CN106085068A - 一种环保光亮耐磨水性塑胶漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种环保光亮耐磨水性塑胶漆及其制备方法，所述塑胶漆包括如下成分：热塑性丙烯酸树脂，水性聚氨酯乳液，二丙二醇甲醚，二丙二醇丁醚，钛酸酯偶联剂，稳定剂，增稠剂，流平剂，润湿分散剂，消泡剂，乳化剂，颜填料，去离子水。所述塑胶漆以热塑性丙烯酸树脂作为塑胶漆的主要成分，并配合水性聚氨酯乳液，可有效提升塑胶漆漆膜硬度，组成成分设计合理，以去离子水为溶剂进行稀释，代替有机溶剂，对环境友好，提高耐磨性能，且附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长，涂覆时采用辊涂代替喷涂，有效改善生产环境，有利于工人身体健康。

Description

一种环保光亮耐磨水性塑胶漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种环保光亮耐磨水性塑胶漆及其制备方法。
背景技术
塑胶漆系以热可塑丙烯酸树脂为基体，辅以高档适用助剂及颜料调配而成的标准型塑料油漆。该漆具有硬度高、光泽高、高分丰满度、层间附着力好、易施工等特点，广泛用于塑料底材的产品涂装。如塑料玩具、塑料日用品、电器产品、塑料工艺品等。
随着石化行业的迅猛发展，各种以不同塑料为基材的工业制品、电子产品、日用品、玩具制品等等充实了我们的生活。我公司已成熟的技术，齐全配套的产品涉及汽车饰配、摩托车、家用电器、电脑、电动车、吸尘器、手机、电视机、电动工具、玩具等。适用底材包括适用于ABS、AS、PS、IPS、PP、PC、PVC、TPR等等塑胶表面的涂装，也可用于玻璃钢、钢铁构件、木器的涂装及修补。鉴于塑胶产品在应用方面的巨大潜力和广泛的应用范围，十几年来我们的塑胶油漆研发从未停止过探索研发得脚步，大批高品质成熟的塑胶产品和雄厚的技术储备确立了塑胶漆产品高品质。
由于丙烯酸塑胶漆具有良好的附着力和韧性，对湿热有较好的稳定性，适用于汽车内饰塑料件的涂饰和汽车塑胶件的涂饰，在市场上受到广泛欢迎。
然而，作为涂装于表面的油漆，现有的丙烯酸塑胶漆通常会对环境带来危害，塑胶漆中的有机溶剂蒸气会刺激眼睛粘膜而使人流泪。若塑胶漆中的有机溶剂与皮肤接触会溶解皮肤油脂而渗入组织，干扰生理机能、脱水，从而导致因皮肤干裂而感染污物及细菌。若有机溶剂接触皮肤表皮，会导致表皮肤角质溶解引起表皮角质化，刺激表皮引起红肿及气泡部份。若油漆溶剂渗入人体内，则会破坏血球及骨髓等。
现有塑胶漆的有机溶剂蒸气经由呼吸器官吸入人体后，人往往会产生麻醉作用。蒸气吸入后大部份经企管而达肺部，然后经血液或淋巴液传送至其他器官，造成不同程度之中毒现象。常会对呼吸道、神经系统、肺、肾、血液及造血系统产生重大毒害。
随着人们健康和环保意识的不断增强，塑胶漆的水性化的趋势锐不可挡。
然而，虽然采用水性塑胶漆可有效减小对环境的影响，但是，作为面漆涂装所用，塑胶漆的漆膜硬度是一项重要指标，涂膜硬度(paint film hardness)是表示漆膜机械强度的重要性能之一。其物理意义可理解为漆膜表面对作用其上的、另一个硬度较大的物体所表现的阻力。可以通过测定涂膜在较小的接触面上承受一定质量负荷时所表现出来的抵抗变形的能力加以确定(包括由于碰撞、压陷或擦划等而造成的变形能力)。
随着市场上对工业机械设备、五金家电、农用机械等金属基材表面硬度要求的升高，现有的塑胶漆的漆膜硬度已逐渐无法满足使用要求。
