CN102002306A - 水性预涂卷材涂料底漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性预涂卷材涂料底漆及其制备方法，该水性预涂卷材涂料底漆，由下述组分按重量份数比组成：水性聚酯树脂(固含量45％)40-50份、锐钛型钛白粉10-11份、分散剂0.2-0.5份、硫酸钡4-5.5份、甲醚化氨基树脂5-6份、环氧树脂3-5份、催化剂0.4-0.5份、成膜助溶剂3-5份、锌铬黄8-10份、去离子水15-25份。本发明所制备的水性预涂卷材涂料底漆，对金属基材具有优良的附着力，优异的抗腐蚀性及耐化学性，适用于多种用途打底。

Description

水性预涂卷材涂料底漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种底漆及其制备方法，尤其涉及一种水性预涂卷材涂料底漆及其制备方法。

背景技术

预涂卷材涂料是用于涂覆钢板、铝板表面，制成预涂卷材而使用的一种专用涂料，又可称作彩色钢板。用户可以直接将它加工成型，做成各种产品或部件，而不需要进行涂装，大大简化了金属薄板制品的生产工艺。

该涂料早在20世纪20年代就已投入市场。二战之后，建筑业蓬勃发展，预涂卷材由于质轻、性优、价廉而获得广泛应用。随着技术的进步，其应用面愈来愈广，诸如船舶内部装饰、家用电器、家具、内外建筑等领域都先后采用了卷材涂料。在国外已成为很大的产业，国内近几年发展极为迅速。

预涂卷材涂料与普通工业用涂料不同，它除了满足一般性能要求外，还需要满足预涂卷材的生产工艺及加工使用两方面的特性。一是涂装生产线的工艺是快速辊涂施工，为保证涂膜厚度及流平性，故要求有一定的施工粘度和涂料固体含量，二是涂装面积大，涂膜薄，一般低于20微米。基于上述特性，对于涂料的性能方面要求高于普通工业用涂料，还应该具有优良的流平性和消泡性，否则很容易产生针孔、缩孔、拉条、气泡和流平性不好的弊病。

预涂卷材涂料不论是溶剂型或是水性的类别，根据应用特点，应该包括底漆、背面漆和面漆，这三种不同类别的涂料，涂覆在金属薄板上发挥着不同的功能，保证预涂卷材板的不同要求。目前，预涂卷材涂料技术主要向超长寿命、产品功能化和环境友好型的方向发展，并不断开拓新的应用领域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种水性预涂卷材涂料底漆。

本发明所要解决的技术问题之二是提供上述水性预涂卷材涂料底漆的制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种水性预涂卷材涂料底漆，由下述组分按重量份数比组成：

水性聚酯树脂(固含量45％)    40-50份

锐钛型钛白粉                10-11份

分散剂                      0.2-0.5份

硫酸钡                      4-5.5份

甲醚化氨基树脂              5-6份

环氧树脂                    3-5份

催化剂                      0.4-0.5份

成膜助溶剂                  3-5份

锌铬黄                      8-10份

去离子水                    15-25份。

所述的水性聚酯树脂，由多元醇及多元酸经缩聚反应而成的高分子聚合物。它可以采用不同的酸和醇组合成不同性质的高分子聚合物。所以它的性能由软到硬，可以自由调节的。因此，可以制成不同性能的产品，适应不同涂装制品的要求。

所述的水性聚酯树脂，可以采用如下方法制备而成：

将间苯二甲酸40-42份、己二酸11-12份、新戊二醇33-35份、乙二醇5-6份加入到反应釜中，再加入二丁基氧化锡0.05-0.08份，缓慢升温至物料融化，搅拌，控制升温速度，使反应缓慢进行，最终温度控制在215-225℃；

降温至210℃，加入偏苯三酸酐8-9份，并在190-200℃下继续反应，控制在酸价值在65-75mgKOH/g；降温，用氨水中和，控制PH值为7-7.5，加入乙二醇丁醚4-6份，再用去离子水稀释，制得固体含量45％的水性聚酯树脂。

所述的分散剂，为稳定型分散剂。可以选自荷兰埃夫卡助剂公司生产的EFKA-4010润湿分散剂、EFKA-5065润湿分散剂或EFKA-4540润湿分散剂，防止颜料聚凝、颜料浮色及发花。

