CN105331237B - 一种铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆，其原料按重量份包括：改性聚丙烯酸树脂、氨基树脂、钛白粉、轻质碳酸钙、纳米氧化锡、气相二氧化硅、分散剂BYK‑110、分散剂5040、流平剂BYK‑358N、流平剂BYK‑331、消光粉ED‑30、固化促进剂KC‑30、多功能助剂AMP‑95、钛酸酯偶联剂、混合溶剂。本发明所述铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆，其漆膜坚硬致密，耐候性强，同时固化温度低、漆膜光泽度高。
Description
技术领域
本发明涉及烤漆技术领域，尤其涉及一种铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆。
背景技术
铝塑复合板制备的相框具有重量轻、平整度高、安装施工方便等诸多优点，其中，其受重视的一个很重要因素是涂料涂装技术在铝塑复合板相框上的应用。目前国内铝塑板相框的涂料涂装技术主要是采用喷涂氟碳涂料的方法，其普遍采用230℃高温下烘烤才可熔融成膜的PVDF氟碳涂料，不仅浪费了较多的电能，而且PVDF氟碳涂料无法获得满足客户要求的各种色彩，其光泽较低，不能重涂实现修补，应用范围受到限制。
随着社会的不断进步，人们对铝塑板相框上的烤漆涂料也有了更高的要求。因此，如何开发一种新型的铝塑板相框用烤漆涂料，提高涂膜耐候性的同时，具有固化温度低、涂膜光泽度高等优点，其具有重要的现实意义。
发明内容
基于背景技术中存在的问题，本发明提出了一种铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆，其漆膜坚硬致密，耐候性强，同时固化温度低、漆膜光泽度高。
本发明提出了一种铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆，其原料按重量份包括：改性聚丙烯酸树脂40-60份、氨基树脂1-6份、钛白粉6-16份、轻质碳酸钙2-6份、纳米氧化锡1-4份、气相二氧化硅0.1-0.3份、分散剂BYK-110 0.5-0.7份、分散剂5040 0.5-0.8份、流平剂BYK-358N 0.2-0.4份、流平剂BYK-331 0.3-0.5份、消光粉ED-30 0.5-1.8份、固化促进剂KC-30 0.1-0.5份、多功能助剂AMP-95 0.1-0.3份、钛酸酯偶联剂0.3-0.5份、混合溶剂50-70份。
优选地，所述铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆，其原料按重量份包括：改性聚丙烯酸树脂45-55份、氨基树脂3-5份、钛白粉9-13份、轻质碳酸钙3-5份、纳米氧化锡2-3份、气相二氧化硅0.1-0.2份、分散剂BYK-110 0.6-0.7份、分散剂5040 0.6-0.7份、流平剂BYK-358N0.2-0.3份、流平剂BYK-331 0.4-0.5份、消光粉ED-30 0.8-1.4份、固化促进剂KC-30 0.3-0.4份、多功能助剂AMP-95 0.1-0.2份、钛酸酯偶联剂0.4-0.5份、混合溶剂55-65份。
优选地，所述改性聚丙烯酸树脂按照以下方法进行制备：在异丙醇和水的混合溶剂中，加入硅烷偶联剂KH-560搅拌均匀，再加入纳米二氧化硅拌拌均匀，烘干至溶剂含量为0-5wt％；加入乙酸乙酯和AIBN搅拌均匀后，升温至70-80℃，再加入包括甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三氟乙酯的混合单体，在1-2h内完成滴加，保温搅拌1-3h，降温至40℃以下，过滤出料，得到所述改性聚丙烯酸树脂。
