CN103360951A - 一种黑色水性耐高温漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水性耐高温漆及其制备方法。所述水性耐高温漆按重量分数含有以下组份：水5～20wt%，水性耐高温树脂25～60wt%，水性低分子环氧树脂5～20wt%，交联树脂1～10wt%，黑色颜料5～30wt%，纳米钙粉1～15wt%，滑石粉1～10wt%，云母粉1～10wt%及常规助剂。本发明所提供的水性漆具有优异的耐高温性、装饰性、附着力和防腐性优异。

Description

一种黑色水性耐高温漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种漆及其制备方法，尤其涉及一种黑色水性耐高温漆及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展，航空航天、汽车、军工、石油石化、冶金、电力、建筑等系统技术不断革新，用于烟囱烟道、高温蒸汽管道、热交换器、高温炉、高温脱硫设备、石油石化裂解装备、发动机部件、排气管、建筑、高温工具和高温设备的隔热保温越来越要求严格，于是对于金属材料的使用性能要求越来越高，不仅需要在更高的使用温度以及更为苛刻的腐蚀环境下作业，同时还要具有薄层、抗震动、抗疲劳、抗温度骤变以及耐冲刷等性能，传统的隔热保温材料已很难满足使用要求，随着工业技术的不断发展，耐高温保温隔热涂料应运而生。

凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性漆。水性漆具有诸多优点，例如以水作溶剂，可节省大量资源；水性涂料消除了施工时火灾危险性；降低了对大气污染；在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工；水性涂料对材质表面适应性好，涂层附着力强；水性涂料涂装工具可用水清洗，大大减少清洗溶剂的消耗等等。因此，在耐高温领域使用水性漆也是一个趋势。

例如CN101619197A公开了一种纳米水性耐高温金属烘烤涂料，所述纳米水性耐高温金属烘烤涂料由A、B组分配合组成，其各自的配方组成如下(按重量计％)：A组分：水性耐高温纳米树脂80-90，水性铝银浆或珠光颜料4-10，分散剂0.1-0.5，流平剂0.1-0.5，成膜助剂1-8，PH值调节剂，0.1-0.3纯净水，余量B组分：水性固化剂，其中A组分∶B组分＝3～4∶1，熟化0.5～2h后使用，干燥方式：在160℃下烘烤干燥20分钟。

CN101260269A公开了一种水性银粉漆，组份是：去离子水、水性丙烯酸乳液、无机包覆水性银浆、无毒高效防腐蚀颜料、三聚磷酸铝、磷酸锌、氧化锌、抗闪锈剂、表面活性剂、表面滑爽和抗划痕剂、PH值调节剂、醇脂12成膜助剂、消泡剂、增稠剂；(2)主要原料重量份是：去离子水38-40份、水性丙烯酸乳液40-42份、无机包覆水性银浆8-10份、无毒高效防腐蚀颜料0.4-0.5份、三聚磷酸铝0.6-0.7份、磷酸锌0.4份、氧化锌0.5份、抗闪锈剂2份、表面活性剂1.1-1.2份、表面滑爽和抗划痕剂0.5份、PH值调节剂0.8-0.9份、醇脂12成膜助剂1.8-2份、消泡剂0.5份、增稠剂0.9-1份。该发明提供的漆可涂刷在表面温度较高的层面上，如摩托车、汽车排气管、内燃机外壳、烧烤炉、电磁炉、热交换器、烟、烘箱内壁等高温金属零件上。

上述的水性漆的附着力及耐高温性能有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水性耐高温漆，本发明所提供的水性漆耐高温性、装饰性、附着力和防腐性优异。

本发明所提供的水性耐高温漆，按重量分数含有以下组份：水5～20wt%，例如为6wt%、9wt%、14wt%、18wt%等，水性耐高温树脂25～60wt%，例如为28wt%、33wt%、36wt%、40wt%、43wt%、48wt%、52wt%、55wt%、58wt%等，水性低分子环氧树脂5～20wt%，例如为6wt%、9wt%、14wt%、18wt%等，交联树脂1～10wt%，例如为3wt%、6wt%、9wt%等，黑色颜料5～30wt%，例如为6wt%、9wt%、14wt%、18wt%、22wt%、24wt%、28wt%等，纳米钙粉1～15wt%，例如为3wt%、6wt%、9wt%、14wt%等，滑石粉1～10wt%，例如为3wt%、5wt%、6wt%、8wt%、9wt%等，云母粉1～10wt%，例如为3wt%、5wt%、6wt%、8wt%、9wt%等及常规助剂。

