CN105086798B - 一种适用于多种底材的水性防护涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于多种底材的水性防护涂料及其制备方法，该涂料包括甲组份和乙组份两个组份；甲组份包括下列组分：多羟基树脂35～60重量％，颜、填料15～55重量％，助剂I 2～5重量％，蒸馏水5～20％重量％；乙组份包括下列组分：亲水性聚异氰酸酯50～85重量％，助剂II 1～5重量％，溶剂14～45重量％；其中，助剂I选自德国毕克助剂公司的BYK‑190、BYK‑333或BYK‑024；助剂II选自路博润特种化工(上海)有限公司的2120助剂。本发明涂料选用改性多羟基树脂作为基体树脂，然后，用亲水性聚异氰酸酯与基体树脂反应而得到。该涂料既能涂覆在钢铁、铝合金等金属材料表面也可涂覆在玻璃钢材料、聚碳酸酯等非金属材料表面进行防护。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于多种底材的水性防护涂料及其制备方法，属于涂层防护领域。
背景技术
在经济高速发展的今天，绿色环保、高效率、多用途的涂料产品是人们追求的目标。然而，要做到同一种涂料产品同时达到上述要求，在技术上的难度是可想而知的。首先，随着环保意识的增强和环保法规的健全,传统溶剂型涂料由于含挥发性有机化合物(V OC)以及有害空气污染物(H A P),应用上愈来愈受到限制,水性涂料由于其具有的环保性受到人们越来越多的关注。因此，世界各国对涂料的要求越来越严，特别是限制涂料中有机挥发物含量的指标日益严格。水性防护涂料已经成为了低污染涂料发展方向。其次，开发一种涂料能在多种底材上应用，符合当今涂料发展的趋势，也为下游涂料应用企业提供了方便。
现阶段，玻璃钢材料、聚碳酸酯材料等非金属材料被广泛应用，但是这类聚合物材料在使用过程中会经受各种外界环境因素的侵蚀，如热、光照、臭氧，从而产生解聚、老化等现象，使聚合物的性能下降，以至于最后丧失使用价值。针对这一缺点，可以采用在其表面涂装防护涂料进行保护，这是防护基材老化、表面擦伤的较为经济且主要的方法。由于水性涂料的技术瓶颈，普通的水性涂料与传统的溶剂型防护涂料相比，虽然低污染，但是漆膜性能相对溶剂型防护涂料不稳定，漆膜性能也比溶剂型涂料差。同时，针对铝合金、钢铁表面、非金属高分子材料等不同底材，水性防护涂料对其的附着力都不尽相同，普通的水性涂料尤其是在铝合金表面、非金属表面的附着力不佳，玻璃钢底材或者是聚碳酸酯底材的表面张力低，表面呈惰性，不利于涂层附着。这就要求针对不同底材，开发一种能同时满足在多种不同底材上有良好附着力且性能优良的水性防护涂料。
发明内容
本发明目的是提供一种适用于多种底材的水性防护涂料及制备方法，该涂料选用改性多羟基树脂作为基体树脂，然后，用亲水性聚异氰酸酯与基体树脂进行反应而得到。该涂料既能涂覆在钢铁、铝合金等金属材料表面进行防护，也可涂覆在玻璃钢材料表面、聚碳酸酯等非金属材料表面进行防护。该涂料具有优良的附着力、耐磨性、耐盐雾性、耐人工老化性能和耐湿热性能。
本发明是这样实现的，一种适用于多种底材的水性防护涂料，其特点在于该涂料包括甲组份和乙组份两个组份；
甲组份按照重量百分比计包括下列组分：
甲组份中所述的多羟基树脂选自拜耳公司(bayer)的Bayhydrol A145、Acure 141或氰特化工有限公司(Cytec)的MACRYNALTM VSM 6299中的一种或几种；所述的助剂I选自德国毕克助剂公司(Byk)的BYK-190、BYK-333或BYK-024中的一种或几种；
乙组份按重量百分比计包括下列组分：
乙组份中所述的亲水性聚异氰酸酯选自拜耳公司(Bayer)的Bayhydur 304或者Bayhydur XP2655中的一种或几种；所述的助剂II选自路博润特种化工(上海)有限公司的2120助剂；所述的溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯。
本发明中的甲组份中所述的颜、填料选自钛白粉、滑石粉、云母粉中的一种或几种。
本发明涂料使用时，该涂料的甲组份与乙组份的质量配比是5∶1～12∶1。
本发明所述的水性防护涂料的制备方法，包括下列步骤：
(1)生产前必须严格清洗设备；
(2)按照甲组份所述的配比称量，在蒸馏水中加入助剂I混合均匀，在500～700rpm的转速下，加入颜、填料后，经900～1100rpm，高速分散15～25min后，使用砂磨机砂磨至规定细度≤25μm后，然后加入多羟基树脂，经700～900rpm，分散25～35min后，调节粘度至500～3000cP为合格，该粘度用布氏粘度计测量，在容器中搅拌均匀无结块现象；以80目筛过滤包装为甲组份；
