CN102167941A - 一种水性塑料涂装漆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水性塑料涂装漆，由透明红色浆、水性树脂、水性溶剂、水性助剂组成，由于所述水性塑料涂装漆中添加了透明红颜料使得所述水性塑料涂装漆成膜后能够看到基体材料表面的图案和颜色，将所述水性塑料涂装漆涂覆在金粉或银粉涂料表面，能够将金属色泽与透明红相结合，自然的映射出金属与透明红的混合色泽。本发明还提供了一种水性塑料涂装漆的制备方法，首先制备透明红色浆，然后在搅拌作用下向透明红色浆中加入水性溶剂、水性助剂、水性树脂，搅拌均匀后静置、即得到水性塑料涂装漆。所述制备方法简单易行，成膜后具有划格法为99％以上的附着力，硬度为HB～H，而且耐高温、耐光照性能良好。

Description

一种水性塑料涂装漆

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种水性塑料涂装漆。

背景技术

用于塑料涂装的油漆有很多种，大多数都具有香蕉水、甲苯、二甲苯等有机溶剂，在油漆成膜物质成膜的同时，溶剂的挥发能够提高成膜的速度和质量。但是上述有机溶剂均为有毒液体，影响制备油漆和油漆涂装的作业环境，涂装后溶剂残留大，长时间的存在于空气中会危害人们的身体健康。

水性塑料漆是使用水性溶剂作为成膜物质载体的一种塑料涂装用漆，由于其使用了水性溶剂、水性助剂，所以降低了有毒有高聚物对人们身体健康的危害。目前已经有了水性溶剂制备塑料涂装油漆的报道，为亮黑、蓝色、红色等单一的纯色的水性塑料漆。

但是由于溶剂的限制，一些只溶于有机溶剂的颜料不能够溶于水性溶剂中，限制了水性塑料漆的颜色品种，不仅如此，由于现有技术中的水性塑料漆溶剂挥发慢，且成膜物质与溶剂混溶不充分造成了水性塑料漆流平性差，导致成膜不均匀。单一色的水性塑料漆不但不能满足市场需要，而且对于例如：铝粉、金粉、二氧化钛等金属色塑料漆，想要在其上再涂覆一层水性漆，由于现有技术的限制不仅施工困难而且无法达到金属底色与水性漆颜色共存的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种水性塑料涂装漆，拥有环保无毒的特点，同时，当涂覆在金属漆面上能够将金属色与红色融为一体。提供一种水性塑料涂装漆的制备方法，方法实施简单，使用该方法制备的水性塑料涂装漆耐热、耐光照性能好。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种水性塑料涂装漆，以重量份数计，包括：

5～10的水性透明红色浆；

40～80的水性树脂；

10～30的水性溶剂；

5～15的水性助剂；

所述水性透明红色浆的耐热性大于200℃，耐光照度7～8级，透明度大于70％。

优选为，所述透明红色浆以重量份数计包括：

1～10的透明红色颜料；

10～20的水性树脂；

10～20的无水乙醇；

1～4的水性助剂。

优选为，所述水性树脂为水分散体丙烯酸树脂、水分散体聚氨酯树脂或水分散体环氧树脂。

优选为，所述水性溶剂为水或无水乙醇。

优选为，所述水性助剂为水性分散剂、水性消泡剂、水性流变助剂、水性成膜助剂、水性pH稳定剂中至少一种。

一种水性塑料涂装漆的制备方法，其特征在于，包括：

制备透明红色浆；

在搅拌透明红色浆的同时，向所述透明红色浆中加入水性溶剂、水性助剂、水性树脂，得到混合溶液；

将所述混合溶液搅拌均匀后，静置，即得到塑料涂装漆。

优选为，所述透明红色浆的制备包括：

在搅拌的状态下加入无水乙醇与水性树脂，混合均匀后得到第一混合液；

在所述第一混合液中加入水性湿润分散剂，并继续搅拌，搅拌均匀后得到第二混合液；

在所述第二混合液中加入透明红颜料，并继续搅拌，搅拌均匀后得到透明红色浆。

优选为，所述搅拌的搅拌速率为120rad/min～900rad/min。

本发明提供了一种水性塑料涂装漆，由透明红色浆、水性树脂、水性溶剂、水性助剂组成，由于所述水性塑料涂装漆中添加了透明红颜料使得所述水性塑料涂装漆成膜后能够看到基体材料表面的图案和颜色，将所述水性塑料涂装漆涂覆在金粉或银粉涂料表面，能够将金属色泽与透明红相结合，自然的映射出金属与透明红的混合色泽。本发明还提供了一种水性塑料涂装漆的制备方法，首先制备透明红色浆，然后在搅拌作用下向透明红色浆中按照顺序加入水性溶剂、水性助剂、水性树脂，搅拌均匀后静置不分层、即得到水性塑料涂装漆。所述制备方法简单易行，由于加入了无水乙醇与水性助剂同时作用调节了粘度和流平度，使得制备的水性塑料涂装漆成膜后具有划格法为99％以上的附着力，硬度为HB～H，而且耐高温、耐光照性能良好。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。

