CN101348680B - 用于聚丙烯材料的涂料组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于聚丙烯材料的涂料组合物，含有氯化改性树脂、颜料、填料、溶剂，所述的涂料中还含有环氧树脂与助剂，所述氯化改性树脂为氯化改性的丙烯酸树脂，以涂料的总量为基准，所述氯化改性的丙烯酸树脂含量为30-65wt％，环氧树脂含量为1-2wt％，颜料含量为10.1-25.5wt％，填料含量为5-20wt％，助剂含量为0.6-4wt％，溶剂含量为4-29wt％；其制备包括如下步骤：(1)将氯化改性的树脂与环氧树脂加入到溶剂中混合均匀；(2)向上述混合物中加入颜料、填料，混合均匀后进行预分散；(3)加入研磨珠并研磨；(4)过滤，得涂料成品。本发明提供的涂料与多种面漆的附着力配套性良好，且具有良好的耐水性能和施工性能。

Description

用于聚丙烯材料的涂料组合物及其制备方法 

技术领域

本发明涉及一种涂料及其制备方法，尤其涉及一种用于聚丙烯材料的涂料及其制备方法。 

背景技术

目前，由于塑料与金属材料相比具有质量轻、使用性能好、制造工艺简单、耐腐蚀、耐冲击、性能可调幅度大、能耗小、可加工成美观外形等诸多优点，在很多地方可代替金属发挥作用，例如用作汽车原材料。其中，聚丙烯(PP)塑料由于其较低的成本，轻量化、可循环再用等特点，在有些领域具有其独特的优势，例如它已成为汽车保险杠材料的主流。 

虽然如此，但PP塑料由于其极性低，表面张力低，与一般的塑料素材相比较，具有难以附着的特点，因而一般的涂料难以附着于其表面。为了解决该问题，现在，一般采用含有氯化聚烯烃或者氯化改性的树脂以增强对PP素材的附着力。其主要的作用机理可能是：1、氯化聚烯烃或者是氯化改性树脂中的含氯成分通过在基材上形成良好的表面润湿，与底材键合，或是通过充分的色散作用和晶格堆积与底材相互作用，然后再与极性较高的面漆混合或键合。2、氯化聚烯烃或者是氯化改性树脂中的含氯成分向基材内部扩散，造成两种分子相互缠绕，形成附着层。以此为基础开发出来的现有涂料具有与PP素材附着力好，施工较方便等优点。但是，其耐水性差，易起泡，对多种类型的面漆附着力不好，而且施工性能也差，易拉丝。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种与多种面漆的附着力配套性良好，且具有良好的耐水性能和施工性能，用于PP材料的涂料组合物。 

本发明要解决的另一技术问题在于提供一种上述涂料组合物的制备方法。 

本发明提供的用于PP材料的涂料组合物，含有氯化改性树脂、颜料、填料和溶剂，还含有环氧树脂，所述的涂料中还含有环氧树脂，所述的涂料中还含有助剂，所述氯化改性树脂为氯化改性的丙烯酸树脂，以涂料的总量为基准，所述氯化改性的丙烯酸树脂含量为30-65wt％，所述环氧树脂含量为1-2wt％的，所述颜料含量为10.1-25.5wt％，所述填料含量为5-20wt％，所述助剂含量为0.6-4wt％，所述溶剂含量为4-29wt％。 

上述涂料组合物的制备方法，包括如下步骤： 

(1)将氯化改性的丙烯酸树脂与环氧树脂加入到溶剂中混合均匀； 

(2)向上述混合物中加入颜料和填料，混合均匀后进行预分散； 

(3)加入研磨珠并研磨； 

(4)过滤，得涂料成品； 

所述步骤(2)之前，先向步骤(1)所得混合物中加入分散剂且混合均匀，所述步骤(2)中加入的组分还包括流平剂和防沉剂，且以涂料的总量为基准，所述加入的氯化改性的丙烯酸树脂为30-65wt％，环氧树脂为1-2wt％，颜料为10.1-25.5wt％，填料为5-20wt％，溶剂为4-29wt％，助剂含量为0.6-4wt％，其中，所述助剂包含流平剂、分散剂和防沉剂，所述流平剂为0.3-1wt％，分散剂为0.2-1wt％，防沉剂为0.1-2wt％。 

