技术领域
[0001] 本
发明涉及高分子水性涂料技术领域，具体涉及一种快干型水性涂料及其制备方法。
背景技术
[0002] 凡是用水作
溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性涂料。依据涂料中
粘合剂类别，水性涂料被分为两大类；天然物质或矿物质的天然水性涂料和人工
合成树脂的石油化工水性涂料；水性涂料包括
水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料3种。水溶性涂料是以水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶
醇酸树脂、水溶环
氧树脂及无机高分子水性树脂等。
[0003] 现有涂料干燥性、耐候性、附着
力和储存效果差，因而需要提供一种需满足该性能的涂料，本企业致力于对涂料的研发，进一步的改善涂料的性能。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种快干型水性涂料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006] 一种快干型水性涂料，其特征在于，其由如下
质量份比例的组分制成：20-40质量份去离子水、5-20质量份防沉剂、1-5质量份润湿剂、1-5质量份中和剂、1-5质量份消泡剂、10-50质量份颜料、60-100质量份多巴胺改性
醋酸丁酸
纤维素水分散体、1-5质量份
流平剂。
[0007] 所述多巴胺改性醋酸丁酸
纤维素水分散体，采用如下步骤制成：
[0008] (1)含有异氰酸酯基和羧基的预聚体的制备：在氮气保护下，向磁力搅拌器中加入30-40质量份的N-甲基吡咯烷
酮为溶剂、20-30质量份的
丙烯酸、10-15质量份的甲基丙烯酸、20-40质量份的六亚甲基二异氰酸酯三聚体、1-5质量份的二月桂酸二丁基
锡、1-5质量份的偶氮二异丁腈、2-5质量份的二羟甲基丙酸，在200-500r/min的转速条件下，逐渐升温至90-100℃，反应2-3h后得到含异氰酸酯基和羧基的预聚体；
[0009] (2)
醋酸丁酸纤维素溶液的制备：将20-40质量份醋酸丁酸纤维素、1-2质量份二月桂酸二丁基锡、加入100-120质量份丁酮中高速搅拌1-2h，搅拌转速为1000-1500r/min，得到醋酸丁酸纤维素溶液；
[0010] (3)多巴胺改性醋酸丁酸纤维素树脂预聚体的制备：将步骤(2)得到的醋酸丁酸纤维素溶液滴加入步骤(1)得到的含异氰酸酯基和羧基的预聚体中，滴加时间为1-2h，然后在50-60℃条件下反应1-2h，加入4-10质量份
盐酸多巴胺，升温80-90℃，反应3-4h后停止反应，减压蒸馏除去丁酮和N-甲基吡咯烷酮，得到多巴胺改性醋酸丁酸纤维素树脂预聚体；
[0011] (4)多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体的制备：向步骤(3)得到的多巴胺改性醋酸丁酸纤维素预聚体中加入80-200质量份的去离子水，5-20质量份的三丁胺，乳化1-2h，得到多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体。
[0012] 所述的防沉剂，采用如下步骤制备而成：将
膨润土先于500-1000℃下
煅烧20-30min，然后送入剥离液中先以100-200r/min的转速预搅拌15-25min，然后再超声分散5-
10min，超声功率为200-300W，随后取出再进行二次煅烧，煅烧
温度为350-450℃，煅烧10-
20min，煅
烧结束，冷却至室温，即可。
[0013] 所述剥离液采用如下步骤制备而成：为将水溶性有机
磷酸加入到醇醚类
有机溶剂中，然后以200-300r/min的转速搅拌20-30min，随后加入盐酸调pH至4.5-5.5，溶液至粘稠状，随后再加入稀土镧助剂，再以50r/min的低速继续搅拌20-30min，得到剥离液；所述稀土镧助剂采用210-230℃的温度活化20-30min。
[0014] 所述润湿剂为聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的一种或多种。
[0016] 所述消泡剂为改性有机
硅树脂消泡剂，聚丙二醇消泡剂，有机磷酸三酯消泡剂中的一种。
[0017] 所述颜料为
钛白、
炭黑中的一种或多种组合；其中所述钛白为美国杜邦公司的金红石型钛白粉R-960，炭黑为日本三菱公司炭黑。
[0018] 所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。
