CN107141952B - 低温快干型底面合一水漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
提供低温快干型底面合一水漆及其制备方法，其包括质量比为0.7‑0.9:1的A组分和B组分；A组分包括按照质量份计的10‑15份有机膨润土、20‑30份硅灰石、3‑15份纳米钛白和1‑10份的分散剂；B组分包括5‑20份阴离子单组份环氧乳液、1‑5份有机胺和5‑15份纯丙乳液；阴离子单组份环氧乳液中包含亚麻油酸和单组分环氧树脂，亚麻油酸和单组分环氧树脂的摩尔比为0.7‑1:1。本发明的低温快干型底面合一水漆具有良好的冬季施工性，且在冬季施工干燥快、不开裂。
Description
技术领域
本发明通常涉及涂料领域，且特别地，涉及低温快干型底面合一水漆及其制备方法。
背景技术
低端钢构涂料是一种用在室内钢构上的涂料，其主要功能是装饰和保护钢结构表面不被锈蚀，使其美观又耐用。近年来，随着人们对钢构产业喷漆要求的逐渐提高，尤其是在冬季施工时对漆膜的干燥速度和漆膜表观性能有着更高的要求，除了具有涂层耐水性好的优点外，对漆膜的干燥速度有着更高的要求，尤其是在冬季施工的要求。
现在我国大部分低端钢结构市场用漆为水性醇酸树脂型，主要存在以下技术瓶颈：1.目前低端钢构用漆为水型醇酸树脂型居多，冬季干燥极慢；2.其他快干型体系用漆在冬季成膜性能差，易开裂。
发明内容
本发明提供低温快干型底面合一水漆，其具有冬季施工性能优良、干燥快、不开裂等突出特点，具有良好的冬季施工性能，同时，本发明提供的面合一水漆，具有优异的耐候性。
本发明一方面提供低温快干型底面合一水漆，其包括A组分和B组分，所述A组分和所述B组分的质量比为0.7-0.9:1；
所述A组分基于100重量份包含按照质量份计的10-15份有机膨润土、
20-30份硅灰石、3-15份纳米钛白和1-10份的分散剂；
所述B组分基于100重量份包含5-20份阴离子单组份环氧乳液、1-5份有机胺和5-15份纯丙乳液；
所述阴离子单组份环氧乳液中包含亚麻油酸和单组分环氧树脂，所述亚麻油酸和所述单组分环氧树脂的摩尔比为0.7-1:1。
在某些实施方式中，所述的低温快干型底面合一水漆中，所述阴离子单组份环氧乳液中-OH含量为0.3-0.5％。
在某些实施方式中，所述的低温快干型底面合一水漆中，所述B组份还包括聚合物树脂，所述聚合物树脂基于100重量份包含按照质量份数计的：10-20份的2,2-二羟甲基丙酸、5-10份聚乙烯醇缩甲醛和40-50份的酚醛树脂。
在某些实施方式中，所述的低温快干型底面合一水漆中，所述份纯丙乳液基于100重量份包含按照质量份数计的如下成分：15-30份的亚氨基改性的丙烯酸酯、30-50份的甲基丙烯酸甲酯和30-50份的丙烯酸丁酯。
在某些实施方式中，所述的低温快干型底面合一水漆中，所述A组份基于100重量份还包含按照质量份数计的如下成分：
0.2-1份的防冻剂、0.2-1份的助溶剂、0.1-0.6的pH缓冲剂、0.1-0.6份的抑泡剂、0.1-0.6份的脱泡剂、0.2-0.5份的炭黑100、3-10份的重钙和3-10份的沉钡。
在某些实施方式中，所述的低温快干型底面合一水漆中，所述B组份基于100重量份还包含按照质量份数计的如下成分：
10-30份的弹性乳液、0.5-2份的成膜助剂、0.3-1份的溶剂、0.2-1份的防闪锈剂、0.1-1份的抗锈剂、0.1-0.5份的基材润湿剂和0.1-0.5份的抑泡剂。
在某些实施方式中，所述的低温快干型底面合一水漆中，所述A组份中去离子水的含量与所述B组份中去离子水的含量之和为15-20重量％。
本发明另一方面提供低温快干型底面合一水漆的制备方法，其包括：
制备A组份，将去离子水加入至备料锅，在400-600r/min转速下依次加入防冻剂、助溶剂、pH缓冲剂、分散剂、抑泡剂、脱泡剂、炭黑、钛白粉、填料和有机膨润土，搅拌10-30分钟，在研磨机上进行研磨至细度小于30微米；
制备B组份，将弹性乳液、纯丙乳液和阴离子单组份环氧乳液混合均匀，然后依次加入去离子水、有机胺、成膜助剂、溶剂、防闪锈剂、抗锈剂和基材润湿剂；