目前，关于塑胶漆，国内主要存在如下专利文献：
专利公开号：CN104327609A，公开了一种耐磨的塑胶漆，由以下重量份数的原料制成：20％氨水8-15份，助溶剂5-9份，氧化锑4-8份，双乙酰苯胺5-7份，钛白粉6-10份，氯化聚丙烯5-11份，丙烯酸树脂3-8份，氯化聚乙烯4-9份，丙酸钠2-6份，油性蜡3-5份，二丙二醇丁醚4-9份，气相二氧化硅粉5-11份，矿油精6-8份。本发明的有益效果是，本发明的耐磨的塑胶漆，在保持塑胶漆性能的同时，具有良好的耐磨性，使用寿命长。然而，该专利所提供的塑胶漆，依然采用过多有机溶剂，在保证漆膜硬度的前提下，无法确保环保效果。
此外，现有塑胶漆的涂装方式大多采用喷涂，喷涂是通过喷枪或碟式雾化器，借助于压力或离心力，分散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法。喷涂中的主要问题是高度分散的漆雾和挥发出来的溶剂(即挥发性有机污染物，VOCs)，既污染环境，不利于人体健康，又浪费塑胶漆，造成经济损失。挥发、扩散到空气中的塑胶漆，则形成挥发性有机污染物，危害人体健康。在喷涂车间，塑胶漆作为挥发性有机污染物的主要来源，喷涂车间内空气中挥发性有机化合物浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状；重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。长期待在挥发性有机化合物污染的喷涂车间内，可引起慢性中毒，损害肝脏和神经系统、引起全身无力、瞌睡、皮肤瘙痒等。有的还可能引起内分泌失调、影响性功能。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种环保光亮耐磨水性塑胶漆及其制备方法，所述塑胶漆以热塑性丙烯酸树脂作为塑胶漆的主要成分，并配合水性聚氨酯乳液，可有效提升塑胶漆漆膜硬度，组成成分设计合理，以去离子水为溶剂进行稀释，代替有机溶剂，对环境友好，提高耐磨性能，且附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长，涂覆时采用辊涂代替喷涂，有效改善生产环境，有利于工人身体健康。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种环保光亮耐磨水性塑胶漆，所述塑胶漆包括如下重量份的成分：热塑性丙烯酸树脂：30～40份，水性聚氨酯乳液：20～30份，二丙二醇甲醚：5～10份，二丙二醇丁醚：5～10份，钛酸酯偶联剂：10～15份，稳定剂：1～5份，增稠剂：1～5份，流平剂：1～5份，润湿分散剂：0.1～0.5份，消泡剂：1～5份，乳化剂：0.1～1份，颜填料：10～20份，去离子水：30～40份。
进一步，所述塑胶漆包括如下重量份的成分：热塑性丙烯酸树脂：35～40份，水性聚氨酯乳液：20～25份，二丙二醇甲醚：5～8份，二丙二醇丁醚：7～10份，钛酸酯偶联剂：10～13份，稳定剂：2～5份，增稠剂：1～3份，流平剂：2～5份，润湿分散剂：0.1～0.3份，消泡剂：3～5份，乳化剂：0.1～0.5份，颜填料：15～20份，去离子水：35～40份。
优选地，所述塑胶漆包括如下重量份的成分：热塑性丙烯酸树脂：35份，水性聚氨酯乳液：25份，二丙二醇甲醚：7份，二丙二醇丁醚：8份，钛酸酯偶联剂：12份，稳定剂：3份，增稠剂：2份，流平剂：4份，润湿分散剂：0.2份，消泡剂：4份，乳化剂：0.4份，颜填料：15份，去离子水：35份。