[0019] 一种前述快干型水性涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0020] 步骤一，根据上述比例及方法制取原料；
[0021] 步骤二，快干型水性涂料的制备：将步骤一中称取的去离子水、防沉剂、润湿剂、中和剂、消泡剂、颜料加入搅拌釜中，高速分散30分钟，导入砂磨机中
研磨至细度10微米以下，然后再300-1000r/min的转速下再加入多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体、流平剂，高速分散30分钟，即制得快干型水性涂料。
[0022] 与
现有技术相比，本发明提供的涂料及其制备方法，具有如下的有益效果：
[0023] 本发明通过先行制备独特的多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体，实现了涂料体系的快干、高耐候性和高
附着力效果，相对于常规涂料，基于多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体制备的本发明的快干型水性涂料同样具有快速释放体系水和溶剂的能力，能够实现常温快干，而更具优势的是，其具有硝基体系涂料无法比拟的高耐候性和高附着力；此外涂料中添加的防沉剂采用膨润土在剥离液中进行剥离，从而使
片层变的更薄，穿插效果更好，从而将涂料中原料联系的更紧密，进而使涂料储存性能发挥的更好，进一步提高各种物化性能。
具体实施方式
[0024] 下面结合具体
实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通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。
[0025] 实施例1：
[0026] 本实施例的的快干型水性涂料及其制备方法，包括以下步骤：
[0027] 步骤一，原料的制取：20质量份去离子水、5质量份防沉剂、1质量份润湿剂、1质量份中和剂、1质量份消泡剂、10质量份颜料、60质量份多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体、1质量份流平剂；
[0028] 其中，所述多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体的制备方法为：
[0029] (1)含有异氰酸酯基和羧基的预聚体的制备：在氮气保护下，向磁力搅拌器中加入30质量份的N-甲基吡咯烷酮为溶剂、20质量份的丙烯酸、10质量份的甲基丙烯酸、20质量份的六亚甲基二异氰酸酯三聚体、1质量份的二月桂酸二丁基锡、1质量份的偶氮二异丁腈、2质量份的二羟甲基丙酸，在200r/min的转速条件下，逐渐升温至90℃，反应2h后得到含异氰酸酯基和羧基的预聚体；
[0030] (2)醋酸丁酸纤维素溶液的制备：将20质量份醋酸丁酸纤维素、1质量份二月桂酸二丁基锡、加入100质量份丁酮中高速搅拌1h，搅拌转速为1000r/min，得到醋酸丁酸纤维素溶液；
[0031] (3)多巴胺改性醋酸丁酸纤维素树脂预聚体的制备：将步骤(2)得到的醋酸丁酸纤维素溶液滴加入步骤(1)得到的含异氰酸酯基和羧基的预聚体中，滴加时间为1h，然后在50℃条件下反应1h，加入4质量份盐酸多巴胺，升温80℃，反应3h后停止反应，减压蒸馏除去丁酮和N-甲基吡咯烷酮，得到多巴胺改性醋酸丁酸纤维素树脂预聚体；
[0032] (4)多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体的制备：向步骤(3)得到的多巴胺改性醋酸丁酸纤维素预聚体中加入80质量份的去离子水，5质量份的三丁胺，乳化1h，得到多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体；
[0033] 步骤二，快干型水性涂料的制备：将步骤一中称取的去离子水、防沉剂、润湿剂、中和剂、消泡剂、颜料加入搅拌釜中，高速分散30分钟，导入砂磨机中研磨至细度10微米以下，然后再300r/min的转速下再加入多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体、流平剂，高速分散30分钟，即制得快干型水性涂料。
[0034] 本实施例的防沉剂的制备方法为：将膨润土先于500℃下煅烧20min，然后送入剥离液中先以100r/min的转速预搅拌15min，然后再超声分散5min，超声功率为200W，随后取出再进行二次煅烧，煅烧温度为350℃，煅烧10min，煅烧结束，冷却至室温，即可。
[0035] 本实施例的剥离液的制备方法为将水溶性有机磷酸加入到醇醚类有机溶剂中，然后以200r/min的转速搅拌20min，随后加入盐酸调pH至4.5，溶液至粘稠状，随后再加入稀土镧助剂，再以50r/min的低速继续搅拌20min，得到剥离液。
