一種金屬螯合的水性苯丙乳液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明設(shè)及一種水性苯丙乳液及其制備方法，具體說(shuō)是一種可耐腐蝕的金屬馨合 的水性苯丙乳液及其制備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 水性苯丙乳液是目前應(yīng)用十分廣泛的建筑涂料用乳液，并W其優(yōu)良的環(huán)保性能、 VOC含量極低甚至零VOC的特點(diǎn)深受消費(fèi)者喜愛(ài)。但是，傳統(tǒng)的水性苯丙乳液具有兩個(gè)重 大的技術(shù)缺陷。其一，水性苯丙乳液自身與金屬材料的結(jié)合力較低，并且對(duì)金屬的表面質(zhì)量 要求極高，在一些具有誘潰、氧化物等的金屬表面上，苯丙乳液的涂膜很容易出現(xiàn)剝離的現(xiàn) 象。所W，使用者在涂刷乳液之前，都需要花費(fèi)大量的人力物力除去金屬表面上的誘潰和氧 化物，其使用十分麻煩。其二，水性苯丙乳液自身存在較多的親水基團(tuán)，其耐鹽霧性極差，在 鹽霧濃度較高的場(chǎng)合很容易出現(xiàn)分解，產(chǎn)生起泡和誘蝕的現(xiàn)象，傳統(tǒng)的水性苯丙乳液在鹽 霧噴灑48-72小時(shí)內(nèi)即出現(xiàn)起泡或生誘的情況。乳液的分解和誘蝕除了會(huì)嚴(yán)重影響涂料的 使用性能外，還會(huì)對(duì)金屬表面造成二次腐蝕，極大的降低了金屬的表面質(zhì)量，并會(huì)使涂膜出 現(xiàn)剝離現(xiàn)象。因此，如何開發(fā)一種既可耐腐蝕、耐鹽霧，又無(wú)需在涂裝前對(duì)金屬表面進(jìn)行處 理的水性苯丙乳液，是目前水性苯丙乳液行業(yè)的一道技術(shù)難題。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有優(yōu)異防腐能力、且便于施 工的金屬馨合的水性苯丙乳液。
[0007] 本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單的制備上述水性苯丙乳液的方 法。
[0008] 本發(fā)明的發(fā)明目的是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：一種金屬馨合的水性苯丙乳液，其特征在于： 所述金屬馨合的水性苯丙乳液包括苯乙締、丙締酸下醋、丙締酸異辛醋、丙締酸、馨合劑、 乳化劑、過(guò)硫酸鹽、氧化劑、還原劑及水，上述組分含量按質(zhì)量百分比算分別為：苯乙締 20-25%、丙締酸下醋10-15%、丙締酸異辛醋10-15%、丙締酸1-5%、馨合劑5-10%、乳化劑 1-5%、過(guò)硫酸鹽0. 3-0. 6%、氧化劑0. 1-0. 3%、還原劑0. 1-0. 3%、余量為水。
[0009] 所述馨合劑為乙二胺四乙酸（邸TA)、氨基S乙酸、二亞乙基S胺五乙酸、馬來(lái)酸 酢、富馬酸、巧樣酸（CA)、酒石酸（TA)、葡萄糖酸（GA)、徑乙基乙二胺S乙酸（肥DTA)、二徑 乙基甘氨酸值EG)、甘草素、異甘草素、黃酬醇巧類化合物、山奈酪及咖啡酸中的一種或上述 成分W任意比例混合。
[0010] 所述乳化劑為十二烷基苯橫酸鹽、締丙氧基脂肪醇氧乙締酸硫酸鹽、壬基苯酪乙 氧基化物中的一種或上述成分W任意比例混合。
[0011] 所述十二烷基苯橫酸鹽為十二烷基苯橫酸鋼或十二烷基苯橫酸鐘。
