CN107556855A - 水漆及其制备方法和暖气片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了水漆及其制备方法和暖气片及其制备方法。所述水漆包括：有机硅改性丙烯酸类乳液；有机硅酮粉；成膜助剂；以及热敏粉。本发明的水漆具有良好的附着力、抗污性、耐候性、丰满度、光泽度、硬度、疏水性、耐酸碱性、耐高温、抗粉化性和流平性，同时具备类似瓷器般的美观效果和温敏变色的特性，适用于暖气片。

Description

水漆及其制备方法和暖气片及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工领域。具体地，本发明涉及水漆及其制备方法和暖气片及其制备方法。

背景技术

水漆就是以水为稀释剂的涂料。相比于油性漆而言，具有节能环保、不燃不爆、超低排放、低碳健康等特点，是逐步替代油漆的更新换代产品。

然而，目前的水漆仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题至少之一。

需要说明的是，本发明是基于发明人的下列发现而完成的：

暖气片通常是由多个单元器件组成，传统的喷涂和刷涂方式均存在一定的弊端，例如喷涂不但浪费漆，而且边角不易喷涂施工；刷涂则存在效率低下的缺陷。另外，由于暖气片在使用过程中温度较高(一般最高温度会≥90℃)，长时间使用，普通的涂层会出现漆膜变软等缺陷。而且，暖气片容易出现漏水的现象，所以对漆体的耐水性、耐酸碱性、耐高温性、硬度等具有较高要求。

有鉴于此，发明人经过大量实验获得一种水漆，其具有良好的附着力、抗污性、耐候性、丰满度、光泽度、硬度、疏水性、耐酸碱性、耐高温、抗粉化性和流平性，同时具备类似瓷器般的美观效果和温敏变色的特性。通过一种或者多种热敏粉搭配，从而构建不同图案和色彩的效果。另外，采用浸涂方式将水漆涂于暖气片上，克服了边角不易喷涂、漆体用量多等缺点。

为此，在本发明的一个方面，本发明提出了一种水漆。根据本发明的实施例，所述水漆包括：有机硅改性丙烯酸类乳液；有机硅酮粉；成膜助剂；以及热敏粉。发明人发现，采用有机硅改性丙烯酸类乳液使得水漆在附着力、抗污性和耐候性方面有极大的提高，具有出色的耐水耐碱性和优异的耐污渍性。

有机硅酮粉具有不溶不熔的热固性，集无机粉体和有机粉体的优点为一体，具有良好的润滑性，还能促进颜料分散，防止颜料和粉粒结块。主要性能表现在：(1)可以使涂料的使用温度增加，适用于暖气片；(2)可以提高涂料的力学性能；(3)可以防止金属粉等沉降团聚。

成膜助剂能够对乳液中的聚合物粒子产生溶解和溶胀作用，使粒子在较低温度下也能够随水分的挥发产生塑性流动和弹性变形而聚结成膜，但在成膜以后较短时间内又能挥发逸出，而不影响涂膜的玻璃化转变温度，高温下涂膜不回粘。

热敏粉的添加能够使得漆膜随着温度的变化而出现色彩的变化，增添了美观性，通过一种或者多种热敏粉搭配，从而构建不同图案和色彩的效果，可以更好的适用于暖气片。由此，根据本发明实施例的水漆具有良好的附着力、抗污性、耐候性、丰满度、光泽度、硬度、疏水性、耐酸碱性、耐高温、抗粉化性和流平性，同时具备类似瓷器般的美观效果和温敏变色的特性。

根据本发明的实施例，上述水漆还可以具有下列附加技术特征：

根据本发明的实施例，所述有机硅酮粉为聚甲基硅倍半氧烷。聚甲基硅倍半氧烷具有不溶不熔的热固性，集无机粉体和有机粉体的优点为一体，具有良好的润滑性，还能促进颜料分散，防止颜料和粉粒结块，使用温度增加，适用于暖气片。

