CN105820643A - 一种水性单组份汽车漆专用稀释剂 - Google Patents

一种水性单组份汽车漆专用稀释剂 Download PDF

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一种水性单组份汽车漆专用稀释剂,包括以下重量百分比的组分:树脂15‑25%,去离子水60‑70%,胺中和剂0.1‑1%,分散剂1‑5%,消泡剂0.1‑1%,流平剂0.1‑0.5%,流变助剂0.8‑1.2%,助溶剂1‑10%。本发明的稀释剂具有极强的触变性,能够在降低水性漆施工粘度的同时而不改变其触变性,使水性漆能够顺畅施工,避免漆膜出现缩孔、流挂和缩边等弊病;该稀释剂包含亲水的和疏水的环保型助溶剂,不仅可以提高稀释剂的稳定性以及与水性漆的相容性,也能够提升水性漆的干燥速度;不含有苯,安全环保、不含VOC;生产过程简单,使用方便。

Description

一种水性单组份汽车漆专用稀释剂
技术领域
[0001] 本发明涉及汽车涂料技术领域,具体涉及一种水性单组份汽车漆专用稀释剂。
背景技术
[0002] 目前我国的汽车涂料仍以溶剂型为主,大量挥发性有机化合物(VOCs)在涂装过程 中对生态环境造成了严重的污染,同时也对人类健康带来了极大的危害。随着人们环保意 识的提高,各国政府都出台了大量相关的法规以限制VOCs的排放量。为了顺应时代的发展, 汽车涂料正向环境友好型方向转变,其中环境友好型涂料包括了水性涂料、粉末涂料、UV固 化涂料和高固体份涂料,而水性涂料是其中发展最快的一类。
[0003] 通常水性漆的稀释剂是去离子水或去离子水与助溶剂的混合物,这类稀释剂主要 用于降低水性漆的施工粘度,但其在降低水性漆的施工粘度的同时也会降低水性漆的触变 性和干燥速度,这一方面会导致水性漆出枪不顺,更严重时会出现缩孔、流挂和缩边等漆膜 弊病,另一方面会影响施工效率。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种水性单组份汽车漆专用的稀释剂及其制备方法,该稀释 剂具有极强的触变性,能够在降低水性漆施工粘度的同时而不改变其触变性,使水性漆能 够顺畅施工,避免漆膜出现缩孔、流挂和缩边等弊病,也能够提高漆膜的干燥速度,从而提 高施工效率。
[0005] 本发明所采取的技术方案为:一种水性单组份汽车漆专用稀释剂,包括以下重量 百分比的组分: 树脂 15-25%, 去离子水 60-70%, 胺中和剂 0.1-1%, 分散剂 1-5%,
[0006] 消泡剂 Q.1-1%, 流平剂 0.1-0.5%, 流变助剂 0.8-1.2%, 助溶剂 1-1:〇%9
[0007] 优选的,所述的树脂要与相配套使用的水性漆的主体树脂一致,可以是水性丙烯 酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性醇酸树脂等。
[0008] 优选的,所述的胺中和剂是沸点高于130°C的胺中和剂,如2-氨基-2-甲基-1-丙 醇。
[0009]优选的,所述的分散剂是阴尚子型的尚分子量的分散剂,其数均分子量>20000, 如BYK-194N或BYK-190。阴离子型的高分子量的分散剂,其能够在体系中稳定机蒙脱土类流 变助剂RD,使其与漆料共混时不至于凝聚而丧失触变性。
[0010] 优选的,所述的消泡剂是聚醚类消泡剂,如TEGO-SSCKTEGO-SSlJEGO-SSSSTEGO- SSSo
[0011]优选的,所述的流平剂是具有基材润湿和流平双重功能的流平剂,如TEG0240、 TEG0425或TEG0450。
[0012] 优选的,所述的流变助剂是有机蒙脱土类流变助剂,如ELEMENTIS BENT0NE LT、DE 或RD。机蒙脱土类流变助剂在水中可以电离出离子层,其电离平衡示意图如图1所示。这种 电离平衡结构在受到外力作用时会被破坏,但外力撤消后,其又能够快速恢复电离平衡结 构,因此,该类流变助剂可以提供极强的触变性。有机蒙脱土类流变助剂的优选用量为1%。
