CN101392142A - 一种环保型防腐耐指纹金属表面漆的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种金属表面防护组合物，具体涉及一种环保型防腐耐指纹金属表面漆的制备方法。组合物为A、B双组分，组分A是以水性环氧树脂为基体树脂，添加纳米二氧化硅，硅烷偶联剂，微晶蜡分散液，锆化物、去离子水、消泡剂和流平剂组合而成；组分B为水性环氧改性胺固化剂与一定量的环氧固化促进剂组成。将两组份根据施工要求按4∶1～3∶1比例混合搅拌均匀后形成一种环保型防腐蚀耐指纹金属表面漆，在涂覆后可将金属通过一定温度的烘道进行热烘，通过调节热烘时间控制成膜时间，最终形成的透明涂层对金属有很好的腐蚀防护作用，同时兼具耐指纹功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属表面防护组合物，具体涉及一种环保型防腐耐指纹金属表面漆的制备方法。
背景技术
耐指纹研究和生产始于日本，最初目的是满足家电领域的使用，因为家电生产工序中工人多次触摸导致留下指纹影响美观。随着人们生活水平的提高，耐指纹不仅是家电行业，汽车、办公用品等领域对其都有更高要求。耐指纹处理也由无机型转向有机型发展，工艺上也随着水性涂料的发展逐步从两步法转变为一步法。现有技术中耐指纹钢板处理即使是一步法也需要在基材表面涂覆1～3微米的钝化液和有机树脂耐指纹液的复合物，大多数钝化液中含有重金属铬盐，这使得耐指纹液在制备、仓储、运输和使用过程中对环境有较大污染。
对耐指纹要求的提高还体现在耐指纹液涂覆后不仅具有耐指纹性能，对其接地性、涂装性能和防腐性也有更高要求。在已有的耐指纹研究中，上海宝山钢铁(集团)公司和上海罗思化学建材有限公司已申请并公开了一种耐指纹钢板的生产方法的专利(CN94112200.X)，介绍了一种耐指纹钢板生产方法，以水性聚丙烯酸乳液为主，添加有机硅溶液、成膜助剂及水组成的水性高分子有机涂料；另有江苏兰陵高分子材料公司申请并公开的一种无铬耐指纹涂料专利(CN200710131837.X)，介绍了一种以水性聚氨酯为基体树脂，添加二氧化硅溶胶、水性聚四氟乙烯乙烯蜡浆、润湿剂、成膜助剂和消泡剂等搅拌制得一种无铬型耐指纹液，改用水性聚氨酯为基体树脂以改善水性丙烯酸树脂涂料会出现热粘冷脆的现象。
耐指纹液对水性树脂的要求随着工艺的发展而提高，不仅要求其具有耐蚀性，对其离子稳定性、粘度、玻璃花温度、交联速度、乳粒大小、硬度都有要求，其中一个指标达不到，将导致耐指纹液的开发失败或膜的某些性能下降。所以，耐指纹液的发展还依赖于基体树脂的研究。在已有的专利中，耐指纹液的基体树脂一般选用较多的便是水性丙烯酸酯和水性聚氨酯，这样的耐指纹液是单组分涂料，不需后固化，在耐指纹方面性能比较优异，却没有特别突出的防腐蚀性能。
以水性环氧树脂为基体树脂制备的双组分水性涂料具有极强的附着力、耐油性、耐酸碱性、耐盐性、耐水性和耐溶剂性等优点，同时成膜时间可控更是水性环氧树脂作为涂料基体树脂的优势，因此以水性环氧树脂为基体树脂的具有防腐和耐指纹的双功能金属表面漆有很好的性能和应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型防腐耐指纹金属表面漆的制备方法。
本发明提出的环保型防腐耐指纹金属表面漆的制备方法，该金属表面漆为双组分漆，组分A以水性环氧树脂为基体树脂，添加纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、微晶蜡分散液、锆化物、去离子水、消泡剂和流平剂组合而成，各组份重量百分比为：
组份 重量百分比
水性环氧树脂 40～70wt％
纳米二氧化硅 0.5～4wt％
硅烷偶联剂 1～3wt％
微晶蜡分散液 3～10wt％
锆化物 0.3～1.2wt％
消泡剂 0.3～0.5wt％
流平剂 0.3～0.5％，
其余为水，其总重量满足100％；
组分B为水性环氧改性胺固化剂，
具体步骤为：在涂覆前，根据施工及操作要求将A、B组分按质量比3:1～4:1的比例混合搅拌，涂覆后，整个金属薄板再通过一个温度为70～80℃的烘道，热烘时间为3～5分钟，即得到所需产品。
本发明中，组分B水性环氧改性胺固化剂中可以加入重量百分比为0.5-5的环氧固化促进剂。其中促进剂可以是咪唑类或是醋酸类的固化促进剂。
本发明中，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂或γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂等中任一种。
本发明中，所述锆化物为氢氟化锆。
本发明中，所述消泡剂为仲辛醇、异构甲基环己醇混合物或甘油单蓖麻酸酯等中任一种。
本发明中，所述流平剂为乙酸-丁酸纤维素或聚丙烯酸等中任一种。
本发明选择金属锆离子代替重金属铬，主要是由于金属锆离子形成的氧化膜ZrO2具有耐蚀性，起钝化作用，并使该发明在制备、仓储、运输和使用过程中不会对环境造成污染。
本发明选择水性环氧树脂作为基体树脂，使本发明具有优良防腐性能的同时还具有较好的耐指纹功能。
本发明选择纳米二氧化硅加入复合体系中，使最终的涂层具有良好的涂膜硬度、抗弯折性、抗冲性和良好的附着力。
本发明选择硅烷偶联剂进一步提高涂层的防腐蚀性，该硅烷偶联剂部分水解形成的-Si-OH能与金属表面金属元素很好结合，提高阻隔能力。
