CN101613560A - 基于底面漆耦合技术的镜背保护涂料、制法及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及镜背保护涂料。基于底面漆耦合技术的镜背漆，包括底漆和面漆，按树脂固体分计算，底漆树脂中包括不少于70％重量的环氧树脂和不多于30％重量的氨基树脂；面漆树脂中包括不少于70％重量的含酰胺基团的丙烯酸树脂和不多于30％重量的氨基树脂。本发明利用镜背漆为底面漆双层且底漆烘烤温度不高的特点，将环氧树脂和固化剂分别设计到底漆和面漆中，最终成膜时底面漆发生耦合交联，成膜速度快而且大大提高了漆膜的各种性能。

Description

基于底面漆耦合技术的镜背保护涂料、制法及施工方法

一、技术领域：

本发明涉及涂料，特别是用于玻璃银镜的镜背保护涂料(或称镜背漆)。

二、背景技术：

玻璃银镜广泛用于建筑、汽车、国防、光学仪器仪表等国民经济的许多重要领域，在太阳能热发电和光伏发电等高新技术产业具有重要的应用前景。镜背保护涂料是用于玻璃银镜生产的关键原材料，要求具有优秀的防腐蚀能力——通常要求镀银镜能耐受120小时CASS试验(醋酸加速盐雾试验，参阅ISO 9227)，相当于中性盐雾1000小时。

除了优良的防腐蚀性能以外，镜背保护涂料还必须有优良的施工性能。镜子的生产是大规模流水线高速生产，镜背保护涂料为淋涂施工，要求幕帘稳定，同时要求能够在底漆100度2分钟、面漆130度5分钟烘烤条件下快速成膜且提供优良的防腐性能。

镜背漆如CN1621430A公开的《镜背金属镀层保护涂料用改性干性油醇酸树脂及其幕淋涂料》，在180℃下5分钟才能达到干燥的要求，而我国大量使用的进口银镜生产线烘干温度和时间为130℃-150℃下3-5分钟，因此，该涂料仍不能满足下游客户的需求。

CN1900189A公开的《一种低温烘烤玻璃银镜镜背漆的制备方法》，采用桐油改性酚醛树脂，该方案可实现快干，但是防腐性能远远达不到实际要求。

CN1793256公开的《镜背漆树脂及其幕淋涂料》，采用聚氨酯来实现性能，但是聚氨酯的合成需使用剧毒的甲苯二异氰酸酯，不利于生产者身体健康，而且污染环境。

CN1793257公开的《镜背漆树脂及其幕淋涂料》，同时使用大量的丙烯酸单体和丙烯酸预聚体来实现性能，但是所用原材料丙烯腈和丙烯酸丁酯成本较高，而且该方法需要预先合成丙烯酸预聚体，这增加了工艺的复杂性，操作难度大，生产成本高。

CN1122127A所公开的《玻璃的涂层》，采用醇酸树脂、氨基树脂和有机硅粘接促进剂，虽然制得的涂料在烘干速度和硬度方面有了提高，但柔韧性、附着力和耐久性方面欠佳。制得的镜子使用一段时间后，涂层脱落现象严重，尤其在镜子的切口部位会发黑，使镜子的光学性能下降。另一方面，有机硅的价格较贵，使用成本较高。

CN1371409A公开的《基于改性醇酸树脂的快干型高固体含量涂料》，是一种丙烯酸改性醇酸树脂常温固化高固体的组合物，具有良好的性能，但因其涂层结构不够致密，化学物质容易渗入，而影响镜背反射层的耐久性。

众所周知，环氧树脂具有优异的防腐蚀性能，以环氧树脂为主要成膜物的油漆被广泛地用于化工管道设备、车间地坪等防腐蚀。环氧树脂最常用的固化剂是胺、酰胺类化合物，固化以后的漆膜对水、酸、碱、盐雾等均具有优良的耐腐蚀性能。但是，由于环氧树脂和这些固化剂在室温下即可反应，通常需将两者分成双组分包装。这就限制了环氧树脂体系在镜背漆上的应用——由于镜背漆为淋涂施工，所以只能使用单组分体系的油漆。

