CN104962135A - 装饰性水性金属闪光涂料用水性铝银浆及其浸泡生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种装饰性水性金属闪光涂料用水性铝银浆，包括以下质量分数的组分：水性铝粉25～35%、助溶剂25~45%、防沉剂8～18%、定向排列助剂12～25%、pH调节剂1~5%。本发明还公开了上述水性铝银浆的制备方法。该水性铝银浆在1-2天的短期储存中性能稳定，可以直接添加到水性清漆体系中，减少生产过程由于水性铝粉分散不良导致的产品质量问题，提高水性金属闪光涂料产品的一次生产合格率，操作简单，适合产业化大生产。

Description

装饰性水性金属闪光涂料用水性铝银浆及其浸泡生产工艺

技术领域

本发明涉及水性涂料技术领域，尤其是一种装饰性水性金属闪光涂料用水性铝银浆。本发明还涉及该水性铝银浆的浸泡生产工艺。

背景技术

近年来，随着涂料工业的进一步发展以及人们的环保意识日益增强，对向大气环境排放有毒溶剂的规定日趋严格，用水代替有机溶剂已成为涂料行业发展的必然趋势。水性金属闪光涂料因其以水为溶剂，避免了含有苯类等有机溶剂所带来的易燃易爆等安全问题以及环保、健康问题而越来越受到市场欢迎。金属闪光涂料除了能够提供着色、防护、遮盖的作用外，金属颜料铝粉的随角异向性能够产生梦幻般的感觉，涂膜富有金属质感、细腻柔和的效果而倍受青睐。普通的铝粉与水接触后，其主要成份铝会和水性涂料中的水发生化学反应生成氧化铝和氢氧化铝，并释出氢气，破坏了水性金属闪光涂料的贮存稳定性、施工的稳定性以及后期涂膜的性能，导致闪光漆产品储存过程出现鼓气、涨桶、沉底结团、铝粉颜料发黑而失去金属光泽等问题。所以水性金属闪光涂料必须使用经过专用表面处理的水性铝粉。

为适应金属颜料铝粉的水性化发展要求，必须在铝粉形成鳞片以后，进行后处理使其表面形成一层不同类型的包覆膜，以阻止铝粉与水直接反应。欧美等发达国家对铝粉的水性化研究工作起步较早，基础较好，产品性能稳定，但价格相当昂贵。国内对水性铝粉颜料的研究才刚刚起步，能够规模生产的水性铝粉颜料的厂家不多，生产的产品各项性能与国外高性能类似的产品存在一定差距。

在水性金属闪光涂料产业化生产过程中，必须预先将水性金属铝粉经过一定浸泡分散制备成水性铝银浆才能在生产过程中添加。目前大多数发明专利公开的主要介绍水性铝粉和铝银浆的包覆处理工艺和制备工艺，如申请号为200910094838.0的中国专利申请公开了一种水性涂料的铝银浆制备方法，在原料铝粉表面实现羟基化，再添加硅氧烷使铝粉表面包覆一层保护薄膜，在醇溶剂和水中具有良好的分散性，具有优异的耐腐蚀性和耐候性；申请号为201410056259.8的中国专利申请公开了一种二氧化硅包覆型水性铝银浆的制备方法，可以在铝银浆表面形成一层非晶态的致密的SiO₂保护膜，对铝银浆起到很好的保护作用。这些发明只是研究了水性铝粉和铝银浆的表面包覆处理，阻止铝粉与水直接接触发生析氢反应，没有研究其在水性金属闪光涂料产业化生产过程中的产业化生产工艺。目前，水性铝粉浸泡工艺产业化技术存在不足，无法进行的产业化。而且所得的水性铝粉浸泡润湿不充分、分散不均匀，制成的水性铝银浆稳定性能差，不能直接添加到水性清漆体系中，且所得的产品质量都存在问题。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种装饰性水性金属闪光涂料用水性铝银浆，该水性铝银浆中的水性铝粉充分润湿、分散均匀，在1-2天的短期储存中性能稳定，可以直接添加到水性清漆体系中，可以减少生产过程由于水性铝粉分散不良导致的产品质量问题。