优选地，所述改性聚丙烯酸树脂按照以下方法进行制备：按重量份在体积比6-8:1的异丙醇和水的混合溶剂中，加入以纳米二氧化硅为基准5-10wt％的硅烷偶联剂KH-560搅拌均匀，再加入2-5份纳米二氧化硅拌拌均匀，在60-80℃下烘干至溶剂含量为40-60wt％，再在120-140℃烘干至溶剂含量为0-3wt％；加入60-80份乙酸乙酯和0.3-0.6份AIBN搅拌均匀后，升温至75-80℃，再加入包括50-80份甲基丙烯酸羟乙酯、20-40份甲基丙烯酸甲酯、15-35份甲基丙烯酸三氟乙酯的混合单体，在1.5-2h内完成滴加，保温反应1.5-2.5h，降温至35℃以下，过滤出料，烘干，得到所述改性聚丙烯酸树脂。
优选地，所述氨基树脂为三聚氰胺树脂，优选为六甲氧基甲基三聚氰胺树脂。
优选地，所述混合溶剂是由质量比为4-6:1-2:2-3的二甲苯、含氧溶剂和高沸点芳烃类溶剂组成；优选地，所述含氧溶剂为烷基醇类溶剂。
一种铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆的制备方法，包括如下步骤：
S1、将改性聚丙烯酸树脂、分散剂BYK-110、分散剂5040搅拌均匀后，加入钛白粉、轻质碳酸钙、纳米氧化锡、气相二氧化硅、钛酸酯偶联剂和混合溶剂，以2800-3000r/min的速率搅拌30-40min得到混合物；
S2、将步骤S1得到的混合物用砂磨机研磨至细度≤20μmm，加入氨基树脂、流平剂BYK-358N、流平剂BYK-331、固化促进剂KC-30、消光粉ED-30、多功能助剂AMP-95，以1200-2000r/min的速率搅拌15-25min；用120目尼龙网过滤，得到所述铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆。
本发明中，所述铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆中加入改性聚丙烯酸树脂作为成膜物质，其首先通过硅烷偶联剂KH-560对纳米二氧化硅的表面进行改性，使得二氧化硅表面上含有硅烷偶联剂KH-560，由于KH-560中的环氧基可与丙烯酸类单体进行反应，由此在纳米二氧化硅周围包裹大量的丙烯酸树脂，由于纳米二氧化硅表面的羟基较多，具有较高的极性，纳米二氧化硅与丙烯酸树脂之间产生强烈的分子间作用力，由此形成网状结构，使整个涂料体系的黏度增加，从而增强漆膜的坚硬致密程度；同时本发明中除了利用纳米二氧化硅掺杂丙烯酸树脂以外，还通过具有低表面能特性的有机氟单体与丙烯酸酯单体反应得到的共聚丙烯酸树脂，在保持着普通聚丙烯酸酯在装饰性、防护性、功能性等方面的独特优势同时，还表现出优异的表面性能，大大提高了漆膜的接触角，作为漆膜成膜物质具有优异的耐候性、耐腐蚀性及化学稳定性和高漆膜光泽度；同时本发明中还通过加入氨基树脂三聚氰胺作为固化剂，在固化促进剂KC-30配合作用下，在相对较低的温度下即发生交联成膜，因此不会造成铝塑板相框的变型；特定比例的纳米氧化锡、轻质碳酸钙复配，可以显著改善涂料耐水性，同时也可以提高漆膜的强度和耐磨性；加入的分散剂BYK-110、分散剂SN-5040在高温下性质稳定，且有利于获得更加稳定的烤漆网状组织结构，提高体系的稳定性；流平剂BYK-358N、流平剂BYK-331、消光粉ED-30以及混合溶剂等组分的作用则可以降低烤漆黏度，增加流动性，便于喷涂或辊涂，确保获得平滑、均匀、光泽度高的涂膜。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
实施例1
本发明所述铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆，其原料按重量份包括：改性聚丙烯酸树脂40份、氨基树脂6份、钛白粉6份、轻质碳酸钙6份、纳米氧化锡1份、气相二氧化硅0.3份、分散剂BYK-110 0.5份、分散剂5040 0.8份、流平剂BYK-358N 0.2份、流平剂BYK-3310.5份、消光粉ED-30 0.5份、固化促进剂KC-30 0.5份、多功能助剂AMP-95 0.1份、钛酸酯偶联剂0.5份、混合溶剂50份；
