CN104530930A - 一种橘纹涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种环保型、高性能的橘纹涂料，按质量百分比计，包括以下组分：饱和聚酯树脂40%～80%；封闭型聚异氰酸酯5%～20%；溶剂3%～15%；苯代氨基树脂0～10%；流平助剂0～1%；哑光助剂0～5%；封闭型酸催化剂0～3%；锤纹剂0～2%；附着力促进剂0～2%。相对于现有技术，本发明具有以下优点：第一，可以采用辊涂方式涂布，损耗低，可以大幅提高生产效率；第二，涂膜薄，产品后加工性能优异。第三，固含量高，溶剂挥发量少，更环保。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种环保型、高性能的橘纹涂料。
背景技术
美术涂料又叫美术漆，是由特种材料构成的具有特殊效能的涂料品种，属工业用漆。与其他涂料一样，将这种涂料涂在物体表面会起到对物体的保护作用，不同的是其涂料成膜后，涂膜会形成或出现各种美丽的图案或花纹，外观色彩艳丽，层次分明，美观大方，具有明显的高装饰性。
橘纹涂料是美术涂料的一种，因形似橘皮而得名。其涂膜典雅大方，装饰性强，具有优异的耐化学品性、耐磨性、耐水性及耐候性，且能对粗糙的底材起掩盖作用，已广泛应用于机床、设备、仪器、电动工具、保险柜等铝合金或钢结构表面作面漆。由于橘纹涂料外观凹凸感强，花纹突出，一般要求涂料具有快速成型、流动性小、一次成膜厚、适合喷涂等特点。因而现有技术中的橘纹涂料并不适用于辊涂涂布，而且采用现有技术中的橘纹涂料形成的涂膜太厚，即使涂在加工性良好的铁片或铝片上的后加工性都很差，因此，无法在采用辊涂涂布方式的印铁、印铝等效率高、规模化的板材印刷行业推广使用。
有鉴于此，确有必要提供一种橘纹涂料，采用其形成的涂膜外观凹凸感强，花纹突出，涂层较薄、可以采用辊涂涂布的方式进行涂膜操作，可以在印铁、印铝等效率高、规模化的板材印刷行业推广使用，而且后加工性好。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种橘纹涂料，采用其形成的涂膜外观凹凸感强，花纹突出，涂层较薄、可以采用辊涂涂布的方式进行涂膜操作，可以在印铁、印铝等效率高、规模化的板材印刷行业推广使用，而且后加工性好。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种橘纹涂料，按质量百分比计，包括以下组分：
其中，饱和聚酯树脂不易泛黄、保光保色性好，光泽高，耐过度烘烤，附着力好，耐候性突出；封闭型聚异氰酸酯是由聚异氰酸酯的NCO基团与封闭剂反应生成的常温下稳定的聚合物，封闭型聚异氰酸酯与饱和聚酯树脂配合，可以得到常温下稳定的涂料，该涂料在烘烤条件下，封闭剂在高温下解离，释放NCO基团，从而聚异氰酸酯与饱和聚酯树脂组分发生交联反应，得到立体网状交联结构，形成涂膜，且能使得涂膜的交联密度高，且具有较高的抗性、耐性和耐黄变性。封闭型聚异氰酸酯容易操作，且对大气湿度不敏感。此外，本发明的橘纹涂料被烘干时，由于封闭型聚异氰酸酯的表面张力较大，而且溶剂较少，即便在不存在锤纹剂的情况下，该涂料在固化过程中亦容易形成“橘皮”似的纹路。
溶剂用于溶解其他物质，使其它物质均匀分散于其内。本发明中，溶剂优选快干型的溶剂，使得溶剂中的物质没有足够的时间流平均匀，从而可以形成较好的橘纹。苯代氨基树脂与各种热固性树脂的兼容性好，而且耐水性好、光泽好、柔韧性好、耐盐雾、耐化学性能好，特别是在移转印方面对着色更优异。流平助剂是在动态或者静态条件下，能够降低表面张力，增加润湿性能，提高流平效果的助剂。如果流平不良，将导致桔皮、缩孔、刷痕等等涂膜缺陷，而适量的流平助剂的添加则可以改善这些涂膜缺陷，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。但是，由于本发明并不是要形成光滑的涂膜，而是要形成凹凸不平的涂膜，因此，流平助剂的含量较少，使其既能保证各成分较好的流平性，同时又不会影响橘纹的形成。
