本发明涉及水性工业涂料领域，特别是涉及一种高性能水性丙烯酸涂料及其制备方法，能够满足高硬度、干速快、不返粘要求。
背景技术：
水性工业涂料是一种环保型工业漆，它的低voc排放降低了对大气的污染，减小的爆炸、火灾等可能性，大大提高了施工安全性。但实际应用过程中，水性丙烯酸涂料的硬度较低，搬运过程中发生磕碰，容易掉漆；由于丙烯酸乳液为热塑性聚合物，乳液性质决定了其高温反粘性质。夏天温度较高时，容易发粘；冬天温度稍低时，干燥速度较慢，对于要求快速包装行业很难满足，为了解决以上情况，需要研发一种新的高性能的水性丙烯酸涂料，能够满足高硬度、干速快、不返粘要求。
技术实现要素：
本发明就是针对上述存在的缺陷而提供一种高性能水性丙烯酸涂料及其制备方法。本发明要解决的技术问题是实际应用过程中水性丙烯酸涂料的硬度较低，搬运过程中发生磕碰，容易掉漆，夏天温度较高时，容易发粘；冬天温度稍低时，干燥速度较慢的问题。本发明的丙烯酸涂料是通过混拼硅溶胶达到，混拼之后，漆膜外观和性能明显提升。
本发明的一种高性能水性丙烯酸涂料及其制备方法，技术方案为，所述的水性丙烯酸涂料包括水性丙烯酸乳液、硅溶胶、常规助剂、成膜助剂、防沉剂、颜料、填料、防闪锈剂、增稠剂、去离子水。通过丙烯酸乳液和硅溶胶混拼之后，制备的成品漆储存稳定性较好，表干速度、实干速度提升，硬度提升，抗回粘效果好。
所得的水性丙烯酸乳液tg值为20-40℃、ph值为7-9。
所述的硅溶胶ph为9-10，粒径为10-20nm，二氧化硅含量为30-40％。
采用上述水性丙烯酸乳液和硅溶胶混合，稳定性好，不易出现吸附絮凝沉淀。
所述的一种高性能水性丙烯酸涂料，按重量份计：水性丙烯酸乳液30～60份、硅溶胶5～10份，常规助剂1～5份、成膜助剂1-5份、防沉剂0.01～0.3份、颜料1～25份、填料0～30份、防闪锈剂0.1～2份、增稠剂0.1～2份、去离子水20～30份。
所述的常规助剂为分散剂、消泡剂，胺中和剂、润湿剂、流平剂中的至少一种。
所述的分散剂为阴离子型、阳离子型、非离子型和高分型分散剂中的至少一种；
所述的消泡剂为有机硅消泡剂和无硅消泡剂中的至少一种；
所述的胺中和剂为dmea或amp-95中的至少一种；
所述的润湿剂为有机硅类润湿剂或炔二醇类润湿剂中的至少一种；
所述的流平剂为有机硅流平剂或丙烯酸酯流平剂中的至少一种。
所述的成膜助剂为pm、bcs、dpm、dpnb、dbg、醇酯-12、乙二醇中的至少一种；
防沉剂为气相二氧化硅、凹凸棒土、膨润土中的至少一种；
所述的颜料为钛白粉、炭黑、酞菁蓝、艳绿中的至少一种；
所述的填料为硫酸钡、碳酸钙、云母、高岭土中的至少一种；
所述的防闪锈剂为亚硝酸盐、硼酸盐、磷酸盐中的至少一种；
所述的增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂、聚丙烯酸酯增稠剂中的至少一种。
所述的一种高性能水性丙烯酸涂料的制备方法，
步骤一、在研磨罐中加入去离子水，转速为500—1000r/min；
步骤二、在研磨罐内加入分散剂、润湿剂、防沉剂、消泡剂、颜料、填料，转速为2000r/min，分散20min；
步骤三、在上述研磨罐中加入锆珠后，进行研磨，转速为3500r/min，研磨至细度小于30微米，备用；
步骤四、取出新罐，后按重量份数计加入水性丙烯酸乳液、硅溶胶、胺中和剂、流平剂、成膜助剂、防闪锈剂，然后缓慢加入上述研磨好的色浆，最后加入增稠剂，转速为500—1000r/min，分散20—30min，制得成品。
本发明的有益效果为：未混拼硅溶胶，漆膜表干速度(25℃)为20-30min，实干硬度为b，温度＞40℃反粘严重；通过混拼硅溶胶后，表干速度(25℃)能达到10-15min表干，实干硬度大于h，50℃不返粘，50℃热储七天，粘度、细度基本无变化。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
