CN105368209A - 一种用于相框的水性复合烤漆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于相框的水性复合烤漆，由质量比为1:2-3的A和B两种组份组成；其中，A组份的原料包括：聚丙烯酸树酯、多羟基不饱和聚酯树脂、聚丙烯酰胺树脂、钛白粉、附着力促进剂、乙二醇单丁醚、纳米碳酸锌、润湿剂、消泡剂、分散剂、去离子水；B组份的原料包括：聚丙烯酸树酯、固化剂、流平剂、去离子水。所述用于相框的水性复合烤漆，其对金属相框表面具有耐水性、干燥性、附着性优异的优点。
Description
技术领域
本发明涉及烤漆技术领域，尤其涉及一种用于相框的水性复合烤漆。
背景技术
丙烯酸涂料成膜后具有较高的硬度、优异的光泽和耐化学品性，并且成本较低，广泛地应用于汽车、建筑和家具行业。传统的溶剂型丙烯酸涂料在成膜过程中会释放大量的挥发性有机化合物，对环境造成污染。但是水性丙烯酸涂料的性能存在不足，其涂膜硬度偏低，耐水性、附着力较差，阻碍了它的发展。
将三聚氰胺树脂添加到羟基丙烯酸涂料中制备氨基/丙烯酸烤漆，可以广泛用于相框表面的装饰。这种氨基/丙烯酸烤漆广泛地应用于玻璃和木材的相框表面，但是在金属相框的表面很少被应用，这是因为此类烤漆喷涂在钢板基材表面时，其耐水附着性不充分，并会产生剥离或起泡的问题，因此，如何制备一种烤漆，使得其对金属相框表面具有耐水、干燥性、附着性优异的优点，具有重要的意义。
发明内容
基于背景技术中存在的问题，本发明提出了一种用于相框的水性复合烤漆，其对金属相框表面具有耐水性、干燥性、附着性优异的优点。
本发明提出了一种用于相框的水性复合烤漆，由质量比为1:2-3的A和B两种组份组成；其中，
A组份的原料按重量份包括：聚丙烯酸树酯55-75份、多羟基不饱和聚酯树脂15-35份、聚丙烯酰胺树脂10-20份、钛白粉35-55份、附着力促进剂3-10份、乙二醇单丁醚2-8份、纳米碳酸锌1-3份、润湿剂0.5-1.5份、消泡剂0.5-1份、分散剂0.5-1份、去离子水20-45份；
B组份的原料按重量份包括：聚丙烯酸树酯15-25份、固化剂7-15份、流平剂0.5-1份、去离子水10-30份；
所述多羟基不饱和聚酯树脂的制备方法包括：将摩尔比为1:1-1.8的二元酸和多元醇在210-240℃下进行熔融缩聚反应，当反应产物粘度为0.85-1.35Pa·s，酸值为10-20时，停止反应；再加入以所述反应产物质量为基准的15-25wt％的苯乙烯搅拌均匀，得到所述多羟基不饱和聚酯树脂，所述二元酸是由摩尔比为1:0.5-0.8的饱和二元酸和不饱和二元酸组成；所述多元醇是由摩尔比为1:0.8-1.2的多元醇烯丙基醚和烷基二醇组成。。
优选地，所述饱和二元酸选自邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、卤化邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸中的一种；所述不饱和二元酸选自顺丁烯二酸酐、马来酸酐、富马酸、衣康酸中的一种。
优选地，所述多元醇烯丙基醚选自乙二醇单烯丙醚、二乙二醇单烯丙醚、三乙二醇单烯丙醚、聚乙二醇单烯丙醚、丙二醇单烯丙醚、二丙二醇单烯丙醚中的一种；所述烷基二醇选自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丁二醇中的一种。
优选地，所述固化剂是由氨基树脂和固化促进剂组成；优选地，所述氨基树脂为全甲醚化三聚氰胺树脂；所述固化促进剂为4-二甲基氨基苯甲酸或3-二甲基氨基苯甲酸。