哑光助剂可以使得涂膜呈哑光或半哑光状态。封闭型酸催化剂用于起到催化作用，提高饱和聚酯树脂和封闭型聚异氰酸酯之间交联反应的速度、降低固化温度、缩短固化时间、提高涂料的硬度、光泽、耐潮湿性和耐腐蚀性、提高涂料的机械性能。锤纹剂表面张力低，与涂料中的主体树脂相容性差，通过搅拌可以均匀地分散在涂料中，当将涂料转移到被涂物上时，有锤纹剂的地方表面张力小，涂料倾向于向表面张力大的地方流动，形成规整的凹凸不平表面，使得涂膜固化后产生锤纹效果，锤纹剂与封闭型聚异氰酸酯的共同作用可以使得锤纹均匀，形成具有较强的立体感的橘纹效果。
附着力促进剂的作用在于大幅度提高膜层与基材的附着力，并能改善涂膜的抗潮湿性、抗盐雾性能和耐热性能，而且极小的用量，即可获得高强的附着力与键结力、可增进涂膜的延展性和耐冲击性，高温烘烤不变色，并且不影响涂膜的耐候性。其中，苯代氨基树脂、流平助剂、哑光助剂、锤纹剂和封闭型酸催化剂的含量均可以为0。
作为本发明橘纹涂料的一种改进，按质量百分比计，包括以下组分：
作为本发明橘纹涂料的一种改进，所述饱和聚酯树脂由二元醇和二元酸聚合而成；所述二元醇为1，6-己二醇、1，5-已二醇、2，4-己二醇、1，5-戊二醇、1，4-戊二醇、1，3-丁二醇和1，4-丁二醇中的至少一种；所述二元酸为1，6-己二酸、1，5-己二酸、2，4-己二酸、1，5-戊二酸、1，4-戊二酸、1，3-戊二酸、1，3-丁二酸和1，4-丁二酸中的至少一种。
作为本发明橘纹涂料的一种改进，所述封闭型聚异氰酸酯是由聚异氰酸酯与封闭剂反应生成的聚合物，所述封闭剂为乙二醇单丁醚、己内酰胺、咪唑和2-甲基咪唑中的至少一种，所述聚异氰酸酯由甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1，6-己二异氰酸酯(HDI)中的至少一种加成而来，并且所述封闭型聚异氰酸酯的平均相对分子量为5万-15万。脂肪族聚异氰酸酯比芳香族聚异氰酸酯具有更好的耐黄变性能，而芳香族聚异氰酸酯反应产生的涂膜较硬，二者聚合后既能保证涂膜具有较好的耐黄变性能，又能保证涂膜具有较大的硬度。平均相对分子量为5万-15万的封闭型聚异氰酸酯属于中分子量的封闭型聚异氰酸酯，其表面张力较大，容易形成橘纹。
作为本发明橘纹涂料的一种改进，所述溶剂为乙醇、丙酮、乙醚、醋酸乙酯、醋酸丁酯和丁酮中的至少一种，这几种溶剂都属于快干型的溶剂。
作为本发明橘纹涂料的一种改进，所述苯代氨基树脂为甲醚化苯代氨基树脂和丁醚化苯代氨基树脂中的至少一种。
作为本发明橘纹涂料的一种改进，所述流平助剂为丙烯酸酯类、聚醚改性有机硅类和羟烃基改性有机硅类中的至少一种；所述哑光助剂为滑石粉、哑粉和蜡粉中的至少一种。滑石粉具有润滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性，由于滑石的结晶构造是呈层状的，所以具有易分裂成鳞片的趋向和特殊的滑润性。蜡粉能显著减少胶印过程中堆墨或刷涂中堆漆现象，粒径小，分散性好、防结块性佳，且能提供极佳的抗刮伤和优良的消光性、透明性和手感。增滑助剂的中值粒径为50nm-15μm。
作为本发明橘纹涂料的一种改进，所述封闭型酸催化剂为对甲苯磺酸和十二烷基苯磺酸中的至少一种。
作为本发明橘纹涂料的一种改进，所述锤纹剂为分子量为20万-40万的聚有机硅氧烷，所述聚有机硅氧烷为环氧基封端的聚硅氧烷、含乙烯基的聚硅氧烷和双端氨丙基聚硅氧烷中的至少一种。它们与主体树脂不相容，从而容易形成橘纹。
作为本发明橘纹涂料的一种改进，所述附着力促进剂为氨基硅氧烷、烷基硅氧烷和丙基三甲氧基硅氧烷中的至少一种。