本发明目的之二在于提供上述水性铝银浆的浸泡生产工艺。

本发明的第一个目的是通过以下技术措施来实现的：一种装饰性水性金属闪光涂料用水性铝银浆，包括以下质量分数的组分：

水性铝粉 25～35%

助溶剂 25~45%

防沉剂 8～18%

定向排列助剂 12～25%

pH调节剂 1~5%。

本发明所述水性铝粉为合肥金洋洋SX515、SX118，安徽旭阳P8912、W9314，长沙奥特Alt8018，长沙族兴ZW1801，派斯特W103，舒伦克PD3400、NPW1700，保定吉诺JNW313、JNW314，中苏纳米9910、9918中的一种或两种以上组合。

本发明所述助溶剂为去离子水、丙二醇、三丙二醇甲醚、异丙醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚中的一种或两种以上的组合。

本发明所述的防沉剂为帝斯巴隆AQH-800，毕克BYK-420，威诺华620WP，德国瓦克H15、H20、N20ST，巴斯夫ATT-50中的一种或两种以上的组合。

本发明所述定向排列助剂为绿环化工LH-H018，增茂化工H-100、HY-1030，毕克BYK-8421，浩元W10、W11、W20，昌东化工3050，先创THIX62、Luvogel W2N、博诚SP-1004、道康宁DC3中的一种或两种以上的组合。

本发明所述pH调节剂为氨水、三乙胺、N,N-二甲基乙醇胺(DEMA)、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP-95)中一种或两种以上的组合。

本发明的第二个目的是通过以下技术措施来实现的：装饰性水性金属闪光涂料用水性铝银浆的浸泡生产工艺，包含以下步骤：

（1）配料：根据配方计量各组分；

（2）水性铝粉的浸泡分散：先将助溶剂、定向排列助剂加入搅拌罐内，移至高速搅拌机下，搅拌速度控制在1500-2500r/min，分散均匀后将搅拌速度降低至300-1000r/min，在搅拌条件下添加水性铝粉，分散10-30min，用pH调节剂将水性铝银浆pH值调至pH=7.0-8.0，搅拌均匀完后静置1-2小时，使水性铝粉充分浸泡润湿，即得水性铝银浆。整个制备过程的温度必须控制在45℃以下。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明针对水性金属闪光涂料产业化生产过程中，水性铝粉浸泡工艺产业化技术的不足，而提供一种装饰性金属闪光涂料用水性铝粉的产业化浸泡工艺。此生产工艺在原材料性能检验合格和配方设计合理的前提下，通过机械搅拌和投料顺序的调整，能够使水性铝粉充分润湿浸泡、分散均匀，制成的水性铝银浆在1-2天的短期储存中性能稳定，可以直接添加到水性清漆体系中，减少生产过程由于水性铝粉分散不良导致的产品质量问题，提高水性金属闪光涂料产品的一次生产合格率，操作简单，适合产业化大生产。

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

（1）生产准备：检查生产设备是否正常运作；确保生产器具清洁干净；根据配方单准确计量生产配方中各种原材料的配比用量并做好记录，并选择合适量程范围的计量衡器。

（2）水性铝粉的浸泡分散：先将生产配方量的助溶剂乙二醇单丁醚、防沉剂AQH-800和定向排列助剂3050加入搅拌罐内，移至高速搅拌机下，并按高速搅拌机操作规程操作，搅拌速度控制在1500r/min，分散均匀后将搅拌速度降低至300r/min，在搅拌条件下添加派斯特水性铝粉W103，搅拌速度控制在300r/min，分散10-30min，用AMP-95将铝银浆的pH值调制至pH=7.0，搅拌均匀完后让其静置1小时，使水性铝粉W103充分浸泡润湿，即得水性铝银浆。使用前再开启搅拌机进行搅拌均匀，并利用浸泡静置时段，安排水性清漆的生产投料。

