CN101497753B - 一种对金属玻璃表面具有强附着力的pu自干漆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种只需一次施工且对金属或玻璃表面具有强附着力的PU自干漆，该PU自干漆为三组份漆，包括主漆--A组份、固化剂--B组份和含活性单体的溶剂-C组份，施工时，将A、B、C三组份按重量百分比为2∶1-1.5∶2-3进行混合，其中主漆以环氧丙烯酸树脂为成膜物，固化剂是固含量50％的HDI与TDI混合型固化剂，活性单体为丙烯酸酯磷酸酯。本发明的PU自干漆漆膜光泽高、丰满度好，对不锈钢或玻璃表面具有强的附着力，且具有耐水、耐酸碱、耐磨性好等特点，既可在低温(50～80℃)下快速烘干，也可在常温下自行干燥，特别适合于以不锈钢或玻璃为底材的日用品和工艺品表面的上漆处理。

Description

一种对金属玻璃表面具有强附着力的PU自干漆 

技术领域

本发明涉及一种油漆，尤其涉及一种在常温下可自行干燥的聚氨酯漆(PU自干漆)，更具体是涉及一种对不锈钢等金属底材或光滑玻璃底材表面具有强附着力的PU自干漆。 

背景技术

由于不锈钢、玻璃等材质的表面具有耐腐蚀、抗氧化的特性，在日用品、工艺品市场，以不锈钢和玻璃为底材的产品越来越多。为了对这些产品表面进行装饰或使产品具有更好的耐磨耐候性，通常需要对成型产品的表面进行上漆处理。不锈钢和玻璃的表面呈惰性，一般油漆对其表面的附着力均不理想，目前解决的方法有两种，一种是采用烘烤型油漆，另一种是对成型产品的表面进行前处理。烘烤型油漆施工后需要在130～180℃的高温条件下干燥，不仅需要施工厂家具备烘烤房，而且对于部份含有塑料部件或木质填充物的成型产品，如某些特殊用途的不锈钢空心管，由于塑料部件或木质填充物不能承受高温，烘烤型油漆的使用就受到限制；而对成型产品表面进行前处理，即是采用酸洗或磷化处理的工艺，对成型产品的表面进行腐蚀及钝化，以此增加与漆面的附着牢度，这种施工方法不仅增加工艺程序，而且前处理的材料中含有大量的酸液，污染性大，对施工人员的健康会造成伤害。 

中国专利申请20061023175.7提出了一种UV涂料，该涂料采用在原有配方中添加丙烯酸酯磷酸酯单体和金属性丙烯酸酯作为附着力促进剂，使其对镁合金氧化层及钝化层具有好的附着力和耐腐蚀性。UV涂料是由涂料中的光引发剂吸收紫外光能形成自由基，引发光敏树脂和活性稀释剂分子，进而发生连锁聚合反应，使涂膜达到固化。该申请利用丙烯酸酯磷酸酯是高活性的光聚合单体，在紫外线照射下发生单体聚合反应，生成对金属具有高附着力的聚合物，但该申请配方笼统，采用该配方得到的涂膜与底材的结合力并不理想，而且UV涂料对于板状的型材，可以形成良好的漆面，但对于不规则形状的日用品或工艺品，由于紫外线无法全面均匀照射到产品的各个面，形成的涂膜对产品表面的附着力就不均匀，这将会造成部分漆层与产品结合牢固，部分漆层易于脱落的现象出现。

发明内容

为解决以上存在的问题，本发明的目的是提供一种只需一次施工的新型PU自干漆，该漆层对金属或玻璃表面具有强的附着力。 

为实现以上目的，本发明的PU自干漆为三组份漆，包括主漆--A组份、固化剂--B组份和含活性单体的溶剂-C组份，施工时，将A、B、C三组份按重量百分比为2∶1-1.5∶2-3进行混合； 