三、发明内容：

本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种基于底面漆耦合技术的镜背保护涂料，环氧树脂和固化剂分别设计到底漆和面漆中，最终成膜时底面漆发生耦合交联，大大提高了漆膜的各种性能。另外本发明还提供镜背保护涂料的制法，工艺简单，易操作，无污染。最后本发明还提供镜背保护涂料的施工方法，底面漆双层且底漆烘烤温度不高，底面漆烘烤时间短。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：基于底面漆耦合技术的镜背漆，包括底漆和面漆，按树脂固体分计算，底漆树脂中包括不少于70％重量的环氧树脂和不多于30％重量的氨基树脂；面漆树脂中包括不少于70％重量的含酰胺基团的丙烯酸树脂和不多于30％重量的氨基树脂。

所述底漆由以下固体重量份的原料配制：环氧树脂20-40份，氨基树脂3-10份，着色颜料10-20份，体质颜料30-40份，助剂0-2份；溶剂15-35份；面漆由以下固体重量份原料配制：丙烯酸树脂30-50份，氨基树脂10-15份，着色颜料5-15份，体质颜料20-35份，助剂0-2份，溶剂15-35份。

所述底漆中的环氧树脂采用E-20或E-12或E-06或E-03。

所述底漆和面漆中的氨基树脂采用部分丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂或部分异丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂。

所述面漆中的含酰胺基团的丙烯酸树脂，由下述重量份比的原料聚合而成：丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺或二者的组合物10-30，含羟基丙烯酸单体5-20，其他丙烯酸单体50-85。

所述含酰胺基团的丙烯酸树脂合成所用的原料其他丙烯酸单体采用丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、苯乙烯其中的一种或多种。

本发明为配制涂料而使用防锈颜料、着色颜料、体质颜料、助剂和溶剂属于本领域技术人员的一般技能。通常可供选择的防锈颜料包括红丹、锌铬黄、磷酸锌、铬酸钙等；着色颜料包括炭黑、铁红、铁黄、钛白粉、氧化锌、酞菁蓝等；体质颜料包括硫酸钡、碳酸钙、滑石粉、瓷土等；助剂包括润湿分散剂、流平剂、消跑剂等；溶剂包括二甲苯、甲苯、丁醇、异丁醇、溶剂汽油、重芳烃、DBE等。

本发明基于底面漆耦合技术的镜背涂料的制法，包括底漆、面漆的制法，具体为：

1、镜背底漆的制备：

首先按配料量量取原料环氧树脂、溶剂、着色颜料、防锈颜料和体质颜料，将各原料混合均匀，然后砂磨至细度25μm以下，然后加入氨基树脂，搅拌10-15分钟之后形成均匀的彩色涂料，过滤出料后得镜背底漆。制得的镜背底漆总重100公斤，固体分含量70±1％，粘度：120-160s(涂-4杯，25℃)；

2、镜背面漆的制备：

首先按配料量量取原料带酰胺基丙烯酸树脂、溶剂、着色颜料、防锈颜料和体质颜料，将各原料混合均匀，然后砂磨至细度25μm以下，然后加入氨基树脂，搅拌10-15分钟之后形成均匀的彩色涂料，过滤出料后得镜背面漆。制得的镜背面漆总重100公斤，固体分含量70±1％，粘度：120-160s(涂-4杯，25℃)。

其中所述的面漆中带酰胺基丙烯酸树脂的制法是：在反应釜中，投入二甲苯，通入二氧化碳或氮气排出空气，加热到回流后，保持在回流状态下，滴加准备好的单体和引发剂溶液，在12小时内滴完。然后继续回流24小时，聚合反应完成，单体转化率大于95％，固体分约为60％。

本发明基于底面漆耦合技术的镜背涂料的施工方法：分别采用稀释剂将底漆和面漆稀释到20-60s(涂-4杯，25℃)，首先将底漆涂覆于镜背金属镀层表面，在100℃下烘烤2-3分钟，即可干燥成膜；然后将面漆涂覆于烘烤后的底漆表面，在130～150℃下烘烤3-5分钟，即可固化成膜，其中稀释剂采用二甲苯。