实施例1
一种高性能水性丙烯酸涂料，按重量份计，水性丙烯酸涂料包括tg值为23℃、ph值为7.5的水性丙烯酸乳液50份、去离子水20份、分散剂0.8份、胺中和剂0.6份、消泡剂0.15份、防沉剂0.1份、颜料2份，填料15份、润湿剂0.2份，流平剂0.2份，bcs1.5份，醇酯-122份，防闪锈剂0.5份，增稠剂0.2份。
在本技术方案中，所述成膜助剂为醇酯-12、bcs，防沉剂为膨润土，所述填料为硫酸钡，颜料为炭黑，所述防闪锈剂为德谦fa179，所述增稠剂为海明斯r-299。
一种高性能水性丙烯酸涂料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一、在研磨罐中加入去离子水，转速为500r/min；
步骤二、在研磨罐内加入分散剂、润湿剂、膨润土、消泡剂、颜料、填料，转速为2000r/min，分散20min；
步骤三、在步骤二的研磨罐中加入研磨料的80％的锆珠后，进行研磨，转速为3500r/min，研磨至细度小于30微米，制得色浆，备用；
步骤四、取出新罐，后按质量份数计加入水性丙烯酸乳液、胺中和剂、成膜助剂、流平剂、防闪锈剂，然后缓慢加入上述步骤三中研磨好的色浆，最后加入增稠剂，转速为500r/min，分散20min，制得成品。
实施例2
一种高性能水性丙烯酸涂料，按重量份计，水性丙烯酸涂料包括tg值为23℃、ph值为7.5的水性丙烯酸乳液45份、硅溶胶5份、去离子水20份、分散剂0.8份、胺中和剂0.6份、消泡剂0.15份、防沉剂0.1份、颜料2份，填料15份、润湿剂0.2份，流平剂0.2份，bcs1.5份，醇酯-122份，防闪锈剂0.5份，增稠剂0.2份。所述的硅溶胶ph为9.5，粒径为10-20nm，二氧化硅含量为35％。
在本技术方案中，所述成膜助剂为醇酯-12、bcs；防沉剂为膨润土；所述颜料为炭黑，所述填料为硫酸钡；所述防闪锈剂为德谦fa179，所述增稠剂为海明斯r-299。
一种高性能水性丙烯酸涂料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一、在研磨罐中加入去离子水，转速为600r/min；
步骤二、在研磨罐内加入分散剂、润湿剂、膨润土、消泡剂、颜料、填料，转速为2000r/min，分散20min；
步骤三、在步骤三的研磨罐中加入研磨料的80％的锆珠后，进行研磨，转速为3500r/min，研磨至细度小于30微米，制得色浆，备用；
步骤四、取出新罐，后按质量份数计加入水性丙烯酸乳液、硅溶胶、胺中和剂、流平剂、成膜助剂、流平剂、防闪锈剂，然后缓慢加入上述步骤二中研磨好的色浆，最后加入增稠剂，转速为500r/min，分散20min，制得成品。
实施例3
一种高性能水性丙烯酸涂料，按质量份数计，水性丙烯酸涂料包括tg值为23℃、ph值为7.5的水性丙烯酸乳液40份、硅溶胶8份、去离子水20份、分散剂0.7份、胺中和剂0.6份、消泡剂0.2份、防沉剂0.2份、颜料5份，填料20份、润湿剂0.2份，流平剂0.2份，bcs1份，醇酯-122.5份，防闪锈剂1份，增稠剂0.8份。所述的硅溶胶ph为9.5，粒径为10-20nm，二氧化硅含量为30％。
在本技术方案中，所述成膜助剂为醇酯-12、bcs；防沉剂为膨润土；所述颜料为炭黑，所述填料为硫酸钡；所述防闪锈剂为德谦fa179，所述增稠剂为海明斯r-299。
一种高性能水性丙烯酸涂料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一、按质量份数计，在研磨罐中加入去离子水，转速为800r/min；
