CN103965715B - 一种水性玻璃涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水性玻璃涂料，属于涂料技术领域。本发明提出一种水性玻璃涂料，以质量百分比计，由如下组分组成：丙烯酸树脂30%～40%，环氧聚氨酯合成树脂25%～35%，偶联剂1%～3%，氨基树脂10%～20%，润湿剂0.1%～0.3%，流平剂1%～2%，增稠剂0.5%～2%，消泡剂0.2%～0.8%，固化剂8%～12%，其余为去离子水。本发明提出的水性玻璃涂料缩短了烘烤时间，提高了生产效率，在超高的附着力、耐水、耐醇的前提下，凸出了其超耐磨和高硬度，填补了国内水性玻璃涂料在特殊领域的空白。

Description

一种水性玻璃涂料

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别是涉及一种水性玻璃涂料。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，对美的追求也更加强烈，彩色的玻璃涂料以其特有的艳丽多彩的装饰效果满足了市场的需求，玻璃涂料具有良好的附着力，可以涂覆在酒瓶、香水瓶、灯饰玻璃、艺术玻璃等日用玻璃制品的表面上，使其变得绚丽多彩。虽然现有的玻璃涂料在一定程度上能够满足人们的需求，但是其仍然存在着如下的缺点：

1、现在市场上销售的玻璃涂料多为油性涂料，其成膜物质主要来自石化产品，且其溶剂也多采用有机溶剂，常常含有甲醛、游离TDI及二甲苯等有毒物质，这些物质在玻璃涂料生产过程和使用过程中不断散发出来，不但造成环境污染，而且损坏人体健康；

2、油性玻璃涂料，固化后，耐受性能差，外观木讷；

3、现有的大部分玻璃涂料，包括已有的非油性玻璃涂料，普遍存在着韧性和耐磨性差的问题。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提出一种水性玻璃涂料来解决现有涂料存在的问题，该发明提出的水性玻璃涂料具有高的耐磨、高硬度性能，同时提高了生产效率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种水性玻璃涂料，以质量百分比计，由如下组分组成：

丙烯酸树脂30%～40%，

环氧聚氨酯合成树脂25%～35%，

偶联剂1%～3%，

氨基树脂10%～20%，

润湿剂0.1%～0.3%，

流平剂1%～2%，

增稠剂0.5%～2%，

消泡剂0.2%～0.8%，

固化剂8%～12%，

其余为去离子水。

优选地，所述各组分重量配比为：

丙烯酸树脂32%～38%，

环氧聚氨酯合成树脂28%～32%，

偶联剂1%～3%，

氨基树脂13%～17%，

润湿剂0.1%～0.3%，

流平剂1%～1.5%，

增稠剂0.5%～1.5%，

消泡剂0.4%～0.6%，

固化剂9%～11%，

其余为去离子水。

优选地，所述各组分重量配比为：

丙烯酸树脂35%，

环氧聚氨酯合成树脂30%，

偶联剂2%，

氨基树脂15%，

润湿剂0.2%，

流平剂1.2%，

增稠剂1%，

消泡剂0.5%，

固化剂10%，

去离子水5.1%。

优选地，所述丙烯酸树脂为水性丙烯酸树脂。

优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

进一步的，所述硅烷偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷。

优选地，所述润湿剂为烷芳基聚醚醇。

优选地，所述增稠剂为聚氨酯缔合型。

优选地，所述消泡剂为硅酮改性合成物。

优选地，所述固化剂为异氰酸酯类。

本发明的有益效果是：

1、采用自主研发的特殊水性丙烯酸树脂配合水性环氧聚氨酯合成树脂、水性氨基、水性封闭型固化剂、大大缩短了烘烤时间，提高了生产效率，在超高的附着力、耐水、耐醇的前提下，凸出了其超耐磨和高硬度，填补了国内水性玻璃涂料在特殊领域的空白；

2、符合欧盟玩具安全标准EN71Part3的要求，是最新的高性能绿色环保工艺漆。

具体实施方式

本发明所述的实例是对本发明的说明而不能限制本发明，在与本发明相当的含义和范围内的任何改变和调整，都应认为是在本发明的范围内。

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种水性玻璃涂料的制备方法，具体操作步骤为：将配方中的组分丙烯酸树脂、环氧聚氨酯合成树脂、偶联剂、氨基树脂依次加入反应容器中混合，用搅拌机以搅拌速度1200r/min的速度搅拌分散20min后，在分散后的混合组分内依次加入润湿剂、流平剂、增稠剂、消泡剂，以搅拌速度为800r/min的速度搅拌分散15min，随后再加入固化剂和去离子水，以搅拌速度为300r/min的速度搅拌分散5min，即可得到成品水性玻璃涂料。本发明中组分均采用现有产品，可以是本发明中列出来的产品型号，但并不局限于本发明中的产品型号。