(3)按照乙组份所述的配比称量，在亲水性异氰酸酯中加入助剂II、溶剂，经过500～700rpm，分散15～25min后，调节粘度至40～90s为合格，该粘度用涂四杯粘度计测量，在容器中搅拌均匀无结块现象；以80目筛过滤包装为乙组份；
(4)使用时按照甲组份与乙组份的质量比为5:1～12:1，混合搅拌均匀。
本发明所述的水性防护涂料的应用，其特点在于：使用时，按照甲组份与乙组份的质量比为5:1～12:1混合搅拌均匀，用于钢材表面，铝合金底材表面、玻璃钢底材表面、聚碳酸酯底材表面的涂装。
本发明与现有技术相比有如下优点：
1、本发明的水性防护涂料涂覆在普通的经表面处理的钢材表面，防腐性能优良。
2、本发明的水性防护涂料涂覆在铝合金表面，具有良好的附着力，同时，具有优良的防腐蚀性能。
3、本发明的水性防护涂料涂装在玻璃钢材料、聚碳酸酯等非金属材料表面,附着力良好，防腐性能优良
4、本发明的水性防护涂料既能涂装在钢铁、铝材等金属材料表面进行防护，也可涂装在玻璃钢材料表面、聚碳酸酯材料表面进行防护，涂装在上述材料表面后，经测试，涂膜具有优良的附着力、耐磨性、耐盐雾性、耐人工老化性能和耐湿热性能。技术效果是明显的，这有别于以往普通的水性涂料。
5、本发明的水性防护涂料，工艺简单方便、节约能源、成本低；VOC低，属于安全、健康、环保产品。
6、本发明的水性防护涂料储存稳定性好，应用范围宽广。
具体实施方式
为了更好地实施本发明，现举出如下实例对本发明做进一步的说明。但本发明的保护范围决不局限于实施例。
以下实施例中所用的原材料：
实施例1
一种适用于多种底材的水性防护涂料及其制备方法，该方法包括下列步骤：
(1)生产前必须严格清洗设备；
(2)按照所述的甲组份配比称量，在17.6kg蒸馏水水中加入2kg BYK-190、0.2kgBYK-333和0.1kg BYK-024混合均匀，在600rpm的转速下，依次加入钛白粉15kg、云母粉5kg后，经1000rpm，高速分散20min后，使用砂磨机砂磨至规定细度≤25μm后，然后加入60kg多羟基树脂Bayhydrol A145和0.1kg BYK-024，经800rpm，分散30min后,调节粘度至500～3000cP为合格，以80目筛过滤包装为甲组份。
(3)依照所述的乙组份配比称量，在83kg亲水性聚异氰酸酯Bayhydur 304中加入15.8kg份丙二醇甲醚醋酸酯、1.2kg Lubrizol 2120，经过600rpm，分散20min钟后，调节粘度至40～90s,为合格，以80目筛过滤包装为乙组份。
(4)使用时按照甲组份比乙组份的重量比为5:1混合搅拌均匀，在3小时内使用完。
(5)该涂料涂装在经表面处理的钢材表面，分别制成试板进行试验。涂膜附着力1级，耐磨性：32mg(500g/1000转,CS-10)，耐盐雾性：1000h，耐人工老化：1200h，耐湿热：1000h，漆膜外观无起层、皱皮、鼓泡、开裂、无粉化。
实施例2
一种适用于多种底材的水性防护涂料及其制备方法，该方法包括下列步骤：
(1)生产前必须严格清洗设备；
(2)按照所述的甲组份配比称量，在,7.6kg水中加入4kg BYK-190，0.2kg BYK-333和0.1kg BYK-024混合均匀，在600转/分的转速下，依次加入钛白粉25kg、滑石粉13kg，云母粉15kg，后，经1000转/min，高速分散20min后，使用砂磨机砂磨至规定细度≤25μm后，然后加入25kg多羟基树脂MACRYNALTM VSM 6299、10kg多羟基树脂Bayhydrol A145和0.1kgBYK-024，经800转/min，分散30min后分散30min后,调节粘度至500～3000cP为合格，以80目筛过滤包装为甲组份。
(3)依照所述的乙组份配比称量，在54kg亲水性聚异氰酸酯Bayhydur XP2655中加入10kg亲水性聚异氰酸酯Bayhydur 304，35kg丙二醇甲醚醋酸酯，1kg Lubrizol 2120，经过600rpm，分散20min后调节粘度至40～90s,为合格，以80目筛过滤包装为乙组份。
(4)使用时按照甲组份比乙组份的重量比为6:1混合搅拌均匀，在3小时内使用完。
(5)该涂料涂装在铝合金表面上，分别制成试板进行试验。涂膜附着力1级，耐磨性：30mg(500g/1000转,CS-10)，耐盐雾性：1300h，耐人工老化：1300h，耐湿热：1200h，漆膜外观无起层、皱皮、鼓泡、开裂、无粉化。
实施例3
一种适用于多种底材的水性防护涂料及其制备方法，该方法包括下列步骤：
(1)生产前必须严格清洗设备；
(2)按照所述的甲组份配比称量，在13.6kg水中加入3kg BYK-190，0.2kg BYK-333和0.1kg BYK-024混合均匀，在600rpm的转速下，依次加入钛白粉15kg、滑石粉5kg，云母粉8kg后，经1000rpm，高速分散20min后，使用砂磨机砂磨至规定细度≤25μm后，然后加入45kg多羟基树脂Bayhydrol A145、10kg多羟基树脂Acure 141和0.1kg BYK-024，经800rpm，分散30min后调节粘度至500～3000cP为合格，以80目筛过滤包装为甲组份。