另，所述热塑性丙烯酸树脂的制备方法包括如下步骤：将10～20份甲基丙烯酸甲酯和30～50份甲基丙烯酸环己酯加入反应釜中，升温至70～80℃，得混合液A，保温；将30～40份甲基丙烯酸酯、10～20份甲基丙烯酸、20～30份苯乙烯、20～30份过氧化二苯甲酰、0.5-1份三苯基膦和10～20份聚乙烯醇混合后加入到高位槽内，搅拌10～20min，搅拌得混合液B，将混合液A升温至100～110℃，以10～15ml/min的速率，将混合液B滴入混合液A中，边滴边搅拌，滴加完毕后，保温1～2h，降温至室温，脱水、干燥，得所述热塑性丙烯酸树脂。
另有，所述润湿分散剂为三硬脂酸甘油酯。
再，所述稳定剂为三盐基硫酸铅、二盐基硬脂酸铅或2-乙基乙酸铅。
再有，所述乳化剂为乙氧基酚醚硫酸铵、壬基酚聚氧乙烯醚或烯丙基醚羟丙基磺酸钠。
且，所述增稠剂为将干酪素、棕榈酸钙、十二碳醇酯混合，加热到70～80℃，加入聚乙二醇，搅拌至常温所得混合液，或为甲基羟丙基纤维素。
另，所述消泡剂为BYK-066N破泡聚硅氧烷液。
同时，本发明还提供一种环保光亮耐磨水性塑胶漆的制备方法，包括如下步骤：将所述热塑性丙烯酸树脂、水性聚氨酯乳液及5～8份去离子水加入反应釜中，以700～800r/min的转速搅拌15～20min，保持搅拌转速，加入二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚和钛酸酯偶联剂，继续搅拌15～20min，将转速提升至900～1000r/min，加入稳定剂、增稠剂、流平剂、润湿分散剂、消泡剂、乳化剂及颜填料搅拌15～20min，加入剩余去离子水调节粘度至50～70KU，得所述环保光亮耐磨水性塑胶漆。
本发明的有益效果在于：
所述塑胶漆以热塑性丙烯酸树脂作为塑胶漆的主要成分，并配合水性聚氨酯乳液，可有效提升塑胶漆漆膜硬度，组成成分设计合理，以去离子水为溶剂进行稀释，代替有机溶剂，对环境友好，提高耐磨性能，且附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长，涂覆时采用辊涂代替喷涂，有效改善生产环境，有利于工人身体健康。辊涂成型快干的辊涂工艺代替喷涂工艺，涂装时塑胶漆的利用度能达到90％以上，减少了空气中的挥发和浪费，有效降低因喷涂导致塑胶漆挥发形成的VOCs，辊涂车间内VOCs排放量≤420ppm，环保效果好。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明，但实施例并不限制本发明的保护范围。
本发明所提供的一种环保光亮耐磨水性塑胶漆，所述塑胶漆包括如下重量份的成分：热塑性丙烯酸树脂：30～40份，水性聚氨酯乳液：20～30份，二丙二醇甲醚：5～10份，二丙二醇丁醚：5～10份，钛酸酯偶联剂：10～15份，稳定剂：1～5份，增稠剂：1～5份，流平剂：1～5份，润湿分散剂：0.1～0.5份，消泡剂：1～5份，乳化剂：0.1～1份，颜填料：10～20份，去离子水：30～40份。
进一步，所述塑胶漆包括如下重量份的成分：热塑性丙烯酸树脂：35～40份，水性聚氨酯乳液：20～25份，二丙二醇甲醚：5～8份，二丙二醇丁醚：7～10份，钛酸酯偶联剂：10～13份，稳定剂：2～5份，增稠剂：1～3份，流平剂：2～5份，润湿分散剂：0.1～0.3份，消泡剂：3～5份，乳化剂：0.1～0.5份，颜填料：15～20份，去离子水：35～40份。