在本发明中丙烯酸树脂为水性丙烯酸树脂，其通过内乳化剂二羟甲基丙酸（DMPA）异氰酸酯与丙烯酸多元醇反应而成。其具体操作步骤为：在装有电动搅拌的烧瓶中，依次加入二羟甲基丙酸异氰酸酯与丙烯酸多元醇在80℃搅拌反应2小时而得到水性丙烯酸树脂，以水性丙烯酸树脂为基体合成的涂料为无毒、绿色环保的涂料。本实施例中水性丙烯酸树脂的质量百分比为30%。

在本发明中环氧聚氨酯合成树脂为水性环氧聚氨酯合成树脂，其有优异的附着力，在玻璃、金属基材上表现更佳；安全环保，极低的VOC含量，不含有机锡类；制成的涂料具有优异的耐水、耐溶剂性能。在本实施例中环氧聚氨酯合成树脂的质量百分比为25%。

按偶联剂的化学结构及组成分为有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类和铝酸化合物四大类，在本发明中应用的是硅烷类偶联剂，其在整个涂料合成过程中起增粘剂的作用，可提高涂料的粘接强度、耐水、耐气候性能；硅烷偶联剂作为增粘剂的作用原理在于它本身有两种基团；一种基团可以和被粘的骨架材料结合；而另一种基团则可以与高分子材料或粘接剂结合，从而在粘接界面形成强力较高的化学键，大大改善了粘接强度。常用的硅烷偶联剂有KH560γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和KH550γ―氨丙基三乙氧基硅烷，在本实施例中硅烷偶联剂优选为KH550γ―氨丙基三乙氧基硅烷，其质量百分比为1%。

在本发明中氨基树脂为水性氨基树脂，其在整个涂料合成过程中起交联剂的作用，可提高涂料的保色性、硬度、耐药品性、耐水及耐侯性。在本实施例中水性氨基树脂的质量百分比为10%。

在本发明中润湿剂的作用是有效降低体系表面张力，改善对基材的润湿性，并促进消泡剂和体系的相容性。由于润湿剂的自身活性，降低体系表面张力的同时也会有稳泡的作用。常用的润湿剂有聚醚硅氧烷共聚物和改性聚硅氧烷，本发明中优选润湿剂为烷芳基聚醚醇，在本实施例中优选烷芳基聚醚醇润湿剂为陶氏化学的X-405，其质量百分比为0.1%。

在本发明中流平剂的作用是促使水性玻璃涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，使涂膜具有较高的丰满度和较好的光泽度。常用的流平剂有德国tego公司的tego450和德国毕克公司生产的BYK333，在本实施例中优选流平剂为德国毕克公司生产的BYK333，其质量百分比为1%。

在本发明中增稠剂的作用是通过提高体系的粘度，使体系在生产、运输、储存、施工过程中能保持稳定合适的粘度，一般增稠剂都有非常高的分子量，它们在水溶液中分子链伸展而使体系粘度增高。常用的增稠剂有丙烯酸类增稠剂、聚羧酸盐类增稠剂和聚氨酯增稠剂，在本发明中优选增稠剂为聚氨酯增稠剂，本实施例中优选聚氨酯型增稠剂为美国罗门哈斯RM-8W，其质量百分比为0.5%。

在本发明中消泡剂的作用是在溶液表面铺展时会带走邻近表面的一层溶液，使液膜局部变薄，于是液膜破裂，泡沫破坏。在一般情况下，消泡剂在溶液表面铺展越快，则使液膜变的越薄，迅速达到临界厚度，泡沫破坏加快，消泡作用加强。一般能在表面铺展、起消泡作用的液体，其表面张力较低，易于吸附于溶液表面，使溶液表面局部表面张力降低（即表面压增高），发生不均衡现象，于是铺展即自此局部发生，同时会带走表面下一层邻近液体，致使液膜变薄，从而气泡膜破坏。常用的消泡剂有硅酮改性型或硅醚混合型，在本发明中优选硅酮改性化合物，本实施例中优选硅酮改性化合物消泡剂为台湾中亚XNZ，其质量百分比为0.2%。

在本发明中所述固化剂为水性封闭型固化剂，其在整个涂料合成过程中起内交联剂的作用，通过固化交联显著改善水性树脂漆膜的耐水、耐化学品、耐磨、附着力、力学机械等性能。在本发明中优选固化剂为异氰酸酯，本实施例中优选固化剂为德国拜耳公司生产的BLXP2706，其质量百分比为8%。

在本发明中去离子水起溶剂的作用，其质量百分比为24.2%。

实施例2

与实施例1相同，不同之处在于：

丙烯酸树脂、环氧聚氨酯合成树脂、偶联剂、氨基树脂、润湿剂、流平剂、增稠剂、消泡剂、固化剂、去离子水的质量百分比分别为：32%、28%、1%、13%、0.1%、1%、0.5%、0.4%、9%、15%。

实施例3

与实施例1相同，不同之处在于：

丙烯酸树脂、环氧聚氨酯合成树脂、偶联剂、氨基树脂、润湿剂、流平剂、增稠剂、消泡剂、固化剂、去离子水的质量百分比分别为：35%、30%、2%、15%、0.2%、1.2%、1%、0.5%、10%、5.1%。