按照质量比为0.7-0.9:1将所述A组分和所述B组分混合。
在某些实施方式中，所述的低温快干型底面合一水漆的制备方法中，在所述制备B组份的过程中，在转速100r/min加入去所述离子水、所述有机胺和所述成膜助剂，转速由100r/min逐步增加至600r/min，加入所述溶剂、所述防闪锈剂和所述抗锈剂。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为具体公开了该范围的上限和下限以及它们之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明中所述的“份”或“％”如无特别说明，均按质量计。
水性漆的干燥分为表干和实干。表干是水分挥发后，形成不粘手的干膜，一般在2小时以内完成；实干是指涂膜完全干燥，具有较好的机械强度和耐水耐碱性，一般需要4周以上的时间。
本发明提供的低温快干型底面合一水漆，其包括A组分和B组分，所述A组分和所述B组分的质量比为0.7-0.9:1；
所述A组分基于100重量份包含按照质量份计的10-15份有机膨润土、20-30份硅灰石、3-15份纳米钛白和1-10份的分散剂；
所述B组分基于100重量份包含5-20份阴离子单组份环氧乳液、1-5份有机胺和5-15份纯丙乳液；
所述阴离子单组份环氧乳液中包含亚麻油酸和单组分环氧树脂，所述亚麻油酸和所述单组分环氧树脂的摩尔比为0.7-1:1。
环氧树脂是一类环氧低聚物，分子中含有二个或二个以上的环氧基，可与固化剂形成三维网状热固型交联物，且粘结性、耐热性、耐化学药品性、电绝缘性和机械性能优良，对金属和非金属都有很好的胶接效果。阴离子环氧树脂是富含酸基团的阴离子体系，其在环氧树脂分子链上引入羧酸等基团，再用碱中和成盐制得。阴离子单组分环氧乳液中包含亚麻油酸和单组分环氧树脂，亚麻油酸分子链上具有较多的不饱和双键，固化快，实现低温快干，且亚麻油酸所占比重大，亚麻油酸与单组分环氧树脂的摩尔比为0.7-1:1，阴离子环氧树脂中随着不饱和树脂量的增多，分子链中不饱和双键也增多，增加反应活性点，便于在低温环境下，漆膜快速干燥。同时，在提高水漆的低温快干性能的同时，将A组份中的有机膨润土与B组份的聚合物乳液混合，相互形成均匀分布的立体的网络结构，进一步提高低温快干型底面合一水漆的稳定性。进一步地，所述亚麻油酸与所述单组分环氧树脂的摩尔比为0.7:1，所述亚麻油酸与所述单组分环氧树脂的摩尔比为0.8:1，所述亚麻油酸与所述单组分环氧树脂的摩尔比为0.9:1，所述亚麻油酸与所述单组分环氧树脂的摩尔比为1:1。
上述方案中，所述阴离子单组份环氧乳液中羟基含量为0.3-0.5％。
乳液中羟基含量对漆膜的干燥时间、硬度、耐水和耐化学性均有较大影响，羟基含量越少，漆膜的表干时间越短，当羟基含量为0.5％，漆膜的表干时间为25min；当羟基含量为0.4％，漆膜的表干时间为20min；当羟基含量为0.3％，漆膜的表干时间为15min。
上述方案中，所述B组份基于100重量份还包含聚合物树脂，所述聚合物树脂包括按照质量份数计的：10-20份的2,2-二羟甲基丙酸、5-10份聚乙烯醇缩甲醛和40-50份的酚醛树脂。
聚乙烯醇缩甲醛分子链较长，属于热塑性树脂，具有较强的粘附力，在酚醛树脂中加入聚乙烯醇缩甲醛缩短水漆干燥时间，实现快速表干。且羟甲基含量高增加反应活性点，降低固化温度，使得水漆下低温下快速完成固化成膜过程，同时聚合物树脂中的羟甲基与阴离子单组份环氧乳液中羟基进行脱水反应，形成嵌段或接枝共聚物，提升漆膜硬度。
上述方案中，所述份纯丙乳液基于100重量份包含按照质量份数计的如下成分：15-30份的亚氨基改性的丙烯酸酯、30-50份的甲基丙烯酸甲酯和30-50份的丙烯酸丁酯。
纯丙乳液中含有高亚氨基改性丙烯酸酯，高亚氨基与含有羟甲基的聚合物树脂发生自交联反应，提升整个乳液的稳定性。
进一步地，所述A组份基于100重量份还包含括按照质量份数计的如下成分：
0.2-1份的防冻剂、0.2-1份的助溶剂、0.1-0.6的pH缓冲剂、0.1-0.6份的抑泡剂、0.1-0.6份的脱泡剂、0.2-0.5份的炭黑100、3-10份的重钙和3-10份的沉钡。
