对比例与实施例1的区别在于：将改性聚乙烯醇等质量份数地替换为未改性聚乙烯醇，其他成分及制备方法与实施例1相同。

对比例2

一种涂料，本对比例与实施例1的区别在于：将改性剂等质量份数地替换为硅酸乙酯，其他成分及制备方法与实施例1相同。

测试例

对实施例1-3和对比例1-2制备的涂料样品进行性能测试。

将实施例1-3和对比例1-2制备的涂料样品涂覆于100mm×100mm的金属基板表面，固化后得到5μm厚的涂层。

测试方法：

参照HG/T 3830-2006、GB/T 9286、GB/T 9780等标准进行性能测试。

测试结果如表1所示。

表1性能测试结果

根据表1可以得出，本发明实施例制备的基于EEP的环保涂料具有良好的附着力，且稳定性强，耐酸性、耐盐雾性优异，同时具有一定自清洁性能，耐沾污性良好，而替换了改性聚乙烯醇或改性剂的对比例1-2，无法得到理想的性能提升，产品多项性能明显下降，外观出现起泡、开裂、锈点等现象。综上所述，本发明克服了现有产品存在的缺陷，具有良好的应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种基于EEP的环保涂料，其特征在于，所述基于EEP的环保涂料包括如下质量份数的成分：

水；

其中，

所述改性聚乙烯醇为硅烷偶联剂改性聚乙烯醇；

所述改性剂为硅烷聚合物。

2.根据权利要求1所述基于EEP的环保涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述基于EEP的环保涂料，其特征在于，所述硅烷聚合物的聚合单体为硅酸烷基酯。

4.根据权利要求1所述基于EEP的环保涂料，其特征在于，所述助剂选自润湿剂、流平剂、消泡剂、乳化剂、分散剂、pH调节剂、光引发剂、固化剂中的一种或多种。

5.权利要求1-4任一项所述基于EEP的环保涂料的制备方法，其特征在于，所述基于EEP的环保涂料的制备方法包括如下步骤：

S1、将硅酸烷基酯加入溶剂中，然后加入催化剂和水，搅拌加热反应后，经纯化得到改性剂；

S2、将硅烷偶联剂加入聚乙烯醇的水溶液中，碱性条件下加热反应，经纯化得到改性聚乙烯醇；

S3、将所述改性剂、改性聚乙烯醇、有机树脂、填料、助剂、EEP和水共混，搅拌均匀，出料，得到产物。

6.根据权利要求5所述基于EEP的环保涂料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述搅拌加热反应的温度为50-70℃，时间为2-5h。

7.根据权利要求5所述基于EEP的环保涂料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述催化剂为酸催化剂。

8.根据权利要求5所述基于EEP的环保涂料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述加热反应的温度为50-80℃，时间为2-5h。

9.根据权利要求5所述基于EEP的环保涂料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述碱性条件的pH为9-11。