CN102002299A - 耐指纹涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐指纹涂料及其制备方法，该耐指纹涂料由下述组分按重量份数比组成：丙烯酸树脂乳液(固含量45％)50-60份；硅溶胶5-8份；混合型蜡浆4-7份；消泡流平剂0.2-1份；成膜助溶剂4-6份；去离子水30-40份。本发明的耐指纹涂料采用以水为主的溶液，添加性能优越、对人体无害的水性高分子有机物；本发明所加的填料与漆膜的表面形成低表面张力的结构，大大提高了钢板的耐指纹性。本发明耐指纹涂料可采用浸涂、淋涂、辊涂和抽涂等方式涂装于热镀锌钢板、电镀锌钢板表面，使其表面不再粘指纹，并且该涂料环境友好。

Description

耐指纹涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂覆在镀锌钢板表面的涂料及其制备方法，尤其涉及一种涂覆在镀锌钢板表面能够耐指纹的涂料及其制备方法。

背景技术

镀锌钢板通常分为热镀锌钢板和电镀锌钢板两大类。镀锌钢板以其良好的防腐性能和装饰功能广泛应用在轻工、家电、建筑、家业及汽车制造行业。它是具有高附加值的产品。在镀锌钢板中，虽然暴露在潮湿的空气中的钢铁容易受到腐蚀，由于镀锌，可依靠其在空气中形成致密氧化物保护层的金属锌来保护内部的钢结构。在被划伤的情况下，相对活泼的镀锌部分可以作为牺牲阳极，延缓钢铁的锈蚀。

但是，镀锌钢板的表面容易粘上指纹，使用时间久了之后，表面上会留下非常多的指纹，非常不美观，因此而降低了产品的档次。

为解决上述难题，耐指纹钢板作为一种镀锌钢板的升级换代产品，孕育而生。由于其具有外观漂亮，较高的耐腐蚀性、优良的耐指纹性、良好的导电性、耐黑变性、抗划伤性、较高的化学稳定性；耐指纹膜与基体结合力强，对基体金属具有较好的保护作用等特点，已被广泛用于家电、办公用品及汽车行业中高档次产品上的面板、侧板、内板及零部件用板上。如冰箱、洗衣机、空调压缩机、CD机、VCD、DVD、音响和收录机等的外壳、内部件、底板和后板等。

然而，传统的耐指纹钢板基本结构为镀锌基板+钝化层+表面有机膜。其基本工艺：冷轧钢板---退火---电镀锌---电解钝化处理---涂覆含二氧化硅的有机复合树脂膜。其中钝化处理可在镀锌钢板表面形成一层含Cr³⁺和Cr⁶⁺双氧化态的致密、具有自修复效应且耐蚀性优良的钝化膜层，同时表面有机膜可有效隔绝环境介质中的氧和水分，赋予耐指纹钢板良好的耐蚀性。但钝化所用的处理剂中含有Cr⁶⁺。由于有充分的资料证明六价铬为有害元素，已被欧盟等国家在出口产品中明令禁止。因此，取代六价铬的无铬处理技术及开发新的替代性环境友好型产品已成为金属表面处理业共同面临的问题。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题之一是提供一种耐指纹涂料，涂覆在镀锌钢板的表面，使其表面不再粘指纹，并且该涂料环境友好。

本发明的所要解决的技术问题之二是提供上述耐指纹涂料的制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种耐指纹涂料，由下述组分按重量份数比组成：

丙烯酸树脂乳液(固含量45％)    50-60份；

硅溶胶                        5-8份；

混合型蜡浆                    4-7份；

消泡流平剂                    0.2-1.0份；

成膜助溶剂                    4-6份；

去离子水                      30-40份。

所述的丙烯酸树脂乳液，具有成膜光亮、柔韧、抗水性和粘合性强等优点。根据所用各种丙烯酸酯单体配比的不同，所得共聚物的成膜性能有软性、中硬性、硬性之分。可用于制聚丙烯树脂乳胶漆，供室外木面和抹灰面建筑用。可由丙烯酸丁酯、丙烯酯、丙烯腈和丙烯酰胺共聚而得。