本发明提供一种水性塑料涂装漆，包括：

以重量份数计，包括：

5～10的水性透明红色浆；

40～80的水性树脂；

10～30的水性溶剂；

5～15的水性助剂；

所述水性透明红色浆的耐热性大于200℃，耐光照度7～8级，透明度大于70％。

本发明使用的透明红色浆是本发明人制造的，透明红色浆以重量份数计包括：1～10的透明红色颜料；10～20的水性树脂；10～20的无水乙醇；1～4的水性助剂，优选为2～8，12～18，12～18，2～3.其中所述透明红颜料为本领域人员熟知的颜料，透明度大于80％，优选大于90％；耐热性大于200℃，优选大于300℃；耐光照度7～8级。按照本发明因为有其他非透明物质的存在，所以透明红色浆的透明度要比透明红颜料的透明度要小。

按照本发明，所述水性树脂为本领域人员熟知的水性树脂，如：水分散体聚丙烯酸树脂、水分散体聚氨酯树脂、水分散体环氧树脂、水分散体聚氯乙烯树脂等，本发明优选水分散体聚丙烯酸酯树脂，因为其粘度小，易制备，成膜后硬度高，耐高温、耐老化，透明度高。

按照本发明，优选使用水作为水性溶剂，优选无水乙醇作为湿润剂，能够调整流平度和粘度，同时无水乙醇也起到溶剂的作用。本发明使用的水性助剂为本领域人员熟知的如：水性湿润分散剂、水性消泡剂、水性流变助剂、pH值稳定剂等。其中水性湿润分散剂优选使用德国BYK生产的BYK-104，因为其亲水基与亲油基都较长，能与水分散体聚丙烯酸树脂和水很好的结合，缓解了两界面之间的张力，所以同时具有分散和湿润水分散体聚丙烯酸树脂和水的作用，使得水分散体聚丙烯酸树脂能够很好的与水互容，于此同时本发明还使用了德国BYK生产的BYK-024作为消泡剂，使水分散体聚丙烯酸树脂粒子表面润滑性提高促使在制备水性塑料涂装漆时搅拌所产生的气泡快速破裂，同时抑制气泡的产生。

按照本发明，优选使用美国陶氏化学公司生产的UCARPOLYPHOBE TR-117作为流变助剂。因为水分散体聚丙烯酸树脂的粘度较低，可能会造成在涂覆过程中流平过快而造成涂膜不均匀，成膜后脆性大，所以添加了UCAR POLYPHOBE TR-117。由于其很好的水溶性可以和水分散体聚丙烯酸树脂以及水互溶，同时其具有分子链段很长，粘度很高，所以将其加入水分散体聚丙烯酸树脂中可以很好的调节粘度，从而调节流平性。

按照本发明，使用丙二醇丁醚、一缩丙二醇甲醚醋酸酯、12-醇酯等作为成膜助剂，本发明优选12-醇酯因为12-醇酯是乳胶类聚合物的强溶剂，它能吸附在水分散体聚丙烯酸树脂表面，易于其进行溶胀。水解稳定性好。在较少的用量情况下，能有效降低水性塑料涂装漆的成膜温度(MMFT)，扩大高玻璃化温度(Tg值)类聚合物在不同环境下的使用范围。12-醇酯由于有低的凝固点，适宜的挥发度，在水分散体聚丙烯酸树脂成膜前保留于涂膜中，不受水挥发影响，使成膜的连续性好。成膜后，在短时间内又完全挥发掉，不会留下大量残存。故可显著提高漆膜流平性，不影响乳胶漆配方设计的硬度及光泽，同时还具有一定润湿颜料作用，提高水性塑料涂装漆的耐擦洗性能。

按照本发明，优选使用美国陶氏化学生产的AMP-95作为pH稳定剂。AMP-95的基本成分是2-氨基-2-甲基-1-丙醇。因为其具有氨基和羟基，并且氨基和羟基在临位上，所以在过强的酸碱度下即过高或过低的pH值下，其结构会发生变化，会释放出氢离子或吸收氢离子来调节溶液中的pH值，所以能够起到稳定水性塑料涂装用漆的pH值。

