CN103602183A - 一种镀锌板用快速固化耐压痕水性涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镀锌板用快速固化耐压痕水性涂料，按重量百分比计，其原料配方包括以下成份：水性树脂30-45%、分散剂1-3%、颜料填料20-35%、润湿流平剂0.3-1%、触变剂0.5-1%、消泡剂0.3-1%、防闪蚀剂0.1-0.8%、成膜助剂1-3%、PH调节剂0.1-0.5%、去离子水10-40%。本发明还公开了该水性涂料的制备方法。本发明的漆膜可快速固化，安全节能环保，施工简便，满足流水线快速生产要求，所得镀锌板的性能优异，其各项性能指标均达到镀锌板涂装的行业标准。

Description

一种镀锌板用快速固化耐压痕水性涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水性涂料，尤其是涉及一种镀锌板用快速固化耐压痕水性涂料。本发明还涉及该涂料的制备方法。

背景技术

镀锌是一种经常采用的经济而有效的钢板防腐方法，全世界锌产量的一半左右均用于此种工艺。为防止钢板表面遭受腐蚀延长其使用寿命，在钢板表面涂以一层金属锌，其表面的金属锌可以起到一定的防腐蚀作用。但是，普通镀锌板表面镀锌层很薄仅有40g/m ² 左右，在比较严重的工业腐蚀环境中很快就会被腐蚀破坏。为此，镀锌板表面往往需要进行涂装以达到防腐性能提高以及装饰效果。锌是活泼金属，易与普通涂料中的基料发生皂化反应生成锌皂，破坏锌面与涂层的结合力，导至涂膜附着不牢固，限制了很多涂料在镀锌板上的应用。目前，大多数场合采用以下几种涂料对镀锌板进行涂装：

a.选择附着力强且具有钝化、缓蚀和屏蔽作用的涂料， 比如双组份环氧磷酸锌涂料。

b.选择附着力强且具有钝化、缓蚀和屏蔽作用的涂料做底层，选择耐腐、耐候和装饰性好的涂料做面漆。一般是双组份环氧磷酸锌底漆+双组份聚氨酯面漆或者丙烯酸面漆。

c.选择氨基烤漆，此类产品需要130-160℃烘烤固化

d.选择潮气固化聚氨酯涂料，此类涂料中聚脲/聚氨酯预聚树脂为主要成膜物质，通过与空气中的潮气发生反应而固化。

上述常见的镀锌板专用涂料存在几个问题：施工不方便，耗能大，对施工环境要求严，而且皆为溶剂型涂料，VOC的排放不利于产品绿色环保发展要求。因此，开发一种能够满足镀锌板附着且具备一定防腐蚀能力的水性低温快速固化涂料对于镀锌板涂装行业无疑是倍受欢迎的。但是，水性涂料由于挥发潜热大，短时间低温烘烤会有高沸点成膜助剂残留，如果流水线快速生产，强制风冷后即行包装，遇到码垛层压的情形，未交联固化完全的涂膜则会由于受压形成压痕，影响美观。目前，只有交联固化完全的水性高温烤漆能够达到流水生产线喷涂产品下线即时包装码垛而不留压痕的要求。但是，镀锌板材体积较大，若高温烘烤，能源费用大，而且在组装套件的场合高温可能会导致套件熔化、变形，造成次品。水性双组份体系虽然可以在低温下交联，但是反应速度缓慢，而且使用不便，成本偏高，很难适应现有的快速生产线要求。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种镀锌板用快速固化耐压痕水性涂料，该水性涂料环氧改性丙烯酸树脂为主要基料，漆膜可快速固化，安全节能环保，施工简便，满足流水线快速生产要求，所得镀锌板的性能优异，其各项性能指标均达到镀锌板涂装的行业标准。