优选地，所述塑胶漆包括如下重量份的成分：热塑性丙烯酸树脂：35份，水性聚氨酯乳液：25份，二丙二醇甲醚：7份，二丙二醇丁醚：8份，钛酸酯偶联剂：12份，稳定剂：3份，增稠剂：2份，流平剂：4份，润湿分散剂：0.2份，消泡剂：4份，乳化剂：0.4份，颜填料：15份，去离子水：35份。
另，所述热塑性丙烯酸树脂的制备方法包括如下步骤：将10～20份甲基丙烯酸甲酯和30～50份甲基丙烯酸环己酯加入反应釜中，升温至70～80℃，得混合液A，保温；将30～40份甲基丙烯酸酯、10～20份甲基丙烯酸、20～30份苯乙烯、20～30份过氧化二苯甲酰、0.5-1份三苯基膦和10～20份聚乙烯醇混合后加入到高位槽内，搅拌10～20min，搅拌得混合液B，将混合液A升温至100～110℃，以10～15ml/min的速率，将混合液B滴入混合液A中，边滴边搅拌，滴加完毕后，保温1～2h，降温至室温，脱水、干燥，得所述热塑性丙烯酸树脂。
另有，所述润湿分散剂为三硬脂酸甘油酯。
再，所述稳定剂为三盐基硫酸铅、二盐基硬脂酸铅或2-乙基乙酸铅。
再有，所述乳化剂为乙氧基酚醚硫酸铵、壬基酚聚氧乙烯醚或烯丙基醚羟丙基磺酸钠。
且，所述增稠剂为将干酪素、棕榈酸钙、十二碳醇酯混合，加热到70～80℃，加入聚乙二醇，搅拌至常温所得混合液，或为甲基羟丙基纤维素。
另，所述消泡剂为BYK-066N破泡聚硅氧烷液。
同时，本发明还提供一种环保光亮耐磨水性塑胶漆的制备方法，包括如下步骤：将所述热塑性丙烯酸树脂、水性聚氨酯乳液及5～8份去离子水加入反应釜中，以700～800r/min的转速搅拌15～20min，保持搅拌转速，加入二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚和钛酸酯偶联剂，继续搅拌15～20min，将转速提升至900～1000r/min，加入稳定剂、增稠剂、流平剂、润湿分散剂、消泡剂、乳化剂及颜填料搅拌15～20min，加入剩余去离子水调节粘度至50～70KU，得所述环保光亮耐磨水性塑胶漆。
其中，表1为本发明各实施例所述一种环保光亮耐磨水性塑胶漆成分列表。表2为本发明各实施例所述一种环保光亮耐磨水性塑胶漆中热塑性丙烯酸树脂的成分列表。表3为本发明各实施例所述一种环保光亮耐磨水性塑胶漆的漆膜性能参数列表。
表1(单位：重量份)
表2(单位：重量分)
表3
将本发明实施例所述一种环保光亮耐磨水性塑胶漆通过辊涂方式涂覆，在200℃下固化后，冷却至室温，放置48小时，其中，耐冲击性能测试方法参照国家标准GB/T1732-93规定的测定漆膜耐冲击性能的方法，以固定质量(1kg)的重锤落于试板上而不引起漆膜破坏的最大高度(cm)表示漆膜耐冲击性能，高达115～120cm。
采用本发明所提供的一种环保光亮耐磨水性塑胶漆，T弯性能可达1T。在230℃高温下不开裂、不变色，抗老化能力强，放置在户外连续日照10～15年不泛黄、不变色。耐酸耐腐蚀能力强，将辊涂好的产品放入85℃水内煮2H生再逐渐加热到100℃，产品无变色、掉漆、起泡。在常温下用5％的Nad溶液浸泡24H后，产品表面无锈蚀、变色及镀层脱落。把纯棉布蘸满95％酒精包在500g砝码上，以每分钟40-60次的速度(20mm)左右的行程在产品表面擦试50个循环，无掉色脱油。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种环保光亮耐磨水性塑胶漆，其特征在于，所述塑胶漆包括如下重量份的成分：