[0013] 优选的,所述的助溶剂是亲水性的和亲油性的醇醚类助溶剂按1:1-5的比例复配, 其中亲水性的助溶剂是聚乙二醇或聚丙二醇。其中,聚乙二醇的数均分子量为400,聚丙二 醇的数均分子量为400;所选用的亲油性的助溶剂的沸点低于160°C,且蒸发潜热低于 530KJ/Kg,选自正戊醇、正己醇和叔戊醇中的一种。
[0014] 水性单组份汽车漆专用稀释剂的制备方法,包括以下步骤:
[0015] 1)把树脂、去离子水和胺中和剂混合均匀,得到混合液A;
[0016] 2)搅拌混合液A,依次添加入分散剂、消泡剂、流平剂和流变助剂,搅拌均匀,得到 混合液B;
[0017] 3)向混合液B中缓慢加入助溶剂,搅拌均匀,过滤,即得到水性单组份汽车漆专用 稀释剂。
[0018] 优选的,步骤2)中搅拌的线速度是8-9m/s,搅拌时间是30分钟;步骤3)中搅拌的线 速度是2-3m/s,搅拌时间是10分钟。
[0019] 本发明的有益效果是:(1)本发明的稀释剂具有极强的触变性,能够在降低水性漆 施工粘度的同时而不改变其触变性,使水性漆能够顺畅施工,避免漆膜出现缩孔、流挂和缩 边等弊病;(2)该稀释剂包含亲水的和疏水的环保型助溶剂,不仅可以提高稀释剂的稳定性 以及与水性漆的相容性,也能够提升水性漆的干燥速度;(3)不含有苯,安全环保、不含V0C; (4)生产过程简单,使用方便。
附图说明
[0020] 图1是有机蒙脱土类流变助剂的电离平衡示意图。
具体实施方式
[0021] 以下结合实施例对本发明做进一步描述,但本发明的保护范围并不受此限制。
[0022] 性能测试方法:
[0023]选用根据专利CN 104629605 A制备的单组份水性汽车金属闪光漆作为实验对象, 把单组份水性汽车金属闪光漆和专用稀释剂按10:3的比例混合,然后测试混合物的粘度和 触变指数,最后喷涂于打磨好的马口铁板上,对比其漆膜效果。
[0024]单组份水性汽车金属闪光漆原液和加入30%的去离子水后的粘度参数和触变指 数如表1所示。由表1可知,金属闪光漆原液的粘度偏高,不利于施工,当加入30%的去离子 水后,混合物的粘度确实降低了很多,但同时也大幅度降低了触变指数,导致混合物施工时 出油不顺畅,最终板面也出现流挂、缩边等漆膜弊病。
[0025]表1单组份水性汽车金属闪光漆的粘度参数和触变指数
Figure CN105820643AD00051
[0027]注:①通过吹风使金属闪光漆膜完全干燥的时间作为干燥时间;
[0028]②测试粘度时的温度为25°C,湿度为65%,下同。
[0029] 实施例1
[0030] -种水性单组份汽车漆专用稀释剂,各组分重量百分比见表2。
[0031] 水性汽车漆专用稀释剂的制备方法:1)把树脂、去离子水和胺中和剂混合均匀后, 得到混合液A; 2)边搅拌混合液A边依次添加入分散剂、消泡剂、流平剂和流变助剂,在线速 度为8-9m/s下搅拌30min,混合均匀,得到混合液B; 3)在混合液B中添加入助溶剂,在线速度 是2-3m/s下搅拌lOmin,混合均匀,过滤,即得到水性单组份汽车漆专用稀释剂。
[0032] 实施例1是改变助溶剂类型制备水性单组份汽车漆专用稀释剂的基本配方,其配 方编号依次为1、2、3和4,根据上述方法制备水性单组份汽车漆专用稀释剂,并采用前面描 述的测试方法对水性单组份汽车漆专用稀释剂的性能进行测试与对比,结果列于表3中。
[0033] 表2实施例1改变助溶剂类型制备水性单组份汽车漆专用稀释剂的基本配方
Figure CN105820643AD00061
[0035]表3实施例1助溶剂类型与水性单组份汽车漆专用稀释剂性能的关系
Figure CN105820643AD00062
Figure CN105820643AD00071
