CN102220059A - 一种水性面漆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性面漆，由A组分和B组分组成，其中A组分由以下重量百分含量的组分组成：水性丙烯酸乳液55-85%、着色颜料5-25%、分散剂0.5-2.5%、消泡剂0.5-2%、基材湿润剂0.5-2%、流平剂0.5-1%、流变助剂0.1-0.5%、催化剂0.1-0.5%、光稳定剂0.5-1.5%，余量的去离子水；B组分为水性固化剂；A组分和B组分的重量配比为（2～6）:1。本发明提供的水性面漆实现了汽车涂料用面漆的水性化，其中所含有害物质明显减少，未检出苯、甲苯、二甲苯、乙苯等有害物，VOC含量大幅度降低，游离甲醛的含量也明显减少。本发明的水性面漆减少了对环境的污染，同时也改善了涂装作业人员的工作环境。

Description

一种水性面漆

技术领域

本发明涉及汽车涂料技术领域，具体涉及一种水性面漆。

背景技术

30年来，我国汽车工业高速发展，特别是最近20年，汽车工业呈现出井喷式快速增长。2009年全国汽车总产量达1379万辆，汽车保有量已达7619万辆。汽车工业的大发展也带动了汽车涂装技术的发展，同时，汽车用涂料也有了飞跃进步。

目前我国的汽车涂料仍以溶剂型体系为主，溶剂型体系的汽车涂料中含有大量的挥发性有机物（VOC），对环境的污染十分严重。从上世纪六十年代开始，为了保护人类的生存环境，世界各国相继制订了相关法规以限制汽车涂料中VOC的使用量。例如，1995年生效的德国清洁空气法规要求车身被涂面积的VOC排放量应小于35克/m²，而使用溶剂型体系汽车涂料的话，VOC排放量将高达125克/m²。为了达到环保要求，汽车涂料正向水性化、高固体份、粉末涂料方向发展，其中水性化技术是最有效的途径之一。如果车身涂装全部实现水性化，则VOC的排放量可降低至27克/m²，完全达到环保要求。

在严格限制VOC排放量环保要求的驱动下，欧美各国大力发展水性漆，并已经取得长足进步。轿车用水性漆市场目前已经成熟，据报道，目前国外轿车底漆已有90%以上采用水性电泳底漆，88%的中涂漆也已采用水性化技术，水性金属闪光漆的使用也超过65%。但轿车用水性漆并不适用于大型客车等的涂装，这是因为大型客车的涂装工艺与轿车完全不同。由于大型客车、汽车修补涂装、塑料件涂装不能承受高温烘烤，一般均采用低温烘干，即在60～80℃烘干或常温自干，因此目前通常采用丙烯酸聚氨酯双组分涂料，例如国内公交车、大客车均采用溶剂型环氧防锈漆、溶剂型丙烯酸聚氨酯或聚酯聚氨酯中涂漆、溶剂型丙烯酸聚氨酯面漆配套涂装，水性化技术尚为空白。国外虽有少量采用水性化技术涂装公交、大巴，但因为很难达到高光泽、高鲜映性的涂装效果，因此目前一般采用水性半光或哑光实色漆与溶剂型高固体份清漆罩光配套涂料，本质上仍属于半水性水平。因此，研制适合公交、大巴涂装使用的水性防锈底漆、水性中涂漆和水性面漆系列产品，实现公交、大巴涂装的完全水性化，以减少VOC的使用量，减少环境污染，成为汽车用涂料研究的热点和方向，对节能减排、低碳环保具有非常重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水性面漆。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种水性面漆，由A组分和B组分组成，其中A组分由以下重量百分含量的组分组成：水性丙烯酸乳液55-85%、着色颜料5-25%、分散剂0.5-2.5%、消泡剂0.5-2%、基材湿润剂0.5-2%、流平剂0.5-1%、流变助剂0.1-0.5%、催化剂0.1-0.5%、光稳定剂0.5-1.5%，余量的去离子水；B组分为水性固化剂；A组分和B组分的重量配比为（2～6）:1。

进一步地，所述水性丙烯酸乳液为以下市售商品中的一种或几种：拜耳公司XP 2427树脂、拜耳公司XP 2470树脂、阿伯丁克公司AC 31树脂、纽佩斯公司SC 6638树脂、纽佩斯公司SC 6516树脂、帝斯曼公司XK 540树脂、沃利公司A2241 W树脂和巴斯夫公司S937 T树脂。

所述水性固化剂为以下市售商品中的一种或几种：巴斯夫公司HW 180 PC、拜耳公司VPLS 2319、拜耳公司XP 2655、拜耳公司XP 2565、拜耳公司VPLS 2150/1、罗地亚公司X EZ-M 501和罗地亚公司803。

所述消泡剂为以下市售商品中的一种或几种：毕克公司Byk 011、Byk 028、Byketol WS，迪高公司Tego 805、Tego 803、Tego 901w、Tego 843。