其中A组份的成份和重量百分比为： 

环氧丙烯酸树脂                    55-73％ 

偶联剂                            1-1.5％ 

润湿剂                            1-1.5％ 

色浆                              15-30％ 

有机溶剂                          10-40％， 

上述各个组分的重量百分比含量之和为100％； 

B组份为固含量50％、重量比1∶1的六亚甲基二异氰酸酯与甲苯二异氰酸酯混合型固化剂； 

C组份的成分和重量百分比为： 

混合溶剂                          85-90％ 

丙烯酸酯磷酸酯                    10-15％。 

上述A组份中的环氧丙烯酸树脂优选采用低分子量聚硅氧烷改性的有机硅改性环氧丙烯酸树脂，C组份的丙烯酸酯磷酸酯优选2-羟乙 基甲基丙烯酸酯磷酸酯。 

为了使色浆与主漆具有更好的相容性，上述色浆采用将颜料与一定量的环氧丙烯酸树脂、分散剂和溶剂先混合，再在砂磨机研磨至粒径小于20微米的半成品。 

上述色浆中各组份的重量百分比为：环氧丙烯酸树脂40-80％，颜料8-40％，分散剂0.5-1％，有机溶剂10-20％。 

上述有机溶剂优选醋酸丁酯或二甲苯。 

上述C组份中的混合溶剂为重量比1∶2的醋酸丁酯和二甲苯。 

上述偶联剂优选硅烷类偶联剂。 

上述润湿剂优选有机硅聚醚共聚物润湿剂。 

本发明的PU自干漆，采用环氧丙烯酸树脂作为主要成膜物，该成膜物具有良好的漆膜性能，与异氰酸酯发生交联反应，能形成致密的漆膜层，且在偶联剂的存在下，对不锈钢和玻璃等光滑表面具有良好的附着力，而溶剂中的丙烯酸酯磷酸酯单体，在固化剂异氰酸酯的作用下能迅速生成可显著增强漆膜对不锈钢或玻璃底材附着力的聚合物，对主漆起到很好的辅助作用。本发明的配方精选各种材料复合组配，采用多因素实验及正交试验设计法确定组分及其重量百分比，由本发明配方得到的漆膜光泽高、丰满度好，对不锈钢或玻璃表面具有强的附着力，且具有耐水、耐酸碱、耐磨性好等特点。由于丙烯酸酯磷酸酯活性高，与主漆环氧丙烯酸树脂可缓慢反应而降低其增强附着力的效果，本发明采用将丙烯酸酯磷酸酯添加在稀释剂中作为单独的组份，使用时才与主漆和固化剂混合，保证了活性单体良好的贮存性和使用效果。本发明的PU自干漆，只需一次性施工，既可在低温(50～80℃)下快速烘干，也可在常温下自行干燥，特别适合于以不锈钢或玻璃为底材的日用品和工艺 品表面的上漆处理。 

具体实施方式

实施例1 

白色PU自干型金属玻璃漆 

1、白色半成品色浆的制备： 

成份及配比：有机硅改性环氧丙烯酸树脂       44.5％ 

钛白粉                                     40％ 

聚羧酸胺盐分散剂                           0.5％ 

二甲苯                                     15％ 

按上述的量，将有机硅改性环氧丙烯酸树脂投入搅拌容器，在慢速搅拌下将钛白粉、聚羧酸胺盐分散剂与甲苯投入搅拌容器，然后高速搅拌半个小时，进砂磨机研磨2遍至细度为15微米待用； 

2、A组份的制备： 

成分和重量百分比：有机硅改性环氧丙烯酸树脂   57.5％ 

甲氧基硅烷偶联剂                             1.5％ 

有机硅聚醚共聚物润湿剂                       1.0％ 

白色色浆(半制品)                             30％ 

醋酸丁酯                                     10％ 

按设定的重量百分比，将有机硅改性环氧丙烯酸树脂投入搅拌容器，于搅拌中将甲氧基硅烷偶联剂、有机硅聚醚共聚物润湿剂、白色色浆半成品和有机溶剂投入搅拌容器，搅拌均匀，得A组份； 

3、B组份：固含量50％的HDI与TDI混合型固化剂； 

4、C组份的制备： 

成分和重量百分比：醋酸丁酯    60％ 

二甲苯                        30％ 

2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯    10％ 

按设定的重量百分比，将醋酸丁酯、二甲苯投入搅拌容器，于搅拌中将2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯投入搅拌容器，搅匀即得C组份； 

使用时，将A、B、C组份以重量比为2∶1∶2混合均匀即可施工。 

实施例2 

黑色PU自干金属玻璃漆 

1、黑色半成品色浆的制备： 

成份及配比：有机硅改性环氧丙烯酸树脂      74.5％ 

碳黑                                      10％ 

聚羧酸胺盐分散剂                          0.5％ 

二甲苯                                    15％ 

按上述的量，将有机硅改性环氧丙烯酸树脂投入搅拌容器，在慢速搅拌下将碳黑、聚羧酸胺盐分散剂与甲苯投入搅拌容器，然后高速搅拌半个小时，进砂磨机研磨2遍至细度为12微米待用； 

2、A组份的制备： 

成分和重量百分比：有机硅改性环氧丙烯酸树脂   72.5％ 

甲氧基硅烷偶联剂                             1.5％ 

有机硅聚醚共聚物润湿剂                       1.0％ 

黑色色浆(半制品)                             15％ 

醋酸丁酯                                     10％ 

按设定的重量百分比，将有机硅改性环氧丙烯酸树脂投入搅拌容器，于搅拌中将甲氧基硅烷偶联剂、有机硅聚醚共聚物润湿剂、黑色色浆半成品和有机溶剂投入搅拌容器，搅拌均匀，得A组份； 

3、B组份：固含量50％的HDI与TDI混合型固化剂； 

4、C组份的制备： 

成分和重量百分比：醋酸丁酯                  60％ 

二甲苯                        27％ 

2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯    13％ 

按设定的重量百分比，将醋酸丁酯、二甲苯投入搅拌容器，于搅拌中将2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯投入搅拌容器，搅匀即得C组份； 

