CN107083131A - 发动机用耐高温水性漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种发动机用耐高温水性漆及其制备方法，涉及涂料技术领域，包括按质量份数计的如下组分：水性丙烯酸树脂25‑45份，水性氨基树脂5‑25份，水性银浆2‑10份，颜料0.5‑5份，助剂5‑15份，去离子水15‑25份，解决了现有技术中存在的发动机用耐高温涂料以溶剂型涂料为主，在制造和施工过程中排放大量的有毒有害物质，对环境造成巨大的污染的技术问题，达到了减少有毒有害物质的排放，促进经济与社会的协调发展，同时还能够为发动机及其零部件提供有效防护，延长了发动机的使用寿命，降低了使用成本，消除了安全隐患的技术效果。

Description

发动机用耐高温水性漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其是涉及一种发动机用耐高温水性漆及其制备方法。
背景技术
发动机及其零部件经常处于高温和腐蚀介质中，使得发动机设备极易腐蚀穿孔，给设备安全带来极大的隐患，缩短了发动机的使用寿命，增加了使用成本。为了延长发动机的使用寿命，需要在发动机及其零部件表面喷涂涂料进行防护，目前发动机用保护涂料主要以耐高温的溶剂型涂料为主，如丙烯酸环氧漆、单组份丙烯酸面漆、丙烯酸罩光清漆、有机硅高温漆等。但是溶剂型涂料在制造和施工过程中会排放出大量的有毒有害物质，对环境造成巨大的污染，世界各国已经相继制定了相关法规限制溶剂型发动机用保护涂料的使用。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种发动机用耐高温水性漆，以缓解现有技术中存在的发动机用耐高温涂料主要以溶剂型涂料为主，在制造和施工过程中排放大量的有毒有害物质而对环境造成巨大污染的技术问题。
本发明提供的发动机用耐高温水性漆，包括按质量份数计的如下组分：水性丙烯酸树脂25-45份，水性氨基树脂5-25份，水性银浆2-10份，颜料0.5-5份，助剂5-15份，去离子水15-25份。
进一步的，所述发动机用耐高温水性漆，包括按质量份数计的如下组分：水性丙烯酸树脂28-42份，水性氨基树脂树脂8-22份，水性银浆3-8份，颜料0.5-5份，助剂5-15份，去离子水15-25份。
进一步的，所述发动机用耐高温水性漆，包括按质量份数计的如下组分：水性丙烯酸树脂30-40份，水性氨基树脂10-20份，水性银浆3-7份，颜料0.5-5份，助剂5-15份，去离子水15-25份。
进一步的，所述助剂包括消泡剂、流平剂、润湿剂和分散剂中的一种或至少两种。
进一步的，所述助剂包括消泡剂0.2-0.4份，流平剂0.2-0.4份，润湿剂0.2-0.4份，分散剂1-2份。
进一步的，所述发动机用耐高温水性漆还包括助溶剂，所述助溶剂包括二甲基乙醇胺0.5-1份，乙二醇丁醚3-9份。
进一步的，所述颜料包括碳黑、中黄和大红中的一种或至少两种。
进一步的，所述颜料包括碳黑0.5-1份，中黄1-2份，大红1-2份。
本发明的目的之二在于提供上述发动机用耐高温水性漆的制备方法，以缓解了现有技术中存在的发动机用耐高温涂料主要以溶剂型涂料为主，在制造和施工过程中排放大量的有毒有害物质而对环境造成巨大污染的技术问题。
本发明提供的发动机用耐高温水性漆的制备方法，包括如下步骤：按质量称取水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、水性银浆、颜料、助剂、去离子水和任选的助溶剂，将其混合均匀并研磨，即制得发动机用耐高温水性漆。
进一步的，所述发动机用耐高温水性漆的粒度小于25μm。
本发明提供的发动机用耐高温水性漆，以去离子水为溶剂，所释放的有毒有害物质明显减少，未检出苯、甲苯、二甲苯、乙苯等有害物，VOC和游离甲醛的含量大幅降低，减少了对环境的污染，能够有效促进环境与经济的协调发展。另外，本发明提供的发动机用耐高温水性漆，具有优异的分散性、硬度、柔韧性、抗冲击性、耐水性、耐机油性、耐柴油性、耐碱和耐盐雾性，优良的附着力和耐热性，在200℃烘烤8小时保持漆膜完好，能够有效延长发动机及其零部件的使用寿命，降低使用成本，消除安全隐患。