[0012] 所述締丙氧基脂肪醇氧乙締酸硫酸鹽為締丙氧基脂肪醇氧乙締酸硫酸錠或締丙 氧基脂肪醇氧乙締酸硫酸鋼。
[0013] 所述過(guò)硫酸鹽為過(guò)硫酸鐘、過(guò)硫酸錠或過(guò)硫酸鋼中的一種或上述成分W任意比例 混合。
[0014] 所述氧化劑為過(guò)氧化氨。
[0015] 所述還原劑為維生素C。
[0016] 所述制備方法包括W下步驟： (1) 、合成階段 Al:預(yù)乳化液的制備，加入35%配方量的水和20%配方量的乳化劑到預(yù)乳化缸中，打 開攬拌器，依次投入配方中的苯乙締、丙締酸下醋、丙締酸異辛醋、丙締酸及馨合劑，攬拌 15-30分鐘； BI:向反應(yīng)器中加入65%配方量的水和80%配方量的乳化劑，均勻攬拌，升溫至 80-85°C； Cl:連續(xù)均勻滴加配方量的過(guò)硫酸鹽溶液，3-8分鐘后連續(xù)均勻滴加Al步驟所得預(yù)乳 化液，滴加2-4小時(shí)，滴加完畢后升溫至87-90°C，保溫1-2小時(shí)； (2) 、后處理階段 A2 :降溫至 70-75°C; B2 :向乳液同時(shí)滴加50%配方量的還原劑和50%氧化劑的水溶液，滴加10-30分鐘，保 溫20-40分鐘； C2 :繼續(xù)降溫至60- 65°C; D2 :向乳液同時(shí)滴加50%配方量的還原劑和50%氧化劑的水溶液，滴加20-40分鐘，保 溫20-40分鐘； E2 :關(guān)閉加熱器，待乳液降溫至室溫，過(guò)濾包裝。
[0017] 本發(fā)明具有W下優(yōu)點(diǎn)： 1、本發(fā)明的水性苯丙乳液，是基于水性丙締酸進(jìn)行開發(fā)的，其具有水性丙締酸優(yōu)良的 環(huán)保性能、使用方便、適用于多種使用場(chǎng)合等優(yōu)點(diǎn)。
[0018] 2、本發(fā)明的水性苯丙乳液中，馨合劑在涂料涂裝時(shí)可與金屬表面的鐵離子或亞鐵 離子發(fā)生馨合反應(yīng)，使金屬表面形成一層致密的絡(luò)合純化層，極大提高了涂裝后金屬的耐 腐蝕性和耐鹽霧性。并且，在反應(yīng)體系中，馨合劑在馨合反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生環(huán)狀的分子鏈結(jié)構(gòu)， 該環(huán)狀結(jié)構(gòu)通過(guò)在金屬表面的相互層疊，除了可提高絡(luò)合純化層的致密度外，還可W改善 絡(luò)合純化層的力學(xué)強(qiáng)度，使涂層能緊密地包覆在金屬表面上。
[0019] 3、本發(fā)明的水性苯丙乳液中，施工后由于在金屬表面上會(huì)形成致密的絡(luò)合純化 層，因而施工前無(wú)需去除金屬表面的誘潰、氧化層等，大大提高了涂料涂裝的速度。
[0020] 4、本發(fā)明的防水乳液制備方法中，采用分段合成滴加工藝，生產(chǎn)過(guò)程所需設(shè)備簡(jiǎn) 單、操作簡(jiǎn)便、成本較低且產(chǎn)率較高。
[0021]
【具體實(shí)施方式】
