CN101104765A - 水性丙烯酸面漆 - Google Patents

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初广成
王超
郑均飞
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Abstract

本发明涉及一种水性丙烯酸面漆。该水性丙烯酸面漆主要以水性丙烯酸乳液为主要基料，与颜料、填料、助剂、助溶剂、水等相配合，经研磨、分散等工序加工而成。本发明的水性丙烯酸面漆可以达到油性丙烯酸面漆的涂装效果，光泽可以达到40％；初期耐水性好，可以通过是水密封试验；另外，该水性丙烯酸面漆对环境无污染，对施工人员身体健康无害，使用安全方便；适合高压无气喷涂，施工效率高，单道涂装涂层厚度可达30－100微米，不流挂，不开裂，一道就可完成面漆施工；除了适用于集装箱外侧表面的装饰与防护外，还可广泛用于汽车、火车、船舶等交通工具，桥梁、铁塔、门窗等结构，贮罐、管道等设施中钢铁材料的防锈。

Description

水性丙烯酸面漆
技术领域
本发明涉及一种水性涂料，尤其是一种用于集装箱的水性丙烯酸面漆。
背景技术
传统的集装箱涂料多为溶剂型涂料，常见的品种有环氧、氯化橡胶、丙烯酸、聚氨酯等，其中均含有大量的有机溶剂，这些溶剂对施工人员健康有害且污染环境。国外自70年代初就已开展高固体份、无溶剂、粉末和水性涂料等环境友好型防腐防锈漆研制，其中水性漆因成本较低，施工安全方便，膜厚容易控制，得到较多研究。但因技术难度较大，长时期未取得大的进展。80年代中期以来，世界各国环境保护法规对涂料中挥发性有机溶剂(VOC)含量的限制日益严格，引起水性防腐涂料研究的热潮。
水性防腐涂料的研究关键是水性树脂的研究。经过几十年的研究，目前已经成功研制出的水性树脂体系有水性醇酸、水性丙烯酸、水性环氧、水性聚氨酯树脂、水性无机硅酸盐、水性氟树脂以及它们的改性树脂。集装箱的外面漆要求有很好的耐候性，丙烯酸树脂、聚氨酯树脂以其较好的耐候性能得到广泛应用。由于丙烯酸树脂的价格适中，所以目前普遍使用丙烯酸类树脂制备面漆。水性丙烯酸面漆能满足耐候性要求，但目前的水性丙烯酸面漆光泽低于油性丙烯酸面漆，光泽远远小于50％，一般只有10-20％，达不到油性面漆的效果。同时由于集装箱生产节奏快，对面漆初期耐水性进一步提出了更高的要求，一般低温(60-80℃)烘烤之后1小时做水密封试验，要求表面无针孔、不起泡，而目前的水性丙烯酸面漆均达不到这个要求。
发明内容
本发明的目的在于针对上述不足，提供一种高光泽、耐水性能好的水性丙烯酸面漆。
本发明的技术方案为：一种水性丙烯酸面漆，包括水性丙烯酸乳液10～60wt％，着色颜料3～25wt％，填料5～20wt％，成膜助剂2～15wt％，流平增稠剂0.5～1.5wt％，软化水9～23wt％，其它助剂0.5～2.6wt％；
所述其它助剂包括分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂、防霉剂和中和剂。
每种助剂适量添加。
优选的是，所述水性丙烯酸乳液是固体份为40～60wt％的丙烯酸乳液，含量为50～60wt％。
优选的是，所述着色颜料可以是钛白粉、氧化铁红、碳黑、酞菁蓝等中的一种或几种的混合物，其中水溶性物质含量＜0.5wt％；若高于0.5wt％，易导致面漆涂层起泡。
优选的是，所述填料可以是滑石粉、云母粉、天然重晶石粉、方解石粉、轻质碳酸钙、煅烧高岭土、沉淀硫酸钡中的一种或几种的混合物，其中水溶性物质含量＜0.5wt％；若高于0.5wt％，易导致面漆涂层起泡。
优选的是，所述成膜助剂为TEXANOL酯醇。
优选的是，所述流平增稠剂为聚氨酯增稠剂，如罗门哈斯的RM-2020。
优选的是，所述软化水为去离子水或蒸馏水，-SO4 2-、Cl-、Na+、K+、Ca2+等水溶性离子的总量小于100ppm，电导率＜20μm/cm。
优选的是，所述分散剂为烯基单体(苯乙烯，二异丁烯)与不饱和羧酸(丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸)共聚物的钠、铵、胺盐。如德国汉高公司的5040分散剂，美国罗门哈斯公司的T-731分散剂。
优选的是，所述润湿剂为聚醚改性炔醇。
优选的是，所述消泡剂为聚醚改性有机硅。
优选的是，所述中和剂为挥发性有机胺。
本发明的有益效果为：本发明的水性丙烯酸面漆可以达到油性丙烯酸面漆的涂装效果，光泽可以达到40％；初期耐水性好，可以通过是水密封试验；另外，该水性丙烯酸面漆对环境无污染，对施工人员身体健康无害，使用安全方便；适合高压无气喷涂，施工效率高，单道涂装涂层厚度可达30-100微米，不流挂，不开裂，一道就可完成面漆施工；除了适用于集装箱外侧表面的装饰与防护外，还可广泛用于汽车、火车、船舶等交通工具，桥梁、铁塔、门窗等结构，贮罐、管道等设施中钢铁材料的防锈。
具体实施方式
表1为本发明的实施例，其中各组分含量为质量百分含量，但本发明并不局限于以下实例。
表1
原料(克)     实施例
    1#     2#     3#     4#     5#     6#     7#     8#     9#
    Mowilith LDC 7154乳液(德国克莱恩)     50     60     40     0     0     0     0     0     0
    AC-261乳液(罗门哈斯)     0     0     0     50     55     40     0     0     0
    NeoCryl XK-12乳液     0     0     0     0     0     0     45     50     60
(NeoResins)
钛白粉CR-826(科美基)     25     0     15     25     0     10     25     0     15
软化水     14.4     11.6     20.1     15.9     16.9     22.1     17.7     14.9     9.8
润湿剂SURFYNOL GA(美国气体化学公司)     0.2     0.5     1.0     0.2     0.5     1.0     0.2     0.5     1.0
分散剂T-731(罗门哈斯)     0.5     0.5     0.5     0.5     0.5     0.5     0.5     0.5     0.5