热塑性丙烯酸树脂：30~40份，水性聚氨酯乳液：20~30份，二丙二醇甲醚：5~10份，二丙二醇丁醚：5~10份，钛酸酯偶联剂：10~15份，稳定剂：1~5份，增稠剂：1~5份，流平剂：1~5份，润湿分散剂：0.1~0.5份，消泡剂：1~5份，乳化剂：0.1~1份，颜填料：10~20份，去离子水：30~40份。
2.根据权利要求1所述的环保光亮耐磨水性塑胶漆，其特征在于，所述塑胶漆包括如下重量份的成分：热塑性丙烯酸树脂：35~40份，水性聚氨酯乳液：20~25份，二丙二醇甲醚：5~8份，二丙二醇丁醚：7~10份，钛酸酯偶联剂：10~13份，稳定剂：2~5份，增稠剂：1~3份，流平剂：2~5份，润湿分散剂：0.1~0.3份，消泡剂：3~5份，乳化剂：0.1~0.5份，颜填料：15~20份，去离子水：35~40份。
3.根据权利要求1所述的环保光亮耐磨水性塑胶漆，其特征在于，所述塑胶漆包括如下重量份的成分：热塑性丙烯酸树脂：35份，水性聚氨酯乳液：25份，二丙二醇甲醚：7份，二丙二醇丁醚：8份，钛酸酯偶联剂：12份，稳定剂：3份，增稠剂：2份，流平剂：4份，润湿分散剂：0.2份，消泡剂：4份，乳化剂：0.4份，颜填料：15份，去离子水：35份。
4.根据权利要求1所述的环保光亮耐磨水性塑胶漆，其特征在于，所述热塑性丙烯酸树脂的制备方法包括如下步骤：将10~20份甲基丙烯酸甲酯和30~50份甲基丙烯酸环己酯加入反应釜中，升温至70~80℃，得混合液A，保温；将30~40份甲基丙烯酸酯、10~20份甲基丙烯酸、20~30份苯乙烯、20~30份过氧化二苯甲酰、0.5-1份三苯基膦和10~20份聚乙烯醇混合后加入到高位槽内，搅拌10~20min，搅拌得混合液B，将混合液A升温至100~110℃，以10~15ml/min的速率，将混合液B滴入混合液A中，边滴边搅拌，滴加完毕后，保温1~2h，降温至室温，脱水、干燥，得所述热塑性丙烯酸树脂。
5.根据权利要求1所述的环保光亮耐磨水性塑胶漆，其特征在于，所述润湿分散剂为三硬脂酸甘油酯。
6.根据权利要求1所述的环保光亮耐磨水性塑胶漆，其特征在于，所述稳定剂为三盐基硫酸铅、二盐基硬脂酸铅或2-乙基乙酸铅。
7.根据权利要求1所述的环保光亮耐磨水性塑胶漆，其特征在于，所述乳化剂为乙氧基酚醚硫酸铵、壬基酚聚氧乙烯醚或烯丙基醚羟丙基磺酸钠。
8.根据权利要求1所述的环保光亮耐磨水性塑胶漆，其特征在于，所述增稠剂为将干酪素、棕榈酸钙、十二碳醇酯混合，加热到70~80℃，加入聚乙二醇，搅拌至常温所得混合液，或为甲基羟丙基纤维素。
9.根据权利要求1所述的环保光亮耐磨水性塑胶漆，其特征在于，所述消泡剂为BYK-066N破泡聚硅氧烷液。
10.一种根据权利要求1~9中任一项所述的环保光亮耐磨水性塑胶漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述热塑性丙烯酸树脂、水性聚氨酯乳液及5~8份去离子水加入反应釜中，以700~800r/min的转速搅拌15~20min，保持搅拌转速，加入二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚和钛酸酯偶联剂，继续搅拌15~20min，将转速提升至900~1000r/min，加入稳定剂、增稠剂、流平剂、润湿分散剂、消泡剂、乳化剂及颜填料搅拌15~20min，加入剩余去离子水调节粘度至50~70KU，得所述环保光亮耐磨水性塑胶漆。
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