本发明镜背漆以环氧树脂为底漆主体树脂，而以含有酰胺基团的丙烯酸树脂为面漆主体树脂。底面漆耦合技术的机理在于：底漆烘烤温度较低而且时间短，仅仅实现了溶剂挥发，其中的环氧树脂与氨基树脂几乎没有发生交联。涂覆面漆后的烘烤温度较高且时间相对较长，这样，底漆中环氧树脂的仲羟基与氨基树脂反应而交联固化，面漆中的丙烯酸树脂与氨基树脂通过烘烤发生反应而交联固化，而面漆丙烯酸树脂中的酰胺基团又成为底漆中环氧树脂的固化剂，实现了镜背底漆和面漆的耦合交联，这种底面漆耦合技术增加了交联密度，大大提高了漆膜的各种性能，本发明镜背漆具有干燥速度快、硬度高、柔韧性好、耐腐蚀性好、附着力佳、施工方便等优异性能。

本发明制备工艺简单，操作环境好，有利于环保，而且施工操作简便，采用单组分施工，首先在镜背金属镀层幕淋镜背底漆，100℃烘烤2分钟后再幕淋镜背面漆，经130℃～150℃下3分钟烘干，完全达到客户的工艺要求，很好地适应我国普遍使用的银镜生产线，施工性好，而且实现了在较低温度下，通过较短的时间而实现了充分交联固化，生成的漆膜附着力强，耐水性好，耐腐蚀性强，漆膜坚硬而且柔韧性好。

四、具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述，但本发明并不局限于具体实施例。

实施例1：

基于底面漆耦合技术的镜背漆，其包括底漆和面漆，底漆和面漆按下述原料量及制法配制而成：

1、镜背底漆的制备：

第一步配料：分别取固体份75％的E-20环氧树脂40公斤，固体分60％的部分丁醚化三聚氰胺甲醛树脂5公斤，着色颜料铁红10公斤，体质颜料硫酸钡15公斤和滑石粉12公斤，溶剂二甲苯18公斤待用。

第二步制备：首先将上述量取的环氧树脂、溶剂、着色颜料、防锈颜料和体质颜料混合，混合均匀后砂磨至细度25μm以下，然后加入氨基树脂，搅拌10-15分钟之后形成均匀的彩色涂料，过滤出料后得镜背底漆。制得的镜背底漆总重100公斤，固体分含量70±1％，粘度：120-160s(涂-4杯，25℃)。

2、镜背面漆的制备：

第一步配料：分别取60％固体分的带酰胺基丙烯酸树脂55公斤，60％的部分异丁醚化三聚氰胺甲醛树脂5公斤，着色颜料炭黑0.5公斤，酞菁蓝0.1公斤和钛白粉5公斤，体质颜料硫酸钡18公斤和滑石粉10公斤，溶剂二甲苯6.4公斤待用。

第二步制备：首先将带酰胺基丙烯酸树脂、溶剂、着色颜料、防锈颜料和体质颜料混合，混合均匀后砂磨至细度25μm以下，然后加入氨基树脂，搅拌10-15分钟之后形成均匀的彩色涂料，过滤出料后得镜背面漆。制得的镜背面漆总重100公斤，固体分含量70±1％，粘度：120-160s(涂-4杯，25℃)。

其中的60％固体分的带酰胺基丙烯酸树脂是按下述原料及方法配制的：将500公斤甲基丙烯酸甲酯(MMA)，200公斤丙烯酸丁酯(BA)，100公斤甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)，50公斤丙烯酸(AA)，150公斤丙烯酰胺(AM)混合均匀后，将10公斤过氧化苯甲酰(BPO，引发剂)溶解于混合单体中。

在一个2500L反应釜中，投入600公斤二甲苯，通入二氧化碳或氮气排出空气，加热到回流后，保持在回流状态下，滴加准备好的单体和引发剂溶液，在12小时内滴完。然后继续回流24小时，聚合反应完成。单体转化率大于95％，固体分约为60％。