根据本发明的实施例，所述成膜助剂包括丙二醇苯醚类成膜助剂和醇酯类成膜助剂。水性涂料的成膜性能的好坏直接影响到涂料的施工情况以及最终的涂膜性能。水性涂料的成膜性能首先与水性涂料的基体树脂性质有关；同时，成膜过程是一个时间依赖性过程，受外界条件如温度的控制和影响，如果树脂成膜性能差，温度控制不佳，则将导致最终形成的涂膜不理想，表现为各种涂膜缺陷，如光泽下降、附着力差、耐洗刷性差、耐沾污性不良、耐候性差等。因此，有效的添加成膜助剂，改善树脂聚合物的成膜性能、较大幅度地降低成膜温度，是改善涂料低温施工性能的有效措施。进而，发明人经过大量实验得到上述具有高沸点的成膜助剂，这两种成膜助剂相互作用，可以有效地降低水漆的最低成膜温度，提高水漆的耐擦洗性及涂膜质量，能明显改善成膜性能，提高漆膜的光泽度、强度、耐候性、展色性以及抗粉化性能，增进流平性，可以较好地适用于暖气片。

根据本发明的具体实施例，丙二醇苯醚类的成膜助剂购自广州宇泰化工科技有限公司，沸点为242.7℃，醇酯类成膜助剂购自美国伊士曼，沸点为247℃。

根据本发明的实施例，所述丙二醇苯醚类成膜助剂和醇酯类成膜助剂的质量比为1:1～2。发明人经过大量实验得到上述较佳的配比，在此条件下能够进一步降低水漆的最低成膜温度，提高水漆的耐擦洗性及涂膜质量，能明显改善成膜性能，提高漆膜的光泽度、强度、耐候性、展色性以及抗粉化性能，增进流平性，可以较好地适用于暖气片。然而，其他配比的效果不及1:1～2的效果好。

根据本发明的实施例，所述水漆包括：5～15重量份的有机硅改性丙烯酸类乳液；10～30重量份的水性羟基丙烯酸乳液；5～20重量份的氨基树脂；1～10重量份的有机硅酮粉；1～20重量份的钛白粉；0.1～3重量份的热敏粉；0.1～0.2重量份的PH值调节剂；0.1～0.2重量份的消泡剂；2～5重量份的成膜助剂；0.1～2重量份的防沉降剂；0.3～0.5重量份的分散剂；0.3～0.5重量份的基材润湿剂；5～10重量份的去离子水；以及0.5～1重量份的增稠剂。发明人经过实验得到上述较优组成及配比，由此，使得水漆进一步具有良好的附着力、抗污性、耐候性、丰满度、光泽度、硬度、疏水性、耐酸碱性、耐高温、抗粉化性和流平性，同时具备类似瓷器般的美观效果和温敏变色的特性。

根据本发明的具体实施例，有机硅改性丙烯酸类乳液购自北京金荣泰新材料有限公司的RT8500。发明人发现，与同类产品相比，采用该有机硅改性丙烯酸类乳液形成的漆膜在附着力、抗污性和耐候性方面有极大的提高，具有出色的耐水耐碱性和优异的耐污渍性。

根据本发明的具体实施例，水性羟基丙烯酸乳液为拜耳的2227-1。发明人发现，水性丙烯酸分散体和成膜助剂相互作用，从而形成高光泽、高装饰性、高疏水性的漆膜。

根据本发明的具体实施例，钛白粉购自杜邦公司的R706。发明人发现，该钛白粉的烘烤－老化稳定性好，不易粉化，遮盖良好。

根据本发明的具体实施例，热敏粉购自深圳市耀德圣科技有限公司，可以在50-70℃开始变色。

根据本发明的实施例，所述氨基树脂为高亚氨基的甲醚化氨基树脂，具体地，氨基树脂为美国氰特Cymel 325氨基树脂。发明人发现，高亚氨基的甲醚化氨基树脂，无须强酸催化剂便能快速固化，从而提高了漆膜的形成效率。

根据本发明的实施例，所述防沉降剂为有机膨润土和纳米片状硅酸盐，优选地，所述有机膨润土和纳米片状硅酸盐的质量比为1:1。由此，能够防止沉降、提高定向排布、减少色差、兑水容忍度高。具体地，有机膨润土购自河南大业冶金铸材，纳米片状硅酸盐购自石家庄九鼎科技。

