1.本发明属于环保涂料技术领域，具体涉及一种水性丙烯酸树脂涂料。


背景技术：

2.传统的溶剂型涂料是以有机溶剂为分散介质而制得的涂料，其排放的有机化合物(voc)是现代社会中重要的污染源。随着人们环保意识的增强，发展绿色环保型涂料成为未来涂料技术的发展趋势。
3.水性涂料是以水为分散介质的新型树脂涂料，具有价格低，使用安全，节省资源和能源，减少环境污染和公害等优点，因而已成为当前发展涂料工业的主要方向。水性涂料按树脂类型可分为水性丙烯酸树脂涂料、水性醇酸涂料、水性聚氨酯涂料及水性环氧涂料等。其中，水性丙烯酸树脂涂料是水性涂料中发展最快、品种最多的无污染型涂料。丙烯酸树脂是由丙烯酸类和甲基丙烯酸酯类及其它烯类单体共聚合成的树脂，不同的配方和生产工艺合成的丙烯酸树脂的类型和性能不同。
4.水性丙烯酸树脂涂料具有固体含量高、干燥速度快、硬度高和成本低等优点，但现有的水性丙烯酸树脂涂料仍存在耐水性和耐候性不足的问题。因此，有必要在保留水性丙烯酸树脂涂料原有优点的同时，进一步提升其耐水性和耐候性。


技术实现要素：

5.为解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种水性丙烯酸树脂涂料。
6.为达到其目的，本发明所采用的技术方案为：
7.一种水性丙烯酸树脂涂料，其包括如下重量份的组分：丙烯酸树脂50～60份、填料10～20份、消泡剂0.1～0.5份和水性色浆3～5份；所述丙烯酸树脂包括如下重量份的组分：丙烯酸单体40～60份、有机硅单体5～10份、水溶性引发剂0.5～2份、乳化剂1～3份和水80～100份；所述丙烯酸单体包括丙烯腈、丙烯酸异辛酯和丙烯酸羟乙酯。
8.丙烯腈的玻璃化温度高，能赋予涂膜较高的硬度、拉伸强度、内聚力和耐磨性。丙烯酸异辛酯的玻璃化温度低，可增加涂膜的柔韧性、延伸性和耐久性。丙烯酸羟乙酯具有交联作用，可提高涂膜的耐水性和耐候性。本发明通过将具有不同玻璃化温度和功能的三种单体复配制备丙烯酸树脂，在保留丙烯酸树脂原有优良性能的同时(例如硬度高、干燥速度快等)，有效提高了丙烯酸树脂的耐水性和耐候性。
9.本发明人经大量试验研究发现，丙烯腈、丙烯酸异辛酯和丙烯酸羟乙酯的配比会对丙烯酸树脂的耐水性和耐候性产生影响。
10.优选地，所述丙烯酸单体中，按质量比计，丙烯腈:丙烯酸异辛酯:丙烯酸羟乙酯＝(4～6):(10～15):(1～3)。该配比下，所制备的丙烯酸树脂的耐水性和耐候性较好。
11.优选地，所述有机硅单体为正丙基三甲氧基硅烷和氨基丙基三甲氧基硅烷的混合物。同时加入这两种有机硅单体，可有效增加丙烯酸树脂的交联密度，从而进一步提高涂料
涂层的机械强度、耐水性和耐候性。
12.优选地，所述有机硅单体中，按质量比计，正丙基三甲氧基硅烷:氨基丙基三甲氧基硅烷＝1:(1～3)。该配比下，所制备的丙烯酸树脂的耐水性和耐候性较好。
13.优选地，所述有机硅单体中，按质量比计，正丙基三甲氧基硅烷:氨基丙基三甲氧基硅烷＝1:2。该配比下，所制备的丙烯酸树脂的耐水性和耐候性最好。
14.优选地，所述水溶性引发剂为水溶性偶氮引发剂，例如偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉等。
15.优选地，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠。