作为优选技术方案，本发明所提供的水性耐高温漆，按重量分数含有以下组份：水10～20wt%，水性耐高温树脂30～50wt%，水性低分子环氧树脂5～15wt%，交联树脂1～5wt%，黑色颜料10～20wt%，纳米钙粉5～10wt%，滑石粉3～7wt%，云母粉3～7wt%及常规助剂。

作为优选技术方案，本发明所提供的水性耐高温漆，按重量分数含有以下组份：水11.9wt%，水性耐高温树脂40wt%，水性低分子环氧树脂10wt%，交联树脂5wt%，黑色颜料15wt%，纳米钙粉6wt%，滑石粉5wt%，云母粉5wt%及常规助剂。

涂料中的常规助剂是除了主要成膜物质、颜填料、溶剂之外，一种添加到涂料中去的成分，能使涂料或涂膜的某一特定性能起到明显改进作用的物质，在涂料配方中的用量很小，主要是多种无机化合物和有机化合物，包括高分子聚合物。常用的涂料助剂有湿润剂、分散剂、乳化剂、消泡剂、防沉剂、防结皮剂、防腐剂、冻融稳定剂、防流挂剂、流平剂、浮色发花防止剂、消泡剂、增稠剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、阻燃剂、抗静电剂、防霉剂等等。

作为优选技术方案，本发明所提供的水性耐高温漆，所述的常规助剂为分散剂、流平剂、防沉剂、消泡剂中的一种或至少两种以上的混合物。

分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂。可均一分散那些难于溶解于液体的无机，有机颜料的固体颗粒，同时也能防止固体颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的物质。涂料中添加分散剂可缩短分散时间，提高光泽，提高着色力和遮盖力，改善展色性和调色性，防止浮色发花，防止絮凝，防止沉降。分散剂一般分为无机分散剂和有机分散剂两大类。常用的无机分散剂有硅酸盐类(例如水玻璃)和碱金属磷酸盐类(例如三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠等)。有机分散剂包括三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯等。本发明优选使用六偏磷酸钠。

流平剂是一种常用的涂料助剂，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。流平剂种类很多，不同涂料所用的流平剂种类也不尽相同。常用的流平剂有聚丙烯酸类、醋丁纤维素等。本发明优选使用聚丙烯酸类。

防沉剂是一类涂料的流变控制剂，它使涂料具有触变性，黏度大大提高上一章讨论的增稠剂大部分能赋予涂料触变性。防沉剂在现代涂料中起着重要作用，对涂料的生产、贮存、涂装和涂膜性能产生重要影响。常用的流平剂包括有机膨润土、蓖麻油衍生物、气相二氧化硅、聚烯烃蜡（微粒）、改性氢化蓖麻油、改性聚脲的N一甲基吡咯烷酮溶液、聚酰胺蜡系列等。本发明优选使用气相二氧化硅。

消泡剂具有较低表面张力和较高表面活性、能抑制或消除液体中泡沫的物质。消泡剂的种类很多，有机硅氧烷、聚醚、硅和醚接枝、含胺、亚胺和酰胺类的，具有消泡速度更快，抑泡时间更长，适用介质范围更广，甚至苛刻介质环境如高温、强酸和强碱的特点。本发明优选使用有机硅氧烷。

作为优选技术方案，本发明所提供的水性耐高温漆，所述的分散剂重量分数为0.1～3wt%，例如为0.3wt%、0.6wt%、1.3wt%、1.8wt%、2.5wt%等，所述的流平剂重量分数为0.1～3wt%，例如为0.3wt%、0.6wt%、1.3wt%、1.8wt%、2.5wt%等，所述的防沉剂重量分数为0.2～5wt%，例如为0.3wt%、0.6wt%、1.3wt%、1.8wt%、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%等，所述的消泡剂重量分数为0.1～3wt%，例如为0.3wt%、0.6wt%、1.3wt%、1.8wt%、2.5wt%等。

优选地，所述的分散剂重量分数为0.3wt%，所述的流平剂重量分数为0.5wt%，所述的防沉剂重量分数为1wt%，所述的消泡剂重量分数为0.3wt%。

作为优选技术方案，本发明所提供的水性耐高温漆，所述的水性耐高温漆按重量分数含有以下组份：水5～20wt%，水性耐高温树脂25～60wt%，水性低分子环氧树脂5～20wt%，交联树脂1～10wt%，黑色颜料5～30wt%，纳米钙粉1～15wt%，滑石粉1～10wt%，云母粉1～10wt%，分散剂0.1～3wt%，流平剂0.1～3wt%，防沉剂0.2～5wt%，消泡剂0.1～3wt%。

