CN102558999A - 一种水性环保静电喷涂烘漆及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水性涂料及其制备方法，具体涉及一种水性环保静电喷涂烘漆及其制造方法。本发明所述的水性环保静电喷涂烘漆，其包括以质量百分比计的以下组分：改性水性树脂：45-55%、水性助剂：2-5%、颜填料：20-30%、水性氨基树脂：8-10%、去离子水：余量；通过制备改性水性树脂、配漆等工艺步骤制得。本发明的喷涂烘漆柔韧性和附着力好、硬度高、分散效果好、电阻小，漆膜雾化均匀细腻，光泽度高，漆膜丰满，喷涂效果好、成本低，生成的漆膜外观及性能达到甚至超高过同类油性漆，可应用于五金配件、灯具灯饰、家用电器、汽车摩托车零配件、机械制造及等行业。
Description
技术领域
本发明涉及水性涂料及其制备方法，具体涉及一种水性环保静电喷涂烘漆及其制造方法。
背景技术
传统液体喷涂、人工手喷的作业方式，油漆浪费量大、环境污染严重、清理困难、生产效率低、产品色差、质量不稳定等问题困扰。静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法。静电喷涂设备由喷枪、喷杯以及静电喷涂高压电源等组成，涂料、油漆的静电喷涂方法的优点在于：1.尤其利用率高；2.能实现机械化、自动化、流水线生产；3.粘附力强，涂布表面光滑，粗糙度小；4.这种方法对环境的污染小。近年来随着人们环保意识的增强，由于静电喷涂的上述优点，其已经逐渐取代了传统的喷漆工艺，同样静电喷涂漆也逐渐取代了传统的防腐蚀和装饰漆。目前市场上主要使用的静电烘烤漆是以油性类醇酸氨基漆及丙烯酸漆为主，其使用过程中存在柔韧性和附着力差、硬度低、分散效果差、电阻大缺陷，使得喷涂成本大大增加。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种水性环保静电喷涂烘漆，以解决传统油性类烘漆的安全环保问题。
本发明的另一目的在于提供一种水性环保静电喷涂烘漆的制备方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种水性环保静电喷涂烘漆，其包括以质量百分比计的以下组分：改性水性树脂：45-55％、水性助剂：2-5％、颜填料：20-30％、水性氨基树脂：8-10％、去离子水：余量；
其中改性水性树脂包括以质量百分比计的以下组分：
环氧树脂10-15％，丙烯酸5-10％、丙烯酸丁酯10-15％、丙烯酸羟丙脂10-15％、丙烯酸甲酯5-10％、引发剂2-5％、丙二醇甲醚10-15％、异丙醇5-10％、乙二醇单丁醚10-15％、中和胺2-5％、去离子水余量。
优选的方案中，本发明的水性环保静电喷涂烘漆所述的水性改性树脂由以质量百分比计的以下组分组成：环氧树脂15％，丙烯酸8％、丙烯酸丁酯13％、丙烯酸羟丙脂11％、丙烯酸甲酯6％、引发剂3％、丙二醇甲醚12％、异丙醇8％、乙二醇单丁醚11％、中和胺3％、去离子水余量。
本发明中，所述的水性助剂为：分散剂、流平剂、消泡剂、润湿剂及防锈剂中的一种或两种以上混合。
本发明所述的引发剂为：过氧化苯甲酰。
本发明所述颜填料为钛白粉、立德粉及滑石粉中的一种或两种以上混合。
一种水性环保静电喷涂烘漆的制备方法，其包括以下步骤
A)制备改性水性树脂：
(1)将环氧树脂、乙二醇丁醚、异丙醇、丙二醇甲醚按比例加入反应釜中，打开搅拌机搅拌，设定反应釜的温度，开始加热；
(2)将丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙脂、丙烯酸甲脂、丙烯酸及引发剂按比例打入混配缸混合，混均后静置，得到混合物料；
(3)将上述混合物料打入高位滴加缸；
(4)当反应釜内温度升设定值并开始有回流时，开始滴加上述混合物料，控制滴加时间和反应釜的温度；
(5)滴加结束后再保温3-5小时；
(6)取样，测定酸酯，当酸值为60～65mgKOH/g时，停止反应，快速降温；
(7)当温度降至70-90℃时，加入中和胺，搅拌后，再加入水稀释，并过滤，得到改性水性树脂；
B)配漆：
将上述改性水性树脂高速搅拌5-10分钟；加入水性氨基树脂以及水性助剂后继续以上述搅拌速度搅拌10-15分钟，加入研磨好的颜填料后，改用低速搅拌20-30分钟，调节粘度至15-25s，过滤，得到水性环保静电喷涂烘漆。
