[发明专利]一种SiO2微胶囊改性水性丙烯酸防腐乳液的制备工艺

说明书

本发明公开了一种SiO₂微胶囊改性水性丙烯酸防腐乳液的制备工艺，技术方案依次包括如下步骤：(1)将聚乙烯亚胺和95％乙醇配置成一定浓度的分散液；(2)在正硅酸乙酯(TEOS)和乙醇的混合溶液中滴加上述聚乙烯亚胺‑95％乙醇分散液，陈化后制得包裹聚乙烯亚胺的纳米SiO₂微胶囊；(3)将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯等单体和包裹聚乙烯亚胺的SiO₂微胶囊共聚制得SiO₂微胶囊改性水性丙烯酸防腐乳液。该方法可在阴离子乳液体系中引入阳离子化合物；成膜时微胶囊结构破裂，借助高反应活性的亚胺基团与羧基等亲水官能团反应，大幅度提高涂层的耐水性，附着力和耐盐雾性能。

技术领域

本发明涉及水性防腐涂料制备领域，具体涉及一种SiO₂微胶囊改性水性丙烯酸防腐乳液的制备工艺。

背景技术

钢铁等金属材料暴露于户外环境中，受到氧气、雨水以及大气污染物的共同作用，易表面锈蚀导致重大财产损失。防腐涂料通过将有机高分子材料在金属表面形成物理隔绝层，阻碍腐蚀元素渗透实现防腐目的。为了提高涂料的防腐效果，高分子材料成膜后必须具有良好的致密性、附着力和结构稳定性。目前，市售防腐涂料为了提高性能多使用溶剂型产品，施工过程存在严重的环境污染。

随着国家环保法规对涂料中VOC含量的限制愈加严格，水性化是防腐涂料领域的发展趋势。相比于溶剂型涂料，水性涂料存在诸多先天缺陷，水性涂料制备过程中，为了提高有机高分子材料在水中的分散稳定性，需要引入大量羧基、磺酸基或羟基等亲水性物质，涂料成膜后存在致密性差、吸水率高、基材附着力不足等缺点。

为了弥补水性涂料的上述缺陷，通常借助引入功能性单体或双组份固化结构提高体系的致密性和耐水性。例如：涂料工业，2016，46(7)，40-45，公开了一种以丙烯酸酯-环氧杂化乳液为成膜物，Dow Corning Z-6040为附着力促进剂，BACKOPOX VEH 2849W为固化剂，涂层厚度40-50μm，可耐中性盐雾300h。中国专利申请号CN201310293474.5公开了一种以水性含氟丙烯酸酯为成膜物，非离子水性聚氨酯为固化剂的水性防腐面漆。以Jotun Barrier80 为防腐底漆厚度95±3μm，面漆厚度45±5μm，耐盐雾时间超过3500h。上海涂料，2015，53(3)， 9-12，公开了以甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、磷酸酯单体PAM-100合成磷酸改性丙烯酸羟基乳液，再以Bayhydur 305水性异氰酸酯为固化剂，双组份涂料耐盐雾时间192h。

上述方法，通过在高分子链上接枝有机硅、含氟单体、磷酸酯单体官能团，使其在空间结构上对亲水基团进行屏蔽；并通过双组份固化的形式进一步在高分子链间形成互穿网络，从而大幅度降低了亲水官能团对涂层性能的影响。然而上述方法并未从根本上改变高分子链亲水的先天缺陷，其防腐性能与溶剂型涂料仍有较大差距。

聚乙烯亚胺是乙烯亚胺聚合产生的一种包含伯胺，仲胺和叔胺的部分支链聚合物。聚乙烯亚胺由于具有反应性很强的伯胺和仲胺，能够很容易与环氧，羧酸，异氰酸酯化合物反应，将其添加至高分子材料中可大幅度提高在金属、薄膜、塑料、玻璃等基材的附着力。同时可形成化学屏障层，防止二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、臭氧、醛、酮与其他化学物质渗入。聚乙烯亚胺可应用于溶剂体系的油墨，涂料，粘结剂等领域。由于聚乙烯亚胺水溶液呈现高阳离子特性，易与水性涂料中的阴离子型乳化剂相互吸附而导致体系破乳，尚无法应用于水性涂料体系。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足，提供一种SiO₂微胶囊改性水性丙烯酸防腐乳液的制备工艺，大幅度提高水性防腐乳液的耐水性和耐盐雾性能。

本发明采用的技术方案是依次包括如下步骤：