优选地，所述附着力促进剂为环氧基硅氧烷助剂；所述润湿剂为润湿剂TegoWetKL245；所述消泡剂为消泡剂SN-154；所述分散剂为分散剂SN5040；所述流平剂为流平剂BYK-331；所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。
优选地，A组份的原料按重量份包括：聚丙烯酸树酯60-70份、多羟基不饱和聚酯树脂20-30份、聚丙烯酰胺树脂12-18份、钛白粉40-50份、附着力促进剂5-8份、乙二醇单丁醚4-6份、纳米碳酸锌1-2份、润湿剂0.8-1.2份、消泡剂0.7-0.9份、分散剂0.6-0.8份、去离子水30-40份；
B组份的原料按重量份包括：聚丙烯酸树酯18-22份、固化剂9-12份、流平剂0.7-0.9份、去离子水15-25份。
一种用于相框的水性复合烤漆的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚丙烯酸树酯、多羟基不饱和聚酯树脂、聚丙烯酰胺树脂和去离子水加入分散机内以600-800rpm的速率搅拌20-30min，然后再加入钛白粉、附着力促进剂、乙二醇单丁醚、纳米碳酸锌、润湿剂、消泡剂和分散剂以800-1000rpm的速率搅拌10-20min，用200-250目过滤网过滤得到A组份混合物；
S2、将聚丙烯酸树酯、固化剂、流平剂与去离子水加入分散机内以800-1000rpm的速率搅拌5-10min得到B组份混合物；
S3、将S1得到的A组份混合物加入S2得到的B组份混合物中，在分散机内以1000-1200rpm的速率搅拌10-30min，用500-600目过滤网过滤，得到所述用于相框的水性复合烤漆。
本发明中，除了在所述用于相框上的水性复合烤漆中加入聚丙烯酸树酯，还加入了多羟基不饱和聚酯树脂、聚丙烯酰胺树脂与其复配；其中，通过特定酸度、粘度系数来控制所述多羟基不饱和聚酯树脂的反应终点和特定种类的二元酸和多元醇作为反应原料，既可以控制最终得到的所述不饱和聚酯的分子量分布范围，也可以控制所述不饱和聚酯分子链上具有的多羟基基团；所述多羟基不饱和聚酯树脂不仅可以增强漆膜对金属基材表面的吸附力，同时可以提高漆膜的表面干燥性；此外，本发明中为了提高固化性能，还根据聚丙烯酸树脂以及多羟基不饱和聚酯树脂的固化特点，通过选择三聚氰胺的氨基树脂与氨基苯甲酸进行复配作为固化剂，一方面可以使所述烤漆在相对较低的温度下发生交联成膜，从而不会造成相框的变型；另一方面可以进一步提高漆膜最终的固化和干燥性能；以此同时，本发明中还加入特定比例的纳米碳酸锌，其可以显著改善涂料耐水性，同时也可以提高涂膜的强度和耐磨性；加入特定种类相配合的分散剂、润湿剂和消泡剂，则有利于获得更加稳定的烤漆网状组织结构，不仅提高体系的稳定性，还可以降低烤漆黏度，增加流动性，便于喷涂或辊涂，确保获得平滑、均匀、连续的漆膜。
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
本实施例中，一种用于相框的水性复合烤漆，由质量比为1:2的A和B两种组份组成；其中，
A组份的原料按重量份包括：聚丙烯酸树酯55份、多羟基不饱和聚酯树脂35份、聚丙烯酰胺树脂10份、钛白粉55份、附着力促进剂3份、乙二醇单丁醚8份、纳米碳酸锌1份、润湿剂1.5份、消泡剂0.5份、分散剂1份、去离子水20份；
B组份的原料按重量份包括：聚丙烯酸树酯15份、固化剂15份、流平剂0.5份、去离子水30份；
所述多羟基不饱和聚酯树脂的制备方法包括：将摩尔比为1:1的二元酸和多元醇在240℃下进行熔融缩聚反应，当反应产物粘度为0.85Pa·s，酸值为20时，停止反应；再加入以所述反应产物质量为基准的15wt％的苯乙烯搅拌均匀，得到所述多羟基不饱和聚酯树脂；所述二元酸是由摩尔比为1:0.5的邻苯二甲酸和顺丁烯二酸酐组成，所述多元醇是由摩尔比为1:1.2的乙二醇单烯丙醚和乙二醇组成；