实施例2

基于底面漆耦合技术的镜背漆，其包括底漆和面漆，底漆和面漆按下述原料量及制法配制而成：

1、镜背底漆的制备：

第一步配料：分别取固体份75％的E-20环氧树脂35公斤，固体分60％的部分丁醚化三聚氰胺甲醛树脂10公斤，着色颜料铁红10公斤，体质颜料硫酸钡15公斤和滑石粉12公斤，溶剂二甲苯18公斤待用。

第二步制备同实施例1。

2、镜背面漆的制备：

第一步配料：分别取制备好的60％固体分的带酰胺基丙烯酸树脂47公斤，60％的部分异丁醚化三聚氰胺甲醛树脂18公斤，着色颜料炭黑0.5公斤，酞菁蓝0.1公斤和钛白粉5公斤，体质颜料硫酸钡18公斤和滑石粉10公斤，溶剂二甲苯6.4公斤待用。

第二步制备同实施例1，不同的是其中自制的60％固体分的带酰胺基丙烯酸树脂是按下述原料及方法配制的：

将200公斤甲基丙烯酸甲酯，150公斤苯乙烯，100公斤丙烯酸丁酯，200公斤丙烯酸乙酯，60公斤丙烯酸羟乙酯，30公斤丙烯酸，10公斤甲基丙烯酸，250公斤甲基丙烯酰胺混合均匀后，将20公斤偶氮二异丁腈(AIBN，引发剂)溶解于混合单体中。

在一个2500L反应釜中，投入600公斤二甲苯，通入二氧化碳或氮气排出空气，加热到回流后，保持在回流状态下，滴加准备好的单体和引发剂溶液，在12小时内滴完。然后继续回流24小时，聚合反应完成。单体转化率大于95％，固体分约为60％。

实施例3：

基于底面漆耦合技术的镜背漆，其包括底漆和面漆，底漆和面漆按下述原料量及制法配制而成：

1、镜背底漆的制备：

第一步配料：分别取固体份75％的E-20环氧树脂30公斤，固体分60％的部分丁醚化三聚氰胺甲醛树脂15公斤，着色颜料铁红10公斤，体质颜料硫酸钡15公斤和滑石粉12公斤，溶剂二甲苯18公斤待用。

第二步制备同实施例1。

2、镜背面漆的制备：

第一步配料：分别取60％固体分的带酰胺基丙烯酸树脂45公斤，60％的部分异丁醚化三聚氰胺甲醛树脂15公斤，着色颜料炭黑0.5公斤，酞菁蓝0.1公斤和钛白粉5公斤，体质颜料硫酸钡18公斤和滑石粉10公斤，溶剂二甲苯6.4公斤待用。

第二步制备同实施例1，不同的是其中自制的60％固体分的带酰胺基丙烯酸树脂是按下述原料及方法配制的：

将200公斤甲基丙烯酸甲酯，200公斤丙烯酸丁酯，200公斤丙烯酸乙酯，60公斤丙烯酸羟丙酯，40公斤丙烯酸，300公斤丙烯酰胺混合均匀后，将20公斤的过氧化苯甲酰(BPO)溶解于混合单体中。

在一个2500L反应釜中，投入600公斤二甲苯，通入二氧化碳或氮气排出空气，加热到回流后，保持在回流状态下，滴加准备好的单体和引发剂溶液，在12小时内滴完。然后继续回流24小时，聚合反应完成。单体转化率大于95％，固体分约为60％。

实施例4：

采用实施例1-3任一基于底面漆耦合的镜背涂料进行施工，具体施工方法是：分别将镜背底漆和镜背面漆在施工时用二甲苯溶剂稀释到粘度为20-60s(涂-4杯，25℃)，充分搅拌均匀后，加入到淋漆槽中，调节好淋漆刀的宽度使干膜厚度达到规定要求。首先对镜背金属镀层幕淋底漆，在100℃下烘烤2分钟，然后再幕淋面漆，在130℃～150℃下烘烤3分钟，铅笔硬度达到HB，室温放置48小时后，对漆膜进行检测，均达到下表所示的性能指标：