作为优选技术方案，本发明所提供的水性耐高温漆，所述的水性耐高温漆按重量分数含有以下组份：水10～20wt%，水性耐高温树脂30～50wt%，水性低分子环氧树脂5～15wt%，交联树脂1～5wt%，黑色颜料10～20wt%，纳米钙粉5～10wt%，滑石粉3～7wt%，云母粉3～7wt%，分散剂0.1～3wt%，流平剂0.1～3wt%，防沉剂0.2～5wt%，消泡剂0.1～3wt%。

作为优选技术方案，本发明所提供的水性耐高温漆，所述的水性耐高温漆按重量分数含有以下组份：水11.9wt%，水性耐高温树脂40wt%，水性低分子环氧树脂10wt%，交联树脂5wt%，黑色颜料15wt%，纳米钙粉6wt%，滑石粉5wt%，云母粉5wt%，分散剂0.3wt%，流平剂0.5wt%，防沉剂1wt%，消泡剂0.3wt%。

作为优选技术方案，本发明所提供的水性耐高温漆，所述的水性耐高温树脂的耐高温温度为300-700℃，优选为400-600℃，进一步优选为常州嘉诺化工有限公司的9802R树脂；

优选地，所述的水性低分子环氧树脂为分子量在5000以下的环氧树脂，优选为上海绿嘉水性涂料有限公司GEM02；

优选地，所述的交联树脂为水性氨基树脂；

优选地，所述的黑色颜料为碳黑、锰铁黑、氧化铁黑、黑色素、铜铬黑中的1种或2种以上的混合物，优选为碳黑或铜铬黑或其混合物，进一步优选为铜铬黑；

优选地，所述的滑石粉为超细滑石粉。

本发明的水性涂料可以任选含有颜料。水性涂料组合物可以含有0-25wt％颜料，优选0.5-15wt％的颜料，和更优选1-10wt％的颜料，基于水性涂料组合物的重量。适合的颜料包括炭黑；二氧化钛；铁颜料如固体氧化铁；氧化锑颜料；钡颜料；钙颜料；锆颜料；铬颜料；镁颜料；铅颜料；硫化锌；锌钡白；酞菁蓝(phthalo blue)；酞菁绿(phthalo green)；金属颜料如铝；珠光颜料；乳光颜料；虹彩颜料；和塑料颜料如含有空隙和囊泡的固体珠粒和微球形颜料。

本发明的目的之一还在于提供一种所述的水性耐高温漆的制备方法，包括如下步骤：先将除水、流平剂和消泡剂之外的材料依次投入，进行预分散10min以上，优选30min，然后研磨，至细度小于40μm后加入流平剂和消泡剂，最后用水调节粘度。

本发明水性耐高温漆具有的有益效果：与传统的油性高温漆相比较，大大改善了工人施工环境，无毒，且干燥时间与油性漆一样；不燃不爆，适于安全生产；具有优异的装饰性、防腐性；极佳的附着力；用水替代有机溶剂，解决了传统产品对环境及施工人员的危害，符合环保要求；耐高温性能优于溶剂型耐高温漆；成本低于溶剂型耐高温漆。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比。

实施例1

按重量分数含有以下组份：水5wt%，9802R树脂（常州嘉诺化工有限公司）50wt%，GEM02（上海绿嘉水性涂料有限公司）5wt%，水性氨基树脂1wt%，铜铬黑（上海言颂实业有限公司）18wt%，纳米钙粉11wt%，滑石粉1wt%，云母粉8wt%及常规助剂。

实施例2

按重量分数含有以下组份：水15wt%，水性耐500℃环氧树脂25wt%，分子量3000的环氧树脂19wt%，水性氨基树脂10wt%，锰铁黑5wt%，纳米钙粉1wt%，滑石粉10wt%，云母粉1wt%，分散剂3wt%，流平剂3wt%，防沉剂5wt%，消泡剂3wt%。

实施例3

按重量分数含有以下组份：水8wt%，水性耐400℃环氧树脂47wt%，分子量4000的环氧树脂5wt%，水性氨基树脂1wt%，碳黑18wt%，纳米钙粉10wt%，滑石粉6wt%，云母粉2.9wt%，分散剂0.3wt%，流平剂0.5wt%，防沉剂1wt%，消泡剂0.3wt%。

实施例4

按重量分数含有以下组份：水20wt%，水性耐700℃酚醛树脂31wt%，分子量4500的环氧树脂15wt%，水性氨基树脂5wt%，氧化铁黑11wt%，纳米钙粉5.9wt%，滑石粉3wt%，云母粉7wt%，分散剂0.3wt%，流平剂0.5wt%，防沉剂1wt%，消泡剂0.3wt%。