所述固化剂是由全甲醚化三聚氰胺树脂和4-二甲基氨基苯甲酸组成；所述附着力促进剂为环氧基硅氧烷助剂；所述润湿剂为润湿剂TegoWetKL245；所述消泡剂为消泡剂SN-154；所述分散剂为分散剂SN5040；所述流平剂为流平剂BYK-331；所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。
实施例2
本实施例中，一种用于相框的水性复合烤漆，由质量比为1:3的A和B两种组份组成；其中，
A组份的原料按重量份包括：聚丙烯酸树酯75份、多羟基不饱和聚酯树脂15份、聚丙烯酰胺树脂20份、钛白粉35份、附着力促进剂10份、乙二醇单丁醚2份、纳米碳酸锌3份、润湿剂0.5份、消泡剂1份、分散剂0.5份、去离子水45份；
B组份的原料按重量份包括：聚丙烯酸树酯25份、固化剂7份、流平剂1份、去离子水10份；
所述多羟基不饱和聚酯树脂的制备方法包括：将摩尔比为1:1.8的二元酸和多元醇在210℃下进行熔融缩聚反应，当反应产物粘度为1.35Pa·s，酸值为10时，停止反应；再加入以所述反应产物质量为基准的25wt％的苯乙烯搅拌均匀，得到所述多羟基不饱和聚酯树脂，所述二元酸是由摩尔比为1:0.8的卤化邻苯二甲酸酐和马来酸酐组成；所述多元醇是由摩尔比为1:0.8的二乙二醇单烯丙醚和二乙二醇组成；
所述固化剂是由全甲醚化三聚氰胺树脂和3-二甲基氨基苯甲酸组成；所述附着力促进剂为环氧基硅氧烷助剂；所述润湿剂为润湿剂TegoWetKL245；所述消泡剂为消泡剂SN-154；所述分散剂为分散剂SN5040；所述流平剂为流平剂BYK-331；所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。
实施例3
本实施例中，一种用于相框的水性复合烤漆，由质量比为1:2.5的A和B两种组份组成；其中，
A组份的原料按重量份包括：聚丙烯酸树酯60份、多羟基不饱和聚酯树脂30份、聚丙烯酰胺树脂12份、钛白粉50份、附着力促进剂5份、乙二醇单丁醚6份、纳米碳酸锌1份、润湿剂1.2份、消泡剂0.7份、分散剂0.8份、去离子水30份；
B组份的原料按重量份包括：聚丙烯酸树酯18份、固化剂12份、流平剂0.7份、去离子水25份；
所述多羟基不饱和聚酯树脂的制备方法包括：将摩尔比为1:1.4的二元酸和多元醇在225℃下进行熔融缩聚反应，当反应产物粘度为1.1Pa·s，酸值为15时，停止反应；再加入以所述反应产物质量为基准的20wt％的苯乙烯搅拌均匀，得到所述多羟基不饱和聚酯树脂；所述二元酸是由摩尔比为1:0.6的间苯二甲酸和富马酸组成；所述多元醇是由摩尔比为1:1.0的三乙二醇单烯丙醚和三乙二醇组成；
所述固化剂是由全甲醚化三聚氰胺树脂和4-二甲基氨基苯甲酸组成；所述附着力促进剂为环氧基硅氧烷助剂；所述润湿剂为润湿剂TegoWetKL245；所述消泡剂为消泡剂SN-154；所述分散剂为分散剂SN5040；所述流平剂为流平剂BYK-331；所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。
实施例4
本实施例中，一种用于相框的水性复合烤漆，由质量比为1:2.6的A和B两种组份组成；其中，
A组份的原料按重量份包括：聚丙烯酸树酯70份、多羟基不饱和聚酯树脂20份、聚丙烯酰胺树脂18份、钛白粉40份、附着力促进剂8份、乙二醇单丁醚4份、纳米碳酸锌2份、润湿剂0.8份、消泡剂0.9份、分散剂0.6份、去离子水40份；
B组份的原料按重量份包括：聚丙烯酸树酯22份、固化剂9份、流平剂0.9份、去离子水15份；