所述的硅溶胶，英文名称Silica solution。硅溶胶属胶体溶液，是一种不连续的无定性纳米级二氧化硅为分散相，水是分散介质，通过离子表面处理呈稳定的胶状分散体系，无臭、无毒、PH值为7-10，分子式可表示为mSiO₂nH₂O。该原料由于胶体粒子微细，有相当大的比表面积，粒子本身无色透明，不影响被覆盖物的本色。粘度较低，水能渗透的地方都能渗透，因此和其它物质混合时分散性和渗透性都非常好。当硅溶胶水份蒸发时，胶体粒子牢固地附着在物体表面，粒子间形成硅氧结合，是很好的粘合剂。用于涂料工业，能使涂料牢固，又能抗污防尘、耐老化、防火等功能。在本发明中使用这种硅溶胶具有使用方便、分散后稳定性好、表面可按需要改性处理、避免粉尘污染等特点。选用本添加剂，也考虑到它的颗粒大小一般为5-25纳米，硅溶胶颗粒与树脂粒径大小匹配，硅溶胶颗粒包裹树脂并发生交联，确保了涂料的稳定性。

所述的混合型蜡浆，为聚乙烯蜡浆和聚四氟乙烯蜡浆按质量比为3∶1-1∶3混合而成。聚乙烯蜡浆具有自润滑、抗刮伤和提高加工性能的作用；聚四氟乙烯蜡浆具有润滑、使预涂层板加工实现无油冲压、避免有机物污染的作用。在耐指纹涂料中添加有聚四氟乙烯和聚乙烯蜡，能够改进涂膜的润滑性，降低摩擦系数，使耐指纹涂料的加工变形及抗划伤性得到提高。

所述的消泡流平剂，为本行业通用的消泡流平剂。例如，德国BYK公司生产的BYK141和BYK306，荷兰埃夫卡助剂公司生产的EFKA-3772、EFKA-2022。消泡流平剂具有增加润滑性、耐摩擦性、消除气泡、增加流平性作用。

所述的成膜助溶剂，选自甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丁醇、乙二醇丁醚、环己酮、丁酮中的任一种或几种。优选的，助溶剂为乙二醇丁醚。具有使涂膜外观平整，尤其是在冬季效果更为突出。

本发明还提供了上述耐指纹涂料的制备方法，由下述步骤组成：

在混合釜中加入丙烯酸树脂乳液，搅拌，依次加入硅溶胶、聚乙烯和聚四氟乙烯混合型蜡浆、消泡流平剂和成膜助溶剂，搅拌8-15分钟，再加入去离子水，继续搅拌20-30分钟，即可得到耐指纹涂料。

进一步的，控制搅拌速度为300-400r/min。

本发明技术方案的优点主要体现在以下几方面：

1、本发明采用以水为主的溶液，不含铬元素，是无危害性组分的耐指纹涂料。

2、本发明主要是采用水性的基料、添加一些性能优越、对人体无害的水性高分子有机物，可采用浸涂、淋涂、辊涂和抽涂等方式涂装于热镀锌钢板、电镀锌钢板表面，只需3-5秒涂后可满足镀锌钢板的耐黑变性、抗划伤性、耐腐蚀性、耐酸碱性、耐热性、重涂性及成型不脆化、不回粘的要求。

3、本发明所加的填料给漆膜的表面形成低表面张力的结构，因此可以大大提高钢板的耐指纹性。

具体实施方式

实施例1

一种耐指纹涂料，由下述组分按重量份数比组成：

丙烯酸树脂乳液(固含量45％)    60份；

硅溶胶                        5份；

混合型蜡浆                    7份；

BYK141                        0.5份；

BYK 306               0.5份

乙二醇丁醚            6份；

去离子水              30份。

在混合釜中加入丙烯酸树脂乳液，搅拌速度400r/min，依次加入硅溶胶、聚乙烯和聚四氟乙烯混合型蜡浆(聚乙烯蜡浆和聚四氟乙烯蜡浆按质量比为1∶2)、BYK141和BYK306消泡流平剂和乙二醇丁醚，搅拌15分钟，再加入去离子水，继续搅拌30分钟，得到耐指纹涂料。