所述分散剂为以下市售商品中的一种或几种：Borchers公司Gen 0451、Gen 0754、Gen 0650，毕克公司Byk 181、Byk 187、Byk 191、Byk 2010，汽巴公司Dispex G40、Dispex HDN，迪高公司Disper 735w、Disper 745w、 Disper 755w，以及气体化工公司104 DPM。

所述流平剂为以下市售商品中的一种或几种：毕克公司Byk 381、Byk 380，迪高公司Tego 270、Tego 425、Tego 450、Tego 410，先创公司PW 336、X 840。

所述基材湿润剂为以下市售商品中的一种或几种：迪高公司Tego 245、 Tego 260、Tego 280，毕克公司Byk 345、Byk 348，Borchers公司Baysilone 3739、3M公司FC4430和埃夫卡公司EFKA3500。

所述流变助剂为以下市售商品中的一种或几种：迪高沙公司Hy，Borchers 公司0622，LEHVOSS公司W₂N，迪高沙公司Viscoplus 3000、Viscoplus 3030、Viscoplus 3060，汽巴公司Viscalex AT88， 鑫钛克公司EWW。

所述催化剂为重量百分含量为1%的二丁基二月桂酸锡的丙二醇甲醚醋酸酯溶液（丙二醇甲醚醋酸酯缩写为PMA）或市售的Borchers公司LH 10、Kat 28和Kat 24中的一种或几种。

所述光稳定剂为汽巴公司5151、永光公司AQ1、V83、V83C中的一种或几种。

本发明提供的水性面漆实现了汽车涂料用面漆的水性化，与目前使用的溶剂型体系汽车面漆相比，本发明的水性面漆中所含有害物质明显减少，在本发明的水性面漆中未检出苯、甲苯、二甲苯、乙苯等有害物，VOC含量大幅度降低，最高含量为140g/L，游离甲醛的含量也明显减少，最高含量仅为10mg/kg。本发明的水性面漆减少了对环境的污染，同时也改善了涂装作业人员的工作环境，对节能减排、低碳环保具有非常重要的意义。

本发明提供的水性面漆将水性羟基丙烯酸树脂与水性羟基聚氨酯树脂配合使用，在保证流平性、鲜映性的基础上，改善了施工工艺幅度；通过水性固化剂的合理选择调节表干速度，降低了产生气泡、失光、针孔等漆病的可能性；降低了NCO/OH的比例，减少了水与-NCO的副反应，实践证明，NCO/OH比例过高，产生微泡、失光、针孔的可能性越大，施工工艺幅度很窄，实际涂装操作时也会很难控制；通过选择适当的催化剂，引导交联反应向预期方向进行。

本发明提供的水性面漆具有以下优点：光泽高，60℃光泽≥90；鲜映性好，鲜映性Gd值达0.8，可以一步成型，不需要罩光；耐候性优良，耐人工老化可达1500小时。

本发明的水性面漆可用于公交车、豪华大巴的涂装，且施工工艺幅度宽广，对施工环境温度和湿度要求较宽松，在5-35℃、湿度为10-80%的条件下，涂装质量均能达到客车验收标准。本发明的水性面漆不仅可用于客车的原厂涂装，也可用于整车翻新、汽车修补涂装。此外，还可用于涂装火车、摩托车、厨具、家电等，市场前景广阔。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的汽车涂装用水性面漆，由A组分和B组分组成，其中A组分的组成见表1所示，B组分为拜耳公司VPLS 2319，A组分和B组分的重量配比为4:1。

表 1  实施例1的A组分的组成

本实施例水性面漆的制备方法：按实施例1所用钛白粉量，加入毕克公司Byk191分散剂及部分拜耳公司2470树脂，再加入一定量去离子水，经高速分散、研磨制得白色色浆，然后补加剩余物料，高速分散均匀，过滤，包装成A组分备用；另将B组分水性固化剂拜耳公司VPLS2319与丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）混合均匀备用；使用时直接将二者混合即可。其中拜耳公司VPLS 2319与PMA的重量比为：拜耳公司VPLS 2319:PMA=85:15。

实施例2

本实施例提供的汽车涂装用水性面漆，由A组分和B组分组成，其中A组分的组成见表2所示，B组分为拜耳公司VPLS 2319和拜耳公司XP 2565的混合物，A组分和B组分的重量配比为2:1。

表 2  实施例2的A组分的组成

本实施例水性面漆的制备方法：按实施例2所用钛白粉量，加入迪高公司Tego735w分散剂、帝斯曼公司XK540树脂及部分拜耳公司2470树脂，再加入一定量去离子水，经高速分散、研磨制得白色色浆；然后补加剩余物料，高速分散均匀，过滤，包装成A组分备用；另将B组分水性固化剂拜耳公司VPLS2319、拜耳公司XP2565与丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）混合均匀备用；使用时直接将二者混合即可。其中拜耳公司VPLS 2319、拜耳公司XP 2565和PMA的重量比为：拜耳公司VPLS 2319:拜耳公司XP 2565:PMA=68:20:12。

