CN106216206A - 一种在金属涂膜表面涂覆水性涂料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在金属涂膜表面涂覆水性丙烯酸涂料的方法，包括如下步骤：在金属涂膜表面设置基层处理剂涂层，然后再涂刷水性丙烯酸涂料；所述基层处理剂涂层由水性环氧树脂涂料形成；所述水性环氧树脂涂料由甲组分与乙组分组成；所述甲组份为环氧树脂分散体；乙组份为亲水性的水性固化剂分散体。与现有技术相比，本发明通过在金属涂膜表面设置基层处理剂涂层，其由水性环氧树脂涂料形成，其为安全环保、低VOC、环保型涂料，且能在室温条件下固化，与金属涂膜具有良好的附着力，实现牢固粘合，也能与水性丙烯酸类涂料牢固结合，不会出现水性丙烯酸类涂料与金属涂膜表面脱落分层现象。

Description

一种在金属涂膜表面涂覆水性涂料的方法
技术领域
本发明属于涂料工程技术领域，尤其涉及一种在金属涂膜表面涂覆水性涂料的方法。
背景技术
彩钢瓦又称彩色压型瓦，是在薄镀锌钢板双面喷涂烘烤彩色油漆涂层，经辊压冷弯成各种波型的压型板，使之具有良好的机械性，充当屋面瓦。它适用于工业与民用建筑、仓库、特种建筑、大跨度钢结构房屋的屋面和墙面等，具有质轻、高强、色泽丰富、施工方便快捷、抗震、防火、防雨、寿命长、免维护等特点，现已被广泛推广应用。
彩钢瓦表面的涂装涂料，通常是以氨基树脂为主要成膜物的涂料。常用的氨基树脂有三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、烃基三聚氰胺甲醛树脂等。工业用金属涂膜一般是将氨基树脂与醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、乙烯基树脂等多种树脂混合使用，在90～150℃加热成膜。其中，氨基醇酸烘漆是目前彩钢瓦表面最常用的涂装工艺。
彩钢瓦屋面在夏季太阳直射时，表面温度可以升高至72℃，并传热至室内，造成室内温度环境高，空调制冷能耗加大。采用屋面反射隔热涂料能有效缓解上述问题，屋面反射隔热涂料能将大部分的太阳辐射反射出去，屋顶表面最高温度可以下降30℃左右，屋面系统蓄热和传热大幅减少，从而改善室内热环境和实现节能减排的目的。
由于施工工艺、消防要求和环保原因，目前市面上常见的屋面隔热涂料都是水性丙烯酸类涂料，有机溶剂类的涂料很少在屋面工程使用。由于彩钢瓦表面涂层采用的氨基醇酸烘漆涂装工艺，涂膜致密，普通水性丙烯酸类涂料涂刷在其表面在成膜过程中与彩钢瓦表面涂层附着力较差，涂刷后容易分层脱落，从而失去隔热效果。
如何对现有技术改进，提供一种在彩钢瓦表面涂覆水性丙烯酸类涂料的方法，提高水性丙烯酸类涂料在彩钢瓦涂层表面附着力，能将普通的水性丙烯酸类屋面隔热涂料应用在彩钢瓦屋面，实现良好附着力，不出现分层脱落现象，这是本领域目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种在金属涂膜表面涂覆水性丙烯酸涂料的方法，该方法可提高水性丙烯酸涂料与金属涂膜直接的附着力。
本发明提供了一种在金属涂膜表面涂覆水性丙烯酸类涂料的方法，包括如下步骤：
在金属涂膜表面设置基层处理剂涂层，然后再涂刷水性丙烯酸类涂料；
所述基层处理剂涂层由水性环氧树脂涂料形成；所述水性环氧树脂涂料由甲组分与乙组分组成；
所述甲组份为环氧树脂分散体，包括：双酚低分子量液体环氧树脂50～80重量份、活性稀释剂5～10重量份、分散剂A 0.2～1.0重量份、消泡剂A 0.05～0.1重量份、非离子表面活性剂0.2～0.8重量份、防沉剂1.0～3.0重量份与体质颜填料8～40重量份；
乙组份为亲水性的水性固化剂分散体，包括：改性水性胺类固化剂43～65重量份、水35～50重量份、分散剂B0.2～0.4重量份、消泡剂B0.2～0.5重量份与流平剂0.2～0.8重量份。
优选的，所述基层处理剂涂层的厚度为20～50μm。
优选的，所述金属涂膜为氨基漆膜。
优选的，所述甲组分中双酚低分子量液体环氧树脂为低分子量双酚A型环氧树脂，分子量小于900，环氧当量为184～210g/Eq，平均聚合度为12。
优选的，所述甲组份中的体质颜填料为钛白粉、滑石粉、沉淀硫酸钡、煅烧高岭土、石英粉、无机鳞片材料中两种以上的混合物。
优选的，所述甲组份中的活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚660型；所述甲组份中的分散剂A为改性聚丙烯酸酯类润湿分散剂；所述分散剂的添加量为体质颜填料重量的4％～12.5％。
优选的，所述甲组份中的非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚和/或高碳脂肪醇聚氧乙烯醚。
优选的，所述甲组份中的防沉剂为气相二氧化硅类防沉降剂。
优选的，所述乙组份中的改性水性胺类固化剂为多乙烯多胺类固化剂.