使用时，将A、B、C组份以重量比为2∶1.2∶2混合均匀即可施工。 

实施例3 

蓝色PU自干型金属玻璃漆 

1、蓝色半成品色浆的制备： 

成份及配比：有机硅改性环氧丙烯酸树脂       64.5％ 

酞菁蓝                                     15％ 

聚羧酸胺盐分散剂                           0.5％ 

二甲苯                                     20％ 

按上述的量，将有机硅改性环氧丙烯酸树脂投入搅拌容器，在慢速搅拌下将酞菁蓝、聚羧酸胺盐分散剂与甲苯投入搅拌容器，然后高速搅拌半个小时，进砂磨机研磨2遍至细度为----，待用； 

2、A组份的制备： 

成分和重量百分比：有机硅改性环氧丙烯酸树脂    67.5％ 

甲氧基硅烷偶联剂                              1.5％ 

有机硅聚醚共聚物润湿剂                        1.0％ 

蓝色色浆(半制品)                              20％ 

醋酸丁酯                                      10％ 

按设定的重量百分比，将有机硅改性环氧丙烯酸树脂投入搅拌容器，于搅拌中将甲氧基硅烷偶联剂、有机硅聚醚共聚物润湿剂、白色色浆半成品和有机溶剂投入搅拌容器，搅拌均匀，得A组份； 

3、B组份：固含量50％的HDI与TDI混合型固化剂； 

4、C组份的制备： 

成分和重量百分比：醋酸丁酯                    55％ 

二甲苯                                        30％ 

2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯                    15％ 

按设定的重量百分比，将醋酸丁酯、二甲苯投入搅拌容器，于搅拌中将2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯投入搅拌容器，搅匀即得C组份； 

使用时，将A、B、C组份以重量比为2∶1∶2混合均匀即可施工。 

附着力测试 

按GB/T9286-1998漆膜的划格试验》标准进行检测，试验结果分0级～5级，0级最好，5级最差。 

将上述实施例1-3制得的PU自干型金属玻璃漆喷涂在以不锈钢为底材的产品上，其附着力测试结果如下： 

UV金属漆(市售)：         4级 

实施例1的白色PU自干漆：  0级 

实施例2的黑色PU自干漆：  0级 

实施例3的兰色PU自干漆：  0级 

将上述实施例1-3制得的PU自干漆喷涂在以玻璃为底材的产品上，其附着力测试结果如下： 

普通PU色漆(市售)：       没有附着力 

实施例1的白色PU自干漆：  1级 

实施例2的黑色PU自干漆：  1级 

实施例3的兰色PU自干漆：  1级 

由上述结果可以看出，本发明的PU自干型金属玻璃漆与现有市售的PU漆相比，对不锈钢或玻璃底材具有非常好的附着力。 

Claims (7)

1.一种对金属玻璃表面具有强附着力的PU自干漆，其特征在于：所述PU自干漆为三组份漆，包括主漆--A组份、固化剂--B组份和含活性单体的溶剂-C组份，施工时，将A、B、C三组份按重量百分比为2∶1-1.5∶2-3进行混合；

其中A组份的成份和重量百分比为：

环氧丙烯酸树脂                    55-73％

偶联剂                            1-1.5％

润湿剂                            1-1.5％

色浆                              15-30％

有机溶剂                          10-40％，

上述各个组分的重量百分比含量之和为100％；

B组份为固含量50％、重量比为1∶1的六亚甲基二异氰酸酯与甲苯二异氰酸酯混合型固化剂；

C组份的成分和重量百分比为：

混合溶剂                          85-90％

丙烯酸酯磷酸酯                    10-15％；

上述A组份中的环氧丙烯酸树脂是采用低分子量聚硅氧烷改性的有机硅改性环氧丙烯酸树脂，C组份的丙烯酸酯磷酸酯是2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯。

2.根据权利要求1所述的对金属玻璃表面具有强附着力的PU自干漆，其特征在于：所述色浆采用将颜料与一定量的环氧丙烯酸树脂、分散剂和溶剂先混合，再在砂磨机研磨至粒径小于20微米的半成品。

3.根据权利要求2所述的对金属玻璃表面具有强附着力的PU自干漆，其特征在于：所述色浆中各组份的重量百分比为环氧丙烯酸树脂40-80％，颜料8-40％，分散剂0.5-1％，有机溶剂10-20％。

4.根据权利要求1或2所述的对金属玻璃表面具有强附着力的PU自干漆，其特征在于：所述有机溶剂为醋酸丁酯或二甲苯。

5.根据权利要求1或2所述的对金属玻璃表面具有强附着力的PU自干漆，其特征在于：所述C组份中的混合溶剂为重量比1∶2的醋酸丁酯和二甲苯。

6.根据权利要求1或2所述的对金属玻璃表面具有强附着力的PU自干漆，其特征在于：所述偶联剂为硅烷类偶联剂。

7.根据权利要求1或2所述的对金属玻璃表面具有强附着力的PU自干漆，其特征在于：所述润湿剂为有机硅聚醚共聚物润湿剂。