所述的硫酸钡，为超细硫酸钡，其颗粒目数优选250目。

所述的甲醚化氨基树脂，为一种涂料交联剂。甲醚化氨基树脂聚合度低、教度小，在固体含量相同时，可制得低黏度的涂料，从而有利于制成高固体分涂料，而且涂膜光泽高、丰满度好。甲醚化氨基树脂由于自交联少，所以交联效果好，使用量少，而且所形成的漆膜柔韧性及耐化学药品性都比较好。优选的，可选自cymel 303或Resimene747甲醚化氨基树脂。

所述环氧树脂，可以选自环氧树脂604。

所述的催化剂，可以为N-5225催化剂，购自美国金氏公司。

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、丁酮中的任意一种或几种。优选的，成膜助溶剂为乙二醇丁醚。

所述锌铬黄，为具有防锈、防腐蚀的功能的颜料。

底漆的主要功能是给底材提供良好的附着性，以及具有良好的机型性能和防腐性能。附着性就是两种界面间的结合强度，它有三种基本类型，即化学结合、极性结合和机械结合，第一种是界面间形成真正的化学键，这种结合力是最强的，但在涂料中的作用较小，涂料中最为普遍的是极性结合，就是树脂分子中的极性基团对底板上的极性基团的吸引力，环氧树脂有很好的附着力，就是树脂分子的极性基团对底板上的极性基团的结合时涂料中最强的结合力，第三种是机械结合，它的作用强度较小，就是通过表面粗糙度，增大表面积提供更多的极性界面，提高附着力。因此，不同的底材和不同的面漆配套时，往往需要不同的底漆，所以涂层的配套性很强。

水性底漆可以减少有机溶剂的用量好挥发量，具有节能和环保的优点，而成为涂料工业发展的方向之一。本发明采用丙烯酸树脂、甲醚化氨基树脂和环氧树脂组成底漆的基本成膜物质，环氧树脂具有很好的附着力及防腐性，丙烯酸树脂具有很好的综合性，如良好的附着力和加工性，可以改变环氧树脂的脆性，甲醚化氨基树脂可以作为其他两个树脂的交联剂，固化成性能全面的涂膜。

本发明还提供了上述水性预涂卷材涂料底漆的制备方法，由下述步骤组成：

(1)将水性聚酯树脂与分散剂加入混合釜中，搅拌混合，再加入锐钛型钛白粉、硫酸钡、锌铬黄，加入适量去离子水，搅拌均匀；

(2)在砂磨机中打磨，同时冷却，控制物料温度25-55℃；

(3)将步骤(2)制得的物料抽入制漆釜内，再加入甲醚化氨基树脂、环氧树脂、成膜助溶剂、催化剂及剩余的去离子水，搅拌均匀，制得本发明。

本发明所制备的水性预涂卷材涂料底漆，对金属基材具有优良的附着力，优异的抗腐蚀性及耐化学性，适用于多种用途打底。

具体实施方式

将间苯二甲酸41份、己二酸11份、新戊二醇34份、乙二醇5份一起加入到装有搅拌机、分馏柱和冷凝器的反应釜中，再加入催化剂二丁基氧化锡(PC-4100)0.07份，加盖密闭，加热至物料熔化，待物料熔化后，开动电动搅拌机，反应釜内温度逐步上升，至釜内温度到达150℃时，要控制好升温速度，一般控制在每小时上升10℃，保持匀速上升，待釜内温度达到220℃时，为缩聚反应温度，保持反应，使反应物料反应出水，并使反应物料逐步达到透明、无颗粒为第一步结束，此阶段釜内温度最高不超过230℃，分馏柱塔顶温度不超过102℃，第一阶段结束后，稍微降温，釜内温度达210℃，加入偏苯三酸酐8份，并在190-200温度下继续反应脱水，并取样测定酸价，应控制在酸价值在65-75mgKOH/g为终点，停止加热，用氨水中和，并测定反应物料的PH值为7-7.5范围，加入成膜助溶剂乙二醇丁醚5份，再用去离子水稀释到固体含量45％的树脂液，通过过滤净化成透明无机械杂质的水性聚酯树脂。