本发明所述的水性环保静电喷涂烘漆的制备方法，在制备改性水性树脂过程中，(1)步骤所述反应釜的温度设定为113-118℃。
本发明所述的水性环保静电喷涂烘漆的制备方法，在制备改性水性树脂过程中，(2)步骤中混合后静置的时间为20-40分钟。
本发明所述的水性环保静电喷涂烘漆的制备方法，在制备改性水性树脂过程中，(4)步骤中滴加混合物的时间控制在3-4小时。
本发明所述的水性环保静电喷涂烘漆的制备方法，所述颜填料研磨至细度≤25μm。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明是基于自主研发的特殊改性水性烘漆树脂为基料，配合功能型助剂及其它物料调配而成的专用静电线自动喷涂漆，从而解决了传统油性类烘漆的安全环保问题，可大规模运用于静电线自动涂装。本发明的喷涂烘漆柔韧性和附着力好、硬度高、分散效果好、电阻小，漆膜雾化均匀细腻，光泽度高，漆膜丰满，喷涂效果好、成本低，生成的漆膜外观及性能达到甚至超高过同类油性漆，可应用于五金配件、灯具灯饰、家用电器、汽车摩托车零配件、机械制造及等行业。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
一种水性环保静电喷涂烘漆，其包括以质量百分比计的以下组分：改性水性树脂：45-55％、水性助剂：2-5％、颜填料：20-30％、水性氨基树脂：8-10％、去离子水：余量；
其中改性水性树脂包括以质量百分比计的以下组分：
环氧树脂10-15％，丙烯酸5-10％、丙烯酸丁酯10-15％、丙烯酸羟丙脂10-15％、丙烯酸甲酯5-10％、引发剂2-5％、丙二醇甲醚10-15％、异丙醇5-10％、乙二醇单丁醚10-15％、中和胺2-5％、去离子水余量。
一种水性环保静电喷涂烘漆的制备方法，其包括以下步骤
A)制备改性水性树脂：
(1)将环氧树脂、乙二醇丁醚、异丙醇、丙二醇甲醚按比例加入反应釜中，打开搅拌机搅拌10-15分钟，设定反应釜的温度为113-118℃，开始加热；
(2)将丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙脂、丙烯酸甲脂、丙烯酸及引发剂按比例打入混配缸混合，混均后静置20-40分钟后，得到混合物料；
(3)将上述混合物料打入高位滴加缸；
(4)当反应釜内温度升设定值并开始有回流时，开始滴加上述混合物料，滴加时间控制在3-4小时，反应釜的温度的温度控制在115-118℃；
(5)滴加结束后再保温3-5小时；
(6)取样，测定酸酯，当酸值为60～65mgKOH/g时，停止反应，快速降温；
(7)当温度降至70-90℃时，加入中和胺，搅拌后，再加入水稀释，并过滤，得到改性水性树脂；
B)配漆：
将上述改性水性树脂高速搅拌5-10分钟；加入水性助剂及水性氨基树脂后继续以上述搅拌速度搅拌10-15分钟，加入研磨好的颜填料后，改用低速搅拌20-30分钟，调节粘度至15-25s，过滤，得到水性环保静电喷涂烘漆。
以下是本发明优选的实施例。
实施例1
水性环保静电喷涂烘漆的制备方法包括：
A)制备改性水性树脂：按照质量百分比将环氧树脂15％、乙二醇丁醚11％、异丙醇8％、丙二醇甲醚12％按比例加入反应釜中，打开搅拌机搅拌10分钟，设定反应釜的温度为115℃，开始加热；再将丙烯酸丁酯13％、丙烯酸羟丙脂11％、丙烯酸甲脂6％、丙烯酸8％及引发剂3％按比例打入混配缸混合，混均后静置30分钟后，得到混合物料打入高位滴加缸；当反应釜内温度升设定值并开始有回流时，开始滴加上述混合物料，滴加时间控制在3小时，反应釜的温度的温度控制在115℃；滴加结束后再保温4小时，测定酸值，当酸值为60～65mgKOH/g时，停止反应，快速降温；当温度降至80℃时，加入中和胺，搅拌后，再加入水10％稀释，并过滤，得到改性水性树脂；
B)配漆：将上述改性水性树脂高速搅拌5-10分钟；加入水性助剂及水性氨基树脂后继续以上述搅拌速度搅拌10-15分钟，加入研磨好的颜填料后，改用低速搅拌20-30分钟，调节粘度至15-25s，过滤，得到水性环保静电喷涂烘漆。配漆过程中，分别按照改性水性树脂的用量为45％、50％、55％(按质量百分比计)配置三组烘漆，每组具体配比及所得到的水性烘漆的性能见表1：
表1
| 编号 | 1 | 2 | 3 |
| 改性水性树脂 | 45％ | 50％ | 55％ |