16.优选地，所述丙烯酸树脂的制备方法包括：将丙烯酸单体、有机硅单体和乳化剂加入水中，乳化，制得乳状液，然后加入水溶性引发剂引发聚合反应，制得所述丙烯酸树脂。
17.优选地，所述聚合反应的条件为80～90℃反应1～2h。
18.优选地，所述填料为碳酸钙、滑石粉、钛白粉中的至少一种。
19.优选地，所述消泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过将三种具体不同玻璃化温度和功能的单体复配制备丙烯酸树脂，同时加入正丙基三甲氧基硅烷和氨基丙基三甲氧基硅烷的混合物作为有机硅单体，在保留丙烯酸树脂原有优良性能的同时，有效提高了丙烯酸树脂的耐水性和耐候性，扩大了水性丙烯酸树脂涂料的应用范围。
具体实施方式
21.下面将结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例和对比例中所用的原料均可通过市售购买获得，且平行实验用的都是同一种。
22.实施例1
23.实施例1提供了一种水性丙烯酸树脂涂料，其由如下重量份的组分组成：丙烯酸树脂55份、碳酸钙15份、脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-9)0.3份和水性色浆4份。
24.水性丙烯酸树脂涂料的制备方法为：将所有组分混合均匀，制得水性丙烯酸树脂涂料。
25.丙烯酸树脂由如下重量份的组分组成：丙烯酸单体50份、有机硅单体8份、偶氮二异丁脒盐酸盐(aiba)1份、十二烷基硫酸钠2份和水90份。丙烯酸单体由丙烯腈、丙烯酸异辛酯和丙烯酸羟乙酯组成，且按质量比计，丙烯腈:丙烯酸异辛酯:丙烯酸羟乙酯＝4:10:1。有机硅单体为正丙基三甲氧基硅烷和氨基丙基三甲氧基硅烷的混合物，按质量比计，正丙基三甲氧基硅烷:氨基丙基三甲氧基硅烷＝1:1。
26.丙烯酸树脂的制备方法为：将丙烯酸单体、有机硅单体和乳化剂(十二烷基硫酸钠)加入水中，乳化，制得乳状液，然后加入水溶性引发剂(aiba)引发聚合反应，80～90℃反应1～2h，制得丙烯酸树脂。
27.实施例2
28.实施例2提供了一种水性丙烯酸树脂涂料，其与实施例1的区别仅在于合成丙烯酸树脂的丙烯酸单体的组分配比不同。实施例2的丙烯酸单体中，按质量比计，丙烯腈:丙烯酸
异辛酯:丙烯酸羟乙酯＝5:12:2。
29.实施例3
30.实施例3提供了一种水性丙烯酸树脂涂料，其与实施例1的区别仅在于合成丙烯酸树脂的丙烯酸单体的组分配比不同。实施例3的丙烯酸单体中，按质量比计，丙烯腈:丙烯酸异辛酯:丙烯酸羟乙酯＝6:15:3。
31.对比例1
32.对比例1提供了一种水性丙烯酸树脂涂料，其与实施例1的区别仅在于合成丙烯酸树脂的丙烯酸单体不同。对比例1的丙烯酸单体由丙烯腈和丙烯酸异辛酯组成，且按质量比计，丙烯腈:丙烯酸异辛酯:＝4:10。
33.对比例2
34.对比例2提供了一种水性丙烯酸树脂涂料，其与实施例1的区别仅在于合成丙烯酸树脂的丙烯酸单体不同。对比例2的丙烯酸单体由丙烯腈和丙烯酸羟乙酯组成，且按质量比计，丙烯腈:丙烯酸羟乙酯:＝4:1。
35.对比例3
36.对比例3提供了一种水性丙烯酸树脂涂料，其与实施例1的区别仅在于合成丙烯酸树脂的丙烯酸单体不同。对比例3的丙烯酸单体由丙烯酸异辛酯和丙烯酸羟乙酯组成，且按质量比计，丙烯酸异辛酯:丙烯酸羟乙酯:＝10:1。
37.实施例4