[0038]由配方1、配方2、配方3和配方4制备的水性单组份汽车漆专用稀释剂的性能测定 结果如表3所示。由表3可知,配方1、配方2、配方3和配方4制备的专用稀释剂的粘度和触变 指数基本一致。按10:3的比例加入到水性金属闪光漆中后,对金属闪光漆的降粘效果不如 去离子水,但金属闪光漆的触变指数没有明显降低,甚至有所增长,所以金属闪光漆的施工 效果和最终漆膜效果都合格。当选用正戊醇和正己醇作为助溶剂时,稀释剂可以加快漆膜 的干燥速度,而选用正丁醇和正庚醇作为助溶剂时,加入稀释剂反而降低了金属漆的干燥 速度。这是因为,水的沸点是100°C,蒸发潜热是588KJ/Kg,正丁醇的沸点是117.7°C,蒸发潜 热是591.5KJ/Kg,正庚醇的沸点是176.3°C,蒸发潜热是1837.2KJ/Kg,正戊醇的沸点是138 °C,蒸发潜热是504.8KJ/Kg,正己醇的沸点是157.1°C,蒸发潜热是448.7KJ/Kg,虽然正戊醇 和正己醇的沸点比水高,但是其蒸发潜热比水低很多,而正丁醇和正庚醇的沸点和蒸发潜 热都比水高,所以,正戊醇和正己醇在相同环境温度下,会比水更快挥发,从而把水更快的 排出漆膜,同时聚乙二醇的存在一方面可以保证体系的稳定性,另一方面可以大大延长漆 膜的开放时间,使漆膜中的水份挥发的更彻底。因此,优选的水性单组份汽车漆专用稀释剂 的助溶剂是聚乙二醇+正戊醇和聚乙二醇+正己醇。
[0039] 实施例2
[0040]实施例2是在保证其他物料不变的情况下,改变分散剂类型制备水性单组份汽车 漆专用稀释剂的投料配方,投料配方列于表4中,其配方编号依次为5、6、7和8。根据实施例1 描述的方法制备水性单组份汽车漆专用稀释剂,并采用前面描述的测试方法对水性单组份 汽车漆专用稀释剂的性能进行测试与对比,结果列于表5中。
[0041 ]表4实施例2中改变分散剂类型制备水性单组份汽车漆专用稀释剂的基本配方
Figure CN105820643AD00081
[0043]表5实施例2中分散剂类型与水性单组份汽车漆专用稀释剂性能的关系
Figure CN105820643AD00082
Figure CN105820643AD00091
[0046]由配方5、配方6、配方7和配方8制备的水性单组份汽车漆专用稀释剂的性能测定 如表5所示。由表5可知,当选用BYK-194N或BYK-190作为分散剂时,稀释剂的触变指数达到 7,且与单组份金属闪光漆共混后,不仅能够降低其粘度,且能够保持触变指数不变;当选用 BYK-192作为分散剂时,稀释剂的触变指数为7,但是与单组份金属闪光漆共混后,不仅降低 了金属闪光漆的粘度,而且金属闪光漆的触变指数也大幅度下降;当不加分散剂时,稀释剂 的触变指数接近7,但是与单组份金属闪光漆共混后,降低了金属闪光漆的粘度,同时金属 闪光漆的触变指数也大幅度下降。这是因为,BYK-194N或BYK-190属于阴离子型高分子量的 分散剂,其能够在体系中稳定RD,使其与漆料共混时不至于凝聚而丧失触变性,而BYK-192 属于非离子型分散剂,其对RD的稳定作用远不如BYK-194N或BYK-190,所以由BYK-192制备 的稀释剂遇到金属闪光漆时,RD凝聚导致触变性降低,喷板出现缩孔、流挂和缩边等弊病。 因此,优选的水性单组份汽车漆专用稀释剂的分散剂是BYK-194N和BYK-190。
[0047] 实施例3
[0048]实施例3是在保证其他物料不变的情况下,改变流变助剂类型制备水性单组份汽 车漆专用稀释剂的投料配方,投料配方列于表6中,其配方编号依次为9、10、11和12。根据实 施例1描述的方法制备水性单组份汽车漆专用稀释剂,并采用前面描述的测试方法对水性 单组份汽车漆专用稀释剂的性能进行测试与对比,结果列于表7中。
[0049]表6实施例3改变流变助剂类型制备水性单组份汽车漆专用稀释剂的基本配方
Figure CN105820643AD00101
[0051 ]表7实施例3流变助剂类型与水性单组份汽车漆专用稀释剂性能的关系
Figure CN105820643AD00102
Figure CN105820643AD00111
[0054]由配方9、配方10、配方11和配方12制备的水性单组份汽车漆专用稀释剂的性能如 表7所示。由表7可知,当选用RD或DE作为流变助剂时,稀释剂的触变指数达到7,且与单组份 金属闪光漆共混后,不仅能够降低其粘度,且能够保持触变指数不变,但DE带有粉红色,如 有色相要求的金属闪光漆则不考虑使用;当选用HV30或FX1070作为流变助剂时,稀释剂的 触变指数仅达到2.5和2,加入到金属闪光漆中后,金属闪光漆的粘度有所降低,但触变指数 也大幅度降低,导致喷板出现流挂、缩边等弊病。这是因为,RD和DE属于有机蒙脱土类型的 流变助剂,其在水中可以电离出离子层,其电离平衡示意图如图1所示。这种电离平衡结构 在受到外力作用时会被破坏,但外力撤消后,其又能够快速回复电离平衡结构,这就决定了 其可以提供极强的触变性;而HV30属于碱增稠型流变助剂,FX1070属于缔合型聚氨酯类流 变助剂,这两者都不能像有机蒙脱土类流变助剂在水中电离出离子层,因此其提供的触变 性远低于RD和DE。因此,优选的水性单组份汽车漆专用稀释剂的流变助剂是RD。
