CN107629656A - 一种快干且活化期长的水性弹性漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种快干超长活化期的水性弹性漆及其制备方法，该弹性漆由甲组分树脂漆与乙组分固化剂按重量比为2:1组合而成；其中，甲组分树脂漆包括水性聚氨酯分散体10‑30份，水性丙烯酸乳液30‑50份，防沉剂1‑5份，消泡剂0.2‑0.5份，润湿流平剂0.2‑1.0份，水性催干剂0.2‑0.6份，pH调节助剂0.2‑0.5份，消光粉5‑10份，溶剂A10‑30份；乙组分固化剂包括固化剂55‑70份，溶剂B 15‑35份。与现有技术相比，本发明制备方法简单，原料选择广泛，制成的弹性清漆表面触感优异，快干，活化期长，透明性高，层间附着力，具有良好的硬度及抗刮伤性等优点。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种快干且活化期长的水性弹性漆及其制备方法。
背景技术
随着社会工业发展和人们环保意识的提高，人们对生活用品的外观装饰效果提出了更高要求，尤其是常用手触摸的部分需求更舒适的手感，弹性漆应此而生。弹性漆具有优良的延展性、恢复性和柔韧性，能很好地适应塑料等素材的热胀冷缩的变化，提高基材的弹性手感及优良的视觉效果。然而传统的弹性漆使用大量溶剂，造成VOC排放污染环境。如专利CN102229782公开了一种PU弹性漆，该弹性漆包括主漆、固化剂和稀释剂，所述主漆的重量百分比组成为：弹性树脂27～35％，催干剂0.2～1％，弹性粉1～3％，消光粉5～7％，溶剂50～60％，有机硅助剂1～4％。其使用了50～60％的溶剂，挥发性大，对环境污染较大，且使得此弹性漆产品在使用时，气味重，刺鼻难闻，气味残留较大，严重危害施工人员的身体健康。
针对上述问题，有涂料工作者着手开发水性弹性漆，并将其成功应用在木器及地板上。专利CN104293073公开了一种水性弹性漆及其制备方法，该方法包括设计多层核壳乳液聚合方法制备苯乙烯丙烯酸酯乳液，在制备过程中添加阴离子聚氨酯乳液随单体滴加。但是，此类水性弹性漆的一个突出问题就是，干燥速度慢，开放时间太短，直接限制了水性弹性漆的应用范围。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种快干、具有超长活化性的水性弹性漆及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种快干且活化期长的水性弹性漆，该水性弹性漆包括重量比为2:1的甲组份树脂漆及乙组份固化剂，其中，所述甲组份树脂漆包括以下重量份的组分：
所述乙组分固化剂包括以下重量份的组分：
固化剂 55-70份，
溶剂B 15-35份。
优选的，所述的甲组份树脂漆包括以下重量份的组分：
优选的，所述的所述乙组分固化剂包括以下重量份的组分：
固化剂 55-64份，
溶剂B 25-33份。
所述的水性聚氨酯分散体的羟值为30～40mgKOH/g，水性丙烯酸乳液羟值为90～100mgKOH/g。优选的，聚氨酯分散体的羟值为33mgKOH/g，如水性聚氨酯分散体为PUA3094；丙烯酸乳液的羟值为100mgKOH/g，酸值为9mgKOH/g，如水性丙烯酸乳液选为Joncryl OH8312。
聚氨酯分散体中的羟基是聚氨酯树脂侧链上用作后期交联的活性官能团，羟值可以表示树脂的羟基含量，羟值量大，则羟基含量越高。水性聚氨酯分散体的羟值在该区间内，漆膜光泽高，丰满度好，同时，交联密度大，漆膜化学、机械性能好。