本发明提供了一种水性塑料涂装漆的制备方法，包括：

制备透明红色浆；

在搅拌的同时，向所述透明红色浆中加入水性溶剂、水性助剂、水性树脂，得到混合溶液；

将所述混合溶液搅拌均匀后，静置即得到塑料涂装漆。

按照本发明，制备透明红色浆的方法为在搅拌的状态下，向搅拌器中加入10～20份的水分散体聚丙烯酸树脂，10～20份的无水乙醇混合，混合均匀后得到第一混合液；在所述第一混合液中加入1～4的BYK-104。并继续搅拌，搅拌均匀后得到第二混合液；在所述第二混合液中加入1～10份的透明红色颜料，按照重量比优选为10～20∶10～20加入无水乙醇与水分散体聚丙烯酸树脂，混合均匀后得到第一混合液；在所述第一混合液中按照与无水乙醇的重量比优选为1～4∶10～20加入BYK-104，并继续搅拌，搅拌均匀后得到第二混合液；在所述第二混合液中加入与无水乙醇按重量比优选为1～10∶10～20的透明红颜料，并继续搅拌，搅拌均匀后得到第三混合液；将所述第三混合液在研体中研磨，得到透明红色浆。其中搅拌溶液使用的搅拌器为本领域人员熟知的搅拌器，本发明不做限定，搅拌器的搅拌速率优选为120rad/min～900rad/min，更优选为300rad/min～600rad/min。

按照本发明提供的制备方法，先将水分散体聚丙烯酸树脂与无水乙醇混合的目的是使用无水乙醇先“湿润”树脂，无水乙醇分子的亲油基与树脂粒子结合包裹于所述树脂粒子表面，亲水基向外，这样就增加了与水分子的结合能力。BYK-104的加入增加了树脂粒子表面亲水基的数目，使树脂更好的与水互溶，于此同时在搅拌的作用下更加快了这种互溶的速度，最后再加入透明红颜料，将多余的BYK-104和无水乙醇分子吸附在其表面，在搅拌的作用下与水和树脂互溶。

制备好透明红色浆后，将其转移至一研体，所述研体为本领域人员熟知的啮合机、高速混合机、压延机、研磨机等，本发明优选使用啮合机。啮合机中有两个相互啮合且带有齿的辊筒，在电机的带动下，辊筒转动，将从进料口倒入的透明红色浆挤压、研磨、搅拌成细小的微粒，并且使色浆更均匀。然后向啮合机中加入水、无水乙醇、BYK-024、UCAR POLYPHOBE TR-117、AMP-95、12-醇酯、水分散体聚丙烯酸树脂，得到混合溶液，在不断的挤压、研磨、搅拌的作用下使溶液混合均匀。研磨时间优选为3～5分钟，辊筒转速优选为120rad/min～900rad/min，更优选为300rad/min～600rad/min。

研磨结束后，混合溶液从出料口排出，静置后优选再加入少量消泡剂，慢速搅拌至无气泡且不分层，即得到水性塑料涂装漆。

本发明提供的水性塑料涂装漆由于所述水性塑料涂装漆中添加了透明红颜料使得所述水性塑料涂装漆成膜后能够看到基体材料表面的图案和颜色，将所述水性塑料涂装漆涂覆在金粉或银粉涂料表面，能够将金属色泽与透明红相结合，自然的映射出金属与透明红的混合色泽。本发明还提供了一种水性塑料涂装漆的制备方法，简单易行，不需要更换设备，只是在加料时限定了顺序，使得制备的水性塑料涂装漆具有划格法为99％以上的附着力，硬度为HB～H，而且耐高温、耐光照性能良好。

为了进一步阐述本发明的具体实施方式，以下为本发明的优选实施例。

实施例1

透明红色浆的制备：

取无水乙醇15份、水分散体聚丙烯酸树脂15份置于搅拌器中，搅拌速率为300rad/min，搅拌3min后向溶液中加入BYK-1041.5份、BYK-0240.05份、AMP-950.5份继续搅拌，搅拌速率为360rad/min，搅拌5min后向搅拌器中加入透明红颜料5份，继续以360rad/min的速度搅拌5min，得到均匀的透明红色浆。

实施例2

水性塑料涂装漆的制备(高温配方)：

将实施例1制备的透明红色浆8份置于一双辊筒啮合机中，启动啮合机以300rad/min的速率对透明红色浆进行再均化操作。时间为1min。然后加入蒸馏水15份、无水乙醇15份，啮合研磨0.5min，再加入BYK-0240.05份、AMP-950.5份、UCAR POLYPHOBE TR-1170.5份、12-醇酯3份，使各种助剂与颜料和溶剂充分混合5min，最后加入水分散体聚丙烯酸树脂60份，在600rad/min的辊筒转速下啮合研磨5min，研磨完成后取出混合液静置，向其中加入1～2滴消泡剂，缓慢搅拌，直至混合也无气泡即为水性塑料涂装漆。为了保证啮合研磨的顺利进行和水性塑料涂装漆的质量，固必须保证啮合机内的温度小于100℃。