性能指标

序号	检测项目	标准要求	目标结果	备注
					1	漆膜厚度	底面漆两层	40-50μm	底漆面漆厚度各20-25μm
2	硬度	铅笔硬度	硬度≥2H
					3	附着力	网格测试	一级
4	耐溶剂性	二甲苯擦拭法	≥100次
					5	耐湿热试验		漆膜无变化
6	耐FeCl3试验	5％FeCl3溶液60℃2小时	漆膜无变化
					7	耐盐雾试验(NSS试验)	5％NaCl  溶液35℃±2℃240小时	反射面无黑点和渗边
8	酸性盐雾试验(CASS试验)	5％NaCl，pH3.1-3.3，120小时	反射面无黑点和渗边
					9	切割脱落和磨边脱落	≤0.3mm	≤0.3mm

Claims (9)

1、基于底面漆耦合技术的镜背漆，包括底漆和面漆，其特征是：按树脂固体分计算，底漆树脂中包括不少于70％重量的环氧树脂和不多于30％重量的氨基树脂；面漆树脂中包括不少于70％重量的含酰胺基团的丙烯酸树脂和不多于30％重量的氨基树脂。

2、根据权利要求1所述的基于底面漆耦合技术的镜背漆，其特征是：底漆由以下固体重量份的原料配制：环氧树脂20-40份，氨基树脂3-10份，着色颜料10-20份，体质颜料30-40份，助剂0-2份；溶剂15-35份；面漆由以下固体重量份原料配制：丙烯酸树脂30-50份，氨基树脂10-15份，着色颜料5-15份，体质颜料20-35份，助剂0-2份，溶剂15-35份。

3、根据权利要求1或2所述的基于底面漆耦合技术的镜背漆，其特征是：底漆中的环氧树脂采用E-20或E-12或E-06或E-03。

4、根据权利要求1或2所述的基于底面漆耦合技术的镜背漆，其特征是：底漆和面漆中的氨基树脂采用部分丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂或部分异丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂。

5、根据权利要求1或2所述的基于底面漆耦合技术的镜背漆，其特征是：面漆中的含酰胺基团的丙烯酸树脂，由下述重量份比的原料聚合而成：丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺或二者的组合物10-30，含羟基丙烯酸单体5-20，其他丙烯酸单体50-85。

6、根据权利要求5所述的基于底面漆耦合技术的镜背漆，其特征是：含酰胺基团的丙烯酸树脂合成所用的原料其他丙烯酸单体采用丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、苯乙烯其中的一种或多种。

7、基于底面漆耦合技术的镜背涂料的制法，包括底漆、面漆的制法，其特征是：

镜背底漆的制备：

首先按配料量量取原料环氧树脂、溶剂、着色颜料、防锈颜料和体质颜料，将各原料混合均匀，然后砂磨至细度25μm以下，然后加入氨基树脂，搅拌10-15分钟之后形成均匀的彩色涂料，过滤出料后得镜背底漆。制得的镜背底漆总重100公斤，固体分含量70±1％，粘度：120-160s(涂-4杯，25℃)；

镜背面漆的制备：

首先按配料量量取原料带酰胺基丙烯酸树脂、溶剂、着色颜料、防锈颜料和体质颜料，将各原料混合均匀，然后砂磨至细度25μm以下，然后加入氨基树脂，搅拌10-15分钟之后形成均匀的彩色涂料，过滤出料后得镜背面漆。制得的镜背面漆总重100公斤，固体分含量70±1％，粘度：120-160s(涂-4杯，25℃)。

8、根据权利要求7所述的基于底面漆耦合技术的镜背涂料的制法，其特征是：面漆中带酰胺基丙烯酸树脂的制法是：在反应釜中，投入二甲苯，通入二氧化碳或氮气排出空气，加热到回流后，保持在回流状态下，滴加准备好的单体和引发剂溶液，在12小时内滴完。然后继续回流24小时，聚合反应完成，单体转化率大于95％，固体分约为60％。

9、基于底面漆耦合技术的镜背涂料的施工方法，其特征是：分别采用稀释剂将底漆和面漆稀释到20-60s(涂-4杯，25℃)，首先将底漆涂覆于镜背金属镀层表面，在100℃下烘烤2-3分钟，即可干燥成膜；然后将面漆涂覆于烘烤后的底漆表面，在130～150℃下烘烤3-5分钟，即可固化成膜，其中稀释剂采用二甲苯。