总之，本发明提供了一种高性能橘纹涂料的新配方，由于其干燥速度快、表面张力大、固体含量高(在70％以上)，因此在涂膜很薄的情况下亦很容易出现橘纹，且涂膜在160℃～170℃的条件下烘烤10～12分钟就能完全固化，从而可以大大提高固化效率。
此外，本发明可以在保证橘纹的情况下被应用到印铁印铝等规模化及自动化程度高的辊涂行业，在缩短烘烤时间、降低损耗的同时可以将涂膜厚度降低至15微米以下，大幅提高生产效率，大幅降低生产成本，大幅提高冲压、拉伸等后加工的性能，并且符合环保的要求。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
第一，可以采用辊涂方式涂布，损耗低，可以大幅提高生产效率；
第二，涂膜薄，产品后加工性能优异。
第三，固含量高，溶剂挥发量少，更环保。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种橘纹涂料，按质量百分比计，包括以下组分：
其中，饱和聚酯树脂是由1，6-己二酸和1，5-已二醇聚合而成，二者的比例为1：1。滑石粉的中值粒径为5μm，封闭型聚异氰酸酯是由聚异氰酸酯与乙二醇单丁醚反应生成的聚合物，其中，聚异氰酸酯由甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和1，6-己二异氰酸酯按照摩尔比例1：1：1加成而来，并且封闭型聚异氰酸酯的平均相对分子量为10万，环氧基封端的聚硅氧烷的分子量为30万。
实施例2
本实施例提供的一种橘纹涂料，按质量百分比计，包括以下组分：
其中，饱和聚酯树脂是由1，5-己二酸和1，6-已二醇聚合而成，二者的比例为1：1.3。蜡粉的中值粒径为10μm，封闭型聚异氰酸酯是由聚异氰酸酯与己内酰胺反应生成的聚合物，其中，聚异氰酸酯由甲苯二异氰酸酯和1，6-己二异氰酸酯按照摩尔比例1：1加成而来，并且封闭型聚异氰酸酯的平均相对分子量为7万，含乙烯基的聚硅氧烷的分子量为25万。
实施例3
本实施例提供的一种橘纹涂料，按质量百分比计，包括以下组分：
其中，饱和聚酯树脂是由1，4-戊二酸和1，4-已二醇聚合而成，二者的比例为1：1。蜡粉的中值粒径为1μm。封闭型聚异氰酸酯是由聚异氰酸酯与咪唑反应生成的聚合物，其中，聚异氰酸酯由二苯基甲烷二异氰酸酯和1，6-己二异氰酸酯按照摩尔比例1：1加成而来，并且封闭型聚异氰酸酯的平均相对分子量为12万，双端氨丙基聚硅氧烷的分子量为35万。
实施例4
本实施例提供的一种橘纹涂料，按质量百分比计，包括以下组分：
其中，饱和聚酯树脂是由2，4-己二酸和1，3-丁二醇聚合而成，二者的比例为1：2。哑粉的中值粒径为15μm，封闭型聚异氰酸酯是由聚异氰酸酯与2-甲基咪唑反应生成的聚合物，其中，聚异氰酸酯由甲苯二异氰酸酯和1，6-己二异氰酸酯按照摩尔比例1：3加成而来，并且封闭型聚异氰酸酯的平均相对分子量为9万，含乙烯基的聚硅氧烷的分子量为32万。
实施例5
本实施例提供的一种橘纹涂料，按质量百分比计，包括以下组分：
其中，饱和聚酯树脂是由2，4-己二醇和1，3-丁二酸聚合而成，二者的比例为1.1：1。哑粉的中值粒径为3μm，蜡粉的中值粒径为2μm。封闭型聚异氰酸酯是由聚异氰酸酯与乙二醇单丁醚反应生成的聚合物，其中，聚异氰酸酯由甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和1，6-己二异氰酸酯按照摩尔比例1：2：1加成而来，并且封闭型聚异氰酸酯的平均相对分子量为14万，环氧基封端的聚硅氧烷的分子量为38万。
采用辊涂的方式将实施例1至5的橘纹涂料转印到铝片上，然后分别在170℃、165℃、160℃、165℃和160℃的条件下分别烘烤10分钟、11分钟、11分钟、10分钟、11分钟，结果表明，涂膜层均已固化完全，而且膜层未出现泛黄的现象，涂膜层的厚度分别为14μm，15μm，13μm，13.5μm，14.5μm。然后按涂料国家标准规定的方法对形成的涂膜层进行检测，所得结果见表1。