本实施例制备的水性塑料涂装漆的方法适宜在30以上的环境中使用，流平性好。

实施例3

将实施例1制备的透明红色浆8份置于一双辊筒啮合机中，启动啮合机以300rad/min的速率对透明红色浆进行再均化操作。时间为1min。然后加入蒸馏水10份、无水乙醇20份，啮合研磨0.5min，再加入BYK-0240.05份、AMP-950.5份、UCAR POLYPHOBE TR-1170.5份、12-醇酯2.5份，使各种助剂与颜料和溶剂充分混合5min，最后加入水分散体聚丙烯酸树脂60份，在600rad/min的辊筒转速下啮合研磨5min，研磨完成后取出混合液静置，向其中加入1～2滴消泡剂，缓慢搅拌，直至混合也无气泡即为水性塑料涂装漆。为了保证啮合研磨的顺利进行和水性塑料涂装漆的质量，固必须保证啮合机内的温度小于100℃。

本实施制备的水性塑料涂装漆的方法适宜在常温下使用，即0～20之间使用，相比实施例2减少了12-醇酯和蒸馏水的用量，增加了无水乙醇的用量，避免使成膜速度变慢。

实施例4

将实施例1制备的透明红色浆8份置于一双辊筒啮合机中，启动啮合机以300rad/min的速率对透明红色浆进行再均化操作。时间为1min。然后加入蒸馏水5份、无水乙醇25份，啮合研磨0.5min，再加入BYK-0240.05份、AMP-950.5份、UCAR POLYPHOBE TR-1170.8份、12-醇酯2.5份，使各种助剂与颜料和溶剂充分混合5min，最后加入水分散体聚丙烯酸树脂60份，在600rad/min的辊筒转速下啮合研磨5min，研磨完成后取出混合液静置，向其中加入1～2滴消泡剂，缓慢搅拌，直至混合也无气泡即为水性塑料涂装漆。为了保证啮合研磨的顺利进行和水性塑料涂装漆的质量，固必须保证啮合机内的温度小于100℃。

本实施例制备水性塑料涂装漆的方法适宜在-10的环境中使用，相比实施例3减少了蒸馏水的用量，增加了无水乙醇和UCARPOLYPHOBE TR-117的用量，提高成膜速率。

实施例5

将实施例2～4任意一种制备方法制备的属性塑料涂装漆加入喷枪的罐子中，对具有金属漆面的材料进行喷涂。

按照GB/T9286-98的测定方法对涂膜进行测定，测定结果为喷涂粘度在10～20秒，喷涂后流平时间约2分钟，在50度烘烤环境下，10分钟内完全表干。透明度在70％以上，与金属漆面的附着力为99％以上，硬度为铅笔硬度HB～H级，浸泡常温水里面96小时以上，在沸水里煮2小时后，也不会褪色，在明火上烧没喷漆的塑料的另一面，直到塑料已经完全变形，漆膜的依然不脱落、耐紫外线测试480小时以上不退色。

以上对本发明提供的一种水性塑料涂装漆及其制备方法进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种水性塑料涂装漆，其特征在于，以重量份数计，包括：

5～10的水性透明红色浆；

40～80的水性树脂；

10～30的水性溶剂；

5～15的水性助剂；

所述水性透明红色浆的耐热性大于200℃，耐光照度7～8级，透明度大于70％。

2.根据权利要求1所述的水性塑料涂装漆，其特征在于，所述透明红色浆以重量份数计包括：

1～10的透明红色颜料；

10～20的水性树脂；

10～20的无水乙醇；

1～4的水性助剂。

3.根据权利要求1或2所述的水性塑料涂装漆，其特征在于，所述水性树脂为水分散体丙烯酸树脂、水分散体聚氨酯树脂或水分散体环氧树脂。

4.根据权利要求1所述的水性塑料涂装漆，其特征在于，所述水性溶剂为水或无水乙醇。

5.根据权利要求1或2所述的水性塑料涂装漆，其特征在于，所述水性助剂为水性分散剂、水性消泡剂、水性流变助剂、水性成膜助剂、水性pH稳定剂中至少一种。

6.权利要求1至5任一项所述水性塑料涂装漆的制备方法，其特征在于，包括：

制备透明红色浆；

在搅拌透明红色浆的同时，向所述透明红色浆中加入水性溶剂、水性助剂、水性树脂，得到混合溶液；

将所述混合溶液搅拌均匀后，静置，即得到塑料涂装漆。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述透明红色浆的制备包括：

在搅拌的状态下加入无水乙醇与水性树脂，混合均匀后得到第一混合液；

在所述第一混合液中加入水性湿润分散剂，并继续搅拌，搅拌均匀后得到第二混合液；

在所述第二混合液中加入透明红颜料，并继续搅拌，搅拌均匀后，得到透明红色浆。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的搅拌速率为120rad/min～900rad/min。