本发明目的之二是提供上述水性涂料的制备方法。

本发明的第一个目的是通过以下技术措施来实现的：一种镀锌板用快速固化耐压痕水性涂料，包括以下重量份的组分：

水性树脂                       30~45%

分散剂                         1~3%

颜料填料                       20~35%

润湿流平剂                     0.3~1%

触变剂                         0.5~1%

消泡剂                         0.3~1%

防闪蚀剂                       0.1~0.8%

成膜助剂                       1~3%

PH调节剂                      0.1-0.5%

去离子水                       10~40%。

本发明所述的水性树脂为自交联丙烯酸乳液，采用水性丙烯酸乳液、水性环氧改性丙烯酸乳液和水性聚氨酯丙烯酸酯中的一种或两种以上的混合。如拜耳化工2593-1、拜耳化工B130 、拜耳化工F245、罗门哈斯HG-54C 1100、欧宝迪化工PU71、欧宝迪化工PU77、BASF1532、BASF 537、烟台万华0602、烟台万华0612等。

本发明所述分散剂为聚羧酸盐类分散剂、高分子型分散剂、非离子型分散剂和磷酸酯类分散剂中的一种或两种以上的混合；其中，所述聚羧酸盐类分散剂可选用Orotan 731A、Orotan165A；CA-2500、SAMASO 5063、SAMASO 5045等相应产品；所述高分子型分散剂可选Dispersogen DIP、Dispersogen FSE、Solsperse 27000、EFKA-4550、EFKA-4585、BYK-190等相应产品；所述高分子非离子型分散剂可选Dispersogen PSL-100、Dispersogen PTS、Dispersogen 2774等相应产品；所述磷酸酯类分散剂可选Lutensit? A-EP、Hostaphat 1306、Dispersogen LFH等相应产品。

本发明所述颜料填料为云母氧化铁红、钛白粉、碳黑、湿云母粉、沉淀硫酸钡、滑石粉、硅灰石、陶瓷微珠和玻璃粉中的一种或两种以上的混合。其中，硅灰石可选NYAD 1250、10ES WOLLASTOCOAT、10AS WOLLASTOCOAT等相应产品；陶瓷微珠可选Zeeosphere400；玻璃粉可选龙森VX-S或者NEG XL-801。

本发明所述润湿流平剂为有机硅类润湿剂、炔二醇类润湿剂、丙烯酸类润湿剂和氟类润湿剂中的一种或两种以上的混合；其中，所述有机硅类润湿剂可选用EFKA-3580、TEGO-270、TWIN-4100、SN 1208、BYK-333、VXW-6503等相应产品；所述炔二醇类润湿剂可选用EnviroGem AD-01、surfynol 104、GS-4035、GS-850、GS-830等相应产品；所述丙烯酸类润湿剂可选用BYK-348、EFKA-3772等相应产品；所述氟类润湿剂可选用Zonyl?FSO、FS-331B 等相应产品。

本发明所述触变剂是指疏水改性聚氨酯增稠剂、疏水改性碱溶胀增稠剂和聚脲改性增稠剂中的一种或两种以上的混合。其中，所述疏水改性聚氨酯增稠剂可选用Borchi? Gel 0620、PS-166、U604、U605、U902等相应产品；所述疏水改性碱溶胀增稠剂可选用HV30、LO30、RM 8W、RM2020等相应产品；所述聚脲改性增稠剂可选用BYK-420、BYK-425等相应产品。

本发明所述消泡剂为BYK024、BYK011、BYK022、TEGO825、TEGO810、EFKA-2580中的一种或两种以上的混合。

本发明所述防闪蚀剂为延缓金属锈蚀的溶液，如：Raybo60、SER-ADFA-179、Drewgard 794SA、Synthro-cor CE660B、ZT-707和AMP-95中的一种或两种以上的混合；

本发明所述成膜助剂可选用帮助涂膜成膜的助剂，如TEXANOL、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚等相应产品。

本发明所述PH调节剂可选用调整溶液PH值的助剂，如DMAE 、AMP-95等相应产品。

本发明的第二个目的是通过以下技术措施来实现的：一种镀锌板用快速固化耐压痕水性涂料及其制备方法，其包括以下步骤：

(1) 将部分去离子水加入搅拌槽中，边搅拌边加入分散剂，然后加入1/3消泡剂，加入全部的颜料填料，分散20分钟，转移至砂磨机研磨至细度小于15微米。

(2) 往步骤(1)中研磨细后的色浆中，加入水性树脂、其余助剂和剩余的去离子水，搅拌均匀，用PH调节剂调整PH值为7.5-8.5，静置20-30分钟后，用250-350目筛网过滤包装。