表1：实施例1至5和市售的橘纹涂料在铝片上形成的橘纹涂膜的测试结果。
作为对比，将市售的橘纹涂料喷涂到铝片的表面，然后在160℃下干燥2h，涂膜层固化完全，厚度为30μm，然后按涂料国家标准规定的方法对形成的涂膜层进行检测，所得结果见表1。
由表1可知，与市售橘纹涂料相比，本发明的橘纹涂料不仅橘纹效果好，光泽度高，而且粘度较低，附着力高，柔韧性好，冲击强度也高。而且，本发明固含量高，固化速度块，溶剂少，更环保，而且能够采用辊涂的方式得到更薄的涂层。
对涂有上述涂膜层的铝片进行冲压和拉伸，再观察该橘纹涂层，结果发现：采用实施例1至5的橘纹涂料形成的涂膜层均未发现裂纹等缺陷，而采用市售的橘纹涂料形成的涂膜层则发现了明显的裂纹。这表明采用本发明的橘纹涂料形成的涂膜层具有更好的后加工性能。
本发明中的各组分均可以通过商业渠道获得，无需单独合成或进行提纯，因此，本发明的各成分容易获得，从而可以降低制造成本。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种橘纹涂料，其特征在于，按质量百分比计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的橘纹涂料，其特征在于，按质量百分比计，包括以下组分：
3.根据权利要求1或2所述的橘纹涂料，其特征在于：所述饱和聚酯树脂由二元醇和二元酸聚合而成；所述二元醇为1，6-己二醇、1，5-已二醇、2，4-己二醇、1，5-戊二醇、1，4-戊二醇、1，3-丁二醇和1，4-丁二醇中的至少一种；所述二元酸为1，6-己二酸、1，5-己二酸、2，4-己二酸、1，5-戊二酸、1，4-戊二酸、1，3-戊二酸、1，3-丁二酸和1，4-丁二酸中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的橘纹涂料，其特征在于：所述封闭型聚异氰酸酯是由聚异氰酸酯与封闭剂反应生成的聚合物，所述封闭剂为乙二醇单丁醚、己内酰胺、咪唑和2-甲基咪唑中的至少一种，所述聚异氰酸酯由甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和1，6-己二异氰酸酯中的至少一种加成而来，并且所述封闭型聚异氰酸酯的平均相对分子量为5万-15万。
5.根据权利要求1或2所述的橘纹涂料，其特征在于：所述溶剂为乙醇、丙酮、乙醚、醋酸乙酯、醋酸丁酯和丁酮中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的橘纹涂料，其特征在于：所述苯代氨基树脂为甲醚化苯代氨基树脂和丁醚化苯代氨基树脂中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的橘纹涂料，其特征在于：所述流平助剂为丙烯酸酯类、聚醚改性有机硅类和羟烃基改性有机硅类中的至少一种；所述哑光助剂为滑石粉、哑粉和蜡粉中的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的橘纹涂料，其特征在于：所述封闭型酸催化剂为对甲苯磺酸和十二烷基苯磺酸中的至少一种。
9.根据权利要求1或2所述的橘纹涂料，其特征在于：所述锤纹剂为分子量为20万-40万的聚有机硅氧烷，所述聚有机硅氧烷为环氧基封端的聚硅氧烷、含乙烯基的聚硅氧烷和双端氨丙基聚硅氧烷中的至少一种。
10.根据权利要求1或2所述的橘纹涂料，其特征在于：所述附着力促进剂为氨基硅氧烷、烷基硅氧烷和丙基三甲氧基硅氧烷中的至少一种。
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