CN103289551B - 一种木纹转印水性漆和铝合金木纹转印型材及其制造方法 - Google Patents
一种木纹转印水性漆和铝合金木纹转印型材及其制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种木纹转印水性漆和铝合金木纹转印型材及其制造方法。所述铝合金木纹转印型材，其从底面至表面分别包括铝基材、硅烷聚合物保护层、底漆层、面漆层以及木纹转印膜；所述底漆层和面漆层均由本发明所述的木纹转印水性漆静电喷涂而成，其中木纹转印水性漆是由水性有机硅改性丙烯酸树脂、异氰酸脂固化剂、丙二醇甲醚、正丁醇、异丁醇、附着力促进剂、紫外线吸收剂、流平剂、增稠剂、抗氧化剂、消泡剂、余下为去离子水制备而成。本发明通过静电喷涂方法把水性漆均匀地喷涂在铝合金基材上，热固化后形成均匀、平整、光滑的漆膜，具有附着力强、覆盖力好、抗腐蚀能力强、耐候性好、不容易粉化和褪色等优点的优质铝合金木纹型材。
Description
技术领域
本发明涉及一种水性漆及其应用领域，具体涉及一种木纹转印水性漆和铝合金木纹转印型材及其制造方法。
背景技术
目前，金属材料的木纹转印主要有两种类型。一种是在静电粉末型材表面用静电喷涂的方法，涂覆一层热固有机聚合物粉末，经过高温固化，在型材表面形成具有一定渗透性的涂层。再在涂层上覆盖印有木纹花色的油墨纸，利用分子扩散原理，油墨纸渗透到涂层中，形成仿木纹色的型材；这种转印方法的缺陷在于：由于热固性有机聚合物材料本身的弱点导致木纹转印易粉化、褪色、涂层耐候性较差、光泽度差。另一种是木纹转印电泳型材，是将基材通过阳极氧化形成致密微型孔，通过电解或有机着色的方法将金属粒子或有机染料沉积在氧化孔内，在经过电泳，将水溶性清漆或色漆沉积在型材表面，形成均匀、平整、光滑的漆膜，将金属粒子或有机染料沉积在氧化孔内，制成一种产品；电泳染漆具有涂层均匀、附着力强、覆盖性好、抗腐蚀力强、耐候性好、不易粉化和褪色等特点，但是电泳工艺的施工方法最多只能够形成10μm厚度的转印层，导致了转印层厚度薄，颜色难以实现多样化，且产品的光泽度过高，不能控制，只能够形成高光的涂层，使的获得的木纹效果失真。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种木纹转印水性漆，提高水性漆在铝合金材料表面的附着力强，并形成厚度较大的涂层，降低涂层的光泽度，提高形成的木纹效果的真实度。
本发明的另一目的在于提供一种铝合金木纹转印型材，在铝合金材料基体上形成一层优质的木纹涂层。
本发明的又一目的在于提供一种铝合金木纹转印型材的制造方法，在铝合金基材表面形成均匀、附着力强、覆盖性好的涂层，比电泳木纹具有更丰富的色彩和更为逼真的木纹效果。
为实现上述目的本发明所采用的技术方案如下：
一种木纹转印水性漆，其是由以重量百分比计的以下组分制备而成：
水性有机硅改性丙烯酸树脂：50-60%；
异氰酸脂固化剂：10-15 %；
丙二醇甲醚：6-8%；
正丁醇：7-8%；
异丁醇：7-8%；
附着力促进剂1-2%；
紫外线吸收剂1-2%；
流平剂1-2%；
增稠剂1-2%，
抗氧化剂1-2%；
消泡剂1-3%；
余下为去离子水。
优选的，本发明所述的木纹转印水性漆是由以重量百分比计的以下组分制备而成：
水性有机硅改性丙烯酸树脂：55%；
异氰酸脂固化剂： 15 %；
丙二醇甲醚：7%；
正丁醇： 8%；
异丁醇： 8%；
附着力促进剂1%；
紫外线吸收剂1%；
流平剂2%；
增稠剂1%，
抗氧化剂2%；
消泡剂1%；
余下为去离子水。
为实现本发明的第二个目的，所采用的方案如下：
一种铝合金木纹转印型材，其从底面至表面分别包括铝基材、硅烷聚合物保护层、底漆层、面漆层以及木纹转印膜；所述底漆层和面漆层均由本发明所述的木纹转印水性漆静电喷涂而成。
优选的，本发明所述的铝合金木纹转印型材还包括罩光漆层，所述罩光漆层位于表面漆层和木纹转印膜之间。
为实现本发明的第三个目的，本发明采用如下方案：
一种铝合金木纹转印型材的制备方法，其包括以下步骤：