所述改性聚丙烯酸树脂按照以下方法进行制备：按重量份在体积比6:1的异丙醇和水的混合溶剂中，加入以纳米二氧化硅为基准10wt％的硅烷偶联剂KH-560搅拌均匀，再加入2份纳米二氧化硅拌拌均匀，在80℃下烘干至溶剂含量为40wt％，再在140℃烘干至溶剂含量为0；加入80份乙酸乙酯和0.3份AIBN搅拌均匀后，升温至80℃，再加入包括50份甲基丙烯酸羟乙酯、40份甲基丙烯酸甲酯、15份甲基丙烯酸三氟乙酯的混合单体，在2h内完成滴加，保温反应1.5h，降温至35℃以下，过滤出料，烘干，得到所述改性聚丙烯酸树脂；
所述氨基树脂为六甲氧基甲基三聚氰胺树脂；所述混合溶剂是由质量比为4:2:2的二甲苯、含氧溶剂和高沸点芳烃类溶剂组成，所述含氧溶剂为烷基醇类溶剂。
实施例2
本发明所述铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆，其原料按重量份包括：改性聚丙烯酸树脂60份、氨基树脂1份、钛白粉16份、轻质碳酸钙2份、纳米氧化锡4份、气相二氧化硅0.1份、分散剂BYK-110 0.7份、分散剂5040 0.5份、流平剂BYK-358N 0.4份、流平剂BYK-3310.3份、消光粉ED-30 1.8份、固化促进剂KC-30 0.1份、多功能助剂AMP-95 0.3份、钛酸酯偶联剂0.3份、混合溶剂70份；
所述改性聚丙烯酸树脂按照以下方法进行制备：按重量份在体积比8:1的异丙醇和水的混合溶剂中，加入以纳米二氧化硅为基准5wt％的硅烷偶联剂KH-560搅拌均匀，再加入5份纳米二氧化硅拌拌均匀，在60℃下烘干至溶剂含量为60wt％，再在120℃烘干至溶剂含量为3wt％；加入60份乙酸乙酯和0.6份AIBN搅拌均匀后，升温至75℃，再加入包括80份甲基丙烯酸羟乙酯、20份甲基丙烯酸甲酯、35份甲基丙烯酸三氟乙酯的混合单体，在1.5h内完成滴加，保温反应2.5h，降温至35℃以下，过滤出料，烘干，得到所述改性聚丙烯酸树脂；
所述氨基树脂为三聚氰胺树脂；所述混合溶剂是由质量比为6:1:3的二甲苯、含氧溶剂和高沸点芳烃类溶剂组成，所述含氧溶剂为烷基醇类溶剂。
实施例3
本发明所述铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆，其原料按重量份包括：改性聚丙烯酸树脂45份、氨基树脂5份、钛白粉9份、轻质碳酸钙5份、纳米氧化锡2份、气相二氧化硅0.2份、分散剂BYK-110 0.6份、分散剂5040 0.7份、流平剂BYK-358N 0.2份、流平剂BYK-3310.5份、消光粉ED-30 0.8份、固化促进剂KC-30 0.4份、多功能助剂AMP-95 0.1份、钛酸酯偶联剂0.5份、混合溶剂55份；
所述改性聚丙烯酸树脂按照以下方法进行制备：按重量份在体积比7:1的异丙醇和水的混合溶剂中，加入以纳米二氧化硅为基准7wt％的硅烷偶联剂KH-560搅拌均匀，再加入3份纳米二氧化硅拌拌均匀，在70℃下烘干至溶剂含量为50wt％，再在130℃烘干至溶剂含量为1wt％；加入70份乙酸乙酯和0.4份AIBN搅拌均匀后，升温至70℃，再加入包括60份甲基丙烯酸羟乙酯、30份甲基丙烯酸甲酯、25份甲基丙烯酸三氟乙酯的混合单体，在2h内完成滴加，保温反应1h，降温至40℃以下，过滤出料，烘干，得到所述改性聚丙烯酸树脂；
所述氨基树脂为六甲氧基甲基三聚氰胺树脂；所述混合溶剂是由质量比为5:1.5:2.5的二甲苯、含氧溶剂和高沸点芳烃类溶剂组成。
实施例4
本发明所述铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆，其原料按重量份包括：改性聚丙烯酸树脂55份、氨基树脂3份、钛白粉13份、轻质碳酸钙3份、纳米氧化锡3份、气相二氧化硅0.1份、分散剂BYK-110 0.7份、分散剂5040 0.6份、流平剂BYK-358N 0.3份、流平剂BYK-3310.4份、消光粉ED-30 1.4份、固化促进剂KC-30 0.3份、多功能助剂AMP-95 0.2份、钛酸酯偶联剂0.4份、混合溶剂65份；