本发明提供了一种在金属涂膜表面涂覆水性丙烯酸涂料的方法，包括如下步骤：在金属涂膜表面设置基层处理剂涂层，然后再涂刷水性丙烯酸涂料；所述基层处理剂涂层由水性环氧树脂涂料形成；所述水性环氧树脂涂料由甲组分与乙组分组成；所述甲组份为环氧树脂分散体，包括：双酚低分子量液体环氧树脂50～80重量份、活性稀释剂5～10重量份、分散剂A 0.2～1.0重量份、消泡剂A 0.05～0.1重量份、非离子表面活性剂0.2～0.8重量份、防沉剂1.0～3.0重量份与体质颜填料8～40重量份；乙组份为亲水性的水性固化剂分散体，包括：改性水性胺类固化剂43～65重量份、水35～50重量份、分散剂B0.2～0.4重量份、消泡剂B 0.2～0.5重量份与流平剂0.2～0.8重量份。与现有技术相比，本发明通过在金属涂膜表面设置基层处理剂涂层，其由水性环氧树脂涂料形成，其为安全环保、低VOC、环保型涂料，且能在室温条件下固化，与金属涂膜具有良好的附着力，实现牢固粘合，也能与水性丙烯酸类涂料牢固结合，不会出现水性丙烯酸类涂料与金属涂膜表面脱落分层现象。
附图说明
图1为本发明实施例1中在金属涂膜表面涂覆水性丙烯酸涂料的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种在金属涂膜表面涂覆水性丙烯酸类涂料的方法，包括如下步骤：在金属涂膜表面设置基层处理剂涂层，然后再涂刷水性丙烯酸类涂料；所述基层处理剂涂层由水性环氧树脂涂料形成；所述水性环氧树脂涂料由甲组分与乙组分组成；所述甲组份为环氧树脂分散体，包括：双酚低分子量液体环氧树脂50～80重量份、活性稀释剂5～10重量份、分散剂A 0.2～1.0重量份、消泡剂A 0.05～0.1重量份、非离子表面活性剂0.2～0.8重量份、防沉剂1.0～3.0重量份与体质颜填料8～40重量份；乙组份为亲水性的水性固化剂分散体，包括：改性水性胺类固化剂43～65重量份、水35～50重量份、分散剂B0.2～0.4重量份、消泡剂B 0.2～0.5重量份与流平剂0.2～0.8重量份。
其中，本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。
所述金属涂膜为本领域技术人员熟知的金属涂膜即可，并无特殊的限制，本发明中优选为氨基涂膜，更优选为彩钢瓦表面氨基涂膜。
本发明中先在金属涂膜表面设置基层处理剂涂层；所述基层处理剂涂层的厚度优选为20～50μm，更优选为20～40μm，再优选为35～40μm；所述基层处理剂涂层由一层或多层水性环氧树脂涂料形成，优选由1～5层水性环氧树脂涂料形成，更优选为由1～3层水性环氧树脂涂料形成。
所述水性环氧树脂涂料由甲组分与乙组分组成；所述甲组份为环氧树脂分散体，包括：双酚低分子量液体环氧树脂50～80重量份、活性稀释剂5～10重量份、分散剂A 0.2～1.0重量份、消泡剂A 0.05～0.1重量份、非离子表面活性剂0.2～0.8重量份、防沉剂1.0～3.0重量份与体质颜填料8～40重量份。
所述甲组分中双酚低分子量液体环氧树脂为本领域技术人员熟知的双酚低分子量液体环氧树脂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为低分子量双酚A型环氧树脂，分子量小于900，环氧当量为184～210g/Eq，平均聚合度为12，更优选为51型环氧树脂和/或E51/128型环氧树脂等；该类环氧树脂具有附着力强、韧性高、收缩力小的优点，还具有优异的耐化学腐蚀性，热稳定性和电工绝缘性，易无溶剂化的优点；所述双酚低分子量液体环氧树脂的含量优选为55～75重量份。
所述甲组分中活性稀释剂为本领域技术人员熟知的活性稀释剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为环氧丙烷丁基醚660型。这种活性稀释剂毒性小，使用方便，用来提高甲乙组份混合后相互反应的交联，也可以改进环氧分散体的粘度。所述活性稀释剂的含量优选为6～10重量份。