其中，所述丙烯酸树脂乳液，固含量45％，采用如下方法制备而成：

(1)反应釜中加入适量的去离子水，再将OP-10乳化剂2份、偶氮二异丁腈0.2份加入，搅拌，升温至70℃；

(2)将甲基丙烯酸甲酯40份、丙烯酸甲酯5份、甲基丙烯酸乙酯35份和丙烯酸10份混合均匀，形成单体混合物，将该单体混合物，滴加入反应釜中；

(3)80℃，保温2小时；

(4)过滤出料；

(5)在搅拌条件下，用氨水中和至pH至8，补充去离子水，调节固含量至45％，即值得所需要的丙烯酸树脂乳液。

实施例2

一种耐指纹涂料，由下述组分按重量份数比组成：

丙烯酸树脂乳液(固含量45％)    50份；

硅溶胶                        8份；

混合型蜡浆                    4份；

EFKA-3772                     0.1份

EFKA-2022                     0.1份

乙二醇丁醚                    4份；

去离子水            40份。

在混合釜中加入丙烯酸树脂乳液(固含量45％)，搅拌速度为300r/min，依次加入硅溶胶、聚乙烯和聚四氟乙烯混合型蜡浆(聚乙烯蜡浆和聚四氟乙烯蜡浆按质量比为3∶1)、EFKA-3772、EFKA-2022消泡流平剂和乙二醇丁醚，搅拌8分钟，再加入去离子水，继续搅拌20分钟，即可得到耐指纹涂料。

所述丙烯酸树脂乳液、硅溶胶、聚乙烯蜡浆和聚四氟乙烯蜡浆，均为本行业通用的原材料，可以方便地市场上购得。

经测试，本发明制备的耐指纹涂料，符合下述质量指标：

重量固体份            ％	23-27
		平膜厚度              微米	1-2
粘度 涂料-4 25℃      秒	5-11
		储存期                ≥月	6
固化温度 板温70-110℃ 秒	5
		PH值	9.5-10.5
附着力(划格法)        级	0
		耐指纹性(人指压印)	优良
重涂性(上涂聚酯烤漆)	优良
		盐雾试验(72h)黑锈面积％	≤5

毫无疑问，本发明，还可以具有多种变换及改型，并不限于上述实施方式的具体实施例。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (7)

1.一种耐指纹涂料，其特征在于，由下述组分按重量份数比组成：

丙烯酸树脂乳液(固含量45％)   50-60份；

硅溶胶                       5-8份；

混合型蜡浆                   4-7份；

消泡流平剂                   0.2-1.0份；

成膜助溶剂                   4-6份；

去离子水                     30-40份。

2.如权利要求1所述的耐指纹涂料，其特征在于，所述的混合型蜡浆，为聚乙烯蜡浆和聚四氟乙烯蜡浆按质量比为3∶1-1∶3混合而成。

3.如权利要求2所述的耐指纹涂料，其特征在于，所述的混合型蜡浆，为聚乙烯蜡浆和聚四氟乙烯蜡浆按质量比为1∶2混合而成。

4.如权利要求1所述的耐指纹涂料，其特征在于，所述的成膜助溶剂，为乙二醇丁醚。

5.如权利要求1所述的耐指纹涂料，其特征在于，所述的丙烯酸树脂乳液，固含量45％，采用如下方法制备而成：

(1)反应釜中加入适量的去离子水，再将OP-10乳化剂2份、偶氮二异丁腈0.2份加入，搅拌，升温至70℃；

(2)将甲基丙烯酸甲酯40份、丙烯酸甲酯5份、甲基丙烯酸乙酯35份和丙烯酸10份混合均匀，形成单体混合物，将该单体混合物，滴加入反应釜中；

(3)80℃，保温2小时；

(4)过滤出料；

(5)在搅拌条件下，用氨水中和至pH至8，补充去离子水，调节固含量至45％。

6.如权利要求1所述的耐指纹涂料的制备方法，其特征在于，由下述步骤组成：在混合釜中加入所述丙烯酸树脂乳液，搅拌，依次加入所述硅溶胶、聚乙烯和聚四氟乙烯混合型蜡浆、消泡流平剂和成膜助溶剂，搅拌8-1 5分钟，再加入去离子水，继续搅拌20-30分钟。

7.如权利要求6所述的耐指纹涂料的制备方法，其特征在于，搅拌速度为300-400r/min。