步骤二、按质量份数计，在研磨罐内加入分散剂、润湿剂、膨润土、消泡剂、颜料、填料，转速为2000r/min，分散20min；
步骤三、在步骤三的研磨罐中加入研磨料的80％的锆珠后，进行研磨，转速为3500r/min，研磨至细度小于30微米，制得色浆，备用；
步骤四、取出新罐，后按质量份数计加入水性丙烯酸乳液、硅溶胶、胺中和剂、流平剂、成膜助剂、流平剂、防闪锈剂，然后缓慢加入上述步骤二中研磨好的色浆，最后加入增稠剂，转速为500r/min，分散20min，制得成品。
实施例4
一种高性能水性丙烯酸涂料，按质量份数计，水性丙烯酸涂料包括tg值为23℃、ph值为7.5的水性丙烯酸乳液40份、硅溶胶10份、去离子水20份、分散剂0.8份、胺中和剂0.6份、消泡剂0.15份、防沉剂0.1份、颜料2份，填料15份、润湿剂0.2份，流平剂0.2份，bcs1.5份，醇酯-122份，防闪锈剂0.5份，增稠剂0.2份。所述的硅溶胶ph为9.5，粒径为10-20nm，二氧化硅含量为35％。
在本技术方案中，所述成膜助剂为醇酯-12、bcs；防沉剂为膨润土；所述颜料为炭黑，所述填料为硫酸钡；所述防闪锈剂为德谦fa179，所述增稠剂为海明斯r-299。
一种高性能水性丙烯酸涂料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一、按质量份数计，在研磨罐中加入去离子水，转速为800r/min；
步骤二、按质量份数计，在研磨罐内加入分散剂、润湿剂、膨润土、消泡剂、颜料、填料，转速为2000r/min，分散20min；
步骤三、在步骤三的研磨罐中加入研磨料的80％的锆珠后，进行研磨，转速为3500r/min，研磨至细度小于30微米，制得色浆，备用；
步骤四、取出新罐，后按质量份数计加入水性丙烯酸乳液、硅溶胶、胺中和剂、流平剂、成膜助剂、流平剂、防闪锈剂，然后缓慢加入上述步骤二中研磨好的色浆，最后加入增稠剂，转速为500r/min，分散20min，制得成品。
实施例5
一种高性能水性丙烯酸涂料，按质量份数计，水性丙烯酸涂料包括tg值为23℃、ph值为7.5的水性丙烯酸乳液40份、硅溶胶11份、去离子水20份、分散剂0.8份、胺中和剂0.6份、消泡剂0.15份、防沉剂0.1份、颜料2份，填料15份、润湿剂0.2份，流平剂0.2份，bcs1.5份，醇酯-122份，防闪锈剂0.5份，增稠剂0.2份。所述的硅溶胶ph为9.5，粒径为10-20nm，二氧化硅含量为35％。
在本技术方案中，所述成膜助剂为醇酯-12、bcs；防沉剂为膨润土；所述颜料为炭黑，所述填料为硫酸钡；所述防闪锈剂为德谦fa179，所述增稠剂为海明斯r-299。
一种高性能水性丙烯酸涂料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一、按质量份数计，在研磨罐中加入去离子水，转速为800r/min；
步骤二、按质量份数计，在研磨罐内加入分散剂、润湿剂、膨润土、消泡剂、颜料、填料，转速为2000r/min，分散20min；
步骤三、在步骤三的研磨罐中加入研磨料的80％的锆珠后，进行研磨，转速为3500r/min，研磨至细度小于30微米，制得色浆，备用；
步骤四、取出新罐，后按质量份数计加入水性丙烯酸乳液、硅溶胶、胺中和剂、流平剂、成膜助剂、流平剂、防闪锈剂，然后缓慢加入上述步骤二中研磨好的色浆，最后加入增稠剂，转速为500r/min，分散20min，制得成品。