1）基材前处理：对铝合金基材表面除油、水洗、晾干；
2）钝化：步骤1）之后在铝合金表面做钝化处理，形成一层硅烷聚合物保护层，并烘干；
3）静电喷涂底漆层：在硅烷聚合物保护层表面静电喷涂本发明所述的木纹转印水性漆，固化后形成底漆层；
4）静电喷涂面漆层：上述底漆层干燥之后，在底漆层上静电喷涂本发明所述的木纹转印水性漆，固化后形成面漆层；
5）木纹转印：获得铝合金木纹转印型材。
由于水性漆流平性好、易挥发，天气的变化和空气中的温度会直接影响涂装的质量，从而导致漆膜质量和颜色难以控制；因此，优选的上述方法中，步骤3）中静电喷涂时，喷漆室的温度为23-28℃，相对湿度为70%±5%。
上述方法中，步骤3）和步骤4）所述的固化时通过热风或红外线烘烤固化，固化温度为160-180℃，固化时间为25-30分钟。发明人发现在上述温度下固化能够获得均匀、附着力强、覆盖性好的涂层，避免了由于粉末涂层漏底的外观缺陷。
木纹转印需要较高的温度和较长的时间，但时间过长，容易粘纸和变色，温度过高会使涂层变脆，本发明研究结果表明水性涂料固化的温度要和木纹转印的温度一致时，即160-180℃，不仅能大大地节省了能耗，能够获得具有更丰富的色彩和更为逼真的木纹效果。因此，优选的方案中，在上述方案的基础上，步骤5）中，转印的温度为160-180℃，转印时间为25-30℃。在上述温度下木纹转印。
优选的方案中，上述方法所述的步骤3）重复实施1-3次，最后通过热风或者红外线高温烘烤使涂层固化，进一步解决电泳木纹不能覆盖基材机械纹的缺陷。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明所述的水性漆通过静电喷涂方法把水性漆均匀地喷涂在铝合金基材上，通过热风或红外的热固化，形成均匀、平整、光滑的漆膜，其具有附着力强、覆盖力好、抗腐蚀能力强、耐候性好、不容易粉化和褪色等优点。通过本发明所述的方法获得一种优质的铝合金木纹型材。
下面结合具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
一种铝合金木纹转印型材，其从底面至表面分别包括铝基材、硅烷聚合物保护层、底漆层、面漆层以及木纹转印膜；通过以下方法制备而成：
1）基材前处理：对铝合金基材表面除油、水洗、晾干；
2）钝化：步骤1）之后在铝合金表面做钝化处理，形成一层硅烷聚合物保护层，并烘干；
3）静电喷涂底漆层：在硅烷聚合物保护层表面静电喷涂木纹转印水性漆，固化后形成底漆层；其中喷涂是在喷涂室中完成，喷涂室的温度为23°，湿度为70±5%；固化温度为160℃，固化时间为30分钟；
4）静电喷涂面漆层：上述底漆层干燥之后，在底漆层上静电喷涂木纹转印水性漆，固化后形成面漆层；其中喷涂是在喷涂室中完成，喷涂室的温度为23°，湿度为70±5%；固化温度为160℃，固化时间为30分钟；
5）木纹转印：获得铝合金木纹转印型材；转印温度为160℃，转印时间为25分钟；
其中，所述木纹转印水性漆是由以下组分制备而成：
水性有机硅改性丙烯酸树脂：50%；
异氰酸脂固化剂：15 %；
丙二醇甲醚：6%；
正丁醇：7%；
异丁醇：7%；
附着力促进剂2%；
紫外线吸收剂2%；
流平剂2%；
增稠剂1%，
抗氧化剂1%；
消泡剂1%；
余下为去离子水。
实施例2
一种铝合金木纹转印型材，其从底面至表面分别包括铝基材、硅烷聚合物保护层、底漆层、面漆层以及木纹转印膜；通过以下方法制备而成：
1）基材前处理：对铝合金基材表面除油、水洗、晾干；
2）钝化：步骤1）之后在铝合金表面做钝化处理，形成一层硅烷聚合物保护层，并烘干；
3）静电喷涂底漆层：在硅烷聚合物保护层表面静电喷涂木纹转印水性漆，固化后形成底漆层；其中喷涂是在喷涂室中完成，喷涂室的温度为28°，湿度为70±5%；固化温度为180℃，固化时间为25分钟；
4）静电喷涂面漆层：上述底漆层干燥之后，在底漆层上静电喷涂木纹转印水性漆，固化后形成面漆层；其中喷涂是在喷涂室中完成，喷涂室的温度为28°，湿度为70±5%；固化温度为180℃，固化时间为25分钟；