采用本发明提供的技术方案，与现有氯化改性的树脂涂料相比，同样具有与PP素材附着力好，施工较方便等优点。不仅如此，由于本发明实施例中加入了一定量的环氧树脂，实验证明，它与聚氨酯体系或者聚酯/丙烯酸树脂与三聚氰胺体系等多种面漆的附着力配套性良好，且具有良好的耐水性能和施工性能施工时不会产生拉丝现象。 

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以 下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

本发明实施例提供的用于PP材料的涂料组合物，含有氯化改性树脂、颜料、填料和溶剂，为解决本发明要解决的技术问题，还含有环氧树脂。 

本发明实施例涂料组合物中还可以含有助剂，以涂料的总量为基准，其中氯化改性树脂含量为30-65wt％，优选为35-55wt％，环氧树脂的含量为1-10wt％，优选1-5wt％，颜料含量为10.1-25.5wt％，填料的含量为5-20wt％，助剂的含量为0.6-4wt％，溶剂的含量为4-29wt％。 

所述涂料组合物中氯化改性树脂并无特别限制，其为主要成膜物质之一，优选为氯化改性丙烯酸树脂，该氯化改性丙烯酸树脂可选自号东贸易代理的SRE-168A，SRE-169；苏州盛嘉树脂公司的ZJ-440，ZJ-441；陆欧的PPS-35；杭州德尚化工DSP-8160-TS，DSP-8260中的一种或几种。 

所述涂料组合物中环氧树脂也是主要成膜物质之一，其并无特别限制，例如选用双酚A型环氧树脂。本涂料组合物中因为加入了环氧树脂，其耐水性、施工性能以及与面漆的附着力的配套性得到改善，材料可以选自壳牌的828、1001以及1009中的一种或几种。 

所述颜料为钛白粉和碳黑，以涂料的总量为基准，钛白粉含量为10-25wt％，炭黑含量为0.1-0.5wt％。钛白粉主要对底层涂料组合物赋予白色，其材料选自本领域常用钛白粉，例如可以选自科麦奇的CR-826，R-KB-6，杜邦的R-706，R-902中的一种或几种；炭黑主要是对底层涂料组合物赋予黑色，其材料选自本领域常用炭黑，例如可以选自德固萨的FW-200、特6中的一种或两种。 

所述助剂包括流平剂、分散剂和防沉剂。 

所述流平剂主要是为了保证涂料优异的表面效果，其材料选自本领域常用流平剂，例如可以选自EFKA-3777，EFKA-3670，EFKA-3600，BYK-358N，BYK-333中的一种或几种，含量为涂料总量的0.3-1wt％。 

所述分散剂主要是为了保证涂料充分的分散效果，其材料选自本领域常用分散剂，例如可以选自EFKA-4010，EFKA-4015，BYK-110，BYK-163，BYK-2000中的一种或几种，含量为涂料总量的0.2-1wt％，最好为钛白粉重量的2-4％。 

所述防沉剂选自本领域常用防沉剂，例如可以选自有机膨润土和/或气相二氧化硅，含量为涂料总量的0.1-2wt％，优选为0.5-1wt％，其中，有机膨润土选用英国海名斯的Bentone-38、SD-2，气相二氧化硅选用德固萨的R-972。 

所述填料为本领域常用填料，可以为滑石粉、硫酸钡和高岭土中的一种或者几种，主要是起填充作用，同时可以降低涂料的成本，选用国内产品即可。 

所述溶剂为本领域常用溶剂，可以为甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基甲酮和环己酮中的一种或几种。 