消泡剂NXZ(德国汉高)     0.5     0.5     0.5     0.5     0.5     0.5     0.5     0.5     0.5
防霉剂skane M-8(罗门哈斯)     0.1     0.1     0.1     0.1     0.2     0.2     0.2     0.2     0 2
防腐剂KATHON LXE(罗门哈斯)     0.1     0.1     0.1     0.1     0.2     0.2     0.2     0.2     0.2
酞菁蓝(台湾德谦)     0     0     0     0     0     5     0     0     0
成膜助剂Texanol(伊士曼)     3     4     5     2     3     4     4     5     6
碳黑MA 100(德固萨)     0     0     1     0     0     0     0     0     0.1
氧化铁红(德国拜尔4310)     0     7     0     0     7     0     0     7     0
中和剂 AMP-95     0.2     0.2     0.2     0.2     0.2     0.2     0.2     0.2     0.2
沉淀硫酸钡     5     10     15     5     10     10     5     15     5
800目云母粉     0     5     0     0     5     5     0     5     0
流平增稠剂RM2020(罗门哈斯)     1.0     0.5     1.5     0.5     1.0     1.3     1.5     1.0     1.5
合计     100     100     100     100     100     100     100     100     100
表1中，Mowilith LDC 71547451乳液、AC-261乳液和NeoCryl XK-12乳液均可以等量地替换为其它固体份为40～60wt％的丙烯酸乳液；沉淀硫酸钡和600目云母粉均可以等量地替换为轻质碳酸钙、滑石粉、煅烧高岭土、天然重晶石粉和方解石粉中的一种或其中几种的混合物；流平增稠剂RM-2020可以等量地替换为其它聚氨酯增稠剂；分散剂T-731可以等量地替换为其它烯基单体(苯乙烯、二异丁烯)与不饱和酸(丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸)共聚物的钠、铵、胺盐，如德国汉高公司的5040分散剂；润湿剂SURFYNOL GA可以等量地替换为其它聚醚改性炔醇；消泡剂NXZ可以等量地替换为其它聚醚改性有机硅；中和剂AMP-95可以等量地替换为其它挥发性有机胺，如单乙醇胺、2-氨基-1-丙醇、N-乙基吗啉、三乙胺和N.N二甲基乙醇胺。
按上述配方制备的面漆性能列于表2。
表2
项目     实施例 指标
    1#     2#     3#     4#     5#     6#     7#     8#     9#
    开罐状态     合格     合格 格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     均匀无沉淀
    涂层外观     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     平整光滑
    细度，μm     35     35     35     35     35     35     35     35     35     ≤45
固体份，％     556     52.6     51.6     55.6     51.1     50.6     53.1     52.6     50.6 ≥50
干燥时间 表干，h 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5     ≤1
实干，h     24     24     24     24     24     24     24     24     24     ≤24
    附着力，级     1     1     1     1     1     1     1     1     1     1
    光泽，60°     42     44     35     40     45     32     35     48     49     10-50
    耐冻融，循环     5     5     5     5     5     5     5     5     5     ≥5
    -道干膜厚，μm     30-100     30-100     30-100     30100     30-100     30100     30100     30100     30-100     30100
    漆膜总厚，μm     110     110     110     110     110     110     110     110     110     100-200
耐水性 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格     不起泡，不脱落，无针孔
涂料制备工艺为：
①在配浆容器中加入准确计量的软化水、分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂、防霉剂、中和剂、成膜助剂，用可调式高速分散机，搅拌5-10分钟，转速为400-600转/分。
②加入过半量的水性丙烯酸乳液，搅拌5-10分钟，转速为600-800转/分。
③加入着色颜料和填料，搅拌5-10分钟，转速为800-1200转/分。
④用砂磨机、球磨机或三辊机研磨至细度小于50μm。
⑤在配漆容器中加入剩余水性丙烯酸乳液，搅拌10分钟，转速为600-800转/分。
⑥均匀加入流平增稠剂，加完继续搅拌5-10分钟。
⑦用100目铜网或尼龙网过滤。
⑧用大口塑料桶或马口铁桶包装，得成品。