本发明提供的发动机用耐高温水性漆的制备方法，以去离子水为溶剂，工艺简单，制备方便，能够有效改善涂装作业人员的工作环境，减少有毒有害物质的排放，促进经济与环境协调发展。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种水性聚氨酯中涂漆，包括按质量份数计的如下组分：水性丙烯酸树脂25-45份，水性氨基树脂5-25份，水性银浆2-10份，颜料0.5-5份，助剂5-15份，去离子水15-25份。
在本发明的优选实施方式中，水性丙烯酸树脂为以下市售商品中的一种或至少两种：拜耳公司XP2427树脂，拜耳公司XP2470树脂，阿伯丁克公司AC31树脂，纽佩斯公司SC6638树脂、纽佩斯公司SC6516树脂，帝斯曼公司XK540树脂，沃利公司A2241W树脂和巴斯夫公司S937T树脂。
在本发明的优选实施方式中，水性氨基树脂为以下市售商品中的一种或至少两种：巴斯夫公司HW180PC、拜耳公司VPLS 2319、拜耳公司XP2655、拜耳公司XP2565、拜耳公司VPLS2150/1、罗地亚公司XEZ-M501和罗地亚公司803。
在本发明中，水性丙烯酸树脂的典型但非限制性的质量份数如为25.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29、29.5、30、30.5、31、31.5、32、32.5、33、33.5、34、34.5、35、35.5、36、36.5、37、37.5、38、38.5、39、39.5、40、40.5、41、41.5、42、42.5、43.、43.5、44或44.5。
在本发明中，水性氨基树脂的典型但非限制性的质量份数如为5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、20.5、21、21.5、22、22.5、23、23.5、24或24.5。
在本发明中，水性银浆的典型但非限制性的质量份数如为2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9或9.5。
通过在发动机用耐高温水性漆中加入水性银浆，一方面能够提供着色、装饰、遮盖的作用外，另外一方面还可以使得漆膜富有金属质感、细腻柔和。在本发明的优选实施方式中，水性银浆的粒径为9-13μm。
在本发明中，去离子水的典型但非限制性的质量份数如为15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、20.5、21、21.5、22、22.5、23、23.5、24或24.5。
本发明提供的发动机用耐高温水性漆实现了发动机用耐高温漆的水性化，所释放的有毒有害物质明显减少，未检出苯、甲苯、二甲苯、乙苯等有害物，VOC和游离甲醛的含量大幅降低，减少了对环境的污染，能够有效促进环境与经济的协调发展。另外，本发明提供的发动机用耐高温水性漆，具有优异的分散性、硬度、柔韧性、抗冲击性、耐水性、耐机油性、耐柴油性、耐碱和耐盐雾性，优良的附着力和耐热性，在200℃烘烤8小时保持漆膜完好，能够有效延长发动机及其零部件的使用寿命，降低使用成本，消除安全隐患。
在本发明的优选实施方式中，助剂包括消泡剂、流平剂、润湿剂、分散剂、成膜剂中的一种或至少两种，优选的，助剂包括消泡剂0.2-0.4份，流平剂0.2-0.4份，润湿剂0.2-0.4份，分散剂1-2份。
消泡剂为以下市售商品中的一种或至少两种：毕克公司Byk 011、Byk 028、Byketol WS，迪高公司Tego 805、Tego 803、Tego 901W和Tego 843。
流平剂为以下市售商品中的一种或至少两种：毕克公司Byk 381、Byk 380，迪高公司Tego 270、Tego 245、Tego450和Tego 410，先创公司PW 336、X 840。
润湿剂为以下市售商品中的一种或至少两种：迪高公司Tego 245、Tego 260、Tego280，毕克公司Byk 345、Byk 348，Borchers公司Baysilone 3739，3M公司FC 4430，埃夫卡公司EFKA 3500。
