CN104194528B - 一种用于涂覆金属材料表面的涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于涂覆金属材料表面的涂料，包括按重量份数配比的以下组分：溶剂25～35份；不饱和聚酯树脂40～50份；流平剂3～6份；内聚定向剂2～7份；效应颜料10～15份；聚乙烯微粉5～20份。本发明还公开了一种用于涂覆金属材料表面的涂料的制备方法，本发明提供的用于涂覆金属材料表面的涂料由于添加了内聚定向剂，增强了溶剂释放性，涂料涂覆在底材上，内聚定向剂促使溶剂快速挥发，从而使涂膜快速收缩，借助于这种快速而强大的收缩力，实现效应颜料定向排列，提高了涂料的遮蔽性能，涂膜外观色泽均匀、平整，提高金属质感。由于添加了聚乙烯微粉，提高了涂层的耐磨耗性，涂膜更耐刮伤，涂层表面不需要电镀金油，节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于涂覆金属材料表面的涂料及其制备方法。
背景技术
不饱和聚酯树脂(UPR)具有高硬度、高丰满度，耐候性、耐水性、耐油性好，光泽度高，电气绝缘性优，质轻以及价格低。近几十年来对于UPR涂料的改性研究一直是人们关注的热点，并由此产生出了一系列的UPR涂料品种，广泛用于家电外壳和家具的涂覆、金属构件的防腐、道路标线的划制、船舶的防污、电子设备的绝缘以及防火器材的阻燃等方面。
目前采用UPR涂料制备的用于涂覆金属材料表面的涂料，在喷涂过程中，从用于涂覆金属材料表面的涂料涂覆在底材上到彻底干燥前，经历溶剂挥发过程，溶剂的挥发会造成湿涂膜内部强烈的涡流，同时伴着树脂分子的布朗运动，若溶剂挥发太慢，就会形成所谓的贝纳尔德漩涡，阻碍用于涂覆金属材料表面的涂料中铝银浆的平行定向，使涂膜“发花”，外观不平整，金属感不强、暗淡。为了提高金属感，通常需要对金属表面进行处理，改善表面状况，以利于提高涂层的附着力、增强对金属基材的防腐保护作用。其中一种提高金属感的方法是减小涂层厚度，但是涂层过薄会导致遮蔽性不足，涂层耐磨耗性差，容易被刮伤。为了解决耐磨耗性的问题，通常会电镀一层金油，工序复杂，降低产品的合格率，且成本提高。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种用于涂覆金属材料表面的涂料。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种用于涂覆金属材料表面的涂料，包括按重量份数配比的以下组分：
聚乙烯微粉使用于涂覆金属材料表面的涂料，附着力增强，提高了涂层的耐磨耗性，涂膜更耐刮伤，涂层表面不需要电镀金油，节约成本。
作为优选，上述技术方案中包括按重量份数配比的以下组分：
各组分采用该比例时，遮蔽性能、耐酒精荷重、色差仪L值、耐磨耗性能以及RCA数值最佳，用于涂覆金属材料表面的涂料的综合性能最佳。
作为优选，上述技术方案中所述不饱和聚脂树脂是丙烯酸树脂。
作为优选，上述技术方案中所述溶剂是酯类溶剂，优选醋酸丁酯。
作为优选，上述技术方案中所述流平剂是聚酯改性有机硅类流平剂，优选byk 310流平剂。byk 310流平剂具有强烈降低表面张力，优异的底材润湿效果，防止缩孔并增加表面滑爽性，消除涂膜气泡与凹陷，防止空气二氧化碳在涂膜内存留，使涂膜平坦，使涂膜手感良好。
作为优选，上述技术方案中所述内聚定向剂是醋酸丁酸纤维素或者硝化棉。
优选地是，所述醋酸丁酸纤维为醋酸丁酸纤维素CAB381和醋酸丁酸纤维素CAB551的混合物，优选地是，所述醋酸丁酸纤维素CAB381和醋酸丁酸纤维素CAB551的重量比为4:1。