实施例3

本实施例提供的汽车涂装用水性面漆，由A组分和B组分组成，其中A组分的组成见表3所示，B组分为拜耳公司VPLS 2319和罗地亚公司803的混合物，A组分和B组分的重量配比为6:1。

表 3  实施例3的A组分的组成

本实施例水性面漆的制备方法：按实施例3所用钛白粉量，加入Borchers公司Gen 0451分散剂、纽佩斯公司SC 6516树脂及部分拜耳公司2470树脂，再加入一定量去离子水，经高速分散、研磨制得白色色浆；然后补加剩余物料，高速分散均匀，过滤，包装成A组分备用；另将B组分水性固化剂拜耳公司VPLS2319、罗地亚公司803与丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）混合均匀备用；使用时直接将二者混合即可。其中拜耳公司VPLS 2319、罗地亚公司803和PMA的重量比为：拜耳公司VPLS 2319:罗地亚公司803:PMA=68:20:12。

对实施例1-实施例3提供的汽车涂装用水性面漆进行了检测，检测结果见表4-表6所示。

目前溶剂型汽车面漆国家标准和水性高光泽丙烯酸聚氨酯面漆企业标准中均未对VOC含量、苯、甲苯、二甲苯和乙苯总含量、游离甲醛含量以及可溶性重金属含量作出规定，但根据水性丙烯酸聚氨酯面漆环境标志产品认证检验报告可知，目前国家环境标志产品认证对水性丙烯酸聚氨酯面漆中VOC含量、苯、甲苯、二甲苯和乙苯总含量、游离甲醛含量以及可溶性重金属含量达到合格的要求分别是：VOC含量≤250g/L为合格，苯+甲苯+二甲苯+乙苯总含量≤500mg/kg为合格，游离甲醛含量≤100mg/kg为合格，可溶性重金属中：铅≤90mg/kg、镉≤75mg/kg、铬≤60mg/kg、汞≤60mg/kg为合格。从表4-表6可以看出，本发明实施例1-实施例3提供的汽车涂装用水性面漆中VOC含量、游离甲醛含量和可溶性重金属含量均显著低于上述合格水平，且未检出苯、甲苯、二甲苯和乙苯。

表 4  实施例1汽车涂装用水性面漆性能检测结果

表 5  实施例2汽车涂装用水性面漆性能检测结果

表 6  实施例3汽车涂装用水性面漆性能检测结果

Claims (10)

1.一种水性面漆，其特征在于，由A组分和B组分组成，其中A组分由以下重量百分含量的组分组成：水性丙烯酸乳液55-85%、着色颜料5-25%、分散剂0.5-2.5%、消泡剂0.5-2%、基材湿润剂0.5-2%、流平剂0.5-1%、流变助剂0.1-0.5%、催化剂0.1-0.5%、光稳定剂0.5-1.5%，余量的去离子水；B组分为水性固化剂；A组分和B组分的重量配比为（2～6）:1。

2.根据权利要求1所述的水性面漆，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液为XP 2427树脂、XP 2470树脂、AC 31树脂、SC 6638树脂、SC 6516树脂、XK 540树脂、A2241 W树脂和S937 T树脂中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的水性面漆，其特征在于，所述水性固化剂为HW 180 PC、VPLS 2319、XP 2655、XP 2565、VPLS 2150/1、X EZ-M 501和803中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的水性面漆，其特征在于，所述消泡剂为Byk 011、Byk 028、Byketol WS、Tego 805、Tego 803、Tego 901w、Tego 843中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的水性面漆，其特征在于，所述分散剂为Gen 0451、Gen 0754、Gen 0650、Byk 181、Byk 187、Byk 191、Byk 2010、Dispex G40、Dispex HDN、Disper 735w、Disper 745w、Disper 755w和104 DPM中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的水性面漆，其特征在于，所述流平剂为Byk 381、Byk 380、Tego 270、Tego 425、Tego 450、Tego 410、PW 336和X 840中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的水性面漆，其特征在于，所述基材湿润剂为Tego 245、Tego 260、Tego 280、Byk 345、Byk 348、Baysilone 3739、FC4430和EFKA3500中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的水性面漆，其特征在于，所述流变助剂为Hy、0622、W₂N、Viscoplus 3000、Viscoplus 3030、Viscoplus 3060、Viscalex  AT88和EWW中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的水性面漆，其特征在于，所述催化剂为重量百分含量为1%的二丁基二月桂酸锡的丙二醇甲醚醋酸酯溶液、LH 10、Kat 28和Kat 24中的一种或几种。

10.根据权利要求1所述的水性面漆，其特征在于，所述光稳定剂为汽巴公司5151、永光公司AQ1、V83、V83C中的一种或几种。