分散剂为以下市售商品中的一种或至少两种：Borchers公司Gen0451、Gen0754、Gen0650，毕克公司Byk 181、Byk 187、Byk 191、Byk 2010，汽巴公司Disperx G40、DisperxHDN，迪高公司Disper 735W、Disper 745W、Disper 755W，以及气体化工公司104DPM。
在本发明的优选实施方式中，发动机用耐高温水性漆还包括助溶剂，助溶剂包括二甲基乙醇胺0.5-1份，乙二醇丁醚3-9份。
通过加入助溶剂，以增加发动机用耐高温水性漆的分散稳定性。
在本发明的优选实施方式中，二甲基乙醇胺的典型但非限制性的质量份数如为0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9或0.95；乙二醇丁醚的典型但非限制性的质量份数如为3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8或8.5。
在本发明的优选实施方式中，颜料包括碳黑、中黄和大红中的一种或至少两种，优选的，颜料包括碳黑0.5-1份，中黄1-2份，大红1-2份。
通过加入颜料使得本发明提供的发动机用耐高温水性漆的漆膜更加美观，更加艳丽。
在本发明的优选实施方式中，碳黑的典型但非限制性的质量份数如为0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9或0.95；中黄的典型但非限制性的质量份数如为1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65、1.7、1.75、1.8、1.85、1.9或1.95份；大红的典型但非限制性的质量份数如为1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65、1.7、1.75、1.8、1.85、1.9或1.95份。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了上述发动机用耐高温水性漆的制备方法，包括如下步骤：按质量称取水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、水性银浆、颜料、助剂、去离子水和任选的助溶剂，将其混合均匀并研磨，即制得发动机用耐高温水性漆。
在本发明的优选实施方式中，通过研磨使所制得的发动机用耐高温水性漆的粒度小于25μm。
本发明提供的发动机用耐高温水性漆的制备方法，以去离子水为溶剂，工艺简单，制备方便，能够有效改善涂装作业人员的工作环境，降低使用成本，促进经济与环境协调发展。
为了更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步的描述。
实施例1
本实施例提供了一种发动机用耐高温水性漆，包括按质量份数计的如下组分：水性丙烯酸树脂25份，水性氨基树脂5份，水性银浆2份，碳黑0.5份，中黄1份，大红1份，消泡剂0.2份，流平剂0.2份，润湿剂0.2份，分散剂1份，二甲基乙醇胺0.5份，乙二醇丁醚3份，去离子水25份；其中，水性丙烯酸树脂选自拜耳公司的XP2427树脂，水性氨基树脂选自巴斯夫公司的HW180PC，消泡剂选自迪高公司的Tego 805，流平剂选自毕克公司Byk 381，润湿剂选自迪高公司Tego 260，分散剂选自Borchers公司Gen0451。
实施例2
本实施例提供了一种发动机用耐高温水性漆，包括按质量份数计的如下组分：水性丙烯酸树脂45份，水性氨基树脂25份，水性银浆10份，碳黑1份，中黄2份，大红2份，消泡剂0.4份，流平剂0.4份，润湿剂0.4份，分散剂2份，二甲基乙醇胺1份，乙二醇丁醚9份，去离子水15份；其中，水性丙烯酸树脂选自纽佩斯公司SC6638树脂，水性氨基树脂选自拜耳公司XP2655，消泡剂选自毕克公司的Byk 011，流平剂选自迪高公司Tego 270，润湿剂选自3M公司FC 4430，分散剂选自毕克公司Byk 181。
实施例3