根据本发明的实施例，所述PH值调节剂选自二甲基乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇的至少之一。发明人发现，上述两种PH调节剂能够达到稳定体系的目的。而且，这两种PH值调节剂均为亲水型的有机物，能够起到助溶剂的目的，帮助体系溶解树脂、分散调料。具体地，2-氨基-2-甲基-1-丙醇为多功能助剂AMP-95。

根据本发明的实施例，所述消泡剂为磷酸脂类疏水性消泡剂和有机硅类消泡剂。根据本发明的优选实施例，所述磷酸脂类疏水性消泡剂和有机硅类消泡剂的质量比为1：1。发明人发现，这两类消泡剂以上述比例混合，能够有效地消除水漆中的泡沫，防止出现针孔、缩孔、鱼眼和橘皮等不良现象，影响装饰性和保护性。具体地，磷酸脂类疏水性消泡剂购自MOUSSEX公司的941PL；有机硅类消泡剂购自BYK公司的BYK-028或BYK024。

根据本发明的实施例，所述分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂。发明人在众多分散剂中发现，聚酯改性聚磷酸酯类分散剂能够使得各组分均匀分散于水中，同时也能防止固体颗粒的沉降和凝聚，形成稳定体系。具体地，聚酯改性聚磷酸酯类分散剂购自AFCONA公司的AFCONA-5010。

根据本发明的实施例，所述基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类润湿剂。发明人在众多润湿剂中发现，聚醚改性聚硅氧烷类润湿剂能够有效地降低液/固之间的界面张力，增强表面的亲液性，并使得漆膜的表面光滑性较好。具体地，聚醚改性聚硅氧烷类润湿剂为TEGO的Tego-100和/或AFCONA的AFCONA-3031。

根据本发明的实施例，所述增稠剂为聚氨酯型增稠剂和碱溶涨型增稠剂，所述聚氨酯型增稠剂和碱溶涨型增稠剂的质量比为1～2:1。由此，以便进一步提高水漆的粘度。

根据本发明的实施例，在25℃下，所述水漆的涂-4杯粘度为40～60s。水漆粘度在40～60s时，既能维持体系稳定，减少长时间放置引起的沉淀等问题，又能方便在使用时添加适量水，满足施工需求。若粘度过大时，需要添加大量水才能达到适宜的施工粘度，那么成膜时漆膜过薄，甚至不成膜。

需要说明的是，本发明所使用的术语“涂-4杯粘度”是指以涂-4杯粘度计测定的粘度。涂-4杯是国内应用最广泛的一种粘度杯，按GB/T 1723-93设计，适用于测量涂料及其它相关产品的条件粘度(流出时间不大于150秒)。在一定温度条件下，测量定量试样从规定直径的孔全部流出的时间，以S表示。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备前面所述水漆的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：将所述分散剂、钛白粉、热敏粉、有机硅酮粉、防沉降剂、部分水、部分PH值调节剂和部分消泡剂进行第一混合处理，得到第一混合料；将所述第一混合料进行研磨处理，以便得到浆料；将所述有机硅改性丙烯酸类乳液依次与水性羟基丙烯酸乳液、氨基树脂、成膜助剂、基材润湿剂、剩余部分PH值调节剂、剩余部分消泡剂以及剩余部分水进行第二混合处理，得到第二混合料；以及将所述第二混合料依次与所述浆料和增稠剂进行第三混合处理，以便得到所述水漆。

由于第一混合物内填料需要进行研磨才能降低细度，而树脂和乳液不能参与研磨，否则在强烈的冲击、剪切力作用下破坏树脂、乳液的性能，分别处理后，能够在各自的小体系内达到均匀分散等效果，然后再进行混合，搅匀，调节粘度至合适要求。

根据本发明的实施例，所述浆料的粒径不大于25μm。发明人发现，将固体物料研磨成不小于25μm的粒径，使得各物料更加细化，从而进一步提高水漆的成膜性能，降低由于漆膜薄而引起的突起等杂质。例如，漆膜厚度在25μm时，粉料如果细度在40μm，那么此份料就已经超过膜厚，作为渣滓等突起杂质存在，影响漆膜美观和性能，但是细度过小时，研磨时间会增长，需要增加助剂才能提高研磨效率和防止团聚等问题，无形中会增大生产难度和额外的成本。