所述B组份基于100重量份还包含按照质量份数计的如下成分：
10-30份的弹性乳液、0.5-2份的成膜助剂、0.3-1份的溶剂、0.2-1份的防闪锈剂、0.1-1份的抗锈剂、0.1-0.5份的基材润湿剂和0.1-0.5份的抑泡剂。
同时，所述A组份中去离子水的含量与所述B组份中去离子水的含量之和为15-20重量％。在本发明中低温快干型底面合一水漆中，去离子水总含量为总重量的15-20％，去离子含量小，漆膜表干时间短。
本发明所述的硬度通过参考国家标准《GB/T6739-2006色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》来测试。
本发明所述的表干时间通过参考国家标准《GB/T1728-1979漆膜\腻子膜干燥时间测定方法》来测试。
本发明所述的稳定性通过参考国家标准《GBT20623-2006建筑涂料用乳液》来测试。
实施例
除非另有说明，否则本发明使用的添加剂为本领域内通常使用的任何物质。
根据表1中所示的配方，按下述步骤制备各实施例和比较例的水性醇酸树脂乳液。
(1)制备A组份，将去离子水加入至备料锅，在400-600r/min转速下依次加入防冻剂、助溶剂、pH缓冲剂、分散剂、抑泡剂、脱泡剂、炭黑、钛白粉、填料和有机膨润土，搅拌10-30分钟，在研磨机上进行研磨至细度小于30微米；
(2)制备B组份，将弹性乳液、纯丙乳液和阴离子单组份环氧乳液混合均匀，然后依次加入去离子水、有机胺、成膜助剂、溶剂、防闪锈剂、抗锈剂和基材润湿剂；
(3)按照质量比为0.7-0.9:1将所述A组分和所述B组分混合。
且在步骤(2)中，在转速100r/min加入去所述离子水、所述有机胺和所述成膜助剂，转速由100r/min逐步增加至600r/min，加入所述溶剂、所述防闪锈剂和所述抗锈剂。
实施例1-3和对比例1-3制备的漆膜进行表征测试，其测试结果如下表所示，可以看出，采用本发明所述的低温快干型底面合一水漆，具有较好的乳液稳定性、漆膜硬度和表干时间，具有很好的使用价值，能够满足多方面的需求。
表1
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
Claims (5)
1.一种低温快干型底面合一水漆，其包括A组分和B组分，所述A组分和所述B组分的质量比为0.7-0.9:1；
所述A组分基于100质量份包含10-15份有机膨润土、20-30份硅灰石、3-15份纳米钛白和1-10份分散剂；
所述B组分基于100重量份包含5-20份阴离子单组份环氧乳液、1-5份有机胺和5-15份纯丙乳液；
所述阴离子单组份环氧乳液中包含亚麻油酸和单组分环氧树脂，所述亚麻油酸和所述单组分环氧树脂的摩尔比为0.7-1:1；
其中，所述阴离子单组份环氧乳液中的-OH含量为0.3-0.5％；
其中，所述B组份还包含聚合物树脂；
所述聚合物树脂基于100重量份包含10-20份的2,2-二羟甲基丙酸、5-10份聚乙烯醇缩甲醛和40-50份的酚醛树脂。
2.根据权利要求1所述的低温快干型底面合一水漆，其中，所述纯丙乳液基于100重量份包含如下成分：15-30份的亚氨基改性的丙烯酸酯、30-50份的甲基丙烯酸甲酯和30-50份的丙烯酸丁酯。
3.根据权利要求1所述的低温快干型底面合一水漆，其中，所述A组份基于100重量份还包括如下成分：
0.2-1份的防冻剂、0.2-1份的助溶剂、0.1-0.6的pH缓冲剂、0.1-0.6份的抑泡剂、0.1-0.6份的脱泡剂、0.2-0.5份的炭黑100、3-10份的重钙和3-10份的沉钡。
4.根据权利要求3所述的低温快干型底面合一水漆，其中，所述B组份基于100重量份还包含如下成分：
10-30份的弹性乳液、0.5-2份的成膜助剂、0.3-1份的溶剂、0.2-1份的防闪锈剂、0.1-1份的抗锈剂、0.1-0.5份的基材润湿剂和0.1-0.5份的抑泡剂。
5.根据权利要求4所述的低温快干型底面合一水漆，其中所述A组份中去离子水的含量与所述B组份中去离子水的含量之和为15-20重量％。
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