本实施例提供了一种发动机用耐高温水性漆，包括按质量份数计的如下组分：水性丙烯酸树脂28份，水性氨基树脂8份，水性银浆3份，碳黑0.6份，中黄1.2份，大红1.2份，消泡剂0.3份，流平剂0.3份，润湿剂0.3份，分散剂1.2份，二甲基乙醇胺0.6份，乙二醇丁醚5份，去离子水18份；其中，水性丙烯酸树脂选自帝斯曼公司的XK540树脂，水性氨基树脂选自拜耳公司的VPLS 2319，消泡剂选自迪高公司的Tego 901W，流平剂选自毕克公司Byk 380，润湿剂选自迪高公司Tego 245，分散剂选自Borchers公司Gen0754。
实施例4
本实施例提供了一种发动机用耐高温水性漆，包括按质量份数计的如下组分：水性丙烯酸树脂42份，水性氨基树脂22份，水性银浆8份，碳黑0.8份，中黄1.8份，大红1.8份，消泡剂0.3份，流平剂0.3份，润湿剂0.3份，分散剂1份，二甲基乙醇胺0.5份，乙二醇丁醚3份，去离子水22份；其中，水性丙烯酸树脂选自沃利公司的A2241W树脂，水性氨基树脂选自拜耳公司的XP2565，消泡剂选自迪高公司的Tego 803，流平剂选自迪高公司Tego 245，润湿剂选自毕克公司Byk 345，分散剂选自毕克公司Byk 187。
实施例5
本实施例提供了一种发动机用耐高温水性漆，包括按质量份数计的如下组分：水性丙烯酸树脂30份，水性氨基树脂10份，水性银浆4份，碳黑0.7份，中黄1.5份，大红1.5份，消泡剂0.3份，流平剂0.3份，润湿剂0.3份，分散剂1.5份，二甲基乙醇胺0.7份，乙二醇丁醚5份，去离子水20份；其中，水性丙烯酸树脂选自巴斯夫公司的S937T树脂，水性氨基树脂选自罗地亚公司的XEZ-M501，消泡剂选自迪高公司的Tego 805，流平剂选自迪高公司Tego 450，润湿剂选自Borchers公司Baysilone 3739，分散剂选自汽巴公司Disperx G40。
实施例6
本实施例提供了一种发动机用耐高温水性漆，包括按质量份数计的如下组分：水性丙烯酸树脂40份，水性氨基树脂20份，水性银浆7份，碳黑0.7份，中黄1.5份，大红1.5份，消泡剂0.3份，流平剂0.3份，润湿剂0.3份，分散剂1.5份，二甲基乙醇胺0.7份，乙二醇丁醚5份，去离子水20份；其中，水性丙烯酸树脂选自阿伯丁克公司的AC31树脂，水性氨基树脂选自拜耳公司的VPLS 2150/1，消泡剂选自迪高公司的Tego 843，流平剂选自先创公司PW336，润湿剂选自埃夫卡公司EFKA 3500，分散剂选自迪高公司Disper 735W。
实施例7
本实施例提供了一种发动机用耐高温水性漆，包括按质量份数计的如下组分：水性丙烯酸树脂35份，水性氨基树脂15份，水性银浆5份，碳黑0.7份，中黄1.5份，大红1.5份，消泡剂0.3份，流平剂0.3份，润湿剂0.3份，分散剂1.5份，二甲基乙醇胺0.7份，乙二醇丁醚5份，去离子水20份；其中，水性丙烯酸树脂选自拜耳公司的XP2470树脂，水性氨基树脂选自拜耳公司的XP2655，消泡剂选自迪高公司的Tego 805和Tego 803的混合物，且两者的质量比为1:1，流平剂选自迪高公司的、Tego 245、Tego450的混合物，且两者的质量比为1；1，润湿剂选自迪高公司Tego 260与Tego 280的混合物，且两者的质量比为1:1，分散剂选自迪高公司Disper 735W和Disper 745W的混合物，且两者的质量比为1:1。
上述实施例1-7提供的发动机用耐高温水性漆，均通过如下步骤制备：按质量称取水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、水性银浆、颜料、助剂、去离子水和任选的助溶剂，将其混合均匀并研磨至粒度小于25μm，即制得发动机用耐高温水性漆。
对比例1
本对比例提供了一种发动机用耐高温水性漆，本对比例与实施例7的不同之处在于，水性丙烯酸树脂为15份，水性氨基树脂为2份，水性银浆为1份，其它组分均同实施例7。
对比例2
本对比例提供了一种发动机用耐高温水性漆，本对比例与实施例7的不同之处在于，水性丙烯酸树脂为60份，水性氨基树脂为35份，水性银浆为15份，其它组分均同实施例7。
对比例1-2提供的发动机用耐高温水性漆的制备方法均同实施例7的制备方法，在此不再赘述。