本领域技术人员能够理解的是，前面针对水漆所描述的特征和优点，同样适用于该制备水漆的方法，在此不再赘述。

在本发明的又一方面，本发明提出了一种暖气片。根据本发明的实施例，所述暖气片包括：暖气片基体；以及漆层，所述漆层附着于所述暖气片基体的至少部分表面，所述漆层是由前面所述水漆形成的。由于暖气片在使用过程中温度较高(一般最高温度会≥90℃)，长时间使用，普通的涂层会出现漆膜变软等缺陷。而且，暖气片容易出现漏水的现象，所以对漆体的耐水性、耐酸碱性、耐高温性具有较高要求。

进而，发明人发现，本发明的水漆形成的漆膜具有良好的附着力、抗污性、耐候性、丰满度、光泽度、硬度、疏水性、耐酸碱性、耐高温、抗粉化性和流平性，同时具备类似瓷器般的美观效果和温敏变色的特性，可以更好地适用于暖气片。

本领域技术人员能够理解的是，前面针对水漆所描述的特征和优点，同样适用于该暖气片，在此不再赘述。

在本发明的又一方面，本发明提出了一种制备前面所述暖气片的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：将前面所述水漆施加于所述暖气片基体的至少部分表面，以便形成所述漆层。根据本发明的优选实施例，所述施加是采用浸涂的方式进行的。发明人发现，采用浸涂的方式将水漆涂于暖气片基体的至少部分表面，易于使漆层覆盖暖气片基体的边角，且节省水漆的使用量。

本领域技术人员能够理解的是，前面针对暖气片所描述的特征和优点，同样适用于制备暖气片的方法，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1～3

在该实施例中，按照下列方法制备水漆：

1、原料

表1原料

2、步骤

步骤a，按照所述原料配比，先将1/2水、1/2的PH值调节剂、分散剂、1/2的消泡剂、钛白粉、热敏粉、有机硅酮粉、防沉降剂进行混合，以500r/min的速度搅拌15分钟

步骤b，将步骤a所得混合料液用研磨机进行研磨处理，使细度小于25微米；

步骤c，将有机硅改性丙烯酸类乳液加入到备料锅中，500r/min的速度搅拌条件下依次添加水性羟基丙烯酸乳液、氨基树脂、成膜助剂、1/2的PH值调节剂、1/2的消泡剂、1/2的水、基材润湿剂，1000r/min的速度搅拌10分钟；然后加入步骤b中的混合物，600r/min的速度搅拌10分钟；加入增稠剂，500r/min的速度搅拌10分钟，调整粘度至合格(规定粘度为25℃的涂-4杯粘度，涂-4杯粘度为40-60s)。

将实施例1～3所得到的水漆进行性能测定。可以看出，实施例1～3的水漆性能较好。

表2性能参数

项目	实施例1	实施例2	实施例3
				(中华铅笔)硬度	3H	3H-4H	3H-4H
柔韧性(直径D/mm)	1	1	1
				附着力	0	0	0
盐雾性能(h)	120	120	120
				冲击(cm)	50	50	50
烘烤温度(℃)	120	120	120
				流平时间(min)	5-10	5-10	5-10
一次浸涂漆膜厚(μm)	10-30	15-30	15-30

对比例1

按照实施例1的方法制备水漆，区别在于，将丙二醇苯醚类成膜助剂和醇酯类成膜助剂替换为乙二醇丁醚BCS、二乙二醇丁醚BDG或丙二醇甲醚PMA。

首先，乙二醇丁醚BCS、二乙二醇丁醚BDG和丙二醇甲醚PMA均存在刺激味，影响身体健康。而且，其挥发速率较快，高温时挥发太快不易成膜。使用丙二醇苯醚类成膜助剂和醇酯类成膜助剂，味道小，挥发速率适宜，且形成的漆膜品质较佳。