所述改性聚丙烯酸树脂按照以下方法进行制备：按重量份在体积比6.5:1的异丙醇和水的混合溶剂中，加入以纳米二氧化硅为基准8wt％的硅烷偶联剂KH-560搅拌均匀，再加入4份纳米二氧化硅拌拌均匀，在75℃下烘干至溶剂含量为55wt％，再在125℃烘干至溶剂含量为2wt％；加入65份乙酸乙酯和0.5份AIBN搅拌均匀后，升温至80℃，再加入包括70份甲基丙烯酸羟乙酯、30份甲基丙烯酸甲酯、30份甲基丙烯酸三氟乙酯的混合单体，在1h内完成滴加，保温反应3h，降温至40℃以下，过滤出料，烘干，得到所述改性聚丙烯酸树脂；
所述氨基树脂为六甲氧基甲基三聚氰胺树脂；所述混合溶剂是由质量比为5:2:2的二甲苯、含氧溶剂和高沸点芳烃类溶剂组成，所述含氧溶剂为烷基醇类溶剂。
上述实施例1-4中所述的铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆的制备方法，包括如下步骤：
S1、将改性聚丙烯酸树脂、分散剂BYK-110、分散剂5040搅拌均匀后，加入钛白粉、轻质碳酸钙、纳米氧化锡、气相二氧化硅、钛酸酯偶联剂和混合溶剂，以2800-3000r/min的速率搅拌30-40min得到混合物；
S2、将步骤S1得到的混合物用砂磨机研磨至细度≤20μmm，加入氨基树脂、流平剂BYK-358N、流平剂BYK-331、固化促进剂KC-30、消光粉ED-30、多功能助剂AMP-95，以1200-2000r/min的速率搅拌15-25min；用120目尼龙网过滤，得到所述铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆。
上述实施例1-4得到的铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆的性能测试结果如下表所示：
发明中，所述铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆中加入改性聚丙烯酸树脂作为成膜物质，其首先通过硅烷偶联剂KH-560对纳米二氧化硅的表面进行改性，使得二氧化硅表面上含有硅烷偶联剂KH-560，由于KH-560中的环氧基可与丙烯酸类单体进行反应，由此在纳米二氧化硅周围包裹大量的丙烯酸树脂，由于纳米二氧化硅表面的羟基较多，具有较高的极性，纳米二氧化硅与丙烯酸树脂之间产生强烈的分子间作用力，由此形成网状结构，使整个涂料体系的黏度增加，从而增强漆膜的坚硬致密程度；同时本发明中除了利用纳米二氧化硅掺杂丙烯酸树脂以外，还通过具有低表面能特性的有机氟单体与丙烯酸酯单体反应得到的共聚丙烯酸树脂，在保持着普通聚丙烯酸酯在装饰性、防护性、功能性等方面的独特优势同时，还表现出优异的表面性能，大大提高了漆膜的接触角，作为漆膜成膜物质具有优异的耐候性、耐腐蚀性及化学稳定性和高漆膜光泽度；同时本发明中还通过加入氨基树脂三聚氰胺作为固化剂，在固化促进剂KC-30配合作用下，在相对较低的温度下即发生交联成膜，因此不会造成铝塑板相框的变型；特定比例的纳米氧化锡、轻质碳酸钙复配，可以显著改善涂料耐水性，同时也可以提高漆膜的强度和耐磨性；加入的分散剂BYK-110、分散剂SN-5040在高温下性质稳定，且有利于获得更加稳定的烤漆网状组织结构，提高体系的稳定性；流平剂BYK-358N、流平剂BYK-331、消光粉ED-30以及混合溶剂等组分的作用则可以降低烤漆黏度，增加流动性，便于喷涂或辊涂，确保获得平滑、均匀、光泽度高的涂膜。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆，其特征在于，其原料按重量份包括：改性聚丙烯酸树脂40-60份、氨基树脂1-6份、钛白粉6-16份、轻质碳酸钙2-6份、纳米氧化锡1-4份、气相二氧化硅0.1-0.3份、分散剂BYK-110 0.5-0.7份、分散剂5040 0.5-0.8份、流平剂BYK-358N 0.2-0.4份、流平剂BYK-331 0.3-0.5份、消光粉ED-30 0.5-1.8份、固化促进剂KC-300.1-0.5份、多功能助剂AMP-95 0.1-0.3份、钛酸酯偶联剂0.3-0.5份、混合溶剂50-70份；