所述多羟基不饱和聚酯树脂的制备方法包括：将摩尔比为1:1.5的二元酸和多元醇在230℃下进行熔融缩聚反应，当反应产物粘度为1.2Pa·s，酸值为16时，停止反应；再加入以所述反应产物质量为基准的18wt％的苯乙烯搅拌均匀，得到所述多羟基不饱和聚酯树脂；所述二元酸是由摩尔比为1:0.7的对苯二甲酸和不饱和富马酸组成；所述多元醇是由摩尔比为1:1.1的聚乙二醇单烯丙醚和聚乙二醇组成；
所述固化剂是由全甲醚化三聚氰胺树脂和3-二甲基氨基苯甲酸组成；所述附着力促进剂为环氧基硅氧烷助剂；所述润湿剂为润湿剂TegoWetKL245；所述消泡剂为消泡剂SN-154；所述分散剂为分散剂SN5040；所述流平剂为流平剂BYK-331；所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。
上述实施例1-4所述用于相框的水性复合烤漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将聚丙烯酸树酯、多羟基不饱和聚酯树脂、聚丙烯酰胺树脂和去离子水加入分散机内以600-800rpm的速率搅拌20-30min，然后再加入钛白粉、附着力促进剂、乙二醇单丁醚、纳米碳酸锌、润湿剂、消泡剂和分散剂以800-1000rpm的速率搅拌10-20min，用200-250目过滤网过滤得到A组份混合物；
S2、将聚丙烯酸树酯、固化剂、流平剂与去离子水加入分散机内以800-1000rpm的速率搅拌5-10min得到B组份混合物；
S3、将S1得到的A组份混合物加入S2得到的B组份混合物中，在分散机内以1000-1200rpm的速率搅拌10-30min，用500-600目过滤网过滤，得到所述用于相框的水性复合烤漆。
上述实施例1-4得到的用于相框的水性复合烤漆的性能测试结果如下表所示：
本发明中，除了在所述用于相框上的水性复合烤漆中加入聚丙烯酸树酯，还加入了多羟基不饱和聚酯树脂、聚丙烯酰胺树脂与其复配；其中，通过特定酸度、粘度系数来控制所述多羟基不饱和聚酯树脂的反应终点和特定种类的二元酸和多元醇作为反应原料，既可以控制最终得到的所述不饱和聚酯的分子量分布范围，也可以控制所述不饱和聚酯分子链上具有的多羟基基团；所述多羟基不饱和聚酯树脂不仅可以增强漆膜对金属基材表面的吸附力，同时可以提高漆膜的表面干燥性；此外，本发明中为了提高固化性能，还根据聚丙烯酸树脂以及多羟基不饱和聚酯树脂的固化特点，通过选择三聚氰胺的氨基树脂与氨基苯甲酸进行复配作为固化剂，一方面可以使所述烤漆在相对较低的温度下发生交联成膜，从而不会造成相框的变型；另一方面可以进一步提高漆膜最终的固化和干燥性能；以此同时，本发明中还加入特定比例的纳米碳酸锌，其可以显著改善涂料耐水性，同时也可以提高涂膜的强度和耐磨性；加入特定种类相配合的分散剂、润湿剂和消泡剂，则有利于获得更加稳定的烤漆网状组织结构，不仅提高体系的稳定性，还可以降低烤漆黏度，增加流动性，便于喷涂或辊涂，确保获得平滑、均匀、连续的漆膜。
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 (7)
1.一种用于相框的水性复合烤漆，其特征在于，由质量比为1:2-3的A和B两种组份组成；其中，
A组份的原料按重量份包括：聚丙烯酸树酯55-75份、多羟基不饱和聚酯树脂15-35份、聚丙烯酰胺树脂10-20份、钛白粉35-55份、附着力促进剂3-10份、乙二醇单丁醚2-8份、纳米碳酸锌1-3份、润湿剂0.5-1.5份、消泡剂0.5-1份、分散剂0.5-1份、去离子水20-45份；
B组份的原料按重量份包括：聚丙烯酸树酯15-25份、固化剂7-15份、流平剂0.5-1份、去离子水10-30份；