本发明实施例提供的用于聚丙烯材料的涂料组合物的制备方法，包括如下步骤： 

(1)将氯化改性的树脂与环氧树脂加入到溶剂中混合均匀； 

(2)向上述混合物中加入颜料和填料，混合均匀后进行预分散； 

(3)加入研磨珠并研磨； 

(4)过滤，得涂料成品。 

所述步骤(2)之前，还可以先向步骤(1)所得混合物中加入分散剂且混合均匀，所述步骤(2)中加入的组分还包括流平剂和防沉剂。 

所述研磨珠为本领域所常用的研磨珠，例如可以是锆珠、玻璃珠。 

所述预分散时间长达10-15分钟。 

所述步骤(4)中研磨细度为30um以下，最好至20um以下。 

实施例1 

按照如下步骤制备用于聚丙烯材料的涂料组合物(其中各组分的具体用量参见表1)： 

(1)将氯化改性的丙烯酸树脂与环氧树脂混合均匀； 

(2)向步骤(1)中所得树脂混合物中加入分散剂，混合均匀； 

(3)向步骤(2)所得混合物中加入钛白粉、炭黑、填料、防沉剂、流平剂和溶剂，混合均匀后进行预分散13分钟； 

(4)向步骤(3)中加入锆珠并研磨至16um； 

(5)过滤，得涂料组合物成品。 

上述氯化改性的丙烯酸树脂选用号东贸易代理的SRE-168A，环氧树脂选用壳牌的828，钛白粉选用杜邦R-706，碳黑选用德固萨FW-200，填料选用高岭土，分散剂选用EFKA-4010，流平剂选用EFKA-3670，防沉剂选用英国海名斯的Bentone-38，溶剂选用甲苯∶二甲苯＝1∶1的混合溶液。 

实施例2 

本实施例中，氯化改性的丙烯酸树脂选用苏州盛嘉树脂公司的ZJ-440和ZJ-441的混合物，环氧树脂选用壳牌828，钛白粉选用科麦奇的CR-826，碳黑选用德固萨FW-200，填料选用滑石粉，防沉剂选用英国海名斯的Bentone-38的有机膨润土，分散剂选用EFKA-4010，流平剂选用EFKA-3777，溶剂选用乙酸乙酯，其它均与实施例1相同。 

实施例3 

本实施例中，氯化改性的丙烯酸树脂选用陆欧的PPS-35，环氧树脂选用壳牌1001，钛白粉选用科麦奇的CR-826和R-KB-6的混合物，碳黑选用德固萨特6，填料选用硫酸钡和高岭土的混合物，防沉剂选用英国海名斯的Bentone-38和SD-2的混合物，分散剂选用EFKA-4015，流平剂选用EFKA-3600和BYK-358N的混合物，溶剂选用乙酸丁酯， 

实施例4 

本实施例中，氯化改性的丙烯酸树脂选用杭州德尚化工DSP-8160-TS和DSP-8260的混合物，环氧树脂选用壳牌1009，钛白粉选用杜邦的R-706和R-902的混合物，碳黑选用德固萨德固萨FW-200和特6的混合物，填料选用高岭土，防沉剂选用R-972，分散剂选用BYK-110，流平剂选用BYK-333，溶剂选用甲基异丁基甲酮∶环己酮＝1∶1的混合溶液，其它均与实施例1相同。 

实施例5 

本实施例中，氯化改性的丙烯酸树脂选用号东贸易代理的SRE-169，环氧树脂选用壳牌828和1001的混合物，钛白粉选用杜邦R-902，碳黑选用德固萨的FW-200，填料选用滑石粉和硫酸钡的混合物，防沉剂选用R-972，分散剂选用BYK-163和BYK-2000的混合物，流平剂选用EFKA-3670，溶剂选用甲苯∶二甲苯＝1∶1的混合溶液，其它均与实施例1相同。 

对比例1-5 

除不加入环氧树脂，溶剂的量作相应增加以外，其余依次与实施例1-5相同。(具体数据参见表1) 

性能测试 

一、对PP材料的附着力及耐水性测试 

将以上得到的各实施例以及对比例所制成的涂料组合物进行编号，实施例1-5所得涂料分别为T1、T2、T3、T4、T5，对比例1-5所得涂料分别为D1、D2、D3、D4、D5，将上述涂料分别与稀释剂按照1∶0.8-1.2的比例稀释后，喷涂在PP材料表面，在60-80℃下烘烤10-20min，得到厚度为10-15um的涂层，稀释剂选用甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基甲酮，、环己酮中的一种或几种。采用如下的方法对固化后的漆膜进行附着力和耐水性性能测试(测试结果参见表2)： 

附着力：用百格网在喷涂表面划100个1毫米×1毫米的正方形格，用美国3M公司生产的型号为600的透明胶带平整粘结在方格上，不留一丝空隙，然后以最快速度垂直揭起，观察划痕边缘处有无脱漆。如脱漆量在0～5％之间为5B，在5～10％之间为4B，在10～20％之间为3B，在20～30％之间为2B，在30～50％之间为B，在50％以上为0B。 