甲组分中的分散剂A优选为改性聚丙烯酸酯类润湿分散剂，更优选为埃夫科纳EFKA 4560；所述分散剂的添加量优选为体质颜填料重量的4％～12.5％。分散剂用以降低甲组分的粘度，提高良好的颜料分散性。
甲组分中的消泡剂A为本领域技术人员熟知的消泡剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为通用型强力消泡剂，更优选为MONENG-2477或埃夫科纳EFKA-2722；所述甲组分中消泡剂A的含量优选为0.08～0.1重量份。
本发明中，甲组分中的非离子表面活性剂为本领域技术人员熟知的非离子表面活性剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)和/或高碳脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)；这两种表面活性剂具有良好的溶解性，起到分散、乳化、增溶的作用，从而提高环氧树脂的亲水性使其具有自乳化功能。所述甲组分中非离子表面活性剂的含量优选为0.6～0.8重量份。
所述甲组分中的防沉剂优选为气相二氧化硅类防沉降剂，更优选为金誉R972气象白炭黑或上海龙曼LM200等。防沉剂具有很好的补强效果，还具有防结块、防流挂、作为触变剂、增稠消光功能。在本发明甲组分中，所述防沉剂的含量优选为0.2重量份。
所述甲组分中的体质颜填料为本领域技术人员熟知的体质颜填料即可，并无特殊的限制，本发明中优选为钛白粉、滑石粉、沉淀硫酸钡、煅烧高岭土、石英粉、无机鳞片材料中两种以上的混合物，更优选为钛白粉、滑石粉、沉淀硫酸钡、石英粉与无机鳞片材料的混合物，再优选为钛白粉、滑石粉、沉淀硫酸钡、石英粉与无机鳞片材料按重量比例1：(1～2)：(1.5～2.5)：(1.5～2.5)：(0.5～1)混合的混合物，最优选为钛白粉、滑石粉、沉淀硫酸钡、石英粉与无机鳞片材料按重量比例1：1∶2∶2∶0.5混合的混合物；所述甲组分中体质颜填料的含量优选为8～35重量份，更优选为20～35重量份。
乙组分为亲水性的水性固化剂分散体，包括：改性水性胺类固化剂43～65重量份、水35～50重量份、分散剂B0.2～0.4重量份、消泡剂B0.2～0.5重量份与流平剂0.2～0.8重量份。
其中，所述乙组分中改性水性胺类固化剂的含量优选为45～65重量份，更优选为50～65重量份；所述改性水性胺类固化剂为本领域技术人员树脂的改性水性胺类固化剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为多乙烯多胺类固化剂，更优选二乙烯三胺类固化剂、三乙烯四胺类固化剂与间苯二胺类固化剂中的一种或多种，再优选地，为了改善固化剂与环氧树脂相容性，通常采用的是它们的改性产物，包括酰胺化的多胺、聚酰胺、环氧-多胺加成物等，这些改性产物具有一定疏水性，同时与环氧树脂相容性好，提高漆膜的均匀性，所以在耐水性方面得到很大的改进。
本发明乙组分中所述水的含量优选为35～45重量份；所述水优选为去离子水。
乙组分中分散剂B优选为通用水性分散剂；选用通用水性分散剂能够保证在较高的颜料份下相对较低的有效分散粘度，同时赋予最终涂料良好的储存稳定性。优选地，该种通用水性分散剂为COATEX-P30、DP80-8900、诺普科分散剂SN-5027或埃夫科纳EFKA-4520等。
乙组分中的消泡剂B优选为MONENG-2477。
本发明中乙组分中流平剂的含量优选为0.3～0.8重量份，更优选为0.4～0.8重量份；所述流平剂的种类优选为改性聚丙烯酸酯类；流平剂可以降低涂层表面张力，防止涂层表面缩孔，更优选地，本发明中以长辉BNK-LK600流平剂，EFKA-3772等为流平剂。
甲组分与乙组分组成水性环氧树脂涂料，主要生产方式为机械分散或混合；所述甲组分与乙组分的质量比优选为(4～5)：1。
设置基层处理剂涂层后，再涂刷水性丙烯酸类涂料，优选涂刷水性丙烯酸类隔热涂料，从而实现隔热和节能减排的作用。
