CN108690413B - 车辆塑料用单组份水性导电底漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆塑料用单组份水性导电底漆及其制备方法，导电底漆中的各组分及其相对于所述导电底漆总重的重量百分比为：偏二氯乙烯‑丙烯酸酯‑硅氧烷共聚物乳液15%～25%，水性聚氨酯分散体3%～6%，导电颜料10%～40%，着色颜料1%～15%，水性成膜助剂3.8%～8%，余量为去离子水。本发明的单组份水性导电底漆中几乎不含助溶剂，涂层固化后集耐介质、机械性能、配套性与浅色性能为一体，可满足车辆塑料件底涂层涂装后的导静电要求。

Description

车辆塑料用单组份水性导电底漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种车辆塑料涂装用涂料，具体涉及一种车辆塑料用单组份水性导电底漆及其制备方法。
背景技术
塑料涂装技术发展到现今，涂层材料的节约化、涂装效率的提升已经受到各应用单位的高度重视，而环保压力的显现又是涂装材料面临的不可回避的重要课题，水性导静电涂装以其环保、高效率正日益受到塑料涂装领域的青睐。然而在车辆涂装领域，除了要求涂层材料的附着力、电导率等基本性能达标，往往涉及更多的是涂层之间的配套、涂层的耐性与抗冲击等广泛的力学性能，普通的导静电涂料很难满足车辆涂层材料的相关技术要求。
目前，在水性导静电涂层材料的组成设计中，利用水性丙烯酸分散体（包括乳液与水溶性体系）作为涂层材料的成膜树脂无疑是比较活跃的。例如中国专利文献CN107446442 A、CN 107151524 A、CN 102850885 A、CN 106496624 A公开的涂料体系，但使用水性丙烯酸分散体的话，无论体系中使用硅化合物还是其它树脂体系进行改性，涂层的组成结构决定在耐化学品与耐水方面不可能满足车辆涂层的技术要求。
申蓓蓓等（涂料工业，2007,37（7）：26）曾利用水溶性丙烯酸树脂与铜银等金属粉制成导电涂层材料，在分散液中含有大量的助溶剂乙二醇丁醚与乙醇等，同时由于采用的是水溶性非交联挥发性体系，涂层成膜树脂中含大量的亲水性官能团，涂层的耐水性与耐介质性能难以满足车辆塑料件涂装的技术要求。
为了提高涂层固化后耐介质等性能，中国专利文献CN 105176310 A（申请号201510660953.5）采用环氧乳化的方法，再外添加交联剂。但该体系在干性（双组份体系）、环保（大量助溶剂）等方面对现有的车辆涂装而言没有任何优势。
中国专利文献CN 105017512 A（申请号 201510504939.6）采用醇酸树脂水性化作为成膜基料，以石墨烯作为导电材料，其涂层的力学性能与导电率虽可能满足车辆塑料零部件的涂装技术要求，但大量的助溶剂的存在加之导电材料采用碳系材料（颜色深），对配套面层材料的选择局限性很大，同样的，环保上无甚优势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种车辆塑料（如ABS、PC、PMMA等塑料配件）用单组份水性导电底漆及其制备方法，导电底漆用于塑料底材表面涂装后，其导静电性能可满足车辆涂装的技术要求。
实现本发明目的的技术方案是一种车辆塑料用单组份水性导电底漆，各组分及其相对于所述导电底漆总重的重量百分比为：偏二氯乙烯-丙烯酸酯-硅氧烷共聚物乳液15%～25%，水性聚氨酯分散体3%～6%，导电颜料10%～40%，着色颜料1%～15%，水性成膜助剂3.8%～8%，余量为去离子水。