[0055] 实施例4
[0056] 实施例4是在保证其他物料不变的情况下,改变流变助剂用量制备水性单组份汽 车漆专用稀释剂的投料配方,投料配方列于表8中,其配方编号依次为13、14、15和16。根据 实施例1描述的方法制备水性单组份汽车漆专用稀释剂,并采用前面描述的测试方法对水 性单组份汽车漆专用稀释剂的性能进行测试与对比,结果列于表9中。
[0057] 表8实施例4改变流变助剂用量制备水性单组份汽车漆专用稀释剂的基本配方
Figure CN105820643AD00121
[0059]表9实施例4流变助剂用量与水性单组份汽车漆专用稀释剂性能的关系
Figure CN105820643AD00122
Figure CN105820643AD00131
[0062]由配方13、配方14、配方15和配方16制备的水性单组份汽车漆专用稀释剂的性能 测定如表9所示。由表9可知,当RD用量为0.3 %和0.6 %时,稀释剂的触变指数分别是4.5和 5.8,与金属闪光漆共混后,金属闪光漆的粘度有所下降,但最终混合物的触变指数分别是 2.65和3.1,导致施工时板面出现流挂和缩边现象;当RD用量为1 %和1.4%时,稀释剂的触 变指数分别是7和7.5,与金属闪光漆共混后,金属闪光漆的粘度有所降低,同时其触变指数 并没有下降,反而有所提升,但是当RD用量为1.4%时,稀释剂在静置过程中呈现"果冻"状, 每次使用前必须要搅拌均匀。考虑到使用的便利性,流变助剂RD的优选用量为1%。

Claims (10)

1. 一种水性单组份汽车漆专用稀释剂,其特征在于,包括以下重量百分比的组分: 树脂 15-25%, 去离子水 60-70%, 胺中和剂 0.1-1%, 分散剂 1-5%, 消泡剂 0.1-1%, 流平剂 0.1-0.5%, 流变助剂 0,8-1,2%, 助溶剂 ]-丨〇%._
2. 根据权利要求1所述的水性单组份汽车漆专用稀释剂,其特征在于,所述的树脂与相 配套使用的水性漆的主体树脂一致。
3. 根据权利要求1所述的水性单组份汽车漆专用稀释剂,其特征在于,所述的胺中和剂 是沸点高于130 °C的胺中和剂。
4. 根据权利要求1所述的水性单组份汽车漆专用稀释剂,其特征在于,所述的分散剂是 阴尚子型的尚分子量的分散剂,其数均分子量>20000。
5. 根据权利要求1所述的水性单组份汽车漆专用稀释剂,其特征在于,所述的消泡剂是 聚醚类消泡剂。
6. 根据权利要求1所述的水性单组份汽车漆专用稀释剂,其特征在于,所述的流平剂是 具有基材润湿和流平的双重功能的流平剂。
7. 根据权利要求1所述的水性单组份汽车漆专用稀释剂,其特征在于,所述的流变助剂 是有机蒙脱土类流变助剂。
8. 根据权利要求1所述的水性单组份汽车漆专用稀释剂,其特征在于,所述的助溶剂是 亲水性的和亲油性的醇醚类助溶剂按1:1-5的比例复配,其中亲水性的助溶剂是聚乙二醇 或聚丙二醇,亲油性的助溶剂的沸点低于160°C,且蒸发潜热低于530KJ/Kg。
9. 一种制备权利要求1-8中任一项所述的水性单组份汽车漆专用稀释剂的方法,其特 征在于,包括以下步骤: 1) 把树脂、去离子水和胺中和剂混合均匀,得到混合液A; 2) 搅拌混合液A,依次添加入分散剂、消泡剂、流平剂和流变助剂,搅拌均匀,得到混合 液B; 3) 向混合液B中缓慢加入助溶剂,搅拌均匀,过滤,即得到水性单组份汽车漆专用稀释 剂。
10. 根据权利要求9所述的水性单组份汽车漆专用稀释剂的制备方法,其特征在于,步 骤2)中搅拌的线速度是8-9m/s,搅拌时间是30分钟;步骤3)中搅拌的线速度是2-3m/s,搅拌 时间是10分钟。
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