CN101550311A - 一种用于卷材的水性面漆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于卷材的水性面漆。现有的一种用于钢带的水性涂料，在制备其中的环氧改性聚酯树脂时，必须用胺中和后才能水溶，从而造成用涂料涂覆后的钢带存在涂膜耐水性差的缺点。本发明水性面漆的各组分如下：水溶性饱和聚酯树脂45－50％、颜料25－35％、水性消泡剂0.2－0.5％、水性润湿分散剂0.5－0.8％、水性流平剂0.3－1.0％、醚类溶剂2－5％、水5－10％、水溶性氨基树脂5－8％、烤漆降温催化剂0.2－0.8％、消光粉0－1.0％、水性抗划伤剂0－0.1％。本发明用钠代磺基间苯二甲酸实现了聚酯树脂的水溶，无需用胺中和，涂膜的耐水性好。
Description
技术领域
本发明涉及建筑、工业包装用的卷材涂料，具体地说是一种用于卷材的水性面漆。
背景技术
目前市场上的卷材涂料多以溶剂型为主，这些卷材涂料由于有机溶剂挥发物总量(TVOC)较高，对环境的污染比较大，回收利用又有限，造成资源浪费，同时对人们的身体健康造成危害，不符合环保的要求。目前国内外对水性卷材涂料的应用研究工作已展开，现有大多数水性卷材面漆存在的缺点是户外耐久性差，在露天场所使用会产生粉化、褪色、失光等现象。中国专利申请200710047452.5公开了一种用于钢带的水性涂料，在制备其中的环氧改性聚酯树脂时，必须用胺中和后才能水溶，从而造成用涂料涂覆后的钢带存在涂膜耐水性差的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种用钠代磺基间苯二甲酸来实现聚酯树脂水溶的水性面漆，以解决现有涂膜耐水性差的问题。
为实现上述技术目的，本发明采用如下的技术方案：一种用于卷材的水性面漆，其各组分的重量百分比如下：水溶性饱和聚酯树脂45-50％、颜料25-35％、水性消泡剂0.2-0.5％、水性润湿分散剂0.5-0.8％、水性流平剂0.3-1.0％、醚类溶剂2-5％、水5-10％、水溶性氨基树脂5-8％、烤漆降温催化剂0.2-0.8％、消光粉0-1.0％、水性抗划伤剂0-0.1％；
所述的水溶性饱和聚酯树脂由多元醇混合物和多元酸混合物在有机锡的催化作用下聚合而成，用醚类溶剂兑稀，最后用去离子水稀释而得，上述各原料的重量百分比为：多元醇混合物15-30％，多元酸混合物25-40％，有机锡催化剂0.05-0.10％，醚类溶剂5-15％，去离子水20-35％，
所述的多元醇混合物由以下重量百分比的各组分混合而成：1、6-己二醇15-45％，新戊二醇45-80％，三羟甲基丙烷2-10％，
所述的多元酸混合物由以下重量百分比的各组分混合而成：5-钠代磺基间苯二甲酸7-15％，1、4-环己基二甲酸8-25％，间苯二甲酸8-55％，六氢邻苯二甲酸酐10-42％，己二酸15-20％。
本发明的水溶性饱和聚酯树脂以多元醇和多元酸聚合反应而成，特别是引入了一种水溶性的单体化合物钠代磺基间苯二甲酸，使形成的水溶性饱和聚酯树脂具有足够的羟基和钠基，由钠基提供足够的水溶性，从而实现了饱和聚酯树脂能水溶目的，解决了以往高聚物必须用胺中和才能水溶的问题。以这种水溶性的高分子聚合物为成膜物质，其提供的羟基基团与氨基树脂中的羟甲基、甲氧甲基、高亚氨基等活性官能基在烤漆降温催化剂的作用下发生聚合反应，再添加少量水溶性的助剂，制成的水性卷材面漆。本发明在卷材表面形成的涂膜耐水性好，克服了以往胺中和而造成涂膜耐水性差的缺点。