所述导电颜料包括纳米氧化锡锑包覆的云母粉和纳米氧化锡锑包覆的钛白粉。
所述导电云母粉相对于所述导电底漆总重的重量百分比为5%～25%，导电钛白粉相对于所述导电底漆总重的重量百分比为5%～15%。
导电颜料的表面电阻在1Ω•cm～100Ω•cm之间；导电颜料粉末为球状或针状。
水性成膜助剂包括分散剂、消泡剂、助溶剂、防沉剂；分散剂相对于所述导电底漆总重的重量百分比为0.5%～3%，消泡剂相对于所述导电底漆总重的重量百分比为0.1%～1%，助溶剂相对于所述导电底漆总重的重量百分比为3%～6%，防沉剂相对于所述导电底漆总重的重量百分比为0.2%～1.5%。
其中，助溶剂为丙二醇甲醚。
一种如上所述的车辆塑料用单组份水性导电底漆的制备方法，将导电颜料、着色颜料、分散剂、助溶剂、消泡剂、去离子水混合均匀，得到无树脂色浆液；然后按比例先后添加水分散性的偏二氯乙烯-丙烯酸酯-硅氧烷共聚物乳液、水性聚氨酯分散体、防沉剂、余量的水，搅拌均匀后得到水性导电底漆。
进一步的，偏二氯乙烯-丙烯酸酯-硅氧烷共聚物乳液在加入前，预先用N，N-二甲基乙醇胺中和至PH值为7。
本发明具有积极的效果：（1）本发明的单组份水性导电底漆中助溶剂含量低于5%，在环保要求上具有很大的优势。涂层固化后集耐介质、机械性能、配套性与浅色（减少对面涂层色相的影响）性能为一体，可满足车辆塑料件底涂层涂装后的导静电要求。
（2）本发明的单组份水性导电底漆不仅具有良好的导电效果，还与相应的塑料底材具有极好的附着性，与面上涂层有极好的相容性，同时涂层自身具有较好的耐化学品性与耐水等特征。
（3）本发明的单组份水性导电底漆是单组份、挥发性体系，施工方便。
具体实施方式
本发明的车辆塑料用单组份水性导电底漆中，各组分及其相对于所述导电底漆总重的重量百分比为：偏二氯乙烯-丙烯酸酯-硅氧烷共聚物乳液15%～25%，水性聚氨酯分散体3%～6%，浅色导电颜料10%～40%，着色颜料1%～15%，水性成膜助剂3.8%～8%，余量为去离子水。
其中偏二氯乙烯-丙烯酸酯-硅氧烷共聚物乳液的制备方法可参照中国专利文献CN 106749833A（申请号 201611035003.4）所公开的方法制备；本发明的实施例中使用的偏二氯乙烯-丙烯酸酯-硅氧烷共聚物乳液也是购自该申请人江苏十松新材料科技有限公司，商品牌号为WS-116。
浅色导电颜料包括纳米氧化锡锑包覆的云母粉和纳米氧化锡锑包覆的钛白粉，导电颜料的表面电阻在1Ω•cm～100Ω•cm之间；可以是球状，亦可以是针状。导电云母粉相对于所述导电底漆总重的重量百分比为5%～25%，导电钛白粉相对于所述导电底漆总重的重量百分比为5%～15%。
水性成膜助剂包括分散剂、消泡剂、助溶剂、防沉剂。
其中分散剂相对于所述导电底漆总重的重量百分比为0.5%～3%，分散剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物，来源于德国毕克化学公司销售的商品代号为Byk-190或Byk-192的润湿分散剂；该分散剂使颜料颗粒均匀分散，同时防止颜料颗粒的沉降和凝聚。
所述消泡剂相对于所述导电底漆总重的重量百分比为0.1%～1%；消泡剂为改性有机硅，例如为德国毕克化学公司销售的商品代号为Byk-028的消泡剂。
