CN102504660A

CN102504660A - 一种塑料用水性面漆及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN102504660A
Application number: CN2011103609569A
Authority: CN
Inventors: 陈盛洪; 毕英慧; 赵宇亮
Original assignee: Janus Dongguan Precision Components Co Ltd
Current assignee: Janus Dongguan Precision Components Co Ltd
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2012-06-20

Abstract

一种塑料用水性面漆及其制备方法和应用，组份为羟基丙烯酸树脂、润湿剂、流平剂、消泡剂、去离子水和脂肪族聚异氰酸酯固化剂；制备方法为按照配方用量，先称取羟基丙烯酸树脂，然后在高速搅拌下加入润湿剂、流平剂和消泡剂，混合搅拌均匀，再加入去离子水稀释后，在搅拌状态下缓慢加入聚异氰酸酯固化剂，搅拌至原料混合均匀，调整粘度至13～22秒（NK-2岩田杯在25℃常温下测试），过滤，出料，制备得到所需塑料用水性面漆；应用时将该塑料用水性面漆喷涂于手机外壳、平板电脑外壳等塑料外壳的底漆上。本发明以水为分散介质无腐蚀，采用羟基丙烯酸树脂解决了水性面漆涂料附着困难的问题，易于实现大批量生产，产品性能稳定。

Description

一种塑料用水性面漆及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及水性涂料技术，具体涉及一种塑料材料涂装用的水性面漆及其制备方法和应用。

背景技术

目前，虽然塑料用涂料以油性涂料为主，但水性涂料的市场会随着环保法规的日益严格和本身技术的逐渐完善而不断上升，高性能与低VOC含量相结合的塑料用水性涂料具有更广阔的应用前景。开发水性塑料涂料势必会更符合时代要求，最终将会取代油性涂料。

我国水性塑料用涂料的研究十分活跃，但真正进入工业化生产的规模尚很小，只在汽车、玩具、家电等少数领域发现有使用水性塑料涂料的情况，而且品种主要集中在聚氨酯水分散体、丙烯酸乳液与水性丙烯酸酯涂料，究其原因在于涂料水性化后涂膜综合性能与油性涂料相比尚存在一定的差距。然而无论从环境方面考虑，还是从节能、节约成本角度出发，水性体系是关注的重点，随着新的合成技术、新原材料的拓展，水性塑料涂料的发展空间会相应增大。

水性涂料是以水为分散介质，不会腐蚀塑料底材，在塑料表面的附着非常困难，必须从成膜树脂和水性涂料的组成、结构和制备方法上进行专门设计，技术上有相当大的难度。

目前，可用于手机外壳、平板电脑外壳等塑料外壳的水性涂料很少，应用也只局限于底漆，因为水性面漆的综合性能相对比较差。

鉴于国内市场中水性面漆的巨大空白，设计研发综合性能好的水性涂料是一项迫在眉睫的工作。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种综合性能优异，主要性能指标可达到油性涂料性能水平的，适合用于塑料产品的水性面漆。

本发明的另一个目的是提供上述水性面漆的制备方法。

本发明的另一个目的是提供上述水性面漆的应用。

本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的：

一种塑料用水性面漆，其配方由A和B组成，其中：

（1）A由如下重量百分比的各物质组成：

羟基丙烯酸树脂 50～70%；

润湿剂 0.5～1%；

流平剂 0.2～0.8%；

消泡剂 0.1～0.5%；

去离子水 28～48%；

（2）B为聚异氰酸酯固化剂。

上述A中，羟基丙烯酸树脂采用美国氰特公司的Daotan VTW 6420 、美国氰特公司的Macrynal VSM 6299w 、Bayer公司的ACURE 2720或Bayer公司的ACURE 2714等中的任意一种或两种。

上述A中，润湿剂采用美国气体化工产品有限公司的EnviroGem AD01、美国气体化工产品有限公司的Surfynol 104E、德国EVONIK- degussa公司的TEGO 280、德国EVONIK- degussa公司的TEGO 270或德国EVONIK- degussa公司的TEGO WET KL 245等中的任意一种或两种或两种以上。

上述A中，流平剂采用美国氰特公司的Additol VXL 4930、德国EVONIK- degussa公司的TEGO Glide 482、德国EVONIK- degussa公司的TEGO Glide 450、BYK公司的BYK-380、BYK-333或BYK-380中的任意一种或两种或两种以上。

上述A中，消泡剂采用德国EVONIK- degussa公司的TEGO 825、德国EVONIK- degussa公司的TEGO 810、BYK公司的BYK-020、BYK-022、BYK-028、BYK-080A或美国氰特公司的Additol VXW 4973等其中的一种或两种或两种以上。