本发明通过在金属涂膜表面设置基层处理剂涂层，其由水性环氧树脂涂料形成，其为安全环保、低VOC、环保型涂料，且能在室温条件下固化，与金属涂膜具有良好的附着力，实现牢固粘合，也能与水性丙烯酸类涂料牢固结合，不会出现水性丙烯酸类涂料与金属涂膜表面脱落分层现象。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的在金属涂膜表面涂覆水性丙烯酸涂料的方法进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售。
实施例1
本实施例中水性环氧树脂涂料包括甲组份及乙组份，其中：
甲组份包括如下重量百分比的原料：
乙组份包括如下重量百分比的原料：
其中，甲组份中的双酚低分子量液体环氧树脂为E51环氧树脂；
甲组份中的活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚660型。
甲组份中的分散剂A为改性聚丙烯酸酯类润湿分散剂，埃夫科纳EFKA4560。
甲组份中的消泡剂A为通用型强力消泡剂，优选MONENG-2477或埃夫科纳EFKA-2722。
甲组份中的非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)。
甲组份中的所述无机鳞片状填料为绢云母。
甲组份中的体质颜填料为钛白粉、滑石粉、沉淀硫酸钡、石英粉、无机鳞片材料按重量比例1：1：2：2：0.5。
乙组份中的改性水性胺类固化剂为酰胺化的多胺。
乙组份中的分散剂B为通用水性分散剂——COATEX-P30。
乙组份中的流平剂可以采用常用的改性聚丙烯酸酯类——长辉BNK-LK600流平剂。
甲组份中的防沉降剂为气相二氧化硅类防沉降剂，优选为金誉R972气象白炭黑或上海龙曼LM200等。
清洁彩钢瓦表面，然后在其表面涂刷1层水性环氧树脂涂料(甲组分与乙组分的质量比为4：1)形成基层处理剂层，厚度为35～40μm，然后在涂刷水性丙烯酸类隔热涂料。
利用划格法对彩钢瓦、基层处理剂层及水性丙烯酸涂料层三者之间结合力进行测试，测试方法为：按GB/T 1720中的规定进行。如用划圈仪转针尖端接触到涂层，接着均匀摇动摇柄，转速约为80r/min，使转针尖端以顺时针方向在涂层上划圆滚线，当划痕为7.5士0.3cm时停止摇动，取出样板，细心除去划痕漆屑，以涂料样板上划痕上侧为观察目标，依次标出1，2，3，4，5，6，7七个等级并用四倍放大镜观察划痕并评级。涂层完整度为70％以上完好的划痕格子，则为完整漆膜，否则为损坏。
测试得到结果为：底漆(基层处理剂)对彩钢瓦的附着力为1级；隔热面漆与底漆(基层处理剂)的附着力为1级。。
图1为实施例1中在金属涂膜表面涂覆水性丙烯酸涂料的结构示意图，其中1为水性丙烯酸涂料层、2为基层处理剂层、3为彩钢瓦屋面。
实施例2
本实施例中的水性环氧树脂涂料包括甲组份及乙组份，其中：
甲组份包括如下重量百分比的原料：
乙组份包括如下重量百分比的原料：
其中，甲组份中的双酚低分子量液体环氧树脂为E51/128型环氧树脂；
甲组份中的活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚660型。
甲组份中的分散剂A为改性聚丙烯酸酯类润湿分散剂，优选埃夫科纳EFKA 4560。
甲组份中的消泡剂A为通用型强力消泡剂，优选MONENG-2477或埃夫科纳EFKA-2722。
甲组份中的非离子表面活性剂为高碳脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)。
甲组份中的所述无机鳞片状填料为玻璃鳞片。
甲组份中的防沉降剂为气象二氧化硅类防沉降剂，优选为金誉R972气象白炭黑或上海龙曼LM200等。
甲组份中的体质颜填料为钛白粉、滑石粉、沉淀硫酸钡、石英粉与无机鳞片材料按重量比例1：1：2：2：0.5。
乙组份中的改性水性胺类固化剂为为聚酰胺。