其中，所述改性聚丙烯酸树脂按照以下方法进行制备：在异丙醇和水的混合溶剂中，加入硅烷偶联剂KH-560搅拌均匀，再加入纳米二氧化硅拌拌均匀，烘干至溶剂含量为0-5wt％；加入乙酸乙酯和AIBN搅拌均匀后，升温至70-80℃，再加入包括甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三氟乙酯的混合单体，在1-2h内完成滴加，保温搅拌1-3h，降温至40℃以下，过滤出料，得到所述改性聚丙烯酸树脂；
所述氨基树脂为三聚氰胺树脂。
2.根据权利要求1所述的铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆，其特征在于，其原料按重量份包括：改性聚丙烯酸树脂45-55份、氨基树脂3-5份、钛白粉9-13份、轻质碳酸钙3-5份、纳米氧化锡2-3份、气相二氧化硅0.1-0.2份、分散剂BYK-110 0.6-0.7份、分散剂5040 0.6-0.7份、流平剂BYK-358N 0.2-0.3份、流平剂BYK-331 0.4-0.5份、消光粉ED-30 0.8-1.4份、固化促进剂KC-30 0.3-0.4份、多功能助剂AMP-95 0.1-0.2份、钛酸酯偶联剂0.4-0.5份、混合溶剂55-65份。
3.根据权利要求1所述的铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆，其特征在于，所述改性聚丙烯酸树脂按照以下方法进行制备：按重量份在体积比6-8:1的异丙醇和水的混合溶剂中，加入以纳米二氧化硅为基准5-10wt％的硅烷偶联剂KH-560搅拌均匀，再加入2-5份纳米二氧化硅拌拌均匀，在60-80℃下烘干至溶剂含量为40-60wt％，再在120-140℃烘干至溶剂含量为0-3wt％；加入60-80份乙酸乙酯和0.3-0.6份AIBN搅拌均匀后，升温至75-80℃，再加入包括50-80份甲基丙烯酸羟乙酯、20-40份甲基丙烯酸甲酯、15-35份甲基丙烯酸三氟乙酯的混合单体，在1.5-2h内完成滴加，保温反应1.5-2.5h，降温至35℃以下，过滤出料，烘干，得到所述改性聚丙烯酸树脂。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆，其特征在于，所述氨基树脂为六甲氧基甲基三聚氰胺树脂。
5.根据权利要求1-3任一项所述的铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆，所述混合溶剂是由质量比为4-6:1-2:2-3的二甲苯、含氧溶剂和高沸点芳烃类溶剂组成；所述含氧溶剂为烷基醇类溶剂。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将改性聚丙烯酸树脂、分散剂BYK-110、分散剂5040搅拌均匀后，加入钛白粉、轻质碳酸钙、纳米氧化锡、气相二氧化硅、钛酸酯偶联剂和混合溶剂，以2800-3000r/min的速率搅拌30-40min得到混合物；
S2、将步骤S1得到的混合物用砂磨机研磨至细度≤20μm，加入氨基树脂、流平剂BYK-358N、流平剂BYK-331、固化促进剂KC-30、消光粉ED-30、多功能助剂AMP-95，以1200-2000r/min的速率搅拌15-25min；用120目尼龙网过滤，得到所述铝塑板相框用聚丙烯酸氨基烤漆。
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