配制好的水性聚酯树脂，供下述实施例1、实施例2使用。

实施例1

一种水性预涂卷材涂料底漆，由下述组分按重量份数比组成：

水性聚酯树脂(固含量45％)    45.4份

锐钛型钛白粉                10份

EFKA-4540润湿分散剂         0.4份

硫酸钡                        5份

Resimene 747甲醚化氨基树脂    5份

环氧树脂604                   4份

N-5225催化剂                  0.4份

乙二醇丁醚                    5份

锌铬黄                        9份

去离子水                      15.8份。

将水性聚酯树脂与EFKA-4540润湿分散剂加入混合釜中，搅拌混合，再加入锐钛型钛白粉、硫酸钡、锌铬黄，根据色浆的粘度加入去离子水，以适合砂磨、研磨为宜，最后用高速搅拌机快速搅拌，使物料充分混合，达到无明显干粉存在，即为终点。然后将搅拌均匀的色浆在砂磨机中打磨，进料速度应均匀流量，在打磨时，要同时冷却，使物料温度不超过55℃，打磨的细度应在20微米以下，即为终点。色浆细度达到要求后，抽入制漆釜内，再加入Resimene 747甲醚化氨基树脂、环氧树脂604、成膜助溶剂乙二醇丁醚、N-5225催化剂，最后用去离子水调整粘度，待颜色符合标准后，通过性能测试后，各项合格，物料通过过滤净化，最后包装制得产品。

实施例2：

一种水性预涂卷材涂料底漆，由下述组分按重量份数比组成：

水性聚酯树脂(固含量45％)    40份

锐钛型钛白粉                11份

EFKA-4010润湿分散剂         0.2份

硫酸钡                      4份

cymel 303甲醚化氨基树脂     6份

环氧树脂604                 3份

N-5225催化剂        0.5份

乙二醇丁醚          3份

锌铬黄              10份

去离子水            25份。

制备方法与实施例1相同。当然，也可以采用本行业通用的制备方法进行制备。

实施例1、实施例2的产品，符合表1的质量指标。

表1

外观	浅黄色
		固体含量％	48-52
细度    ≤      um	20
		干膜            um	3-7
粘度 涂料-425℃ 秒	40-80
		T弯             T	2
反向冲击        焦耳	9
		耐溶剂擦拭(MEK) 次	3-10
固化温度(板温)℃	241-249
		底材	热镀锌板

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 (8)

1.一种水性预涂卷材涂料底漆，其特征在于，由下述组分按重量份数比组成：

水性聚酯树脂(固含量45％)40-50份

锐钛型钛白粉            10-11份

分散剂                  0.2-0.5份

硫酸钡                  4-5.5份

甲醚化氨基树脂          5-6份

环氧树脂                3-5份

催化剂                  0.4-0.5份

成膜助溶剂              3-5份

锌铬黄                  8-10份

去离子水                15-25份。

2.如权利要求1所述的水性预涂卷材涂料底漆，其特征在于：所述的分散剂，选自荷兰埃夫卡助剂公司生产的EFKA-4010润湿分散剂、EFKA-5065润湿分散剂和EFKA-4540润湿分散剂中的一种。

3.如权利要求1所述的水性预涂卷材涂料底漆，其特征在于：所述的甲醚化氨基树脂为cymel 303或Resimene 747甲醚化氨基树脂。

4.如权利要求1所述的水性预涂卷材涂料底漆，其特征在于：所述环氧树脂，为环氧树脂604。

5.如权利要求1所述的水性预涂卷材涂料底漆，其特征在于：所述催化剂为N-5225催化剂。

6.如权利要求1所述的水性预涂卷材涂料底漆，其特征在于：所述的成膜助溶剂为乙二醇丁醚。

7.如权利要求1-6中任一项所述的水性预涂卷材涂料底漆，其特征在于：

所述的水性聚酯树脂，采用如下方法制备而成：

将间苯二甲酸40-42份、己二酸11-12份、新戊二醇33-35份、乙二醇5-6份加入到反应釜中，再加入二丁基氧化锡0.05-0.08份，缓慢升温至物料融化，搅拌，控制升温速度，使反应缓慢进行，最终温度控制在215-225℃；

降温至210℃，加入偏苯三酸酐8-9份，并在190-200℃下继续反应，控制在酸价值在65-75mgKOH/g；降温，用氨水中和，控制PH值为7-7.5，加入乙二醇丁醚4-6份，再用去离子水稀释，制得固体含量45％的水性聚酯树脂。

8.如权利要求1所述的水性预涂卷材涂料底漆的制备方法，其特征在于，由下述步骤组成：

(1)将水性聚酯树脂与分散剂加入混合釜中，搅拌混合，再加入锐钛型钛白粉、硫酸钡、锌铬黄，加入适量去离子水，搅拌均匀；

(2)在砂磨机中打磨，同时冷却，控制物料温度25-55℃；

(3)将步骤(2)制得的物料抽入制漆釜内，再加入甲醚化氨基树脂、环氧树脂、成膜助溶剂、催化剂及剩余的去离子水，搅拌均匀。