丙烯酸乳液的羟值在此区间内，其与异氰酸酯有良好的交联性，耐化性非常优异，硬度比较高，因而又兼具耐刮擦性的优点，同时，还可以为涂膜提供优异的附着力。
优选的，所述的防沉剂为聚乙烯蜡或聚酰胺蜡中的一种，所述的消泡剂为不含芳烃的改性聚二甲基硅氧烷，所述的润湿流平剂为带有中心亲水基团的超支化表面活性剂，所述的水性催干剂为螯合型催干剂，所述的pH调节助剂为N,N-二甲基乙醇胺，所述的消光粉为表面经有机处理的二氧化硅，所述的固化剂为TDI<0.4％、不含芳烃的HDI三聚体。
更优选的，所述的防沉剂为AQ633E，其具有优异的触变性能和良好的防沉性，涂料中形成强大的网络结构，有利于消光粉的稳定排列。
更优选的，所述的消泡剂为FoamStar SI 2438，界面的气泡被消泡剂推开，使得气体内部压力不稳，气泡壁破裂从而破泡，可有效防止混合、制造、应用时机械力的气泡产生，同时，由于不含芳烃，于环境也更加友好。
更优选的，所述的润湿流平剂为Hydropalat 3322，超支化使得其分子链上具有不完美的对称结构，多种官能团尤其是中心亲水基团，能更好地降低水性体系的界面张力，从而有效改进底材润湿性，具有良好的防缩孔性能，能有效增加表面滑爽以及耐划伤性、防粘连性。
更优选的，所述的水性催干剂为DAPRO 7007，能替代钴催干剂，不黄变并可增加抗黄变能力，可防止老化失干。
更优选的，所述的pH调节助剂为N,N-二甲基乙醇胺，能有效调节体系pH值，赋予涂料适中的粘度及防沉降性。
更优选的，所述的消光粉为OK520，经有机处理的消光剂，粒径大小为3微米，具有很高的消光效率，爽滑的表面手感，良好的稳定性能，同时，能在弹性漆的消光过程中得到很高的透明度。
更优选的，所述的固化剂为Basonat HW2100，即六亚甲基二异氰酸酯三聚体。
上述成分中，氨与聚酰胺蜡协同作用，使得体系稳定性极佳，亲水、疏水型溶剂搭配，可提高漆膜耐水性能，PUD与丙烯酸乳液可得手感良好、耐化性能优异的漆膜，从而可制得一种具有快干、超长活化期的水性弹性漆，于环境友好。
优选的，所述的溶剂A和溶剂B包括去离子水、异丙醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或多种。
更优选的，所述的溶剂A和溶剂B为去离子水、二丙二醇甲醚及二丙二醇丁醚按重量比为10:1:4构成的混合溶剂。
一种如上所述快干且活化期长的水性弹性漆的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份将聚氨酯分散体和丙烯酸乳液加入到分散罐中，搅拌均匀，然后加入消泡剂、溶剂A，低速搅拌5～10min，然后低速搅拌的同时加入消光粉，再高速搅拌25～35min，然后加入防沉剂、润湿流平剂、水性催干剂及pH调节助剂，低速搅拌10～15min，调节粘度至30～40s，过滤，制得甲组分树脂漆；
(2)按重量份将固化剂加入到溶剂B中，搅拌均匀，制得乙组分固化剂；
(3)将甲组分树脂漆与乙组分固化剂按按重量比为2:1混合均匀，即制得所述的水性弹性漆。
所述高速搅拌的转速为1500～2500r/min，所述的低速搅拌的转速为300～600r/min。
本发明选用相容性良好的高羟值高硬度丙烯酸乳液8312与带羟基的聚氨酯分散体PUA3094搭配使用，以HW 2100为固化剂，同时保证了漆膜的硬度及韧性。本发明配方设计在保证漆膜性能的前提下，兼顾了漆膜的硬度及韧性，加入润湿流平剂WE3322，能有效改进对底材的润湿性，制得的弹性漆具有优异的硬度和耐刮伤性，同时具有良好的触感。