由上表可看出，单纯的以丙烯酸乳液制备的漆膜(实施例1)硬度较低，50℃反粘严重，表干速度相对较慢，随着混拼硅溶胶量的增多(实施例2-4)，漆膜的硬度开始上升，表干速度开始提升。即在一定的混拼范围内，提升了漆膜的整体性能，但超过这一范围，由于溶胶的不稳定体系导致了后增稠现象。恰恰通过这一现象找出了混拼的最佳的比例，既能够提升漆膜性质，又能使漆液稳定。
1.一种高性能水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述的水性丙烯酸涂料包括水性丙烯酸乳液、硅溶胶、常规助剂、成膜助剂、防沉剂、颜料、填料、防闪锈剂、增稠剂、去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种高性能水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述的水性丙烯酸乳液tg值为20-40℃、ph值为7-9。
3.根据权利要求1所述的一种高性能水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述的硅溶胶ph为9-10，粒径为10-20nm，二氧化硅含量为30-40％。
4.根据权利要求1所述的一种高性能水性丙烯酸涂料，其特征在于，按重量份计：水性丙烯酸乳液30～60份、硅溶胶5～10份，常规助剂1～5份、成膜助剂1-5份、防沉剂0.01～0.3份、颜料1～25份、填料0～30份、防闪锈剂0.1～2份、增稠剂0.1～2份、去离子水20～30份。
5.根据权利要求1所述的一种高性能水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述的常规助剂为分散剂、消泡剂，胺中和剂、润湿剂、流平剂中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的一种高性能水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述的分散剂为阴离子型、阳离子型、非离子型和高分型分散剂中的至少一种；
所述的消泡剂为有机硅消泡剂和无硅消泡剂中的至少一种；
所述的胺中和剂为dmea或amp-95中的至少一种；
所述的润湿剂为有机硅类润湿剂或炔二醇类润湿剂中的至少一种；
所述的流平剂为有机硅流平剂或丙烯酸酯流平剂中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的一种高性能水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述的成膜助剂为pm、bcs、dpm、dpnb、dbg、醇酯-12、乙二醇中的至少一种；
防沉剂为气相二氧化硅、凹凸棒土、膨润土中的至少一种；
所述的颜料为钛白粉、炭黑、酞菁蓝、艳绿中的至少一种；
所述的填料为硫酸钡、碳酸钙、云母、高岭土中的至少一种；
所述的防闪锈剂为亚硝酸盐、硼酸盐、磷酸盐中的至少一种；
所述的增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂、聚丙烯酸酯增稠剂中的至少一种。
8.如权利要求5所述的一种高性能水性丙烯酸涂料的制备方法，其特征在于，
步骤一、在研磨罐中加入去离子水，转速为500—1000r/min；
步骤二、在研磨罐内加入分散剂、润湿剂、防沉剂、消泡剂、颜料、填料，转速为2000r/min，分散20min；
步骤三、在上述研磨罐中加入锆珠后，进行研磨，转速为3500r/min，研磨至细度小于30微米，备用；
步骤四、取出新罐，后按重量份数计加入水性丙烯酸乳液、硅溶胶、胺中和剂、流平剂、成膜助剂、防闪锈剂，然后缓慢加入上述研磨好的色浆，最后加入增稠剂，转速为500—1000r/min，分散20—30min，制得成品。
技术总结