（3）水性金属闪光烤漆的制备：按生产配方总量称取水性清漆加入到搅拌罐内，并移至高速搅拌机下，按高速搅拌机操作规程操作，先转速调至在500r/min，边搅拌边加入步骤（1）中水性铝银浆，然后分散15min，用200目滤网过滤，即得水性金属闪光烤漆。留样并记录生产批次、颜色编号和生产时间。

（4）整个制备过程的温度必须控制在45℃以下。

实施例 2

（1）生产准备：检查生产设备是否正常运作；确保生产器具清洁干净；根据配方单准确计量生产配方中各种原材料的配比用量并做好记录，并选择合适量程范围的计量衡器。

（2）水性铝粉的浸泡分散：先将生产配方量的助溶剂丙二醇、防沉剂BYK-420和定向排列助剂BYK-8421加入搅拌罐内，移至高速搅拌机下，并按高速搅拌机操作规程操作，搅拌速度控制在2500r/min，分散均匀后将搅拌速度降低至1000r/min，在搅拌条件下添加中苏纳米水性铝粉9918，分散30min，用DEMA将铝银浆的pH值调制至pH=8.0，搅拌均匀完后让其静置2小时，使水性铝粉9918充分浸泡润湿，即得水性铝银浆。使用前再开启搅拌机进行搅拌均匀，并利用浸泡静置时段，安排水性清漆的生产投料。

（3）水性双组分金属闪光聚氨酯基础漆的制备：按生产配方总量称取水性清漆加入到搅拌罐内，并移至高速搅拌机下，按高速搅拌机操作规程操作，先转速调至在1500r/min，边搅拌边加入步骤（1）中水性铝银浆，然后分散30min，用300目滤网过滤，即得水性双组分金属闪光聚氨酯涂料甲组份；按生产配方总量称取水可分散性异氰酸酯固化剂Aquolin®161装入罐中，即得水性双组份金属闪光聚氨酯涂料乙组分。

（4）整个制备过程的温度必须控制在45℃以下。

实施例 3

（1）生产准备：检查生产设备是否正常运作；确保生产器具清洁干净；根据配方单准确计量生产配方中各种原材料的配比用量并做好记录，并选择合适量程范围的计量衡器。

（2）水性铝粉的浸泡分散：先将生产配方量的助溶剂二乙二醇丁醚、防沉剂BYK-420和定向排列助剂LH-H018加入搅拌罐内，移至高速搅拌机下，并按高速搅拌机操作规程操作，搅拌速度控制在2000r/min，分散均匀后将搅拌速度降低至800r/min，在搅拌条件下添加金洋洋铝粉SX515，用氨水将铝银浆的pH值调制至pH=7.5，搅拌均匀完后让其静置1.5小时，使水性铝粉SX515充分浸泡润湿，即得水性铝银浆。使用前再开启搅拌机进行搅拌均匀，并利用浸泡静置时段，安排水性清漆的生产投料。

（3）水性单组份金属闪光漆的制备：按生产配方总量称取水性清漆加入到搅拌罐内，并移至高速搅拌机下，按高速搅拌机操作规程操作，先转速调至在1000r/min，边搅拌边加入步骤（1）中水性铝银浆，分散20min后，用250目滤网过滤，即得水性单组份金属闪光涂料。