Claims (11)

1.一种水性丙烯酸面漆，其特征在于：包括水性丙烯酸乳液10～60wt％，着色颜料3～25wt％，填料5～20wt％，成膜助剂2～15wt％，流平增稠剂0.5～1.5wt％，软化水9～23wt％，其它助剂0.5～2.6wt％；所述其它助剂包括分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂、防霉剂和中和剂。
2.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸面漆，其特征在于：所述水性丙烯酸乳液是固体份为40～60wt％的丙烯酸乳液，含量为50～60wt％。
3.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸面漆，其特征在于：所述着色颜料为钛白粉、氧化铁红、碳黑、酞菁蓝中的一种或几种的混合物，其中水溶性物质含量＜0.5wt％。
4.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸面漆，其特征在于：所述填料为滑石粉、云母粉、天然重晶石粉、方解石粉、轻质碳酸钙、煅烧高岭土、沉淀硫酸钡中的一种或几种的混合物，其中水溶性物质含量＜0.5wt％。
5.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸面漆，其特征在于：所述成膜助剂为TEXANOL酯醇。
6.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸面漆，其特征在于：所述流平增稠剂为聚氨酯增稠剂。
7.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸面漆，其特征在于：所述软化水为去离子水或蒸馏水，其中水溶性离子的总量小于100ppm，电导率＜20μm/cm。
8.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸面漆，其特征在于：所述分散剂为烯基单体与不饱和羧酸共聚物的钠、铵、胺盐。
9.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸面漆，其特征在于：所述润湿剂为聚醚改性炔醇。
10.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸面漆，其特征在于：所述消泡剂为聚醚改性有机硅。
11.如权利要求1所述的一种水性丙烯酸面漆，其特征在于：所述中和剂为挥发性有机胺。
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