上述水溶性饱和聚酯树脂的分子量为5000-10000，粘度为80-110KU，玻璃化温度为28-45℃。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采取以下技术措施：
上述的有机锡催化剂优选二丁基二月桂酸锡或氯代单丁基二羟基锡，也可以选用其他有机锡类催化剂。
上述的醚类溶剂优选乙二醇丁醚、丙二醇甲醚，也可以选用其他醚类溶剂。
上述的水溶性氨基树脂优选高度甲基醚化的三聚氰胺树脂、甲基醚化的高亚氨基树脂或部分甲醚化氨基树脂，也可以选用其他类似物或等同物。
上述的颜料优选金红石型钛白粉、有机中黄、酞菁蓝、高色素碳黑中的多种混合物，也可以选用其他类似物或等同物。
上述的烤漆降温催化剂优选封闭型的对甲苯磺酸胺盐、二壬基二萘磺酸、烷基类磺酸或有机磷酸盐，也可以选用其他类似物或等同物。
上述水溶性饱和聚酯树脂的制备方法如下：在多元醇混合物和多元酸混合物中，加入有机锡催化剂，加热至150-220℃，直至反应物酸值小于5mgKOH/g，降温至100-150℃，加入醚类溶剂兑稀，冷却至80-95℃，用去离子水稀释至固体含量45±2％的水溶性饱和聚酯树脂。
本发明水性面漆的制备方法如下：
将颜料、水性润湿分散剂、水性消泡剂、适量水溶性饱和聚酯树脂和水搅拌均匀、研磨至细度小于10μm的色浆备用，将余下的水溶性饱和聚酯树脂、氨基树脂、醚类溶剂和余下的水混匀，在搅拌下加入研磨好的色浆中，加入水性流平剂、消光粉、水性抗划伤剂后高速分散20分钟，最后加入烤漆降温催化剂，搅拌均匀制得水溶性卷材面漆。
本发明的水性面漆具有以下优点：1)固化温度低、速度快、漆膜坚硬、与底漆的层间附着力好、柔韧性好、耐溶剂性佳、重金属含量符合ROHS环保标准的优异性能；2)挥发物中的有机化合物(VOC)含量低，减少了对环境的污染；3)固化温度低，在节约能源方面有优势，符合节能型社会需求；4)用钠代磺基间苯二甲酸实现了聚酯树脂的水溶，无需用胺中和，涂膜的耐水性好。
具体实施方式
下列实施例用于说明本发明，但不限制在权利要求中阐明的保护范围。
实施例1-3为水溶性饱和聚酯树脂的制备
实施例1
将25Kg的5-钠代磺基间苯二甲酸，30Kg 1、4环己基二甲酸，40Kg六氢邻苯二甲酸酐，155Kg间苯二甲酸，44Kg的己二酸，32.5Kg的1、6-己二醇、142Kg的新戊二醇、5.5Kg三羟甲基丙烷，0.5Kg的氯代单丁基二羟基锡加入反应锅中，慢慢加热至150-220℃，反应至酸值小于5.0mgKOH/g以下，冷却至100～150℃加入丙二醇甲醚兑稀，待降温至80～95℃，加入去离子水兑稀成45％固体含量的水溶性聚酯树脂，过滤，包装。
性能测试结果如下：
| 项目 | 结果 |
| 外观 | 琥珀色半透明液体 |
| 粘度 | 90KU |
| 固体 | 45.2％ |
| 分子量 | 5800 |
| 玻璃化温度 | 28℃ |
实施例2：
投18Kg 5-钠代磺基间苯二甲酸，100Kg间苯二甲酸，70Kg六氢邻苯二甲酸酐，42Kg己二酸、23Kg1、4-环己基二甲酸，16Kg三羟甲基丙烷，97Kg新戊二酸，90Kg1、6-己二醇，0.065Kg的氯代单丁基二羟基锡加入反应锅，慢慢升温至150-220℃反应至酸值小于5mgKOH/g，冷却至100～150℃，加入丙二醇甲醚兑稀，待温度降至80～95℃，再用去离子水兑稀成45％固体含量的水溶性聚酯树脂，过滤，包装。
