CN104017450B - 一种丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种丙烯酸聚氨酯面漆；它包括以下原料：丙烯酸树脂、封闭型聚氨酯树脂、着色颜料、助剂；其中，颜基比为0.5‑2：1；丙烯酸聚氨酯比为2‑5：1；助剂为常规用量；所述丙烯酸树脂的分子量为3000‑7000，羟值50‑70mgKOH/g，酸值60‑80mgKOH/g。该面漆的硬度高、耐粉笔擦拭性好、附着力强、粉笔书写清晰。本发明还公开了该丙烯酸聚氨酯面漆的制备方法。

Description

一种丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及丙烯酸涂料技术领域。更具体地，涉及一种丙烯酸聚氨酯面漆及其制备方法。

背景技术

卷材涂料是一种涂覆于钢板上，对钢板起保护、装饰作用的专用涂料。它具有能够连续作业生产，涂料的利用率高，VOC排放量低、机械化程度高等特点。卷材涂料的施工一般采用滚涂的作业方法，来将涂料涂覆于钢板、铝板表面。一般是采用底漆与面漆配套的两涂两烘工艺，底漆提供附着力、防腐蚀性，面漆提供装饰性、耐候性。

市场上的绿板漆常为单组份或双组份涂料，采用传统的喷涂、刷涂工艺作业。其具有涂料利用率低、生产效率低、VOC排放量高等劣势。对于越来越追求环保、低能耗、低成本的市场而言，喷涂、刷涂的传统工艺已受到应用上的限制。低能耗、连续生产、单组份体系作为一种新型的工艺已开始研究。

漆膜外观选择绿色，符合当今教育行业以绿板取代黑板的潮流，同时相比较其它颜色来说，绿色是一种更具有稳定作用的沉静色，给人以平和、安全、新鲜的感觉，是一种能使眼睛休息的柔和的色彩，用作教学板书的板面时不容易产生视觉疲劳，更符合视觉保护原理，更宜于营造轻松、活泼、融洽的课堂氛围。但现有面漆中，通常存在硬度差、耐粉笔擦拭性差等问题。

因此，需要提供一种丙烯酸聚氨酯面漆，既能保证面漆的硬度高，又能保证面漆的耐粉笔擦拭性好、附着力好、粉笔书写清晰。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种丙烯酸聚氨酯面漆；它包括以下原料：丙烯酸树脂、封闭型聚氨酯树脂、着色颜料、助剂；其中，颜基比为0.5-2：1；丙烯酸聚氨酯比为2-5：1；助剂为常规用量；所述丙烯酸树脂的分子量为3000-7000，羟值50-70mgKOH/g，酸值60-80mgKOH/g。该面漆的硬度高、耐粉笔擦拭性好、附着力强、粉笔书写清晰。

本发明要解决的第二个技术问题是提供上述丙烯酸聚氨酯面漆的制备方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种丙烯酸聚氨酯面漆，包括以下原料：

丙烯酸树脂、封闭型聚氨酯树脂、着色颜料、助剂；

其中，颜基比为0.5-2：1；丙烯酸聚氨酯比为2-5：1；

助剂为常规用量；

所述丙烯酸树脂的分子量为3000-7000，羟值50-70mgKOH/g，酸值60-80mgKOH/g。

本发明通过选用合适的丙烯酸树脂、并限定颜基比和丙烯酸聚氨酯比，得到的面漆的硬度高、耐粉笔擦拭性好、附着力强、粉笔书写清晰。本发明的丙烯酸树脂可通过市售购买得到，例如江苏三木集团有限公司的BS9060。

术语“颜基比”指颜料（包括体制颜料）与基料（丙烯酸树脂和封闭型聚氨酯树脂）固体份的质量（或体积）比。术语“丙烯酸聚氨酯比”指丙烯酸树脂和封闭型聚氨酯树脂的固体份的重量比。

封闭型聚氨酯树脂选用常见的封闭型的聚氨酯树脂即可。例如，BAYER公司DESMODUR 3175SN。或者采用常用的封闭剂，例如己内酰胺、甲乙酮肟、三氮唑、3,5-二甲基吡唑等，自行处理聚氨酯树脂来得到。它能保证单组份面漆涂料的经时稳定性、耐摩擦性、粉笔书写良好的清晰效果。