所述的步骤(1)物料分散的转速为2000-3000rpm/min，温度控制在45℃以下。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

⑴ 本发明提供的涂料为一种单组份水性涂料，低温烘烤或者室温自干即可达到干燥目的，不仅很大程度上节约了能源的使用，而且施工适应性强，能够适用于现有油性涂装生产线的施工工艺，施工简单，可较快实现大规模生产。

⑵ 本发明采用自交联丙烯酸乳液作为基料，通过提高交联密度以及降低涂膜表面摩擦系数，满足流水线快速生产即时包装的要求，同时在层压码垛后不留印痕。

⑶ 本发明提供的涂料属于一种环保型水性涂料，以水性树脂为主要成膜物质，与同类溶剂型相比，该涂料以水为稀释剂，仅含少量有机溶剂；同时采用无毒环保型防锈颜料取代传统的铅铬等颜料，无毒环保，满足企业安全生产的需求。

具体实施方式

下面列举一部分具体实施例对本发明进行说明，有必要在此指出的是以下具体实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表对本发明保护范围的限制。其他人根据本发明做出的一些非本质的修改和调整仍属于本发明的保护范围。

实施例1~4的水性涂料的组成参见表一，制备方法如下：将1/3的去离子水加入搅拌槽中，边搅拌边加入分散剂，然后加入1/3消泡剂，加入全部的颜料填料，最后高速分散20分钟，转移至砂磨机研磨至细度小于15微米。

(2) 往步骤(1)中研磨细后的色浆中，加入水性树脂、润湿流平剂、触变剂、防闪蚀剂、成膜助剂、剩余的消泡剂和去离子水，搅拌均匀，加入pH调节剂调整pH为值7.5-8.5，静置20-30分钟后，用250-350目筛网过滤包装。

所述的步骤(1)物料高速分散的转速是指2000-3000rpm/min，温度控制在45℃以下。

其中，水性树脂为自交联丙烯酸乳液，采用水性丙烯酸乳液、水性环氧改性丙烯酸乳液、水性聚氨酯丙烯酸酯中的一种或它们的混合物。如拜耳化工2593-1、拜耳化工B130 、拜耳化工F245、罗门哈斯HG-54C 1100、欧宝迪化工PU71、欧宝迪化工PU77、BASF1532、BASF 537、烟台万华0602、烟台万华0612等。

分散剂为聚羧酸盐类分散剂、高分子型分散剂、非离子型分散剂和磷酸酯类分散剂中的一种或它们的混合物；其中，聚羧酸盐类分散剂可选用Orotan 731A、Orotan165A；CA-2500、SAMASO 5063、SAMASO 5045等相应产品；高分子型分散剂可选Dispersogen DIP、Dispersogen FSE、Solsperse 27000、EFKA-4550、EFKA-4585、BYK-190等相应产品；高分子非离子型分散剂可选Dispersogen PSL-100、Dispersogen PTS、Dispersogen 2774等相应产品；磷酸酯类分散剂可选Lutensit? A-EP、Hostaphat 1306、Dispersogen LFH等相应产品。

颜料填料为云母氧化铁红、钛白粉、碳黑、湿云母粉、沉淀硫酸钡、滑石粉、硅灰石、陶瓷微珠、玻璃粉中的一种或它们的混合物。其中，硅灰石可选NYAD 1250、10ES WOLLASTOCOAT、10AS WOLLASTOCOAT等相应产品；陶瓷微珠可选Zeeosphere400；玻璃粉可选龙森VX-S或者NEG XL-801。

润湿流平剂为有机硅类润湿剂、炔二醇类润湿剂、丙烯酸类润湿剂和氟类润湿剂中的一种或它们的混合物。有机硅类润湿剂可选用EFKA-3580、TEGO-270、TWIN-4100、SN 1208、BYK-333、VXW-6503等相应产品。炔二醇类润湿剂可选用EnviroGem AD-01、surfynol 104、GS-4035、GS-850、GS-830等相应产品。丙烯酸类润湿剂可选用BYK-348、EFKA-3772等相应产品。氟类润湿剂可选用Zonyl?FSO、FS-331B 等相应产品。

