CN101358101B - 一种水性清漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性清漆以及这种水性清漆的制备方法。该水性清漆主要由水性树脂、炔二醇类的双子碳氢表面活性剂、氟碳类表面活性剂、分子级消泡剂、pH调节剂和纯水组成。本发明水性清漆主要采用炔二醇类的双子碳氢表面活性剂作为润湿剂，搭配氟碳类表面活性剂作为流平剂，解决润湿流平的问题，再在此基础上添加分子级消泡剂来解决消泡的问题，最后得到在施工时湿膜状态下镜面无瑕疵的涂膜。

Description

一种水性清漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水性清漆及其制备方法。

背景技术

目前在涂料市场上水性涂料越来越受到重视，相比溶剂型涂料在生产和施工时不会产生大量的可挥发有机物(VOC)，也不会产生一些含苯类对人体健康有巨大伤害的有机物。除了传统的乳胶漆，水性清漆的研究发展也越来越快，主要应用在木器、金属件等方面。

水性清漆以乳液(水性树脂)为基料，水为溶剂，水是唯一的连续相，树脂不是以分子形态“溶解”在水中，而是以“颗粒”状分散在水中，所以跟溶剂型清漆体系不同，它不是一个“均相”的体系，而是一个“非连续相”体系。该体系的表面张力很高，非常容易产生表面缺陷，传统解决方法是加入表面活性剂，包括阴离子型的羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、磷酸盐等和非离子型的脂肪醇聚氧乙烯基醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、烷基苯聚氧乙烯基醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺等以及改性有机硅等等，但由于乳液用量相对较大，表面活性剂种类多，非常容易起泡而且泡沫难以消除，以至往往会陷入润湿和消泡的矛盾中，更为严重的是还能造成漆膜失光雾影，发白，耐水性下降等问题。

美国公开的专利US6506806B2提供了一种采用碳氢表面活性剂来降低表面张力的方法，降低表面张力对于水性清漆解决由润湿不良带来的缺陷，比如缩孔，是非常有效且必须的手段。但是，当表面张力低到一定程度(低于23DYNES/CM)，就会影响体系的流平性(长波流平)，特别是在刷涂施工的时候带来其它缺陷，比如刷痕、橘皮和气泡等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水性清漆，该水性清漆能在施工后快速润湿流平，消除表面缺陷，形成镜面无瑕疵的表面。

为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案是：一种水性清漆，包含以下重量份数的组分：

水性树脂      700～900       炔二醇类的双子碳氢表面活性剂     1～10

分子级消泡剂  1～10          氟碳类表面活性剂                 1～5

pH调节剂      1～2           纯水                             0～200

成膜助剂      20～200        增稠剂                           5～10

消光剂          0～20；

其中，所述水性树脂为水性醇酸、丙烯酸、环氧、聚氨酯以及它们的衍生物，或它们的共混或共聚物。

优选的，所述水性树脂为聚氨酯和丙烯酸的共混物。

所述水性清漆还包括有0～30重量份数的其它助剂：手感助剂、耐磨剂、杀菌剂、紫外线吸收剂或它们的组合。

炔二醇类的双子碳氢表面活性剂是作为润湿剂，例如炔二醇类(2、4、7、9-四甲基-5-葵炔-4、7二醇，2、5、8、11-四甲基-6-十二碳炔-5、8二醇)及其衍生物，其分子是由两个相同的两性分子半体的头部链接起来的，这样在同一个分子中具有两个相同的亲水基团和憎水基团，被称为“双子”碳氢表面活性剂，它能大大加强形成胶束的有效性和降低表面张力的程度，同时没有水敏感性的问题。

氟碳类表面活性剂能够改进涂层表面的抗粘连性和涂料的流体特性，增强润湿与流平，减少涂膜表面的气泡、橘皮、鱼眼、针孔、缩孔、缩边、镜框等问题，相比有机硅类表面活性剂，氟类更加强效。

分子级消泡剂，它的分子结构与双子碳氢表面活性剂相似，它依靠表面活性来“溶解”泡沫，既增进润湿，又达到消泡的目的。分子级消泡剂在配方体系里单独使用则显得消泡能力不够，加大用量效果亦不明显，还会带来配方成本显著上升。