实施例4

与实施例1相同，不同之处在于：

丙烯酸树脂、环氧聚氨酯合成树脂、偶联剂、氨基树脂、润湿剂、流平剂、增稠剂、消泡剂、固化剂、去离子水的质量百分比分别为：32%、32%、1%、13%、0.3%、1%、1%、0.5%、9%、10.2%。

实施例5

与实施例1相同，不同之处在于：

丙烯酸树脂、环氧聚氨酯合成树脂、偶联剂、氨基树脂、润湿剂、流平剂、增稠剂、消泡剂、固化剂、去离子水的质量百分比分别为：38%、28%、2%、15%、0.3%、1%、1%、0.5%、9%、5.2%。

实施例6

与实施例1相同，不同之处在于：

丙烯酸树脂、环氧聚氨酯合成树脂、偶联剂、氨基树脂、润湿剂、流平剂、增稠剂、消泡剂、固化剂、去离子水的质量百分比分别为：40%、25%、2%、15%、0.2%、1.2%、1%、0.5%、10%、5.1%。

实施例7

与实施例1相同，不同之处在于：

丙烯酸树脂、环氧聚氨酯合成树脂、偶联剂、氨基树脂、润湿剂、流平剂、增稠剂、消泡剂、固化剂、去离子水的质量百分比分别为：30%、35%、2%、15%、0.2%、1.2%、1%、0.5%、10%、5.1%。

实施例8

对实施例1～7制备得到的水性玻璃涂料做性能测试，将实施例1～7制备得到的水性玻璃涂料搅拌均匀，分别涂抹到光滑洁净的玻璃板上，待其自然凝固，测试标准及测试结果见表1，其中实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7分别记为编号1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#。

表1

由表1可以看出，编号3#即实施例3制备的水性玻璃涂料的性能最佳，6#和7#的性能较好，实施例3为最佳实施例，所制得水性玻璃涂料大大缩短了烘烤时间，提高了生产效率。

对实施例3制备得到的水性木器涂料和市售的水性木器涂料做性能测试比较，其中实施例3制备得到的水性木器涂料和市售水性木器涂料分别编号为1#和2#，具体测试结果详见表2。

表2

由表1和表2可以看出，实施例3所制得水性玻璃涂料大大缩短了烘烤时间，提高了生产效率，并且其性能优异；在超高的附着力、耐水、耐醇的前提下，凸出了其超耐磨和高硬度，填补了国内水性玻璃涂料在特殊领域的空白，同时其符合欧盟玩具安全标准EN71Part3的要求，是最新的高性能绿色环保工艺漆。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水性玻璃涂料，其特征在于，以质量百分比计，由如下组分组成：

丙烯酸树脂 30％～40％，

环氧聚氨酯合成树脂 25％～35％，

偶联剂 1％～3％，

氨基树脂 10％～20％，

润湿剂 0.1％～0.3％，

流平剂 1％～2％，

增稠剂 0.5％～2％，

消泡剂 0.2％～0.8％，

固化剂 8％～12％，

其余为去离子水；

所述丙烯酸树脂为水性丙烯酸树脂，其通过内乳化剂二羟甲基丙酸、异氰酸酯与丙烯酸多元醇反应而成，其具体操作步骤为：在装有电动搅拌的烧瓶中，依次加入二羟甲基丙酸、异氰酸酯与丙烯酸多元醇在80℃搅拌反应2小时而得到水性丙烯酸树脂。

2.如权利要求1所述的水性玻璃涂料，其特征在于，所述各组分重量配比为：

丙烯酸树脂 32％～38％，

环氧聚氨酯合成树脂 28％～32％，

偶联剂 1％～3％，

氨基树脂 13％～17％，

润湿剂 0.1％～0.3％，

流平剂 1％～1.5％，

增稠剂 0.5％～1.5％，

消泡剂 0.4％～0.6％，

固化剂 9％～11％，

其余为去离子水。

3.如权利要求1所述的水性玻璃涂料，其特征在于，所述各组分重量配比为：

丙烯酸树脂 35％，

环氧聚氨酯合成树脂 30％，

偶联剂 2％，

氨基树脂 15％，

润湿剂 0.2％，

流平剂 1.2％，

增稠剂 1％，

消泡剂 0.5％，

固化剂 10％，

去离子水 5.1％。

4.如权利要求1所述的水性玻璃涂料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂。

5.如权利要求4所述的水性玻璃涂料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷。

6.如权利要求1所述的水性玻璃涂料，其特征在于：所述润湿剂为烷芳基聚醚醇。

7.如权利要求1所述的水性玻璃涂料，其特征在于：所述增稠剂为聚氨酯缔合型。

8.如权利要求1所述的水性玻璃涂料，其特征在于：所述消泡剂为硅酮改性合成物。

9.如权利要求1所述的水性玻璃涂料，其特征在于：所述固化剂为异氰酸酯类。