将上述实施例1-7提供的水性聚氨酯中涂漆和对比例1-2提供的发动机用耐高温水性漆分别进行外观、环保及其它性能测试，测试结果如表1和表2所示：
表1发动机用耐高温水洗漆的外观及环保性能测试数据表
表2发动机用耐高温水性漆其它性能测试数据表
从上述表1可以看出，本发明实施例1-7所提供的发动机用耐高温水性漆分散均匀无结块，粒度均小于25μm，VOC含量均小于27g/L，苯甲苯、二甲苯和二甲苯未检出，游离甲醛的含量小于15mg/kg，可溶性铅的含量小于5mg/kg，可溶性镉含量小于0.1mg/kg，可溶性铬和可溶性汞均未检出，其大大减少了有毒有害物质的排放量，能够有效促进经济与社会的协调发展。
从上述表2可以看出，本发明实施1-7所提供的发动机用耐高温水性漆光泽度大于40％，附着力小于1级，铅笔硬度不低于HB级，抗冲击性能不低于50kg.cm，耐水性不少于25天，耐机油性不少于72小时，耐柴油性不小于62小时，耐碱性达到1级标准，耐盐雾性在415h达到1级标准，耐热性在200℃烘烤8小时，不龟裂不起泡，能够满足发动机及其零部件的使用要求，为发动机提供有效的防护，延长使用寿命，降低使用成本，消除安全隐患。
另外，通过实施例1-7与对比例1-2的对比可以看出，本发明实施例1-7通过水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、水性银浆、助剂和任选的助溶剂的协同配合，使所提供的发动机用耐高温水性漆具有更好的分散性、更小的粒度、更优异的光泽度、硬度、柔韧性、抗冲击性、耐水性、耐机油性、耐柴油性、耐碱和耐盐雾性，更优良的附着力和耐热性，漆膜在200℃烘烤8小时，不龟裂不起泡，显著提高了漆膜的各项性能，能够为发动机及其零部件提供更有效的防护。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种发动机用耐高温水性漆，其特征在于，包括按质量份数计的如下组分：水性丙烯酸树脂25-45份，水性氨基树脂5-25份，水性银浆2-10份，颜料0.5-5份，助剂5-15份，去离子水15-25份。
2.根据权利要求1所述的发动机用耐高温水性漆，其特征在于，包括按质量份数计的如下组分：水性丙烯酸树脂28-42份，水性氨基树脂8-22份，水性银浆3-8份，颜料0.5-5份，助剂5-15份，去离子水15-25份。
3.根据权利要求1所述的发动机用耐高温水性漆，其特征在于，包括按质量份数计的如下组分：水性丙烯酸树脂30-40份，水性氨基树脂10-20份，水性银浆3-7份，颜料0.5-5份，助剂2-6份，去离子水15-25份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的发动机用耐高温水性漆，其特征在于，所述助剂包括消泡剂、流平剂、润湿剂和分散剂中的一种或至少两种。
5.根据权利要求4所述的发动机用耐高温水性漆，其特征在于，所述助剂包括消泡剂0.2-0.4份，流平剂0.2-0.4份，润湿剂0.2-0.4份，分散剂1-2份。
6.根据权利要求1-3任一项所述的发动机用耐高温水性漆，其特征在于，还包括助溶剂，所述助溶剂包括二甲基乙醇胺0.5-1份，乙二醇丁醚3-9份。
7.根据权利要求1-3任一项所述的发动机用耐高温水性漆，其特征在于，所述颜料包括碳黑、中黄和大红中的一种或至少两种。
8.根据权利要求7所述的发动机用耐高温水性漆，其特征在于，所述颜料包括碳黑0.5-1份，中黄1-2份，大红1-2份。
9.根据权利要求1-8任一项所述的发动机用耐高温水性漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按质量称取水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、水性银浆、颜料、助剂、去离子水和任选的助溶剂，将其混合均匀并研磨，即制得发动机用耐高温水性漆。
10.根据权利要求9所述的发动机用耐高温水性漆的制备方法，其特征在于，所述发动机用耐高温水性漆的粒度小于25μm。
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