所述助溶剂相对于所述导电底漆总重的重量百分比为3%～6%；助溶剂为丙二醇甲醚。
所述防沉剂相对于所述导电底漆总重的重量百分比为0.2%～1.5%；防沉剂为水。性防沉蜡桨。
（实施例1至实施例6）
实施例1至实施例6的车辆塑料用单组份水性导电底漆中，各组分及其相对于所述导电底漆总重的重量百分比见下表1。
表1
Figure 5123DEST_PATH_IMAGE001
表1中的共聚物乳液是指偏二氯乙烯-丙烯酸酯-硅氧烷共聚物乳液，购自江苏十松新材料科技有限公司，商品牌号为WS-116。
水性聚氨酯分散体购自江苏十松新材料科技有限公司，商品牌号为WS-212。
由上表可见，本发明的水性导电底漆中助溶剂含量仅3%～6%，在环保要求上具有很大的优势。
水性导电底漆中使用了偏二氯乙烯-丙烯酸酯-硅氧烷共聚物乳液，该乳液具有优异的耐水、耐盐水、耐盐雾和高的附着性能，因此含有该乳液的水性导电底漆也具有优异的耐水、耐盐水、耐盐雾和高的附着性能；尤其与聚氨酯面漆、丙烯酸面漆、单组份聚氨酯面漆的层间粘附性极好。
经检测，各实施例水性导电底漆的表面电阻低于106Ω•cm。
各实施例的水性导电底漆的制备方法如下：将导电颜料、着色颜料、分散剂、助溶剂、消泡剂、去离子水混合均匀，得到无树脂色浆液；然后按比例先后添加水分散性的偏二氯乙烯-丙烯酸酯-硅氧烷共聚物乳液（预先用N，N-二甲基乙醇胺中和至PH值至7左右）、水性聚氨酯分散体、防沉剂，搅拌均匀后得到水性导电底漆。

Claims (6)

1.一种车辆塑料用单组份水性导电底漆，其特征在于各组分及其相对于所述导电底漆总重的重量百分比为：偏二氯乙烯-丙烯酸酯-硅氧烷共聚物乳液15%～25%，水性聚氨酯分散体3%～6%，导电颜料10%～40%，着色颜料1%～15%，水性成膜助剂3.8%～8%，余量为去离子水；
其中导电颜料包括纳米氧化锡锑包覆的云母粉和纳米氧化锡锑包覆的钛白粉；纳米氧化锡锑包覆的云母粉相对于所述导电底漆总重的重量百分比为5%～25%，纳米氧化锡锑包覆的钛白粉相对于所述导电底漆总重的重量百分比为5%～15%。
2.根据权利要求1所述的车辆塑料用单组份水性导电底漆，其特征在于：导电颜料的表面电阻在1Ω•cm～100Ω•cm之间；导电颜料粉末为球状或针状。
3.根据权利要求1所述的车辆塑料用单组份水性导电底漆，其特征在于：水性成膜助剂包括分散剂、消泡剂、助溶剂、防沉剂；分散剂相对于所述导电底漆总重的重量百分比为0.5%～3%，消泡剂相对于所述导电底漆总重的重量百分比为0.1%～1%，助溶剂相对于所述导电底漆总重的重量百分比为3%～5%，防沉剂相对于所述导电底漆总重的重量百分比为0.2%～1.5%。
4.根据权利要求1所述的车辆塑料用单组份水性导电底漆，其特征在于：助溶剂为丙二醇甲醚。
5.一种如权利要求1所述的车辆塑料用单组份水性导电底漆的制备方法，其特征在于：将导电颜料、着色颜料、分散剂、助溶剂、消泡剂、去离子水混合均匀，得到无树脂色浆液；然后按比例先后添加水分散性的偏二氯乙烯-丙烯酸酯-硅氧烷共聚物乳液、水性聚氨酯分散体、防沉剂、余量水，搅拌均匀后得到水性导电底漆。
6.根据权利要求5所述的车辆塑料用单组份水性导电底漆的制备方法，其特征在于：偏二氯乙烯-丙烯酸酯-硅氧烷共聚物乳液在加入前，预先用N，N-二甲基乙醇胺中和至pH值为7。
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