上述B中，聚异氰酸酯固化剂的类型为脂肪族，如采用Bayer公司的Acure 303、法国罗地亚公司的RHODOCOAT X EZ-D 803或瑞典柏斯托公司的Easaqua WT 2102等中的一种或两种。脂肪族聚异氰酸酯固化剂不黄变，最终形成的漆膜致密度较高，综合性能优异。

上述配方中，B与A的使用比例为：聚异氰酸酯固化剂的多异氰酸酯基团与羟基丙烯酸树脂的羟基当量比（NCO/OH）为0.8～1.5。

上述塑料用水性面漆的制备方法，其步骤如下所示：

按照配方用量，先称取羟基丙烯酸树脂，然后在700r/min～1000r/min的旋转速度下加入润湿剂、流平剂和消泡剂，混合搅拌均匀，再加入去离子水稀释后，在搅拌状态下缓慢加入聚异氰酸酯固化剂，搅拌1～3小时至原料混合均匀，调整粘度至13～22秒（NK-2岩田杯在25℃常温下测试），过滤，出料，制备得到所需塑料用水性面漆。

本发明的塑料用水性面漆经检测综合性能好，可喷涂于手机外壳、平板电脑外壳等塑料外壳的底漆上。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明塑料用水性面漆选择综合性能优异的羟基丙烯酸树脂作为主体树脂，然后加入润湿剂、流平剂、消泡剂等助剂来提高材料的润湿、流平、消泡等效果，并且搭配聚异氰酸酯固化剂以增加面漆固化后漆膜的致密度，提高其耐溶剂、耐磨等性能，从而制备得到综合性能优异的塑料用水性面漆；

2.本发明的塑料用水性面漆，其是以水为分散介质，不会腐蚀塑料底材或已喷涂底漆的底材，本发明采用的羟基丙烯酸树脂和配套的润湿剂、流平剂，有效解决了水性面漆涂料附着困难的问题；

3.本发明的塑料用水性面漆绿色环保，无需额外添加有机溶剂，基本上无VOC的排放，不存在易燃易爆的危险因素，而且喷涂设施易清洗；

4.对于水性涂料来说，为了能稳定水溶或分散于水中，其主要成膜物树脂中，必然含有大量的亲水基团或亲水物质，若不加以转化或消除，必然要影响涂层的耐水性，现有大多数水性涂料的耐水性还远不如同类型的油性涂料，这也是许多水性涂料难以大量应用的制约因素之一；本发明的塑料用水性面漆，通过对其配方中各组份及用量的合理搭配，平衡了耐水性和其他性能的矛盾关系，从而获得了综合性能优异的漆膜；

5.本发明的塑料用水性面漆制备简单，易于实现大批量生产，产品性能稳定。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步地描述，但具体实施例并不对本发明做任何限定。

实施例1

本实施例的塑料用水性面漆，其配方由A和B组成，其中：

（1）A由如下重量百分比的各物质组成：

羟基丙烯酸树脂 60%；

润湿剂 0.5%；

流平剂 0.4%；

消泡剂 0.2%；

去离子水 38.9%；

（2）B为脂肪族聚异氰酸酯固化剂。

上述羟基丙烯酸树脂采用Bayer公司的ACURE 2714；

上述润湿剂采用美国气体化工产品有限公司的EnviroGem AD01；

上述流平剂采用德国EVONIK- degussa公司的TEGO Glide 482；

上述消泡剂采用德国EVONIK- degussa公司的TEGO 825；

上述脂肪族聚异氰酸酯固化剂采用Bayer公司的Acure 303。

上述配方中，B与A的使用比例为：聚异氰酸酯固化剂的多异氰酸酯基团与羟基丙烯酸树脂的羟基当量比（NCO/OH）为1.0。

本实施例塑料用水性面漆的制备方法如下所示：

先称取ACURE 2714主体树脂，然后在700r/min的转速下加入EnviroGem AD01润湿剂、TEGO Glide 482流平剂和TEGO 825消泡剂，混合搅拌均匀，再加入去离子水稀释，在搅拌状态下缓慢加入Acure 303，搅拌1-3小时至原料混合均匀，将体系粘度为14秒（NK-2岩田杯在25℃常温下测试），过滤，出料，得到塑料用水性面漆。