| 水性助剂 | 5％ | 5％ | 2％ |
| 颜填料 | 30％ | 30％ | 20％ |
| 水性氨基树脂 | 10％ | 8％ | 10％ |
| 水 | 10％ | 7％ | 8％ |
| 细度(μm) | 21 | 24 | 25 |
| 冲击强度(kg.cm) | 61.5 | 58.7 | 60.9 |
| 柔韧性(mm) | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| 粘结强度(MPa) | 4.1 | 3.6 | 3.5 |
| 附着力(级) | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| 表干时间(min，120-130℃烘烤) | 23 | 26 | 28 |
实施例2
A)制备改性水性树脂：按照质量百分比将环氧树脂10％、乙二醇丁醚10％、异丙醇10％、丙二醇甲醚15％按比例加入反应釜中，打开搅拌机搅拌10分钟，设定反应釜的温度为113-118℃，开始加热；再将丙烯酸丁酯15％、丙烯酸羟丙脂15％、丙烯酸甲脂10％、丙烯酸10％及引发剂2％按比例打入混配缸混合，混均后静置20分钟后，得到混合物料打入高位滴加缸；当反应釜内温度升设定值并开始有回流时，开始滴加上述混合物料，滴加时间控制在3小时，反应釜的温度的温度控制在118℃；滴加结束后再保温3小时，测定酸酯，当酸值为60～65mgKOH/g时，停止反应，快速降温；当温度降至70℃时，加入中和胺，搅拌后，再加入水11％稀释，并过滤，得到改性水性树脂；
B)配漆：将上述改性水性树脂高速搅拌5-10分钟；加入水性助剂及水性氨基树脂后继续以上述搅拌速度搅拌10-15分钟，加入研磨好的颜填料后，改用低速搅拌20-30分钟，调节粘度至15-25s，过滤，得到水性环保静电喷涂烘漆。配漆过程中，分别按照改性水性树脂的用量为45％、50％、55％(按质量百分比计)配置三组烘漆，每组具体配比及水性烘漆的性能见表2：
表2
| 编号 | 1 | 2 | 3 |
| 改性水性树脂 | 45％ | 50％ | 55％ |
| 水性助剂 | 5％ | 5％ | 2％ |
| 颜填料 | 30％ | 30％ | 20％ |
| 水性氨基树脂 | 10％ | 8％ | 10％ |
| 水 | 10％ | 7％ | 8％ |
| 细度(μm) | 23 | 22 | 25 |
| 冲击强度(kg.cm) | 56.3 | 53.9 | 51.4 |
| 柔韧性(mm) | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| 粘结强度(MPa) | 3.7 | 3.4 | 3.5 |
| 附着力(级) | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| 表干时间(min，120-130℃烘烤) | 25 | 22 | 27 |
实施例3
A)制备改性水性树脂：按照质量百分比将环氧树脂12％、乙二醇丁醚15％、异丙醇10％、丙二醇甲醚15％按比例加入反应釜中，打开搅拌机搅拌10-15分钟，设定反应釜的温度为113-118℃，开始加热；再将丙烯酸丁酯10％、丙烯酸羟丙脂10％、丙烯酸甲脂10％、丙烯酸5％及引发剂5％按比例打入混配缸混合，混均后静置20-40分钟后，得到混合物料打入高位滴加缸；当反应釜内温度升设定值并开始有回流时，开始滴加上述混合物料，滴加时间控制在3-4小时，反应釜的温度的温度控制在115-118℃；滴加结束后再保温3-5小时，测定酸酯，当酸值为60～65mgKOH/g时，停止反应，快速降温；当温度降至70-90℃时，加入中和胺，搅拌后，再加入水稀释，并过滤，得到改性水性树脂；
B)配漆：将上述改性水性树脂高速搅拌5-10分钟；加入水性助剂及水性氨基树脂后继续以上述搅拌速度搅拌10-15分钟，加入研磨好的颜填料后，改用低速搅拌20-30分钟，调节粘度至15-25s，过滤，得到水性环保静电喷涂烘漆。配漆过程中，分别按照改性水性树脂的用量为45％、50％、55％(按质量百分比计)配置三组烘漆，每组具体配比及水性烘漆的性能见表3：
表3
| 编号 | 1 | 2 | 3 |
| 改性水性树脂 | 45％ | 50％ | 55％ |
| 水性助剂 | 5％ | 5％ | 2％ |