根据实际需要来选择着色颜料，例如钛白粉、炭黑、酞氰绿等耐温着色颜料。

优选地，所述丙烯酸聚氨酯面漆，按重量份数计，包括以下原料：

丙烯酸树脂 30-50份；

封闭型聚氨酯树脂 10-15份；

着色颜料 15-30份；

助剂为常规用量。

优选地，所述助剂包括分散剂、催化剂，按重量份数计为：

分散剂 0.5-1.0份；

催化剂 1-2份。

分散剂选用常用的涂料用分散剂即可。优选地，所述分散剂为高分子量分散剂，以保证颜色稳定性。例如，AVECIA公司的SOLSPERSE 32500，信诺公司的WE D264，EFKA公司的EFKA-5207，根据选用的颜料来确定分散剂的种类。

催化剂选用常用的涂料用催化剂即可。优选地，所述催化剂为有机锡类催化剂。选用常见有机锡类催化剂即可，更优选地，为二月桂酸二丁锡。

优选地，所述丙烯酸聚氨酯面漆还包括耐磨填料。

更优选地，所述耐磨填料添加量为20-40份。耐磨填料用量过多，表面粗糙度变大，光泽过低，粉笔书写易，但字迹不清晰，粉笔擦拭残留较多；过少则漆膜表面的耐磨粒子分布不均匀，目视漆膜表面效果较差。

耐磨填料选用常用的涂料用耐磨填料即可。优选地，所述耐磨填料为PMMA，来保证面漆的粗糙度及耐摩擦性能。例如，松尾贸易有限公司的GM 1001。

优选地，所述助剂还包括消光剂、蜡助剂、防沉助剂，为常规用量。助剂起辅助作用，起到油漆颜色稳定性、低哑光、防沉降和生产线上涂装（流平消泡等）性能。

优选地，所述消光剂为有机消光剂或有机处理消光粉，以将面漆调整到客户需要的光泽。例如，GRACE公司的ED30。

所述蜡助剂为氟改性聚乙烯蜡，其具有优异的耐磨、抗划伤、抗划痕特性。例如，AFKONA公司的AFCONA 6960。

所述防沉助剂为膨润土，以防止颜料沉降。

应了解，本领域技术人员还可根据其需要添加涂料领域常用的其他助剂。在实际生产时会添加若干溶剂。溶剂由本领域技术人员根据需要选择，选择普通涂料常用的溶剂即可。例如，S-150溶剂油，乙二醇丁醚，环己酮，异丁醇。

为解决上述第二个技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种丙烯酸聚氨酯面漆的制备方法，包括以下步骤：

1）将丙烯酸树脂、着色颜料、溶剂混合，砂磨，得到浆料；

2）在浆料中加入封闭型聚氨酯树脂、溶剂，混合，得到丙烯酸聚氨酯面漆；

所述助剂在步骤1）和/或2）中添加。

一种丙烯酸聚氨酯面漆的制备方法，包括以下步骤：

1）将丙烯酸树脂、分散剂、着色颜料、溶剂混合，砂磨，得到浆料；

2）在浆料中加入封闭型聚氨酯树脂、催化剂、溶剂，混合，得到丙烯酸聚氨酯面漆。

一种丙烯酸聚氨酯面漆的制备方法，包括以下步骤：

1）将丙烯酸树脂、分散剂、着色颜料、溶剂混合，砂磨，得到浆料；

2）在浆料中加入封闭型聚氨酯树脂、催化剂、耐磨填料、溶剂，混合，得到丙烯酸聚氨酯面漆。

一种丙烯酸聚氨酯面漆的制备方法，包括以下步骤：

1）将丙烯酸树脂30-50份、分散剂0.5-1.0份、着色颜料15-30份、溶剂混合，砂磨，得到浆料；

2）在浆料中加入封闭型聚氨酯树脂10-15份、有机锡类催化剂1-2份、耐磨填料20-40份、溶剂，混合，得到丙烯酸聚氨酯面漆。

一种丙烯酸聚氨酯面漆的制备方法，包括以下步骤：

1）将丙烯酸树脂30-50份、分散剂0.5-1.0份、着色颜料15-30份、防沉助剂及溶剂混合，砂磨，得到浆料；

2）在浆料中加入封闭型聚氨酯树脂10-15份、有机锡类催化剂1-2份、耐磨填料20-40份、消光剂、蜡助剂及溶剂，混合，得到丙烯酸聚氨酯面漆。

反应温度不作限定，本领域人员根据实际选择即可。

优选地，步骤1）中研磨至20μm以下。

优选地，步骤2）将各原料混合后，可根据需要调节颜色、光泽、粘度，之后过滤（300目以上的滤网），包装。

优选地，步骤2）混合后，调节粘度为100-140秒，用涂-4杯测定。

本发明的有益效果如下：

1、本发明的丙烯酸聚氨酯面漆能在PMT(金属板温)224-232℃下快速固化，干涂膜厚度15微米下性能：硬度达到4H，耐MEK擦拭达到100次，耐粉笔擦拭：经过粉笔擦擦拭后漆膜表面无明显粉笔痕迹，粉笔字体容易清除。