本发明水性弹性漆的组分中，不含芳烃，VOC低，润湿性好，减少了在施工时稀释剂的加入，易于喷涂。同时，选用的丙烯酸乳液8312与带羟基的聚氨酯分散体PUA3094搭配的玻璃化温度较高，所以涂料在固化时，溶剂释放较快，能充分挥发，在后期的成膜过程中，有机溶剂含量极低，且在24h后无气味残留。
在透明性方面，本发明选用OK520消光粉，该消光粉经有机处理，粒径小，具有很高的消光效率，而且粒径分布均匀，空隙率大，自身的折光指数与聚氨酯分散体、丙烯酸乳液相近，这样有利于提高弹性漆的透明性，使得自身的通透性好。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：
1)由于采用相容性好的高羟值高硬度丙烯酸乳液与含羟基聚氨酯分散体搭配使用，作为基体成膜物质，能够保证弹性漆漆膜的硬度及韧性，有效改善了漆膜的抗划伤性，制成的弹性漆产品漆膜硬度高，抗划伤效果好；
2)采用适宜的助剂配比，底材润湿性好，减少了在施工时稀释剂的加入，易于喷涂，固化时的溶剂释放快，且成膜固化后溶剂残留量少，为低VOC环保涂料；
3)制备方法简单，原料选择广泛，制成的弹性漆表面滑爽，硬度高，抗划伤性好，透明性高，通透性好，层间附着力，无残留有机物气味，可用作保护装饰。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种快干超长活化期的水性弹性漆由甲组分树脂漆与乙组分固化剂按重量比为2:1组合而成；
其中，甲组分树脂漆包括以下组分及重量份含量：
所述的乙组分固化剂包括以下组分及重量份含量：
HW2100 55份，
溶剂B 33份。
溶剂A由10份去离子水、2份二丙二醇甲醚及6份二丙二醇丁醚混合而成。
溶剂B由20份BGA(乙二醇丁醚醋酸酯)混合而成。
本实施例快干超长活化期的水性弹性漆的制备方法具体包括以下步骤：
(1)按重量份将聚氨酯分散体和丙烯酸乳液加入到分散罐中，搅拌均匀，随后，加入消泡剂、溶剂A，低速搅拌5-10min，后边低速搅拌边加入消光粉，再高速搅拌30min，然后加入防沉剂、润湿流平剂、水性催干剂及pH调节助剂，低速搅拌10-15min，调节粘度至30-40s，过滤，即制得甲组分树脂漆；
(2)按重量份将固化剂加入到溶剂B中，搅拌均匀，制得乙组分固化剂；
(3)将甲组分树脂漆与乙组分固化剂按按重量比为2:1混合均匀，即制得所述的水性弹性漆。
本实施例涂料与市售的弹性漆同时施工于喷涂完色漆(表干)的ABS上，漆膜性能测试结果如表1所示。
表1漆膜性能测试结果
从表1中我们可以看出，本发明的水性弹性漆具有快干、活化性时间长、光泽度好、耐酸碱等优良性能。
实施例2
一种快干超长活化期的水性弹性漆由甲组分树脂漆与乙组分固化剂按重量比为2:1组合而成；
其中，甲组分树脂漆包括以下组分及重量份含量：
所述的乙组分固化剂包括以下组分及重量份含量：
HW2100 55份，
溶剂B 25份。
溶剂A由10份去离子水、2份二丙二醇甲醚及6份二丙二醇丁醚混合而成。
溶剂B由20份BGA(乙二醇丁醚醋酸酯)混合而成。
本实施例快干超长活化期的水性弹性漆的制备方法具体包括以下步骤：
(1)按重量份将聚氨酯分散体和丙烯酸乳液加入到分散罐中，搅拌均匀，随后，加入消泡剂、溶剂A，低速搅拌5-10min，后边低速搅拌边加入消光粉，再高速搅拌30min，然后加入防沉剂、润湿流平剂、水性催干剂及pH调节助剂，低速搅拌10-15min，调节粘度至30-40s，过滤，即制得甲组分树脂漆；
(2)按重量份将固化剂加入到溶剂B中，搅拌均匀，制得乙组分固化剂；
(3)将甲组分树脂漆与乙组分固化剂按按重量比为2:1混合均匀，即制得所述的水性弹性漆。
实施例3
一种快干超长活化期的水性弹性漆由甲组分树脂漆与乙组分固化剂按重量比为3:1组合而成；