| 颜填料 | 30％ | 30％ | 20％ |
| 水性氨基树脂 | 10％ | 8％ | 10％ |
| 水 | 10％ | 7％ | 8％ |
| 细度(μm) | 19 | 23 | 21 |
| 冲击强度(kg.cm) | 60.3 | 59.2 | 58.7 |
| 柔韧性(mm) | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| 粘结强度(MPa) | 4.3 | 4.1 | 3.7 |
| 附着力(级) | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| 表干时间(min，120-130℃烘烤) | 23 | 26 | 28 |
上述实施例仅为本发明优选的实施案例，不能以此来限定本发明所要求保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明多要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种水性环保静电喷涂烘漆，其特征在于：其包括以质量百分比计的以下组分：改性水性树脂：45-55%、水性助剂：2-5%、颜填料：20-30%、水性氨基树脂：8-10%、去离子水：余量；
其中改性水性树脂包括以质量百分比计的以下组分：
环氧树脂10-15%，丙烯酸5-10%、丙烯酸丁酯10-15%、丙烯酸羟丙脂10-15%、丙烯酸甲酯5-10%、引发剂2-5%、丙二醇甲醚10-15%、异丙醇5-10%、乙二醇单丁醚10-15%、中和胺2-5%、去离子水余量。
2.根据权利要求1所述的水性环保静电喷涂烘漆，其特征在于：其中水性改性树脂由以质量百分比计的以下组分组成：环氧树脂15%，丙烯酸8%、丙烯酸丁酯13%、丙烯酸羟丙脂11%、丙烯酸甲酯6%、引发剂3%、丙二醇甲醚12%、异丙醇8%、乙二醇单丁醚11%、中和胺3%、去离子水余量。
3.根据权利要求1或2所述的水性环保静电喷涂烘漆，其特征在于：所述水性助剂为：分散剂、流平剂、消泡剂、润湿剂及防锈剂中的一种或两种以上混合。
4.根据权利要求1或2所述的水性环保静电喷涂烘漆，其特征在于：所述引发剂为：过氧化苯甲酰。
5.根据权利要求1或2所述的水性环保静电喷涂烘漆，其特征在于：所述颜填料为钛白粉、立德粉及滑石粉中的一种或两种以上混合。
6.一种水性环保静电喷涂烘漆的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤
A）制备改性水性树脂：
（1）将环氧树脂、乙二醇丁醚、异丙醇、丙二醇甲醚按比例加入反应釜中，打开搅拌机搅拌，设定反应釜的温度，开始加热；
（2）将丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙脂、丙烯酸甲脂、丙烯酸及引发剂按比例打入混配缸混合，混均后静置，得到混合物料；
（3）将上述混合物料打入高位滴加缸；
（4）当反应釜内温度升设定值并开始有回流时，开始滴加上述混合物料，控制滴加时间和反应釜的温度；
（5）滴加结束后再保温3-5小时；
（6）取样，测定酸酯，当酸值为60～65mgKOH/g时，停止反应，快速降温；
（7）当温度降至70-90℃时，加入中和胺，搅拌后,再加入水稀释，并过滤，得到改性水性树脂；
B) 配漆：
将上述改性水性树脂高速搅拌5-10分钟；加入水性氨基树脂及水性助剂后继续以上述搅拌速度搅拌10-15分钟，加入研磨好的颜填料后，改用低速搅拌20-30分钟，调节粘度至15-25s，过滤，得到水性环保静电喷涂烘漆。
7.根据权利要求6所述的水性环保静电喷涂烘漆的制备方法，其特征在于：在制备改性水性树脂过程中，（1）步骤所述反应釜的温度设定为113-118℃。
8.根据权利要求6所述的水性环保静电喷涂烘漆的制备方法，其特征在于：在制备改性水性树脂过程中，（2）步骤中混合后静置的时间为20-40分钟。
9.根据权利要求6所述的水性环保静电喷涂烘漆的制备方法，其特征在于：在制备改性水性树脂过程中，（4）步骤中滴加混合物的时间控制在3-4小时。
10.根据权利要求6所述的水性环保静电喷涂烘漆的制备方法，其特征在于：所述颜填料研磨至细度≤25μm。
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