38.实施例4提供了一种水性丙烯酸树脂涂料，其与实施例1的区别仅在于合成丙烯酸树脂的有机硅单体的组分配比不同。实施例4的有机硅单体中，按质量比计，正丙基三甲氧基硅烷:氨基丙基三甲氧基硅烷＝1:2。
39.实施例5
40.实施例5提供了一种水性丙烯酸树脂涂料，其与实施例1的区别仅在于合成丙烯酸树脂的有机硅单体的组分配比不同。实施例5的有机硅单体中，按质量比计，正丙基三甲氧基硅烷:氨基丙基三甲氧基硅烷＝1:3。
41.实施例6
42.实施例6提供了一种水性丙烯酸树脂涂料，其由如下重量份的组分组成：丙烯酸树脂50份、碳酸钙10份、脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-9)0.1份和水性色浆3份。
43.水性丙烯酸树脂涂料的制备方法为：将所有组分混合均匀，制得水性丙烯酸树脂涂料。
44.丙烯酸树脂由如下重量份的组分组成：丙烯酸单体40份、有机硅单体5份、偶氮二异丁脒盐酸盐(aiba)0.5份、十二烷基硫酸钠1份和水80份。丙烯酸单体和有机硅单体的组分组成及组分配比同实施例1。
45.丙烯酸树脂的制备方法参考实施例1。
46.实施例7
47.实施例7提供了一种水性丙烯酸树脂涂料，其由如下重量份的组分组成：丙烯酸树脂60份、碳酸钙20份、脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-9)0.5份和水性色浆5份。
48.水性丙烯酸树脂涂料的制备方法为：将所有组分混合均匀，制得水性丙烯酸树脂涂料。
49.丙烯酸树脂由如下重量份的组分组成：丙烯酸单体60份、有机硅单体10份、偶氮二异丁脒盐酸盐(aiba)2份、十二烷基硫酸钠3份和水100份。丙烯酸单体和有机硅单体的组分组成及组分配比同实施例1。
50.丙烯酸树脂的制备方法参考实施例1。
51.对比例4
52.对比例4提供了一种水性丙烯酸树脂涂料，其与实施例1的区别仅在于合成丙烯酸树脂的有机硅单体不同。对比例4的有机硅单体为正丙基三甲氧基硅烷。
53.对比例5
54.对比例5提供了一种水性丙烯酸树脂涂料，其与实施例1的区别仅在于合成丙烯酸树脂的有机硅单体不同。对比例5的有机硅单体为氨基丙基三甲氧基硅烷。
55.试验例
56.将实施例1～7和对比例1～5制备的水性丙烯酸树脂涂料进行性能测试。
57.性能测试方法如下：
58.1、干燥性能：gb1728，技术指标：表干≤2h，实干≤24h。
59.2、铅笔硬度：gb/t6739，技术指标：≥b。
60.3、耐水性：《gb/t 1733-1993漆膜耐水性测定法》，用浸水试验法测定涂膜的耐水性。
61.4、耐酸碱性：《gb/t 1763-79漆膜耐化学试剂性测定》，测定涂膜的耐酸性和耐碱性。
62.5、耐中性盐雾性：《gb/t 1771-2007色漆和清漆耐中性盐雾性的测定》，测定涂膜的耐中性盐雾性。
63.测试结果如下表所示：
[0064][0065][0066]
从上表测试结果可看出，本发明实施例1～7的涂料具有硬度高、干燥速度快等优点，而且耐水性和耐候性(耐酸碱和耐盐雾)相比对比例1～5的涂料更优。说明，本发明提供的水性丙烯酸树脂涂料不仅保留了丙烯酸树脂原有的优良性能(例如硬度高、干燥速度快等)，而且耐水性和耐候性得到了明显提升。
[0067]
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。