其中，甲组分树脂漆包括以下组分及重量份含量：
所述的乙组分固化剂包括以下组分及重量份含量：
HW2100 55份，
溶剂B 20份。
溶剂A由10份去离子水、1份二丙二醇甲醚及4份二丙二醇丁醚混合而成。
溶剂B由20份BGA(乙二醇丁醚醋酸酯)混合而成。
本实施例快干超长活化期的水性弹性漆的制备方法具体包括以下步骤：
(1)按重量份将聚氨酯分散体和丙烯酸乳液加入到分散罐中，搅拌均匀，随后，加入消泡剂、溶剂A，低速搅拌5-10min，后边低速搅拌边加入消光粉，再高速搅拌30min，然后加入防沉剂、润湿流平剂、水性催干剂及pH调节助剂，低速搅拌10-15min，调节粘度至30-40s，过滤，即制得甲组分树脂漆；
(2)按重量份将固化剂加入到溶剂B中，搅拌均匀，制得乙组分固化剂；
(3)将甲组分树脂漆与乙组分固化剂按按重量比为2:1混合均匀，即制得所述的水性弹性漆。
实施例4
一种快干超长活化期的水性弹性漆由甲组分树脂漆与乙组分固化剂按重量比为2:1组合而成；
其中，甲组分树脂漆包括以下组分及重量份含量：
所述的乙组分固化剂包括以下组分及重量份含量：
HW2100 64份，
溶剂B 15份。
溶剂A由10份去离子水、2份二丙二醇甲醚及6份二丙二醇丁醚混合而成。
溶剂B由20份BGA(乙二醇丁醚醋酸酯)混合而成。
本实施例快干超长活化期的水性弹性漆的制备方法具体包括以下步骤：
(1)按重量份将聚氨酯分散体和丙烯酸乳液加入到分散罐中，搅拌均匀，随后，加入消泡剂、溶剂A，低速搅拌5-10min，后边低速搅拌边加入消光粉，再高速搅拌30min，然后加入防沉剂、润湿流平剂、水性催干剂及pH调节助剂，低速搅拌10-15min，调节粘度至30-40s，过滤，即制得甲组分树脂漆；
(2)按重量份将固化剂加入到溶剂B中，搅拌均匀，制得乙组分固化剂；
(3)将甲组分树脂漆与乙组分固化剂按按重量比为2:1混合均匀，即制得所述的水性弹性漆。
实施例5
一种快干超长活化期的水性弹性漆由甲组分树脂漆与乙组分固化剂按重量比为3:1组合而成；
其中，甲组分树脂漆包括以下组分及重量份含量：
所述的乙组分固化剂包括以下组分及重量份含量：
HW2100 70份，
溶剂B 35份。
溶剂A由10份去离子水、2份二丙二醇甲醚及6份二丙二醇丁醚混合而成。
溶剂B由20份BGA(乙二醇丁醚醋酸酯)混合而成。
本实施例快干超长活化期的水性弹性漆的制备方法具体包括以下步骤：
(1)按重量份将聚氨酯分散体和丙烯酸乳液加入到分散罐中，搅拌均匀，随后，加入消泡剂、溶剂A，低速搅拌5-10min，后边低速搅拌边加入消光粉，再高速搅拌30min，然后加入防沉剂、润湿流平剂、水性催干剂及pH调节助剂，低速搅拌10-15min，调节粘度至30-40s，过滤，即制得甲组分树脂漆；
(2)按重量份将固化剂加入到溶剂B中，搅拌均匀，制得乙组分固化剂；
(3)将甲组分树脂漆与乙组分固化剂按按重量比为2:1混合均匀，即制得所述的水性弹性漆。
对比例1
本对比例水性弹性漆由甲组分树脂漆与乙组分固化剂按重量比为3:1组合而成；
其中，甲组分树脂漆包括以下组分及重量份含量：
所述的乙组分固化剂包括以下组分及重量份含量：
HW2100 65份，
溶剂B 25份。
溶剂A由10份去离子水、2份二丙二醇甲醚及6份二丙二醇丁醚混合而成。
溶剂B由20份BGA(乙二醇丁醚醋酸酯)混合而成。
本对比例水性弹性漆的制备方法具体包括以下步骤：
(1)按重量份将聚氨酯分散体和丙烯酸乳液加入到分散罐中，搅拌均匀，随后，加入消泡剂、溶剂A，低速搅拌5-10min，后边低速搅拌边加入消光粉，再高速搅拌30min，然后加入防沉剂、润湿流平剂及pH调节助剂，低速搅拌10-15min，调节粘度至30-40s，过滤，即制得甲组分树脂漆；