实施例5

按重量分数含有以下组份：水11.9wt%，9802R树脂（常州嘉诺化工有限公司）40wt%，GEM02（上海绿嘉水性涂料有限公司）10wt%，水性氨基树脂5wt%，铜铬黑（上海言颂实业有限公司）15wt%，纳米钙粉6wt%，滑石粉5wt%，云母粉5wt%，分散剂0.3wt%，流平剂0.5wt%，防沉剂1wt%，消泡剂0.3wt%。

性能检测：将实施例1-5按本发明提供的方法制得的水性漆进行性能检测，所得结果见表1。

表1

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种水性耐高温漆，其特征在于，按重量分数含有以下组份：水5～20wt%，水性耐高温树脂25～60wt%，水性低分子环氧树脂5～20wt%，交联树脂1～10wt%，黑色颜料5～30wt%，纳米钙粉1～15wt%，滑石粉1～10wt%，云母粉1～10wt%及常规助剂。

2.根据权利要求1所述的水性耐高温漆，其特征在于，按重量分数含有以下组份：水10～20wt%，水性耐高温树脂30～50wt%，水性低分子环氧树脂5～15wt%，交联树脂1～5wt%，黑色颜料10～20wt%，纳米钙粉5～10wt%，滑石粉3～7wt%，云母粉3～7wt%及常规助剂。

3.根据权利要求1所述的水性耐高温漆，其特征在于，按重量分数含有以下组份：水11.9wt%，水性耐高温树脂40wt%，水性低分子环氧树脂10wt%，交联树脂5wt%，黑色颜料15wt%，纳米钙粉6wt%，滑石粉5wt%，云母粉5wt%及常规助剂。

4.根据权利要求1-3任一项所述的水性耐高温漆，其特征在于，所述的常规助剂为分散剂、流平剂、防沉剂、消泡剂中的一种或至少两种以上的混合物。

5.根据权利要求4所述的水性耐高温漆，其特征在于，所述的分散剂重量分数为0.1～3wt%，所述的流平剂重量分数为0.1～3wt%，所述的防沉剂重量分数为0.2～5wt%，所述的消泡剂重量分数为0.1～3wt%；

优选地，所述的分散剂重量分数为0.3wt%，所述的流平剂重量分数为0.5wt%，所述的防沉剂重量分数为1wt%，所述的消泡剂重量分数为0.3wt%。

6.根据权利要求1所述的水性耐高温漆，其特征在于，所述的水性耐高温漆按重量分数含有以下组份：水5～20wt%，水性耐高温树脂25～60wt%，水性低分子环氧树脂5～20wt%，交联树脂1～10wt%，黑色颜料5～30wt%，纳米钙粉1～15wt%，滑石粉1～10wt%，云母粉1～10wt%，分散剂0.1～3wt%，流平剂0.1～3wt%，防沉剂0.2～5wt%，消泡剂0.1～3wt%。

7.根据权利要求1所述的水性耐高温漆，其特征在于，所述的水性耐高温漆按重量分数含有以下组份：水10～20wt%，水性耐高温树脂30～50wt%，水性低分子环氧树脂5～15wt%，交联树脂1～5wt%，黑色颜料10～20wt%，纳米钙粉5～10wt%，滑石粉3～7wt%，云母粉3～7wt%，分散剂0.1～3wt%，流平剂0.1～3wt%，防沉剂0.2～5wt%，消泡剂0.1～3wt%。

8.根据权利要求1所述的水性耐高温漆，其特征在于，所述的水性耐高温漆按重量分数含有以下组份：水11.9wt%，水性耐高温树脂40wt%，水性低分子环氧树脂10wt%，交联树脂5wt%，黑色颜料15wt%，纳米钙粉6wt%，滑石粉5wt%，云母粉5wt%，分散剂0.3wt%，流平剂0.5wt%，防沉剂1wt%，消泡剂0.3wt%。

9.根据权利要求1-8任一项所述的水性耐高温漆，其特征在于，所述的水性耐高温树脂的耐高温温度为300-700℃，优选为400-600℃，进一步优选为常州嘉诺化工有限公司的9802R树脂；

优选地，所述的水性低分子环氧树脂为分子量在5000以下的环氧树脂，优选为上海绿嘉水性涂料有限公司GEM02；

优选地，所述的交联树脂为水性氨基树脂；

优选地，所述的黑色颜料为碳黑、锰铁黑、氧化铁黑、黑色素、铜铬黑中的1种或2种以上的混合物，优选为碳黑或铜铬黑或其混合物，进一步优选为铜铬黑；

优选地，所述的滑石粉为超细滑石粉。

10.权利要求1-9任一项所述水性耐高温漆的制备方法，包括如下步骤：先将除水、流平剂和消泡剂之外的材料依次投入，进行预分散10min以上，优选30min，然后研磨，至细度小于40μm后加入流平剂和消泡剂，最后用水调节粘度。