所述多羟基不饱和聚酯树脂的制备方法包括：将摩尔比为1:1-1.8的二元酸和多元醇在210-240℃下进行熔融缩聚反应，当反应产物粘度为0.85-1.35Pa·s，酸值为10-20时，停止反应，再加入以所述反应产物质量为基准的15-25wt％的苯乙烯搅拌均匀，得到所述多羟基不饱和聚酯树脂；所述二元酸是由摩尔比为1:0.5-0.8的饱和二元酸和不饱和二元酸组成；所述多元醇是由摩尔比为1:0.8-1.2的多元醇烯丙基醚和烷基二醇组成。
2.根据权利要求1所述用于相框的水性复合烤漆，其特征在于，所述饱和二元酸选自邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、卤化邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸中的一种；所述不饱和二元酸选自顺丁烯二酸酐、马来酸酐、富马酸、衣康酸中的一种。
3.根据权利要求1或2所述用于相框的水性复合烤漆，其特征在于，所述多元醇烯丙基醚选自乙二醇单烯丙基醚、二乙二醇单烯丙基醚、三乙二醇单烯丙基醚、聚乙二醇单烯丙基醚、丙二醇单烯丙基醚、二丙二醇单烯丙基醚中的一种；所述烷基二醇选自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丁二醇中的一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述用于相框的水性复合烤漆，其特征在于，所述固化剂是由氨基树脂和固化促进剂组成；优选地，所述氨基树脂为全甲醚化三聚氰胺树脂；所述固化促进剂为4-二甲基氨基苯甲酸或3-二甲基氨基苯甲酸。
5.根据权利要求1-3任一项所述用于相框上的水性复合烤漆，其特征在于，所述附着力促进剂为环氧基硅氧烷助剂；所述润湿剂为润湿剂TegoWetKL245；所述消泡剂为消泡剂SN-154；所述分散剂为分散剂SN5040；所述流平剂为流平剂BYK-331；所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。
6.根据权利要求1-5任一项所述用于相框的水性复合烤漆，其特征在于，A组份的原料按重量份包括：聚丙烯酸树酯60-70份、多羟基不饱和聚酯树脂20-30份、聚丙烯酰胺树脂12-18份、钛白粉40-50份、附着力促进剂5-8份、乙二醇单丁醚4-6份、纳米碳酸锌1-2份、润湿剂0.8-1.2份、消泡剂0.7-0.9份、分散剂0.6-0.8份、去离子水30-40份；
B组份的原料按重量份包括：聚丙烯酸树酯18-22份、固化剂9-12份、流平剂0.7-0.9份、去离子水15-25份。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述用于相框的水性复合烤漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将聚丙烯酸树酯、多羟基不饱和聚酯树脂、聚丙烯酰胺树脂和去离子水加入分散机内以600-800rpm的速率搅拌20-30min，然后再加入钛白粉、附着力促进剂、乙二醇单丁醚、纳米碳酸锌、润湿剂、消泡剂和分散剂以800-1000rpm的速率搅拌10-20min，用200-250目过滤网过滤得到A组份混合物；
S2、将聚丙烯酸树酯、固化剂、流平剂与去离子水加入分散机内以800-1000rpm的速率搅拌5-10min得到B组份混合物；
S3、将S1得到的A组份混合物加入S2得到的B组份混合物中，在分散机内以1000-1200rpm的速率搅拌10-30min，用500-600目过滤网过滤，得到所述用于相框的水性复合烤漆。
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