性能测试结果如下：
| 项目 | 结果 |
| 外观 | 琥珀色半透明液体 |
| 粘度 | 87KU |
| 固体 | 44.8％ |
| 分子量 | 7600 |
| 玻璃化温度 | 30℃ |
实施例3：
投40Kg 5-钠代磺基间苯二酸，60Kg 1、4环己基二甲酸，120Kg六氢邻苯二甲酸酐，27.5间苯二甲酸，45Kg己二酸、130Kg新戊二醇，91.8Kg1、6-己二醇，5.0Kg三羟甲苯丙烷，1.05Kg的氯代单丁基二羟基锡入锅升温，150～220℃保温反应至酸值小于5.0mgKOH/g以下，冷却至100～150℃，用丙二醇甲醚兑稀，待温度降至80～95℃，再用去离子水兑稀成45％固体含量的水溶性聚酯树脂，过滤包装。
性能测试结果如下：
| 项目 | 结果 |
| 外观 | 琥珀色半透明液体 |
| 粘度 | 85KU |
| 固体 | 44.8％ |
| 分子量 | 6000 |
| 玻璃化温度 | 38℃ |
实施例4：海蓝水性卷材面漆
称取400Kg水溶性饱和聚酯树脂，28Kg的酞菁兰，250Kg钛白粉和60Kg去离子水搅拌均匀，加入3Kg水性消泡剂、5Kg水性润湿分散剂，高速分散均匀，然后进行砂磨至细度10μm以下成色浆，再在搅拌下慢慢加余下的100Kg水溶性饱和聚酯树脂，50Kg丙二醇甲醚，40Kg的去离子水、75Kg高度甲醚化氨基树脂，10Kg消光粉，5Kg水性流平剂及1Kg水性抗划伤剂分散均匀，最后加入5Kg烤漆降温催化剂，搅拌均匀，得海蓝水性卷材面漆，过滤、包装。
本发明的海蓝水溶性卷材涂料面漆与国内生产的溶剂型海蓝卷材涂料面漆的性能对比如下：
| 项目 | 本发明海蓝水性卷材面漆 | 国内溶剂型面漆 |
| 粘度(涂-4杯/23℃)，s | 55 | 120 |
| 固体含量 | 50.5％ | 62％ |
| 最高金属板温(PMT)，℃ | 204～224 | 216～232 |
| 漆膜厚度，μm | 8～10 | 8～12 |
| 铅笔硬度 | 3H | 3H |
| “T”弯 | 2T | 3T |
| 冲击 | 9J | 9J |
| 耐溶剂性(MEK) | ＞100次 | ＞100次 |
对比国内已有数据来自彩涂厂家提供资料的数据。
实施例5：白灰水性聚酯卷材面漆
称取400Kg水溶性聚酯树脂，2.5Kg有机中黄，0.35Kg高色素碳黑，350Kg钛白粉和60Kg去离子水搅拌均匀，加入5Kg水性消泡剂、5Kg水性润湿分散剂分散均匀，然后砂磨至细度10μm以下成色浆，然后在搅拌下向该色浆中慢慢加入余下的100Kg水溶性饱和聚酯树脂，50Kg丙二醇甲醚，40Kg的去离子水、75Kg高度甲醚化氨基树脂，10Kg消光粉，5Kg水性流平剂及1Kg水性抗划伤剂分散均匀，最后加入5Kg烤漆降温催化剂搅拌均匀，得白灰水性卷材面漆成品，过滤，包装。
本发明的白灰水性卷材面漆与国内生产的溶剂型白灰卷材涂料面漆的性能对比如下：
| 项目 | 本发明白灰水性卷材面漆 | 国内溶剂型白灰卷材涂料面漆 |
| 外观 | 白灰色，漆膜平整光滑 | 白灰色，漆膜平整光滑 |
| 粘度(涂-4杯/23℃)，s | 68 | 150 |
| 固体含量 | 51.2％ | 63.5％ |
| 最高金属板温(PMT)，℃ | 204～224 | 216～232 |
| 漆膜厚度，μm | 8～12 | 8～12 |
| 铅笔硬度 | 3H | 3H |