当溶剂选择醋酸丁酯，内聚定向剂是重量比为4:1与醋酸丁酸纤维素树脂CAB381和CAB551，三者协同作用，更好的发挥醋酸丁酸纤维素树脂CAB381和CAB551的作用，效应颜料在涂膜表面呈定向排列时，达到最佳金属闪光效果，用于涂覆金属材料表面的涂料具有最佳的综合性能。推测其原理为CAB551树脂是一类高丁酰基含量的醋酸丁酸纤维素，由于丁酰基极性低，其含量增大时，可使纤维素链得以相间的散布，减少彼此之间的吸引力，漆膜之间的内应力也相应减少，从而提高了涂料与底材的附着力。随着丁酰基含量增加，醋酸丁酸纤维素在醋酸丁酯中的溶解度也增大，与丙烯酸树脂相容性变好。所以醋酸丁酸纤维素丁酰基含量越高，其与底材的附着力、与丙烯酸树脂的相容性越好。CAB381树脂是一类中等丁酰基含量醋丁纤维素，综合性能较好，与少量高丁酰基含量的CAB551树脂搭配使用，更换的发挥二者的定向功能，增强溶剂释放性，促使溶剂快速挥发，从而使涂膜快速收缩，借助于这种快速而强大的收缩力，将效应颜料拉平，实现效应颜料定向排列。
作为优选，上述技术方案中所述效应颜料是铝银浆。铝银浆主要成分为雪片状铝粒子和石油溶剂，呈膏状。其特点是铝片表面光滑平整，粒度分布集中，形状规则，具有优异的光反射能力和金属光泽，与透明彩色颜料混合使用，漆膜具有明显的“随角异色效应”，装饰效果非常华丽美观。
一种上述用于涂覆金属材料表面的涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将一半溶剂，不饱和聚脂树脂，聚乙烯微粉按比例研磨分散，使粒径小于5μm；
(2)步骤(1)完成后，边搅拌边添加内聚定向剂，分散机分散；
(3)步骤(2)完成后，边搅拌边添加流平剂，分散机分散；
(4)步骤(3)完成后，边搅拌边添加效应颜料，分散机分散；
(5)步骤(4)完成后，边搅拌边添加剩余的一半溶剂，分散机分散，得到用于涂覆金属材料表面的涂料
作为优选，上述技术方案中步骤(2)、步骤(4)和步骤(5)分散速度是600～800rpm/min，时间15～20分钟；
作为优选，上述技术方案中，步骤(3)分散速度是1000rpm/min，时间20～30分钟。
本发明提供的用于涂覆金属材料表面的涂料由于添加了内聚定向剂，增强了溶剂释放性，用于涂覆金属材料表面的涂料涂覆在底材上，内聚定向剂促使溶剂快速挥发，从而使涂膜快速收缩，借助于这种快速而强大的收缩力，将用于涂覆金属材料表面的涂料中效应颜料的平行定向，实现效应颜料定向排列，提高了用于涂覆金属材料表面的涂料的遮蔽性能，涂膜外观色泽均匀、平整，提高金属质感。由于添加了聚乙烯微粉，提高了涂层的耐磨耗性，涂膜更耐刮伤，涂层表面不需要电镀金油，节约成本。并且内聚定向剂与聚乙烯微粉两种物质协同作用，使效应颜料在涂层更好排列，本发明提供的用于涂覆金属材料表面的涂料适用于各种家用、通用电器器皿作涂层涂敷。
本发明提供的用于涂覆金属材料表面的涂料的制备方法，分批次加入溶剂，充分发挥各组分之间的协同作用，提高用于涂覆金属材料表面的涂料的遮蔽性能、耐磨耗性、耐刮伤性能、耐候性、耐水性、耐油性等。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详述。
实施例1
一种用于涂覆金属材料表面的涂料，包括按重量份数配比的以下组分：
上述用于涂覆金属材料表面的涂料，采用以下方法制备：
(1)将15份醋酸丁酯，40份丙烯酸树脂，5份聚乙烯微粉按比例研磨分散，使粒径小于5μm；
(2)步骤(1)完成后，边搅拌边添加5份醋酸丁酸纤维素CAB381，分散机分散；
(3)步骤(2)完成后，边搅拌边添加5份byk 310流平剂，分散机分散；
(4)步骤(3)完成后，边搅拌边添加10份铝银浆，分散机分散；
(5)步骤(4)完成后，边搅拌边添加剩余的15份醋酸丁酯，分散机分散，得到用于涂覆金属材料表面的涂料。
步骤(2)、步骤(4)和步骤(5)分散速度是800rpm/min，时间20分钟；步骤(3)分散速度是1000rpm/min，时间30分钟。
实施例2
一种用于涂覆金属材料表面的涂料，包括按重量份数配比的以下组分：
实施例2制备方法与实施例1相同
实施例3
一种用于涂覆金属材料表面的涂料，包括按重量份数配比的以下组分：
实施例3制备方法与实施例1相同。
实施例4
一种用于涂覆金属材料表面的涂料，包括按重量份数配比的以下组分：
实施例4制备方法与实施例1相同，不同的地方是步骤(2)、步骤(4)和步骤(5)分散速度是600rpm/min，时间15分钟；步骤(3)分散速度是1000rpm/min，时间20分钟。
实施例5
一种用于涂覆金属材料表面的涂料，包括按重量份数配比的以下组分：
