[发明专利]单组分自磷化防锈丙烯酸乳液及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料制备领域，具体的是涉及一种应用于汽车钢板弹簧在悬挂输送涂装生产线上使用的单组分自磷化防锈丙烯酸乳液及其制备方法和应用。

背景技术

多年来，国内汽车行业对钢板弹簧的涂装一直没有给予足够的重视，一段时间的使用后就锈迹斑斑。试验证明，若由涂装工艺缺陷、涂层耐腐蚀性能差引起了钢板弹簧早期锈蚀，则锈点将成为钢板弹簧新的疲劳源，而影响钢板弹簧的疲劳寿命，同时也降低行车的安全性和整车寿命。随着各国环境法规对涂料中VOC含量的限制日益苛刻，溶剂型涂料也在逐渐退出历史舞台。国内汽车行业一般采用悬挂输送涂装生产线（80℃烘烤），涂装过程中落地量多达30%，而落地的双组份涂料不能再利用，浪费资源，污染环境。水性化是防锈涂料的必然发展趋势，于是, 一种‘落地回料’可重复利用的水性防锈漆迫切的需要。而且在钢板弹簧涂装过程中，国产车比进口车少了一道底材表面磷化处理工序。

水性丙烯酸防锈乳液以无毒、不燃、施工方便安全、干燥快等得到应用。但是防腐能力不佳，制约汽车钢板弹簧水性防腐漆发展的主要难题如下：①亲水性乳化剂的存在使膜的耐水性差；②水性涂料中出现的闪锈、闪蚀问题；③交联密度不够，涂层致密性差，耐盐雾差；④最低成膜温度较高;⑤附着力差。

目前国内已有这方面的研究工作，中国专利CN1021992240选择双丙酮丙烯酰胺（DAAM）与己二酰肼（ADH）组成防锈乳液的交联体系，以磷酸酯单体PAM-100为功能单体合成了一种单组分防锈乳液，缺点耐水性不佳。中国专利CN102115517通过引入环氧丙烯酸缩水甘油酯、叔碳酸乙烯酯单体合成了一种防锈乳液，耐盐水可达到120h。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种单组分自磷化防锈丙烯酸乳液及其制备方法，采用环氧单丙烯酸酯、丙烯酸磷酸酯为功能单体，配以相关丙烯酸单体，进行自由基聚合得到，通过该乳液配制的清漆在80℃烘烤20min下，涂膜附着力0级，耐盐雾1000h。

本发明的另一个目的在于提供了一种用于汽车钢板弹簧的单组分水性防锈漆，克服目前汽车钢板弹簧涂装过程中‘落地回料’不能重复利用、缺少表面磷化处理工序的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：单组分自磷化防锈丙烯酸乳液，其特征在于包括有包括由下述反应得到的产物：

1）取乳化剂0.8~3份和去离子水8~10份在预乳化罐中混合搅拌溶解，然后缓慢向其中加入单体A 38~45份、甲基丙烯酸1~3份、环氧单丙烯酸酯1~4份和丙烯酸磷酸酯 1~5份，采用中和剂进行中和pH6~8后得到单体预乳液；

2）取去离子水25~35份、乳化剂0.02~0.1份和碳酸氢钠0.1~0.15份加入反应器，搅拌升温至80℃得到底料；

3）取引发剂0.2-0.4份溶解于去离子水10-15份中配制成引发剂溶液，向步骤2）所得底料中加入引发剂溶液总质量的10%-18%和步骤1）所得单体预乳液重量的10%-15%，升温至85℃；

4）待乳液变蓝且无明显回流时得到种子乳液，此时开始滴加剩余单体预乳液和引发剂溶液，反应3~4小时，滴完后保温1小时；

5）降温至60~70℃，取去离子水2-4份稀释叔丁基过氧化氢0.05-0.2份后加入到反应器中，然后取去离子水2-4份稀释雕白粉0.05-0.2份后加入到反应器，保温0.5小时，冷却至室温，采用中和剂进行中和pH值到7.5~8，用100目尼龙网过滤除渣，出料，获得单组份自磷化防锈丙烯酸乳液。

单组分自磷化防锈丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：

1）取乳化剂0.8~3份和去离子水8~10份在预乳化罐中混合搅拌溶解，然后缓慢向其中加入单体A 38~45份、甲基丙烯酸1~3份、环氧单丙烯酸酯1~4份和丙烯酸磷酸酯 1~5份，采用中和剂进行中和pH6~8后得到单体预乳液；

2）取去离子水25~35份、乳化剂0.02~0.1份和碳酸氢钠0.1~0.15份加入反应器，搅拌升温至80℃得到底料；

3）取引发剂0.2-0.4份溶解于去离子水10-15份中配制成引发剂溶液，向步骤2）所得底料中加入引发剂溶液总质量的10%-18%和步骤1）所得单体预乳液重量的10%-15%，升温至85℃；

4）待乳液变蓝且无明显回流时得到种子乳液，此时开始滴加剩余单体预乳液和引发剂溶液，反应3~4小时，滴完后保温1小时；