分子级消泡剂与碳氢和氟碳类表面活性剂合用则三者相得益彰，产生的协同效应使得施工后涂膜表面产生瑕疵的机会减到最小，这三类表面活性剂对涂膜的耐水性能也基本无影响。

本发明还提供了一种制备上述水性清漆的方法，包括以下步骤：

a、将水性树脂称量后投入搅拌釜中，开始搅拌；

b、将预先均匀混合的炔二醇类的双子碳氢表面活性剂、成膜助剂和部分纯水，缓慢加入搅拌釜中，搅拌速度控制在600～2500r/min；

c、将消光剂、氟碳类表面活性剂、增稠剂、分子级消泡剂和其它助剂分别称量后加入搅拌釜，搅拌均匀；

d、将转速调整到600～800r/min，加入剩下的纯水来调整粘度并减速搅拌至停止，约10分钟，即得到成品。

本发明具有的优点：采用炔二醇类的非离子型碳氢润湿剂，搭配氟碳类流平剂，解决润湿流平的问题，再在此基础上添加分子级消泡剂来解决消泡的问题，最后得到在施工时湿膜状态下镜面无瑕疵的涂膜。

本发明的产品能成功地消除水性清漆的表面缺陷，如缩孔、泡沫、缩边、涨边、镜框、鱼眼、针孔、橘皮、雾影、浮油等，而不降低漆膜性能，同时简化了配方、避免了为消除不同的缺陷采用多种表面活性剂而带来的彼此间的相互冲突，降低了表面活性剂的总量，控制了配方成本，可广泛用于水性清漆的配方设计。

具体实施方式：

以下将详细叙述本发明的具体实施方式。

如无其他注明，本文所指的组分含量比例均为重量份数。

一种水性清漆，包括有下列组分：

水性树脂       700～900      炔二醇类的双子碳氢表面活性剂    1～10

分子级消泡剂   1～10         氟碳类表面活性剂                1～5

pH调节剂       1～2          纯水                            0～200

成膜助剂       20～200       增稠剂                          5～10

消光剂         0～20         其它助剂                        0～30。

炔二醇类的双子碳氢表面活性剂润湿剂是美国AIRPRODUCTS公司的SURFYNOL104系列、SURFYNOL400系列、DYNOL系列、ENVIROGEM系列产品，AIRPRODUCTS公司拥有基于炔二醇类“双子”表面活性剂的专利产品，或者是德国EVONIK(原DEGUSSA)公司的TEGO WET500系列、TEGOTWIN4000系列等双生结构的产品。

氟碳类表面活性剂流平剂可以是DUPONT公司的ZONYL FS-610、FSH、FSO、FSO-100、9361、FS-300等氟素表面活性剂，也可以是3M公司的FC-110、FC-170、FC-129、FC-135、FC-223等氟素表面活性剂。

分子消泡剂可以是AIRPRODUCTS公司的SURFYNOL DF-110D、DF-110L、DF-37、MD-20、MD-30等产品，也可以是德国科宁(COGNIS)公司的FOAMSTARA10、A34、A36等系列产品，或是亚仕兰(ASHLAND DREW LNDUSTRIAL)公司的DREWPLUS系列里对应产品。

水性清漆中，消光剂有德国DEGUSSA公司的ACEMATT系列，美国格雷斯公司的SYLOID系列产品等；增稠剂有美国罗门哈斯公司的ACRYSOL系列，海名斯公司的RHEOLATE系列产品，德国科宁公司的THINKENER系列，明凌化工(MUNZING GROUP)公司的TAFLGEL PUR系列，日本诺普科公司的SN-THICKENER系列产品等；成膜助剂有美国DOW公司、利安德公司、德国BASF公司的醇醚类溶剂产品等。手感助剂有德国毕克化学(BYK)公司的AQUAMAT系列，德国KEIM-ADDITEC公司的ULTRALUBE系列产品等；pH值调节剂可采用美国DOW公司的有机胺产品AMP-95。