(3)依照所述的乙组份配比称量，在78kg亲水性聚异氰酸酯Bayhydur 304中，加入20kg丙二醇甲醚醋酸酯，2kg Lubrizol 2120，经过600rpm，分散20min后调节粘度至40～90s,为合格，以80目筛过滤包装为乙组份。
(4)将甲组份与乙组份用80目筛过滤包装，使用时按照甲组份,：乙组份的重量比为8:1混合搅拌均匀；在3小时内使用完。
(5)该涂料涂装在玻璃钢底材表面，分别制成试板进行试验。涂膜附着力1级，耐磨性：31mg(500g/1000转,CS-10)，耐盐雾性：1200h，耐人工老化：1200h，耐湿热：1200h，漆膜外观无起层、皱皮、鼓泡、开裂、无粉化。
实施例4
一种适用于多种底材的水性防护涂料及其制备方法，该方法包括下列步骤：
(1)生产前必须严格清洗设备；
(2)按照所述的甲组份配比称量，在15.8kg水中加入2.8kg BYK-190，0.2kg BYK-333和0.1kg BYK-024混合均匀，在600rpm的转速下，依次加入钛白粉15kg、滑石粉5kg，云母粉6kg后，经1000rpm，高速分散20min后，使用砂磨机砂磨至规定细度≤25μm后，然后加入42kg多羟基树脂Bayhydrol A145、13kg多羟基树脂Acure 141和0.1kg BYK-024，经800rpm，分散30min后调节粘度至500～3000cP为合格，以80目筛过滤包装为甲组份。
(3)依照所述的乙组份配比称量，在74kg亲水性聚异氰酸酯Bayhydur 304中，加入23kg丙二醇甲醚醋酸酯，3kg Lubrizol 2120，经过600rpm，分散20min后调节粘度至40～90s,为合格，以80目筛过滤包装为乙组份。
(4)将甲组份与乙组份用80目筛过滤包装，使用时按照甲组份,：乙组份的重量比为12:1混合搅拌均匀；在3小时内使用完。
(5)该涂料涂装在聚碳酸酯底材表面，分别制成试板进行试验。涂膜附着力1级，耐磨性：31mg(500g/1000转,CS-10)，耐盐雾性：1500h，耐人工老化：1200h，耐湿热：1500h，漆膜外观无起层、皱皮、鼓泡、开裂、无粉化。
Claims (4)
1.一种适用于多种底材的水性防护涂料，其特征在于该涂料包括甲组份和乙组份两个组份；
甲组份按照重量百分比计包括下列组分：
甲组份中所述的多羟基树脂选自拜耳公司的Bayhydrol A145、Acure 141或氰特化工有限公司的MACRYNALTM VSM 6299中的一种或几种；所述的助剂I选自德国毕克助剂公司的BYK-190、BYK-333或BYK-024中的一种或几种；
乙组份按重量百分比计包括下列组分：
乙组份中所述的亲水性聚异氰酸酯选自拜耳公司的Bayhydur 304或者BayhydurXP2655中的一种或几种；所述的助剂II选自路博润特种化工(上海)有限公司的2120助剂；所述的溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯；
使用时，该涂料的甲组份与乙组份的质量配比是5∶1～12∶1。
2.根据权利要求1所述的水性防护涂料，其特征在于：甲组份中所述的颜、填料选自钛白粉、滑石粉、云母粉中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的水性防护涂料的制备方法，其特征在于：该制备方法包括下列步骤：
(1)生产前必须严格清洗设备；
(2)按照甲组份所述的配比称量，在蒸馏水中加入助剂I混合均匀，在500～700rpm的转速下，加入颜、填料后，经900～1100rpm，高速分散15～25min后，使用砂磨机砂磨至规定细度≤25μm后，然后加入多羟基树脂，经700～900rpm，分散25～35min后，调节粘度至500～3000cP为合格，该粘度用布氏粘度计测量，在容器中搅拌均匀无结块现象；以80目筛过滤包装为甲组份；
(3)按照乙组份所述的配比称量，在亲水性异氰酸酯中加入助剂II、溶剂，经过500～700rpm，分散15～25min后，调节粘度至40～90s为合格，该粘度用涂四杯粘度计测量，在容器中搅拌均匀无结块现象；以80目筛过滤包装为乙组份；
(4)使用时按照甲组份与乙组份的质量比为5:1～12:1，混合搅拌均匀。
4.根据权利要求1所述的水性防护涂料的应用，其特征在于：使用时，按照甲组份与乙组份的质量比为5:1～12:1混合搅拌均匀，用于钢材表面，铝合金底材表面、玻璃钢底材表面、聚碳酸酯底材表面的涂装。
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