对比例2

按照实施例1的方法制备水漆，区别在于，将有机硅改性丙烯酸类乳液替换为苯丙乳液。

发明人发现，苯丙乳液不耐高温，不适用于暖气片，且容易变色，不如有机硅改性丙烯酸类乳液所具有的光滑性及耐高温性。

对比例3

按照实施例1的方法制备水漆，区别在于，聚甲基硅倍半氧烷的用量为15kg。

发明人发现，聚甲基硅倍半氧烷添加量过多，增加额外成本，并且会降低成膜体系密度，形成疏松的网络(合适的添加量能够形成致密的网络，性能与添加量成正呈抛物线规律)，从而降低漆膜光泽、硬度、附着力等物理性能和耐酸、碱、腐蚀等防护性能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种水漆，其特征在于，包括：

有机硅改性丙烯酸类乳液；

有机硅酮粉；

成膜助剂；以及

热敏粉。

2.根据权利要求1所述的水漆，其特征在于，所述有机硅酮粉为聚甲基硅倍半氧烷。

3.根据权利要求1所述的水漆，其特征在于，所述成膜助剂包括丙二醇苯醚类成膜助剂和醇酯类成膜助剂，

优选地，所述丙二醇苯醚类成膜助剂和醇酯类成膜助剂的质量比为1:1～2。

4.根据权利要求1所述的水漆，其特征在于，包括：

5～15重量份的有机硅改性丙烯酸类乳液；

10～30重量份的水性羟基丙烯酸乳液；

5～20重量份的氨基树脂；

1～10重量份的有机硅酮粉；

1～20重量份的钛白粉；

0.1～3重量份的热敏粉；

0.1～0.2重量份的PH值调节剂；

0.1～0.2重量份的消泡剂；

2～5重量份的成膜助剂；

0.1～2重量份的防沉降剂；

0.3～0.5重量份的分散剂；

0.3～0.5重量份的基材润湿剂；

5～10重量份的去离子水；以及

0.5～1重量份的增稠剂。

5.根据权利要求4所述的水漆，其特征在于，所述防沉降剂为有机膨润土和纳米片状硅酸盐，优选地，所述有机膨润土和纳米片状硅酸盐的质量比为1:1；

所述PH值调节剂选自二甲基乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇的至少之一；

所述消泡剂为磷酸脂类疏水性消泡剂和有机硅类消泡剂，优选地，所述磷酸脂类疏水性消泡剂和有机硅类消泡剂的质量比为1：1；

所述分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂；

所述基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类润湿剂；

所述氨基树脂为高亚氨基的甲醚化氨基树脂；

所述增稠剂为聚氨酯型增稠剂和碱溶涨型增稠剂，所述聚氨酯型增稠剂和碱溶涨型增稠剂的质量比为1～2:1。

6.根据权利要求1所述的水漆，其特征在于，在25℃下，所述水漆的涂-4杯粘度为40～60s。

7.一种制备权利要求1～6任一项所述水漆的方法，其特征在于，包括：

将所述分散剂、钛白粉、热敏粉、有机硅酮粉、防沉降剂、部分水、部分PH值调节剂和部分消泡剂进行第一混合处理，得到第一混合料；

将所述第一混合料进行研磨处理，以便得到浆料；

将所述有机硅改性丙烯酸类乳液依次与水性羟基丙烯酸乳液、氨基树脂、成膜助剂、基材润湿剂、剩余部分PH值调节剂、剩余部分消泡剂以及剩余部分水进行第二混合处理，得到第二混合料；以及

将所述第二混合料依次与所述浆料和增稠剂进行第三混合处理，以便得到所述水漆。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述浆料的粒径不大于25μm。

9.一种暖气片，其特征在于，包括：

暖气片基体；以及

漆层，所述漆层附着于所述暖气片基体的至少部分表面，

所述漆层是由权利要求1～6任一项所述水漆形成的。

10.一种制备权利要求9所述暖气片的方法，其特征在于，包括：

将权利要求1～6任一项所述水漆施加于所述暖气片基体的至少部分表面，以便形成所述漆层，

优选地，所述施加是采用浸涂的方式进行的。