耐水性：将样板浸在50±1℃的恒温水浴中，观察漆膜变化情况，加温在50±1℃保持8h，然后停止加热，在保温的设备中自然冷却16h为一个循环。 

表1 

表2 

参见表1和表2，可以看出，添加了少量环氧树脂的本发明涂料组合物，仍然保持。而且，实验中发现：由于钛白粉的用量比较多，测试附着力的时候，对比例3刀口处出现掉粉现象，但实施例3没有出现掉粉现象，这说明添加少量的环氧树脂，在改善涂料对PP底材的附着力上也起到了一定的作用。 

二、对面漆的附着力及耐水性测试 

将由实施例1-5得到的样品和由对比例1-5得到的样品分别喷涂聚氨酯面漆和清漆后固化，采用同样的方法，对固化后的漆膜进行附着力和耐水性性能测试，测试结果参见表3。 

将由实施例1-5得到的样品和由比较例1-5得到的样品分别喷涂聚酯/丙烯酸-三聚氰胺的面漆和清漆后固化，采用同样的方法，对固化后的漆膜进行附着力和耐水性性能测试，测试结果参见表4。 

表3 

表4 

参见表3和表4，从以上试验结果可以看出，增加环氧树脂以后，涂料组合物与面漆的附着力明显得到改善，同时耐水性也得到很大的改善。另外，采用对比例提供的涂料组合物施工，出现了拉丝现象，采用本发明实施例提供的涂料组合物施工，没有出现拉丝现象。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种用于聚丙烯材料的涂料组合物，含有氯化改性树脂、颜料、填料、溶剂，所述的涂料中还含有环氧树脂，所述的涂料中还含有助剂，所述氯化改性树脂为氯化改性的丙烯酸树脂，以涂料的总量为基准，所述氯化改性的丙烯酸树脂含量为30-65wt％，所述环氧树脂含量为1-2wt％，所述颜料含量为10.1-25.5wt％，所述填料含量为5-20wt％，所述助剂含量为0.6-4wt％，所述溶剂含量为4-29wt％。

2.如权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，以涂料的总量为基准，氯化改性树脂的含量为35-55wt％。

3.如权利要求1-2中任一项所述的涂料组合物，其特征在于，所述颜料为钛白粉和碳黑，所述助剂包括流平剂、分散剂和防沉剂，以涂料的总量为基准，钛白粉含量为10-25wt％，炭黑含量为0.1-0.5wt％，流平剂含量为0.3-1wt％，分散剂含量为0.2-1wt％，防沉剂含量为0.1-2wt％。

4.如权利要求3所述的涂料组合物，其特征在于，以涂料的总量为基准，所述防沉剂含量为0.5-1wt％。

5.如权利要求3所述的涂料组合物，其特征在于，所述分散剂为钛白粉重量的2-4wt％。

6.如权利要求3所述的涂料组合物，其特征在于，所述防沉剂为有机膨润土和/或气相二氧化硅，

7.如权利要求3所述的涂料组合物，其特征在于，所述填料为滑石粉、硫酸钡和高岭土中的一种或者几种。

8.如权利要求3所述的涂料组合物，其特征在于，所述溶剂为甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基甲酮和环己酮中的一种或几种。

9.一种涂料组合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)将氯化改性的丙烯酸树脂与环氧树脂加入到溶剂中混合均匀； 

(2)向上述混合物中加入颜料和填料，混合均匀后进行预分散；

(3)加入研磨珠并研磨；

(4)过滤，得涂料成品；

所述步骤(2)之前，先向步骤(1)所得混合物中加入分散剂且混合均匀，所述步骤(2)中加入的组分还包括流平剂和防沉剂，且以涂料的总量为基准，所述加入的氯化改性的丙烯酸树脂为30-65wt％，环氧树脂为1-2wt％，颜料为10.1-25.5wt％，填料为5-20wt％，溶剂为4-29wt％，助剂含量为0.6-4wt％，其中，所述助剂包含流平剂、分散剂和防沉剂，所述流平剂为0.3-1wt％，分散剂为0.2-1wt％，防沉剂为0.1-2wt％。