5）木纹转印：获得铝合金木纹转印型材；转印温度为180℃，转印时间为25分钟；
其中，所述木纹转印水性漆是由以下组分制备而成：
水性有机硅改性丙烯酸树脂：60%；
异氰酸脂固化剂：10%；
丙二醇甲醚：8；
正丁醇：8%；
异丁醇：8%；
附着力促进剂1%；
紫外线吸收剂1%；
流平剂1%；
增稠剂1%，
抗氧化剂2%；
消泡剂3%；
余下为去离子水。
实施例3
一种铝合金木纹转印型材，其从底面至表面分别包括铝基材、硅烷聚合物保护层、底漆层、面漆层以及木纹转印膜；通过以下方法制备而成：
1）基材前处理：对铝合金基材表面除油、水洗、晾干；
2）钝化：步骤1）之后在铝合金表面做钝化处理，形成一层硅烷聚合物保护层，并烘干；
3）静电喷涂底漆层：在硅烷聚合物保护层表面静电喷涂木纹转印水性漆，固化后形成底漆层；其中喷涂是在喷涂室中完成，喷涂室的温度为28°，湿度为70±5%；固化温度为180℃，固化时间为25分钟；
4）静电喷涂面漆层：上述底漆层干燥之后，在底漆层上静电喷涂木纹转印水性漆，固化后形成面漆层；其中喷涂是在喷涂室中完成，喷涂室的温度为28°，湿度为70±5%；固化温度为180℃，固化时间为25分钟；
5）木纹转印：获得铝合金木纹转印型材；转印温度为180℃，转印时间为25分钟；
其中，所述木纹转印水性漆是由以下组分制备而成：
水性有机硅改性丙烯酸树脂：55%；
异氰酸脂固化剂： 15 %；
丙二醇甲醚：7%；
正丁醇： 8%；
异丁醇： 8%；
附着力促进剂1%；
紫外线吸收剂1%；
流平剂2%；
增稠剂1%，
抗氧化剂2%；
消泡剂1%；
余下为去离子水。
性能检测
1. 附着力检测
参考标准：ASTM D3359-09ε2方法B；
测试条件：划格间距2mm；测试胶带为3M?610#。
2. 抗紫外线测试
参考标准：ASTM D-4587-11
实验条件：实验循环ASTM D-4587-11循环4，灯管类型为UVA-340；光照8h，冷凝4h，暴露时间为500h。
3. 盐雾测试
参考标准：ASTM B117-11;
测试条件：
沉降盐液浓度为（5±1）%NaCl（m/m），试验箱温度为（35±2）℃，盐雾沉降率为（1.0-2.2）ml/(80cm2·h)，沉降盐液pH值6.5-7.2（25℃），暴露时间500小时。
4. RoHS指令2011/65/EU
测试方法：参考标准为IEC62321：2008
1） 用ICP-OES测定镉、铅、汞的含量；
2） 用紫外-可见风光光度计比色法测定六价铬的含量；
上述实施例1-3所述产品的1-4项性能检测结果见表1。
表1
| 检测项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 附着力 | 5B | 5B | 5B |
| 抗紫外线(灰标等级) | 4级 | 5级 | 5级 |
| 盐雾测试（外观） | 无可视变化 | 无可视变化 | 无可视变化 |
| 镉（mg/kg） | 未检出 | 未检出 | 未检出 |
| 铅（mg/kg） | 未检出 | 未检出 | 未检出 |
| 汞（mg/kg） | 未检出 | 未检出 | 未检出 |
| 六价铬（mg/kg） | 53 | 59 | 61 |
5. 依据GB5237.5-2008对漆膜性能的检测，检测结果见表2。
表2
| 项目 | 标准要求 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 平均膜厚（μm） | ≥30 | 61.9 | 72.3 | 65.7 |
| 最小局部膜厚（μm） | ≥25 | 58.0 | 60.1 | 59.8 |
| 光泽（%） | 30±5 | 30.7 | 31.2 | 31.5 |
| 色差 | △E*ab≤1.5 | 0.44 | 0.52 | 0.47 |
| 漆膜硬度（H） | ≥1 | 4 | 4 | 4 |