触变剂是指疏水改性聚氨酯增稠剂、疏水改性碱溶胀增稠剂和聚脲改性增稠剂中的一种或它们的混合物。其中，疏水改性聚氨酯增稠剂可选用Borchi? Gel 0620、PS-166、U604、U605、U902等相应产品。疏水改性碱溶胀增稠剂可选用HV30、LO30、RM 8W、RM2020等相应产品。聚脲改性增稠剂可选用BYK-420、BYK-425等相应产品。

消泡剂为BYK024、BYK011、BYK022、TEGO825、TEGO810、EFKA-2580中的一种或它们的混合物。

防闪蚀剂为延缓金属锈蚀的溶液，如：Raybo60、SER-ADFA-179、Drewgard 794SA、Synthro-cor CE660B、ZT-707、AMP-95中的一种或它们的混合物；

成膜助剂可选用帮助涂膜成膜的助剂，如TEXANOL、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚等相应产品。

PH调节剂可选用调整溶液PH值的助剂，如DMAE 、AMP-95等相应产品。

将上述实施例1~4的水性涂料用去离子水稀释后喷涂于镀锌板上，然后烘烤75℃×15min，效果参见表二：

Claims (9)

1.一种镀锌板用快速固化耐压痕水性涂料，其特征是，包括以下重量份的组分：

水性树脂                       30-45%

分散剂                         1-3%

颜料填料                       20-35%

润湿流平剂                     0.3-1%

触变剂                         0.5-1%

消泡剂                         0.3-1%

防闪蚀剂                       0.1-0.8%

成膜助剂                       1-3%

PH调节剂                      0.1-0.5%

去离子水                       10-40%。

2.根据权利要求1所述的一种镀锌板用快速固化耐压痕水性涂料，其特征是，所述的水性树脂为水性丙烯酸乳液、水性环氧改性丙烯酸乳液和水性聚氨酯丙烯酸酯中的一种或两种以上的混合。

3.根据权利要求1所述的一种镀锌板用快速固化耐压痕水性涂料，其特征是，所述的分散剂为聚羧酸盐类分散剂、高分子型分散剂、非离子型分散剂和磷酸酯类分散剂中的一种或两种以上的混合。

4.根据权利要求1所述的一种镀锌板用快速固化耐压痕水性涂料，其特征是，所述的颜料填料为云母氧化铁红、钛白粉、碳黑、湿云母粉、沉淀硫酸钡、滑石粉、硅灰石、陶瓷微珠和玻璃粉中的一种或两种以上的混合。

5.根据权利要求1所述的一种镀锌板用快速固化耐压痕水性涂料，其特征是，所述的润湿流平剂为炔二醇类润湿剂、有机硅类润湿剂、丙烯酸类润湿剂和氟类润湿剂中的一种或两种以上的混合。

6.根据权利要求1所述的一种镀锌板用快速固化耐压痕水性涂料，其特征是，所述的触变剂为疏水改性聚氨酯增稠剂、疏水改性碱溶胀增稠剂和聚脲改性增稠剂中的一种或两种以上的混合。

7.根据权利要求1所述的镀锌板用快速固化耐压痕水性涂料，其特征是，本发明所述的成膜助剂为TEXANOL、丙二醇甲醚和二丙二醇甲醚中的一种或两种以上的混合。

8.权利要求1至7任一项所述的镀锌板用快速固化耐压痕水性涂料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

(1) 将部分去离子水加入搅拌槽中，边搅拌边加入分散剂，然后加入1/3消泡剂，加入全部的颜料填料，分散20分钟，转移至砂磨机研磨至细度小于15微米；

 (2) 往步骤(1)中研磨细后的色浆中，加入水性树脂、其余助剂和剩余的去离子水，搅拌均匀，用PH调节剂调整PH值为7.5-8.5，静置20-30分钟后，用250-350目筛网过滤包装。

9.根据权利要求8所述的镀锌板用快速固化耐压痕水性涂料的制备方法，其特征是，所述的步骤(1)物料分散的转速是指2000-3000rpm/min，温度控制在45℃以下。