[0036] 本实施例的稀土镧助剂采用210℃的温度活化20min。
[0037] 本实施例的润湿剂为聚氧乙烯烷基酚醚。
[0038] 本实施例的中和剂为二甲基乙醇胺。
[0039] 本实施例的消泡剂为改性有机硅树脂消泡剂。
[0040] 本实施例的颜料为炭黑。
[0041] 本实施例的炭黑为日本三菱公司炭黑。
[0042] 本实施例的流平剂为聚二甲基硅氧烷。
[0043] 实施例2：
[0044] 本实施例的快干型水性涂料及其制备方法，包括以下步骤：
[0045] 步骤一，原料的制取：40质量份去离子水、20质量份防沉剂、5质量份润湿剂、5质量份中和剂、5质量份消泡剂、50质量份颜料、100质量份多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体、5质量份流平剂；
[0046] 所述多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体的制备方法为：
[0047] (1)含有异氰酸酯基和羧基的预聚体的制备：在氮气保护下，向磁力搅拌器中加入40质量份的N-甲基吡咯烷酮为溶剂、30质量份的丙烯酸、15质量份的甲基丙烯酸、40质量份的六亚甲基二异氰酸酯三聚体、5质量份的二月桂酸二丁基锡、5质量份的偶氮二异丁腈、5质量份的二羟甲基丙酸，在500r/min的转速条件下，逐渐升温至100℃，反应3h后得到含异氰酸酯基和羧基的预聚体；
[0048] (2)醋酸丁酸纤维素溶液的制备：将40质量份醋酸丁酸纤维素、2质量份二月桂酸二丁基锡、加入120质量份丁酮中高速搅拌2h，搅拌转速为1500r/min，得到醋酸丁酸纤维素溶液；
[0049] (3)多巴胺改性醋酸丁酸纤维素树脂预聚体的制备：将步骤(2)得到的醋酸丁酸纤维素溶液滴加入步骤(1)得到的含异氰酸酯基和羧基的预聚体中，滴加时间为2h，然后在60℃条件下反应2h，加入10质量份盐酸多巴胺，升温90℃，反应4h后停止反应，减压蒸馏除去丁酮和N-甲基吡咯烷酮，得到多巴胺改性醋酸丁酸纤维素树脂预聚体；
[0050] (4)多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体的制备：向步骤(3)得到的多巴胺改性醋酸丁酸纤维素预聚体中加入200质量份的去离子水，20质量份的三丁胺，乳化2h，得到多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体；
[0051] 步骤二，快干型水性涂料的制备：将步骤一中称取的去离子水、防沉剂、润湿剂、中和剂、消泡剂、颜料加入搅拌釜中，高速分散30分钟，导入砂磨机中研磨至细度10微米以下，然后再1000r/min的转速下再加入多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体、流平剂，高速分散30分钟，即制得快干型水性涂料。
[0052] 本实施例的防沉剂的制备方法为：将膨润土先于1000℃下煅烧30min，然后送入剥离液中先以200r/min的转速预搅拌25min，然后再超声分散10min，超声功率为300W，随后取出再进行二次煅烧，煅烧温度为450℃，煅烧20min，煅烧结束，冷却至室温，即可。
[0053] 本实施例的剥离液的制备方法为将水溶性有机磷酸加入到醇醚类有机溶剂中，然后以300r/min的转速搅拌30min，随后加入盐酸调pH至5.5，溶液至粘稠状，随后再加入稀土镧助剂，再以50r/min的低速继续搅拌30min，得到剥离液。
[0054] 本实施例的稀土镧助剂采用230℃的温度活化30min。
[0055] 本实施例的润湿剂为聚氧乙烯烷基酚醚。
[0056] 本实施例的中和剂为二甲基乙醇胺。
[0057] 本实施例的消泡剂为聚丙二醇消泡剂。
[0058] 本实施例的颜料为钛白。
[0059] 本实施例的钛白为美国杜邦公司的金红石型钛白粉R-960。
[0060] 本实施例的流平剂为聚二甲基硅氧烷。
[0061] 实施例3：
[0062] 本实施例的快干型水性涂料及其制备方法，包括以下步骤：
[0063] 步骤一，原料的制取：30质量份去离子水、12.5质量份防沉剂、3质量份润湿剂、3质量份中和剂、3质量份消泡剂、30质量份颜料、80质量份多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体、3质量份流平剂；
[0064] 所述多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体的制备方法为：