2、本发明的面漆搭配耐盐雾专用底漆使用时，其耐腐蚀盐雾实验600小时划叉部分单边腐蚀不超过2毫米。

3、本发明通过选用合适的丙烯酸树脂来提供好的粉笔擦拭效果，选用封闭性的聚氨酯树脂做交联树脂，提供了良好的经时稳定性。

4、本发明的原材料环保，符合ROHS。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

一种丙烯酸聚氨酯面漆，包括以下原料：

所述丙烯酸树脂的分子量为3000-7000，羟值50-70mgKOH/g，酸值60-80mgKOH/g，玻璃化温度44℃，粘度：70-120s（格式管粘度计/25℃测量），固体份59-61%，色泽＜3。

所述封闭型聚氨酯树脂的固体份60%。

颜基比为0.6：1；丙烯酸聚氨酯比为2.7：1。

1）将丙烯酸树脂40份、分散剂1.0份、着色颜料20份、防沉助剂及S-150溶剂油混合，砂磨，得到浆料；

2）在浆料中加入封闭型聚氨酯树脂15份、有机锡类催化剂2份、耐磨填料20份、常规用量的消光剂、常规用量的蜡助剂及S-150溶剂油，混合，得到丙烯酸聚氨酯面漆。

性能测试结果见表1中。

表1 实施例1的丙烯酸聚氨酯面漆的性能测试结果

实施例2

一种丙烯酸聚氨酯面漆的制备方法，包括以下步骤：

1）将丙烯酸树脂50份、分散剂0.5份、着色颜料18份、适量环己酮混合，砂磨，得到浆料；

2）在浆料中加入封闭型聚氨酯树脂10份、催化剂1份、适量环己酮，混合，得到丙烯酸聚氨酯面漆。

所述丙烯酸树脂的固体份60%。所述封闭型聚氨酯树脂的固体份60%。

颜基比为0.5：1；丙烯酸聚氨酯比为5：1。

所述分散剂为高分子量分散剂，AVECIA公司的SOLSPERSE 32500。

所述催化剂为有机锡类催化剂。

结果与实施例1类似。

实施例3

一种丙烯酸聚氨酯面漆的制备方法，包括以下步骤：

1）将丙烯酸树脂30份、分散剂1.0份、着色颜料48份、适量乙二醇丁醚混合，砂磨，得到浆料；

2）在浆料中加入封闭型聚氨酯树脂10份、催化剂1-2份、耐磨填料40份、适量乙二醇丁醚，混合，得到丙烯酸聚氨酯面漆。

所述丙烯酸树脂的固体份60%。所述封闭型聚氨酯树脂的固体份60%。

颜基比为2：1；丙烯酸聚氨酯比为3：1。

所述分散剂为高分子量分散剂，信诺公司的WE D264。

所述催化剂为有机锡类催化剂。

所述耐磨填料为PMMA。

结果与实施例1类似。

实施例4

一种丙烯酸聚氨酯面漆的制备方法，包括以下步骤：

1）将丙烯酸树脂30份、分散剂0.5份、着色颜料15份、防沉助剂及S-150溶剂油混合，砂磨，得到浆料；

2）在浆料中加入封闭型聚氨酯树脂15份、有机锡类催化剂2份、耐磨填料30份、消光剂、蜡助剂及S-150溶剂油，混合，得到丙烯酸聚氨酯面漆。

所述丙烯酸树脂的固体份60%。所述封闭型聚氨酯树脂的固体份60%。

颜基比为0.55：1；丙烯酸聚氨酯比为2：1。

所述消光剂为有机消光剂。

所述蜡助剂为氟改性聚乙烯蜡，AFKONA公司的AFCONA 6960。

所述防沉助剂为膨润土。

结果与实施例1类似。

实施例5

与实施例4相同，区别在于，所述消光剂为有机处理消光粉；步骤1）中研磨至20μm以下。结果与实施例1类似。

实施例6

与实施例4相同，区别在于，所述溶剂为异丁醇。步骤2）将各原料混合后，根据需要调节颜色、光泽、粘度，之后300目以上的滤网过滤，包装。结果与实施例1类似。

实施例7

与实施例4相同，区别在于，所述溶剂为异丁醇。骤2）混合后，调节粘度为100-140秒，用涂-4杯测定。结果与实施例1类似。

对比例1

与实施例1相同，区别在于：所选用的丙烯酸树脂不同。该丙烯酸树脂为江苏三木集团有限公司的BS962-60（固体份59-61%，粘度40-90s（格式/25℃），酸值9mgKOH/g，羟值42mgKOH/g。