实施例5与实施例1制备方法相同。
对比例1
对比例1与实施例1制备方法相同，区别在于各组分不同：
一种用于涂覆金属材料表面的涂料，包括按重量份数配比的以下组分：
对比例2
对比例2与实施例2制备方法相同，区别在于各组分不同：
一种用于涂覆金属材料表面的涂料，包括按重量份数配比的以下组分：
对比例3
对比例3与实施例1制备方法相同，区别在于各组分不同：
一种用于涂覆金属材料表面的涂料，包括按重量份数配比的以下组分：
对比例4
对比例4与实施例1制备方法相同，区别在于各组分不同：
一种用于涂覆金属材料表面的涂料，包括按重量份数配比的以下组分：
表1：实施例1～5，对比例1～4的用于涂覆金属材料表面的涂料各组分的重量份数。
然后做以下测试：
遮盖力：黑白格玻璃板进行测定涂料涂布在黑板上的折射率，折射率愈大，遮盖力愈强。
耐酒精荷重500g/cm2；95％酒精沾湿棉布荷重500g/cm2于涂膜上来回擦拭不露底的次数
金属质感：美能达色差仪，L值；
耐磨耗性能：用EF-74橡皮，荷重500g/cm2，来回擦拭不见底次数；
涂料膜耐磨性测试：RCA纸带磨耗测试仪；
测试结果见表2。
表2：实施例1～5，对比例1～4的用于涂覆金属材料表面的涂料的性能测试结果。
实施例1与对比例1相比，遮蔽性能提高，说明添加醋酸丁酸纤维素CAB381，提高了用于涂覆金属材料表面的涂料的遮蔽性能，
实施例2与对比例2相比，遮蔽性能提高，L值增大，RCA显著增大，说明添加醋酸丁酸纤维素CAB551以及聚乙烯微粉，提高了用于涂覆金属材料表面的涂料的遮蔽性能，提高了涂层耐磨耗性能。
实施例2与对比例3相比，RCA增大，说明添加醋酸丁酸纤维素CAB551提高了用于涂覆金属材料表面的涂料的遮蔽性能。
从实施例1、实施例2和实施例3测试结果可以看出，随着聚乙烯微粉的含量增加，RCA增大，涂料膜耐磨性增强，但是聚乙烯微粉的含量增加到一定程度时，继续增大聚乙烯微粉的含量，涂料膜耐磨性不会再继续增加。
从实施例3测试结果可以看出，当醋酸丁酸纤维素CAB381与醋酸丁酸纤维素CAB551质量比为4：1时，用于涂覆金属材料表面的涂料的综合性能最佳。
从对比例4测试结果可以看出，不使用醋酸丁酸纤维素，不使用聚乙烯微粉，仅仅增加铝银浆含量，可以提高遮蔽性能，但是RCA大大减小，耐磨耗性能大大下降，用于涂覆金属材料表面的涂料的综合性能较差。
本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种用于涂覆金属材料表面的涂料，其特征在于，包括按重量份数配比的以下组分：
所述内聚定向剂为醋酸丁酸纤维素CAB381和醋酸丁酸纤维素CAB551的混合物，所述醋酸丁酸纤维素CAB381和醋酸丁酸纤维素CAB551的重量比为4:1，所述不饱和聚脂树脂是丙烯酸树脂，所述溶剂是酯类溶剂。
2.根据权利要求1所述的用于涂覆金属材料表面的涂料，其特征在于，所述流平剂是聚酯改性有机硅类流平剂。
3.根据权利要求1所述的用于涂覆金属材料表面的涂料，其特征在于，所述效应颜料是铝银浆。
4.一种权利要求1-3任意一项所述的用于涂覆金属材料表面的涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将一半溶剂，不饱和聚脂树脂，聚乙烯微粉按比例研磨分散，使粒径小于5μm；
(2)步骤(1)完成后，边搅拌边添加内聚定向剂，分散机分散；
(3)步骤(2)完成后，边搅拌边添加流平剂，分散机分散；
(4)步骤(3)完成后，边搅拌边添加效应颜料，分散机分散；
(5)步骤(4)完成后，边搅拌边添加剩余的一半溶剂，分散机分散， 得到用于涂覆金属材料表面的涂料。
5.根据权利要求4所述的用于涂覆金属材料表面的涂料的制备方法，其特征在于，步骤(2)、步骤(4)和步骤(5)分散速度是600～800rpm/min，时间15～20分钟。
6.根据权利要求5所述的用于涂覆金属材料表面的涂料的制备方法，其特征在于，步骤(3)分散速度是1000rpm/min，时间20～30分钟。
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