[0022] 本發(fā)明的金屬馨合的水性苯丙乳液包括苯乙締、丙締酸下醋、丙締酸異辛醋、丙締 酸、馨合劑、乳化劑、過(guò)硫酸鹽、氧化劑、還原劑及水，上述組分含量按質(zhì)量百分比算分別為： 苯乙締20-25%、丙締酸下醋10-15%、丙締酸異辛醋10-15%、丙締酸1-5%、馨合劑5-10%、乳化 劑1-5%、過(guò)硫酸鹽0. 3-0. 6%、氧化劑0. 1-0. 3%、還原劑0. 1-0. 3%、余量為水。通過(guò)在化學(xué)反 應(yīng)體系中加入馨合劑，使涂料在涂裝時(shí)馨合劑與金屬表面的誘潰、氧化層發(fā)生馨合反應(yīng)，形 成一層環(huán)狀致密的絡(luò)合純化層。絡(luò)合純化層可阻礙涂層內(nèi)的金屬表面因與外界接觸而進(jìn)一 步氧化、生誘，因而，涂層具有較強(qiáng)的防水、防腐、防氧化的能力。
[0023]本發(fā)明金屬馨合的水性苯丙乳液的馨合劑為乙二胺四乙酸巧DTA)、氨基S乙酸、 二亞乙基S胺五乙酸、馬來(lái)酸酢、富馬酸、巧樣酸（CA)、酒石酸（TA)、葡萄糖酸（GA)、徑乙基 乙二胺S乙酸（肥DTA)、二徑乙基甘氨酸值EG)、甘草素、異甘草素、黃酬醇巧類化合物、山 奈酪及咖啡酸中的一種或上述成分W任意比例混合。上述組分可根據(jù)實(shí)際使用需要靈活搭 配使用，其組合可有效改善其與鐵離子或亞鐵離子的馨合強(qiáng)度，同時(shí)在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中形 成閉合的馨合環(huán)，提高乳液的力學(xué)性能。
[0024] 本發(fā)明金屬馨合的水性苯丙乳液的乳化劑為十二烷基苯橫酸鹽、締丙氧基脂肪醇 氧乙締酸硫酸鹽、壬基苯酪乙氧基化物中的一種或上述成分W任意比例混合。十二烷基苯 橫酸鹽可采用十二烷基苯橫酸鋼或十二烷基苯橫酸鐘，而締丙氧基脂肪醇氧乙締酸硫酸鹽 可采用締丙氧基脂肪醇氧乙締酸硫酸錠或締丙氧基脂肪醇氧乙締酸硫酸鋼。鋼鹽和鐘鹽的 離子極性較強(qiáng)，可提高乳化劑在聚合過(guò)程中的反應(yīng)強(qiáng)度，并改善涂裝后涂膜的力學(xué)強(qiáng)度。
[0025] 本發(fā)明金屬馨合的水性苯丙乳液的過(guò)硫酸鹽為過(guò)硫酸鐘、過(guò)硫酸錠或過(guò)硫酸鋼中 的一種或上述成分W任意比例混合。上述過(guò)硫酸鹽作為乳液聚合中的引發(fā)劑，其可提供鐘、 鋼、錠等帶強(qiáng)電荷的正價(jià)離子，提高聚合反應(yīng)的穩(wěn)定性及反應(yīng)速度。另外，由于過(guò)硫酸鹽受 熱后容易分解成自由基，并且自由基可在反應(yīng)體系中與活潑雙鍵產(chǎn)生自由基接枝、共聚、交 聯(lián)等反應(yīng)，使乳液在涂裝后形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，改善涂料的力學(xué)性能。
[0026] 本發(fā)明金屬馨合的水性苯丙乳液的氧化劑為過(guò)氧化氨，而還原劑為維生素C。過(guò)氧 化氨具有弱堿性，而維生素C均呈弱酸性。氧化劑及還原劑的加入，可進(jìn)一步穩(wěn)定化學(xué)反應(yīng) 體系的酸堿平衡，利于化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定進(jìn)行。
[0027] 本發(fā)明金屬馨合的水性苯丙乳液的制備方法包括W下步驟： (1) 、合成階段 Al:預(yù)乳化液的制備，加入35%配方量的水和20%配方量的乳化劑到預(yù)乳化缸中，打 開攬拌器，依次投入配方中的苯乙締、丙締酸下醋、丙締酸異辛醋、丙締酸及馨合劑，攬拌 15-30分鐘； BI:向反應(yīng)器中加入65%配方量的水和80