（4）整个制备过程的温度必须控制在45℃以下。

实施例 4

（1）生产准备：检查生产设备是否正常运作；确保生产器具清洁干净；根据配方单准确计量生产配方中各种原材料的配比用量并做好记录，并选择合适量程范围的计量衡器。

（2）水性铝粉的浸泡分散：先将生产配方量的助溶剂乙二醇丁醚、防沉剂AQH-800和定向排列助剂SP-1004加入搅拌罐内，移至高速搅拌机下，并按高速搅拌机操作规程操作，搅拌速度控制在1800r/min，分散均匀后将搅拌速度降低至700r/min，在搅拌条件下添加安徽旭阳水性铝粉W9314，用三乙胺将铝银浆的pH值调制至pH=8.0，搅拌均匀完后让其静置2小时，使水性铝粉W9314充分浸泡润湿，即得水性铝银浆。使用前再开启搅拌机进行搅拌均匀，并利用浸泡静置时段，安排水性清漆的生产投料。

（3）水性单组份金属闪光漆的制备：按生产配方总量称取水性清漆加入到搅拌罐内，并移至高速搅拌机下，按高速搅拌机操作规程操作，先转速调至在800r/min，边搅拌边加入步骤（1）中水性铝银浆，分散30min后，用300目滤网过滤，即得水性单组份金属闪光涂料。

（4）整个制备过程的温度必须控制在45℃以下。

实施例 5

（1）生产准备：检查生产设备是否正常运作；确保生产器具清洁干净；根据配方单准确计量生产配方中各种原材料的配比用量并做好记录，并选择合适量程范围的计量衡器。

（2）水性铝粉的浸泡分散：先将生产配方量的助溶剂异丙醇、防沉剂H15和定向排列助剂HY-1030加入搅拌罐内，移至高速搅拌机下，并按高速搅拌机操作规程操作，搅拌速度控制在2400r/min，分散均匀后将搅拌速度降低至1000r/min，在搅拌条件下添加保定吉诺水性铝粉JNW313，用DEMA将铝银浆的pH值调制至pH=7.0-8.0，搅拌均匀完后让其静置1-2小时，使水性铝粉JNW313充分浸泡润湿，即得水性铝银浆。使用前再开启搅拌机进行搅拌均匀，并利用浸泡静置时段，安排水性清漆的生产投料。

（3）水性单组份金属闪光漆的制备：按生产配方总量称取水性清漆加入到搅拌罐内，并移至高速搅拌机下，按高速搅拌机操作规程操作，先转速调至在1000r/min，边搅拌边加入步骤（1）中水性铝银浆，分散20min后，用200目滤网过滤，即得水性单组份金属闪光涂料。

（4）整个制备过程的温度必须控制在45℃以下。

将上述实施例1-5的水性金属闪光涂料用去离子水稀释后喷涂于表面经过除油、打磨处理的A3碳钢板上。完全固化后涂膜性能参见表三：

Claims (5)

1.一种装饰性水性金属闪光涂料用水性铝银浆，其特征在于，包括以下质量分数的组分：

水性铝粉 25～35%

助溶剂 25~45%

防沉剂 8～18%

定向排列助剂 12～25%

pH调节剂 1~5%。

2.根据权利要求1所述的装饰性水性金属闪光涂料用水性铝银浆，其特征在于，所述助溶剂为去离子水、丙二醇、三丙二醇甲醚、异丙醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚中的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的装饰性水性金属闪光涂料用水性铝银浆，其特征在于，所述pH调节剂为氨水、三乙胺、N,N-二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中一种或两种以上的组合。

4.权利要求1-3任一项所述的装饰性水性金属闪光涂料用水性铝银浆的浸泡生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配料：根据配方计量各组分；

（2）水性铝粉的浸泡分散：先将助溶剂、定向排列助剂加入搅拌罐内，移至高速搅拌机下，搅拌速度控制在1500-2500r/min，分散均匀后将搅拌速度降低至300-1000r/min，在搅拌条件下添加水性铝粉，分散10-30min，用pH调节剂将水性铝银浆pH值调至7.0-8.0，搅拌均匀完后静置1-2小时，使水性铝粉充分浸泡润湿，即得水性铝银浆。

5.权利要求4所述的装饰性水性金属闪光涂料用水性铝银浆的浸泡生产工艺，其特征在于，所述步骤(1)和(2)的温度必须控制在45℃以下。