| “T”弯 | 2T | 3T |
| 冲击 | 9J | 9J |
| 耐溶剂性(MEK) | ＞100次 | ＞100次 |
上述实施例中的烤漆降温催化剂选用封闭型的对甲苯磺酸胺盐、二壬基二萘磺酸、烷基类磺酸或有机磷酸盐；水性润湿分散剂选用BYK-184或EFKA-4520或等同物；水性流平剂选用EFKA-3030或EFKA-3500或等同物；水性消泡剂选用BYK-020或EFKA-2527或等同物；水性抗划伤剂选用BYK-341或EFKA-6907或等同物；消光粉选用ED-44、SI-772或SD-530等微硅粉或等同物。上述的各种助剂为市场上所常用的各类产品，还可采用德国迪高公司的TeGo系列产品，香港劲辉化工有限公司的产品。
以上为本发明优化的实施方式，依据本发明内容，本领域的技术人员能考虑到的替代方案，雷同的实施方式，均落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1、一种用于卷材的水性面漆，其各组分的重量百分比如下：水溶性饱和聚酯树脂45-50％、颜料25-35％、水性消泡剂0.2-0.5％、水性润湿分散剂0.5-0.8％、水性流平剂0.3-1.0％、醚类溶剂2-5％、水5-10％、水溶性氨基树脂5-8％、烤漆降温催化剂0.2-0.8％、消光粉0-1.0％、水性抗划伤剂0-0.1％；
所述的水溶性饱和聚酯树脂由多元醇混合物和多元酸混合物在有机锡的催化作用下聚合而成，用醚类溶剂兑稀，最后用去离子水稀释而得，上述各原料的重量百分比为：多元醇混合物15-30％，多元酸混合物25-40％，有机锡催化剂0.05-0.10％，醚类溶剂5-15％，去离子水20-35％，
所述的多元醇混合物由以下重量百分比的各组分混合而成：1、6-己二醇15-45％，新戊二醇45-80％，三羟甲基丙烷2-10％，
所述的多元酸混合物由以下重量百分比的各组分混合而成：5-钠代磺基间苯二甲酸7-15％，1、4-环己基二甲酸8-25％，间苯二甲酸8-55％，六氢邻苯二甲酸酐10-42％，己二酸15-20％。
2、根据权利要求1所述的水性面漆，其特征在于所述水溶性饱和聚酯树脂的分子量为5000-10000，粘度为80-110KU，玻璃化温度为28-45℃。
3、根据权利要求1所述的水性面漆，其特征在于所述的有机锡催化剂选用二丁基二月桂酸锡或氯代单丁基二羟基锡。
4、根据权利要求1所述的水性面漆，其特征在于所述的醚类溶剂选用乙二醇丁醚或丙二醇甲醚。
5、根据权利要求1所述的水性面漆，其特征在于所述的水溶性氨基树脂选用高度甲基醚化的三聚氰胺树脂、甲基醚化的高亚氨基树脂或部分甲醚化氨基树脂。
6、根据权利要求1所述的水性面漆，其特征在于所述的颜料选用金红石型钛白粉、有机中黄、酞菁蓝、高色素碳黑中的多种。
7、根据权利要求1所述的水性面漆，其特征在于所述的烤漆降温催化剂选用封闭型的对甲苯磺酸胺盐、二壬基二萘磺酸、烷基类磺酸或有机磷酸盐。
8、根据权利要求1所述的水性面漆，其特征在于所述的水溶性饱和聚酯树脂的制备方法是：在多元醇混合物和多元酸混合物中，加入有机锡催化剂，加热至150-220℃，直至反应物酸值小于5mgKOH/g，降温至100～150℃，加入醚类溶剂兑稀，冷却至80-95℃，用去离子水稀释至固体含量45±2％的水溶性饱和聚酯树脂。
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