[0065] (1)含有异氰酸酯基和羧基的预聚体的制备：在氮气保护下，向磁力搅拌器中加入35质量份的N-甲基吡咯烷酮为溶剂、25质量份的丙烯酸、12.5质量份的甲基丙烯酸、30质量份的六亚甲基二异氰酸酯三聚体、3质量份的二月桂酸二丁基锡、3质量份的偶氮二异丁腈、
3质量份的二羟甲基丙酸，在350r/min的转速条件下，逐渐升温至95℃，反应2.5h后得到含异氰酸酯基和羧基的预聚体；
[0066] (2)醋酸丁酸纤维素溶液的制备：将30质量份醋酸丁酸纤维素、1.5质量份二月桂酸二丁基锡、加入110质量份丁酮中高速搅拌1.5h，搅拌转速为1250r/min，得到醋酸丁酸纤维素溶液；
[0067] (3)多巴胺改性醋酸丁酸纤维素树脂预聚体的制备：将步骤(2)得到的醋酸丁酸纤维素溶液滴加入步骤(1)得到的含异氰酸酯基和羧基的预聚体中，滴加时间为1-2h，然后在55℃条件下反应1.5h，加入7质量份盐酸多巴胺，升温85℃，反应3.5h后停止反应，减压蒸馏除去丁酮和N-甲基吡咯烷酮，得到多巴胺改性醋酸丁酸纤维素树脂预聚体；
[0068] (4)多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体的制备：向步骤(3)得到的多巴胺改性醋酸丁酸纤维素预聚体中加入140质量份的去离子水，12.5质量份的三丁胺，乳化2h，得到多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体；
[0069] 步骤二，快干型水性涂料的制备：将步骤一中称取的去离子水、防沉剂、润湿剂、中和剂、消泡剂、颜料加入搅拌釜中，高速分散30分钟，导入砂磨机中研磨至细度10微米以下，然后再650r/min的转速下再加入多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体、流平剂，高速分散30分钟，即制得快干型水性涂料。
[0070] 本实施例的防沉剂的制备方法为：将膨润土先于750℃下煅烧25min，然后送入剥离液中先以150r/min的转速预搅拌20min，然后再超声分散7.5min，超声功率为250W，随后取出再进行二次煅烧，煅烧温度为400℃，煅烧15min，煅烧结束，冷却至室温，即可。
[0071] 本实施例的剥离液的制备方法为将水溶性有机磷酸加入到醇醚类有机溶剂中，然后以250r/min的转速搅拌25min，随后加入盐酸调pH至5.0，溶液至粘稠状，随后再加入稀土镧助剂，再以50r/min的低速继续搅拌25min，得到剥离液。
[0072] 本实施例的稀土镧助剂采用220℃的温度活化25min。
[0073] 本实施例的润湿剂为聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。
[0074] 本实施例的中和剂为二甲基乙醇胺。
[0075] 本实施例的消泡剂为有机磷酸三酯消泡剂。
[0076] 本实施例的颜料为钛白。
[0077] 本实施例的钛白为美国杜邦公司的金红石型钛白粉R-960。
[0078] 本实施例的流平剂为聚二甲基硅氧烷。
[0079] 对比例1.
[0080] 与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是将多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体换成水性丙烯酸树脂分散体。
[0081] 对比例2.
[0082] 与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是将多巴胺改性醋酸丁酸纤维素水分散体换成水性硝基纤维素树脂分散体。
[0083] 对比例3.
[0084] 与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加防沉剂。
[0085] 对比例4.
[0086] 与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的采用市场上的涂料。
[0087] 实施例1-3及对比例1-4性能测试结果如下
[0088]
[0089]
[0090] 从实施例1-3及对比例1-4得出，本发明的涂料能够实现常温快干，而更具优势的是，相比常规涂料具有更的高耐候性和高附着力，同时储存性好。
[0091] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附
权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0092] 此外，应当理解，虽然本
说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