(2)按重量份将固化剂加入到溶剂B中，搅拌均匀，制得乙组分固化剂；
(3)将甲组分树脂漆与乙组分固化剂按按重量比为3:1混合均匀，即制得所述的水性弹性漆。
表2对比例部分漆膜性能
从表2可以看出，当甲组份树脂漆和乙组分固化剂的比例为3:1时，实干时间会延长，活化期时间会缩短，所以甲组份树脂漆和乙组分固化剂的比例为2:1时效果是最好的。
Claims (10)
1.一种快干且活化期长的水性弹性漆，其特征在于，该水性弹性漆包括重量比为2:1的甲组份树脂漆及乙组份固化剂，其中，所述甲组份树脂漆包括以下重量份的组分：
所述乙组分固化剂包括以下重量份的组分：
固化剂 55-70份，
溶剂B 15-35份。
2.根据权利要求1所述的一种快干且活化期长的水性弹性漆，其特征在于，所述的甲组份树脂漆包括以下重量份的组分：
3.根据权利要求1所述的一种快干且活化期长的水性弹性漆，其特征在于，所述的所述乙组分固化剂包括以下重量份的组分：
固化剂 55-64份，
溶剂B 25-33份。
4.根据权利要求1所述的一种快干且活化期长的水性弹性漆，其特征在于，所述的水性聚氨酯分散体的羟值为30～40mgKOH/g，水性丙烯酸乳液羟值为90～100mgKOH/g。
5.根据权利要求1所述的一种快干且活化期长的水性弹性漆，其特征在于，所述的防沉剂为聚乙烯蜡或聚酰胺蜡中的一种，所述的消泡剂为不含芳烃的改性聚二甲基硅氧烷，所述的润湿流平剂为带有中心亲水基团的超支化表面活性剂，所述的水性催干剂为螯合型催干剂，所述的pH调节助剂为N,N-二甲基乙醇胺，所述的消光粉为表面经有机处理的二氧化硅，所述的固化剂为TDI<0.4％、不含芳烃的HDI三聚体。
6.根据权利要求5所述的一种快干且活化期长的水性弹性漆，其特征在于，所述的防沉剂为AQ633E，所述的消泡剂为FoamStar SI 2438，所述的润湿流平剂为Hydropalat 3322，所述的水性催干剂为DAPRO 7007，所述的pH调节助剂为N,N-二甲基乙醇胺，所述的消光粉为OK520，所述的固化剂为Basonat HW2100。
7.根据权利要求1所述的一种快干且活化期长的水性弹性漆，其特征在于，所述的溶剂A和溶剂B包括去离子水、异丙醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的一种快干且活化期长的水性弹性漆，其特征在于，所述的溶剂A和溶剂B为去离子水、二丙二醇甲醚及二丙二醇丁醚按重量比为10:1:4构成的混合溶剂。
9.一种如权利要求1～8任一所述快干且活化期长的水性弹性漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份将聚氨酯分散体和丙烯酸乳液加入到分散罐中，搅拌均匀，然后加入消泡剂、溶剂A，低速搅拌5～10min，然后低速搅拌的同时加入消光粉，再高速搅拌25～35min，然后加入防沉剂、润湿流平剂、水性催干剂及pH调节助剂，低速搅拌10～15min，调节粘度至30～40s，过滤，制得甲组分树脂漆；
(2)按重量份将固化剂加入到溶剂B中，搅拌均匀，制得乙组分固化剂；
(3)将甲组分树脂漆与乙组分固化剂按按重量比为2:1混合均匀，即制得所述的水性弹性漆。
10.根据权利要求9所述的一种快干且活化期长的水性弹性漆的制备方法，其特征在于，所述高速搅拌的转速为1500～2500r/min，所述的低速搅拌的转速为300～600r/min。
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