本发明选择微晶蜡分散液作为蜡类助剂，改善膜的润滑性，降低摩擦系数，是耐指纹涂层的抗刮伤性能和加工性能均有所提高。
本发明与以往的发明相比，本发明为双组分涂料组合物，有一个固化成膜过程，将涂覆后金属薄板通过一个温度为70～80℃烘道并通过改变过烘道温度和时间来实现对涂膜固化程度的可控。本发明只需在金属表面涂覆约为0.8～1.2微米的涂层，成膜后透明，具有良好的防腐蚀性能，且具有耐指纹性能和良好附着力、耐弯折和抗冲击性能。
附图说明
图1为实施例3指纹痕迹测试。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1：
组分A：
| 组分 | 重量 |
| 水性环氧树脂 | 600g |
| 纳米二氧化硅 | 10g |
| 3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂 | 13g |
| 微晶蜡分散液 | 45g |
| 锆化物氢氟化锆 | 12g |
| 去离子水 | 500g |
| 仲辛醇消泡剂 | 5g |
| 乙酸-丁酸纤维素流平剂 | 4g |
组分B：水性环氧改性胺固化剂150g，咪唑型固化促进剂7g。
在乳化机中加入10g纳米二氧化硅和90g水制备质量分数为10％的纳米二氧化硅分散液，以8000r/min的转数分散15分钟，再按上述配方依次加入水性环氧树脂、硅烷偶联剂、微晶蜡分散液、锆化物、剩余去离子水、消泡剂和流平剂，搅拌均匀后形成含纳米二氧化硅(粒径40～70nm)的组分A。再将A、B组分按质量比3:1混合搅拌，形成水性环氧树脂防腐蚀耐指纹漆。所得耐指纹漆涂在马口铁皮表面形成0.8～1.2微米的涂层，然后通过80℃烘道热烘时间约3分钟即可在金属表面形成防腐蚀耐指纹涂层。
实施例2
组分A：
| 组分 | 重量 |
| 水性环氧树脂 | 550g |
| 纳米二氧化硅 | 20g |
| γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂 | 10g |
| 微晶蜡分散液 | 70g |
| 锆化物氢氟化锆 | 9g |
| 去离子水 | 300g |
| 甘油单蓖麻酸酯消泡剂 | 3 |
| 聚丙烯酸流平剂 | 4 |
组分B：水性环氧改性胺固化剂140g，醋酸型固化促进剂6g。
在乳化机中加入20g二氧化硅和200g去离子水制备质量分数为10％的二氧化硅分散液，以8000r/min的转数分散15分钟，再按上述配方依次加入水性环氧树脂、硅烷偶联剂、微晶蜡分散液、锆化物、去离子水、消泡剂和流平剂，高速搅拌，形成含纳米二氧化硅(粒径40～70nm)的组分A。再将A、B组分按质量比4:1混合搅拌，形成水性环氧树脂防腐蚀耐指纹漆。所得耐指纹漆涂在马口铁皮表面形成0.8～1.2微米的涂层，然后通过70℃烘道热烘时间约5分钟即可在金属表面形成透明的防腐耐指纹涂层。
实施例3
将实施例1所得产物涂覆在金属(马口铁片)表面烘干成膜后，以拇指压印，看有无留下指纹痕迹进行测试，表明耐指纹效果明显。
手指按压后无指纹痕迹，具有良好的耐指纹性能。同时置于5％的NaOH和5％的H2SO4溶液中，可达到6～10天不起泡，不脱落，有优异的耐腐蚀性能。
Claims (6)
1、一种防腐蚀耐指纹漆组合物的制备方法，其特征在于该金属表面漆为双组分漆，组分A以水性环氧树脂为基体树脂，添加纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、微晶蜡分散液、锆化物、去离子水、消泡剂和流平剂组合而成，各组份重量百分比为：
组份 重量百分比
水性环氧树脂 40～70wt％
纳米二氧化硅 0.5～4wt％
硅烷偶联剂 1～3wt％
微晶蜡分散液 3～10wt％
锆化物 0.3～1.2wt％
消泡剂 0.3～0.5wt％
流平剂 0.3～0.5wt％
其余为水，其总重量满足100％；
组分B为水性环氧改性胺固化剂，与环氧固化促进剂的组合物。
具体步骤为：在涂覆前，根据施工及操作要求将A、B组分按质量比3:1～4:1的比例混合搅拌，涂覆后，整个金属薄板再通过一个温度为70～80℃的烘道，热烘时间为3～5分钟，即得到所需产品。
2、根据权利要求1所述的防腐蚀耐指纹漆组合物的制备方法，其特征在于组分B水性环氧改性胺固化剂中加入重量百分比为0.5-5的环氧固化促进剂，其中促进剂是咪唑类或是醋酸类的固化促进剂。
3、根据权利要求1或2所述的防腐蚀耐指纹漆组合物的制备方法，其特征在于所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂或γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂中任一种。
4、根据权利要求1或2所述的防腐蚀耐指纹漆组合物的制备方法，其特征在于所述锆化物为氢氟化锆。
5、根据权利要求1或2所述的防腐蚀耐指纹漆组合物的制备方法，其特征在于所述消泡剂为仲辛醇、异构甲基环己醇混合物或甘油单蓖麻酸酯中任一种。
6、根据权利要求1或2所述的防腐蚀耐指纹漆组合物的制备方法，其特征在于所述流平剂为乙酸-丁酸纤维素或聚丙烯酸中任一种。
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