制备实施例1：一种水性金属罩光清漆包含有以下成分：

水性醇酸和丙烯酸的共混物  700        炔二醇类的双子碳氢表面活性剂  8

AMP-95                    1          成膜助剂                      60

增稠剂                    5          氟碳类表面活性剂              1

分子级消泡剂              5          手感助剂                      10

纯水                      210

该水性金属罩光清漆的制作过程，将上述所列成分按以下方法操作：

水性树脂投入搅拌釜中，以1200r/min的转速进行搅拌；将预先混合好的炔二醇类的双子碳氢表面活性剂、成膜助剂、AMP-95和50份纯水，缓慢加入，转速升高至2000r/min，直至搅拌均匀；再将转速调至1600r/min，依次逐项加入剩下各种成分，即得到水性清漆。

制备实施例2：一种水性木器半光清漆包含有以下成分：

丙烯酸和聚氨酯的共混物 800     炔二醇类的双子碳氢表面活性剂     10

AMP-95                 2       成膜助剂                         50

增稠剂                 6       消光剂                           10

氟碳类表面活性剂       2       手感助剂                         15

分子级消泡剂           3       纯水                             102

该水性清漆的制备过程同制备实施例1。

制备实施例3：一种水性亚光地板清漆包含有以下成分：

环氧和聚氨酯的共聚物 750     炔二醇类的双子碳氢表面活性剂    10

AMP-95               2       成膜助剂                        55

增稠剂               2       消光剂                          20

氟碳类表面活性剂     2       分子级消泡剂                    5

手感助剂             20      纯水                            104

耐磨剂               30

该水性清漆的制备过程同制备实施例1。

制备实施例4：一种水性户外半光清漆包含有以下成分：

丙烯酸酯和聚氨酯的共混物   850    炔二醇类的双子碳氢表面活性剂  5

AMP-95                     1      成膜助剂                      65

增稠剂                     2      消光剂                        10

氟碳类表面活性剂           2      分子级消泡剂                  10

手感助剂                   20     纯水                          9

紫外光吸收剂               20

该水性清漆的制备过程同制备实施例1。

制备实施例5：一种水性高光抗菌清漆包含有以下成分：

水性醇酸酯         780       炔二醇类的双子碳氢表面活性剂     8

AMP-95             2         成膜助剂                         60

增稠剂             2         氟碳类表面活性剂                 2

分子级消泡剂       8         手感助剂                         10

纯水               123       抗菌剂                           5

该水性清漆的制备过程同制备实施例1。

制备实施例6：一种水性塑胶亚光清漆包含有以下成分：

聚氨酯和丙烯酸的共混物  790     炔二醇类的双子碳氢表面活性剂   5

AMP-95                  2       成膜助剂                       50

增稠剂                  10      消光剂                         20

氟碳类表面活性剂        2       分子级消泡剂                   6

手感助剂                20      纯水                           95

该水性清漆的制备过程同制备实施例1。

Claims (4)

1.一种水性清漆，包含以下重量份数的组分：

水性树脂          700～900  炔二醇类的双子碳氢表面活性剂   1～10

分子级消泡剂      1～10     氟碳类表面活性剂               1～5

pH调节剂          1～2      纯水                           0～200

成膜助剂          20～200   增稠剂                         5～10

消光剂            0～20

其中，所述水性树脂为水性醇酸、丙烯酸、环氧、聚氨酯以及它们的衍生物，或它们的共混或共聚物。

2.根据权利要求1所述的水性清漆，其特征在于：所述水性树脂是聚氨酯和丙烯酸的共混物。

3.根据权利要求2所述的水性清漆，其特征在于：所述水性清漆还包括有0～30重量份数的其它助剂：手感助剂、耐磨剂、杀菌剂、紫外线吸收剂或它们的组合。

4.一种如权利要求1至3之一所述的水性清漆的制备方法，包括以下步骤：

a、将水性树脂称量后投入搅拌釜中，开始搅拌；

b、将预先均匀混合的炔二醇类的双子碳氢表面活性剂、成膜助剂和部分纯水，缓慢加入搅拌釜中，搅拌速度控制在600～2500r/min；

c、将消光剂、氟碳类表面活性剂、增稠剂、分子级消泡剂和其它助剂分别称量后加入搅拌釜，搅拌均匀；

d、将转速调整到600～800r/min，加入剩下的纯水来调整粘度并减速搅拌至停止，约10分钟，即得到成品。