得到的面漆进行性能测试，发现耐粉笔擦拭性不好，表现在不易擦拭、粉尘残留多、有明显粉笔残留痕迹。

对比例2

与实施例1相同，区别在于：所选用的丙烯酸树脂不同。该丙烯酸树脂为元邦树脂的YP2428（固体份59-61%，粘度20-40s（格式/25℃），酸值12mgKOH/g，羟值100mgKOH/g。

得到的面漆进行性能测试，发现耐粉笔擦拭性不好，表现在不易擦拭、粉尘残留多、有明显粉笔残留痕迹。

对比例3

与实施例1相同，区别在于：颜基比为0.2。

得到的面漆进行性能测试，发现耐粉笔擦拭性不好，表现在不易擦拭、粉尘残留多、有明显粉笔残留痕迹，且硬度＜4H。

对比例4

与实施例1相同，区别在于：颜基比为2.5。

得到的面漆进行性能测试，发现耐粉笔擦拭性不好，表现在不易擦拭、粉尘残留多、有明显粉笔残留痕迹。

对比例5

与实施例1相同，区别在于：丙烯酸聚氨酯比为1：1。

得到的面漆进行性能测试，发现耐粉笔擦拭性不好，表现在不易擦拭、粉尘残留多、有明显粉笔残留痕迹，且硬度＜4H。

对比例6

与实施例1相同，区别在于：丙烯酸聚氨酯比为12：1。

得到的面漆进行性能测试，发现耐粉笔擦拭性不好，表现在不易擦拭、粉尘残留多、有明显粉笔残留痕迹，且硬度＜4H。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种用于绿板漆的丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于，按重量份数计，由以下原料组成：

丙烯酸树脂 30-50份；

封闭型聚氨酯树脂 10-15份；

着色颜料 15-30份；

耐磨填料 20-40份；

助剂 常规用量；

溶剂 常规用量；

其中，颜基比为0.5-2：1；丙烯酸聚氨酯比为2-5：1；

所述丙烯酸树脂的分子量为3000-7000，羟值50-70mgKOH/g，酸值60-80mgKOH/g；所述助剂由分散剂、催化剂、消光剂、蜡助剂、防沉助剂组成；所述耐磨填料为PMMA。

2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于，所述分散剂、催化剂按重量份数计为：

分散剂 0.5-1.0份；

催化剂 1-2份。

3.根据权利要求2所述的一种丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于，所述催化剂为有机锡类催化剂。

4.根据权利要求3所述的一种丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁锡。

5.根据权利要求1所述的一种丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于，所述消光剂、蜡助剂、防沉助剂为常规用量。

6.根据权利要求1所述的一种丙烯酸聚氨酯面漆，其特征在于，所述消光剂为有机消光剂或有机处理消光粉；

所述蜡助剂为氟改性聚乙烯蜡；

所述防沉助剂为膨润土。

7.如权利要求1所述的一种丙烯酸聚氨酯面漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将丙烯酸树脂、着色颜料、溶剂混合，砂磨，得到浆料；

2）在浆料中加入封闭型聚氨酯树脂、溶剂，混合，得到丙烯酸聚氨酯面漆；

所述助剂在步骤1）和/或2）中添加，助剂中分散剂在步骤1）中添加，催化剂在步骤2）中添加。

8.根据权利要求7所述的一种丙烯酸聚氨酯面漆的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自S-150溶剂油，乙二醇丁醚，环己酮，异丁醇中的一种或两种以上混合物。

9.根据权利要求7所述的一种丙烯酸聚氨酯面漆的制备方法，其特征在于，步骤2）混合后，调节粘度为100-140秒，用涂-4杯测定。