实施例2

本实施例的塑料用水性面漆，其配方由A和B组成，其中：

（1）A由如下重量百分比的各物质组成：

羟基丙烯酸树脂 54%；

润湿剂 0.7%；

流平剂 0.2%；

消泡剂 0.1%；

去离子水 45%；

（2）B为脂肪族聚异氰酸酯固化剂。

上述羟基丙烯酸树脂采用美国氰特公司的Macrynal VSM 6299w；

上述润湿剂采用德国EVONIK- degussa公司的TEGO WET KL 245；

上述流平剂采用美国氰特公司的Additol VXL 4930；

上述消泡剂采用BYK公司的BYK-022。

上述聚异氰酸酯固化剂采用瑞典柏斯托公司的Easaqua WT 2102。

上述配方中，B与A的使用比例为：聚异氰酸酯固化剂的多异氰酸酯基团与羟基丙烯酸树脂的羟基当量比（NCO/OH）为1.2。

本实施例塑料用双组份水性面漆的制备方法如下所示：

先称取Macrynal VSM 6299w主体树脂，然后在700r/min的转速下加入TEGO WET KL 245润湿剂、Additol VXL 4930流平剂、BYK-022消泡剂，混合搅拌均匀，再加入去离子水稀释，在搅拌状态下缓慢加入Easaqua WT 2102，搅拌1-3小时至原料混合均匀。将体系粘度调整为16秒（NK-2岩田杯在25℃常温下测试），过滤，出料，得到塑料用水性面漆。

将实施例1和实施例2制备的塑料用水性面漆进行性能测试，结果如表1所示。

表1 塑料用水性面漆性能测试结果

序号	检验项目	检测结果
			1	硬度测试	铅笔硬度F测试漆膜无划痕
2	附着力测试	附着力测试漆膜不掉漆
			3	纸带耐磨测试	275g力30次磨擦，不露底材
4	耐药品测试	500g力250次磨擦，不露底材
			5	落锤测试	500g力50cm高度落锤测试漆膜无裂纹
6	盐雾测试	盐雾72小时测试后划百格漆膜不掉漆
			7	耐缓冲液测试	耐缓冲液48小时测试后划百格漆膜不掉漆
8	抗紫外线测试	紫外线下72小时漆膜表面无明显变化
			9	浸染测试	漆膜表面无明显缺陷
10	热冲击测试	热冲击72小时测试后划百格漆膜不掉漆
			11	高温高湿测试	高温高湿72小时测试后划百格漆膜不掉漆

从表1可以看出，本发明的塑料用水性面漆具有很好的综合性能。

Claims

1.一种塑料用水性面漆，其配方由A和B组成，其中：

（1）A由如下重量百分比的各物质组成：

羟基丙烯酸树脂 50～70%；

润湿剂 0.5～1%；

流平剂 0.2～0.8%；

消泡剂 0.1～0.5%；

去离子水 28～48%；

（2）B为聚异氰酸酯固化剂。

2.根据权利要求1所述一种塑料用水性面漆，其特征在于：所述羟基丙烯酸树脂采用美国氰特公司的Daotan VTW 6420 、美国氰特公司的Macrynal VSM 6299w 、Bayer公司的ACURE 2720或Bayer公司的ACURE 2714等中的任意一种或两种。

3.根据权利要求1所述一种塑料用水性面漆，其特征在于：所述润湿剂采用美国气体化工产品有限公司的EnviroGem AD01、美国气体化工产品有限公司的Surfynol 104E、德国EVONIK- degussa公司的TEGO 280、德国EVONIK- degussa公司的TEGO 270或德国EVONIK- degussa公司的TEGO WET KL 245等中的任意一种或两种或两种以上。

4.根据权利要求1所述一种塑料用水性面漆，其特征在于：所述流平剂采用美国氰特公司的Additol VXL 4930、德国EVONIK- degussa公司的TEGO Glide 482、德国EVONIK- degussa公司的TEGO Glide 450、BYK公司的BYK-380、BYK-333或BYK-380中的任意一种或两种或两种以上。

5.根据权利要求1所述一种塑料用水性面漆，其特征在于：所述消泡剂采用德国EVONIK- degussa公司的TEGO 825、德国EVONIK- degussa公司的TEGO 810、BYK公司的BYK-020、BYK-022、BYK-028、BYK-080A或美国氰特公司的Additol VXW 4973等其中的一种或两种或两种以上。

6.根据权利要求1所述一种塑料用水性面漆，其特征在于：所述聚异氰酸酯固化剂的类型为脂肪族，如采用Bayer公司的Acure 303、法国罗地亚公司的RHODOCOAT X EZ-D 803或瑞典柏斯托公司的Easaqua WT 2102等中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述一种塑料用水性面漆，其特征在于：所述聚异氰酸酯固化剂的多异氰酸酯基团与羟基丙烯酸树脂的羟基当量比为0.8～1.5。

8.一种制备权利要求1-7所述任一项一种塑料用水性面漆的制备方法，其特征在于：该制备方法包括如下步骤：

9.权利要求1-7所述任一项一种塑料用水性面漆的应用，其特征在于：所述应用是将该塑料用水性面漆喷涂于手机外壳、平板电脑外壳等塑料外壳的底漆上。