| 干式附着力（级） | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 湿式附着力（级） | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 耐冲击性 | 受冲击的涂层允许有微小裂缝，但粘胶带上不允许粘落涂层 | 粘胶带上无粘落的涂层 | 粘胶带上无粘落的涂层 | 粘胶带上无粘落的涂层 |
| 耐盐酸 | 试验后涂层表面无气泡和其他明显变化 | 无气泡和其他明显变化 | 无气泡和其他明显变化 | 无气泡和其他明显变化 |
| 耐砂浆性 | 试验后涂层表面不应有脱落或其他明显变化 | 脱落或其他明显变化 | 脱落或其他明显变化 | 脱落或其他明显变化 |
| 耐溶剂型 | 试验后涂层表面无软化及其他明显变化 | 无软化及其他明显变化 | 无软化及其他明显变化 | 无软化及其他明显变化 |
| 耐洗涤剂性 | 试验后涂层表面无起泡、脱落或其他明显变化 | 无起泡、脱落或其他明显变化 | 无起泡、脱落或其他明显变化 | 无起泡、脱落或其他明显变化 |
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，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所要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种木纹转印水性漆，其特征在于其是由以重量百分比计的以下组分制备而成：
水性有机硅改性丙烯酸树脂：50-60%；
异氰酸脂固化剂：10-15 %；
丙二醇甲醚：6-8%；
正丁醇：7-8%；
异丁醇：7-8%；
附着力促进剂1-2%；
紫外线吸收剂1-2%；
流平剂1-2%；
增稠剂1-2%，
抗氧化剂1-2%；
消泡剂1-3%；
余下为去离子水。
2.根据权利要求1所述的木纹转印水性漆，其特征在于其是由以重量百分比计的以下组分制备而成：
水性有机硅改性丙烯酸树脂：55%；
异氰酸脂固化剂： 15 %；
丙二醇甲醚：7%；
正丁醇： 8%；
异丁醇： 8%；
附着力促进剂1%；
紫外线吸收剂1%；
流平剂2%；
增稠剂1%，
抗氧化剂2%；
消泡剂1%；
余下为去离子水。
3.一种铝合金木纹转印型材，其特征在于：其从底面至表面分别包括铝基材、硅烷聚合物保护层、底漆层、面漆层以及木纹转印膜；所述底漆层和面漆层均由权利要求1所述的木纹转印水性漆静电喷涂而成，具体制备方法如下：
1）基材前处理：对铝合金基材表面除油、水洗、晾干；
2）钝化：步骤1）之后在铝合金表面做钝化处理，形成一层硅烷聚合物保护层，并烘干；
3）静电喷涂底漆层：在硅烷聚合物保护层表面静电喷涂上述木纹转印水性漆，固化后形成底漆层；
4）静电喷涂面漆层：上述底漆层干燥之后，在底漆层上静电喷涂上述木纹转印水性漆，固化后形成面漆层；
5）木纹转印：获得铝合金木纹转印型材。
4.根据权利要求3所述的铝合金木纹转印型材，其特征在于：其还包括罩光漆层，所述罩光漆层位于表面漆层和木纹转印膜之间。
5.一种如权利要求3所述的铝合金木纹转印型材的制备方法，其特征在于其包括以下步骤：
1）基材前处理：对铝合金基材表面除油、水洗、晾干；
2）钝化：步骤1）之后在铝合金表面做钝化处理，形成一层硅烷聚合物保护层，并烘干；
3）静电喷涂底漆层：在硅烷聚合物保护层表面静电喷涂上述木纹转印水性漆，固化后形成底漆层；
4）静电喷涂面漆层：上述底漆层干燥之后，在底漆层上静电喷涂上述木纹转印水性漆，固化后形成面漆层；
5）木纹转印：获得铝合金木纹转印型材。
6.根据权利要求5所述的铝合金木纹转印型材的制备方法，其特征在于：步骤3）和步骤4）中，所述固化时通过热风或红外线烘烤固化，固化温度为160-180℃，固化时间为25-30分钟。
7.根据权利要求6所述的铝合金木纹转印型材的制备方法，其特征在于：步骤5）中，转印的温度为160-180℃，转印时间为25-30℃。
8.根据权利要求6或7所述的铝合金木纹转印型材的制备方法，其特征在于：所述步骤3）重复实施1-3次。
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