乙组份中的分散剂B为通用水性分散剂——DP80-8900。
乙组份中的流平剂可以采用常用的改性聚丙烯酸酯类——EFKA-3772。
清洁彩钢瓦表面，然后在其表面涂刷一层水性环氧树脂涂料(甲组分与乙组分的质量比为5：1)形成基层处理剂层，厚度为25～30μm，然后在涂刷水性丙烯酸类隔热涂料。
利用划格法对彩钢瓦、基层处理剂层及水性丙烯酸涂料层三者之间结合力进行测试，测试方法为：按GB/T 1720中的规定进行。如用划圈仪转针尖端接触到涂层，接着均匀摇动摇柄，转速约为80r/min，使转针尖端以顺时针方向在涂层上划圆滚线，当划痕为7.5士0.3cm时停止摇动，取出样板，细心除去划痕漆屑，以涂料样板上划痕上侧为观察目标，依次标出1，2，3，4，5，6，7七个等级并用四倍放大镜观察划痕并评级。涂层完整度为70％以上完好的划痕格子，则为完整漆膜，否则为损坏。
测试得到结果为：底漆(基层处理剂)对彩钢瓦的附着力为1级；隔热面漆与底漆(基层处理剂)的附着力为1级。

Claims (9)

1.一种在金属涂膜表面涂覆水性丙烯酸类涂料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
在金属涂膜表面设置基层处理剂涂层，然后再涂刷水性丙烯酸类涂料；
所述基层处理剂涂层由水性环氧树脂涂料形成；所述水性环氧树脂涂料由甲组分与乙组分组成；
所述甲组份为环氧树脂分散体，包括：双酚低分子量液体环氧树脂50～80重量份、活性稀释剂5～10重量份、分散剂A 0.2～1.0重量份、消泡剂A 0.05～0.1重量份、非离子表面活性剂0.2～0.8重量份、防沉剂1.0～3.0重量份与体质颜填料8～40重量份；
乙组份为亲水性的水性固化剂分散体，包括：改性水性胺类固化剂43～65重量份、水35～50重量份、分散剂B0.2～0.4重量份、消泡剂B0.2～0.5重量份与流平剂0.2～0.8重量份。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基层处理剂涂层的厚度为20～50μm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属涂膜为氨基漆膜。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述甲组分中双酚低分子量液体环氧树脂为低分子量双酚A型环氧树脂，分子量小于900，环氧当量为184～210g/Eq，平均聚合度为12。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述甲组份中的体质颜填料为钛白粉、滑石粉、沉淀硫酸钡、煅烧高岭土、石英粉、无机鳞片材料中两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述甲组份中的活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚660型；所述甲组份中的分散剂A为改性聚丙烯酸酯类润湿分散剂；所述分散剂的添加量为体质颜填料重量的0.5％～3.0％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述甲组份中的消泡剂A为通用型强力消泡剂；甲组份中的非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚和/或高碳脂肪醇聚氧乙烯醚。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述甲组份中的防沉剂为气相二氧化硅类防沉降剂。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乙组份中的改性水性胺类固化剂为多乙烯多胺类固化剂。
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