CN108690437A - 一种车用水性丙烯酸涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料技术领域，具体公开一种车用水性丙烯酸涂料及其制备方法。所述车用水性丙烯酸涂料，包括质量份数如下的组分：水性羟基丙烯酸乳液25‑50份；固化剂5‑20份；助溶剂2‑5份；有机硅酮粉1‑5份；纳米氧化铝1‑5份；纳米氧化锆0.5‑2份；纳米负离子粉0.1‑3份；阻燃剂1‑8份；纳米氧化锌0.05‑0.5份；硅溶胶0.1‑1份；颜料0‑5份；pH调节剂0.1‑0.2份；消泡剂0.1‑0.2份；成膜助剂2‑5份；分散剂0.3‑0.5份；基材润湿剂0.3‑0.5份；去离子水5‑10份；增稠剂0.5‑1.0份。本发明提供的车用水性丙烯酸涂料，VOC≤30g/L，更加环保，漆膜具有良好的阻燃性能、耐水、耐污效果及自清洁、耐擦洗性能和持久、温和杀菌的功效。

Description

一种车用水性丙烯酸涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种车用水性丙烯酸涂料及其制备方法。
背景技术
在日常生活中，越来越多的人选择乘坐公交出行。由于人们接触车内物品，会带入一定的细菌，给疾病的传播制造机会。同时由于车辆内人员密集，一旦发生火灾，不容易逃生，危机生命安全。在公交上涂覆涂料有可能达到美观、防火、抑菌、净化空气等目的。
而常用的涂料为溶剂性涂料，常温下可以释放出甲苯、苯、二甲苯等多种挥发性有机化合物。污染环境，加重光化学烟雾污染、区域灰霾、酸雨等大气复合污，又给人带来健康危害。近年来，环境越来越恶化，雾霾越来越严重，社会对环保的要求越来越高，发展环保的涂料已经成为人们的共识。其中涂料水性化作为一种有效的途径，但是即便是水性涂料，任然含有一定量的VOC，且防火、抑菌、耐污等性能较差，所以开发出性能优良、VOC含量超低的水性涂料成为涂料行业的发展方向。
发明内容
针对现有公交车用水性涂料VOC含量较高，且防火、抑菌、耐污等性能较差的技术问题，本发明提供一种车用水性丙烯酸涂料及其制备方法。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
一种车用水性丙烯酸涂料，包括质量份数如下的组分：
相对于现有技术，本发明提供的车用水性丙烯酸涂料，采用水性羟基丙烯酸乳液与环保型成膜助剂、阻燃剂等助剂配合使用，使涂料VOC≤30g/L，更加环保，气味非常低，且使漆膜具有高光泽、高装饰性、高疏水性及良好的阻燃性能；有机硅酮粉的加入，使漆膜具有良好的耐水、耐污效果及自清洁、耐擦洗性能；纳米氧化锆、纳米氧化铝作为填料，改善漆膜的硬度、附着力、抗污性和耐候性；纳米氧化锌使漆膜具有持久、温和杀菌的功效；纳米负离子粉能够使漆膜持久释放负离子，有助于空气净化。
进一步地，本发明还提供所述车用水性丙烯酸涂料的制备方法。该制备方法，包括以下步骤：
(1)按照所述车用水性丙烯酸涂料的原料配比称取各组分；
(2)将所述有机硅酮粉、纳米氧化铝、纳米氧化锆、纳米氧化锌、纳米负离子粉、硅溶胶、颜料、分散剂、阻燃剂与40％-60％的去离子水、40％-60％的的pH值调节剂、40％-60％的消泡剂，进行混料处理，得到第一混合物料；
(3)将所述水性羟基丙烯酸乳液、成膜助剂、基材润湿剂、剩余的pH值调节剂、剩余的消泡剂、剩余的去离子水进行混料处理，得到第二混合物料；
(4)将所述第一混合物料与第二混合物料进行混料处理，加入增稠剂，经搅拌处理，得到A组分；
(5)将所述固化剂与助溶剂进行混料处理，得到B组分，将A、B组分以质量比为5-7:1进行混合，得到车用水性丙烯酸涂料。
相对于现有技术，本发明提供的车用水性丙烯酸涂料的制备方法，工艺简单，操作方便，绿色环保，安全可靠，便于施工。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种车用水性丙烯酸涂料。该车用水性丙烯酸涂料，包括质量份数如下的组分：
优选地，所述水性羟基丙烯酸乳液为羟基聚丙烯酸酯分散体，使固化后的漆膜硬度高，柔韧性好，光泽高，丰满度高，且具有良好的耐候性、耐紫外光性和优异的耐酸雨性。
优选地，所述有机硅酮粉为聚甲基硅倍半氧烷，高性能有机无机杂化材料，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，可以使涂料的使用温度增加，提高涂料的力学性能，防止金属或金属氧化物粉等沉降团聚，使漆膜具有良好的耐水、耐污效果及自清洁和耐擦洗性能。能够提高涂膜疏水、疏油渍、防滑痕、防指纹印记等效果。
具体地，所述纳米氧化铝具有优异的耐磨、增硬、耐高温及绝缘等性能，作为填料改善漆膜的硬度、附着力、抗污性和耐候性。
具体地，所述纳米氧化锆性能好于纳米氧化铝，作用相似，提高漆膜硬度、耐火阻燃性能、耐磨性能、耐腐蚀性能等，搭配纳米氧化铝使涂层具有更高的硬度和抗冲击性能。
具体地，所述纳米氧化锌体积蓬松、粒径小、比表面积大，抑菌灭菌性能优异，纳米氧化锌不仅具有接触式杀菌功效，在光和水的条件下依然可以起到很好的抑菌灭菌效果，增强漆膜的抑菌灭菌性能。
具体地，所述纳米负离子粉中的成分具有热电和压电效应，当外界条件发生变化，如温度、湿度差、摩擦等情况时，即能引起纳米负离子粉成分晶体之间的电势差，从而使空气发生电离，被击中的电子附着于邻近的水和氧气分子并使它转化为空气负离子，即负氧离子，有助于空气净化。
具体地，所述硅溶胶是一种水基的无机硅化合物，具有良好的耐气候性、防水性、耐火、耐洗、抗污染性，可改善漆膜的耐候性能。
优选地，所述颜料为水性耐晒颜料，用于调节涂料的色调。
优选地，所述固化剂为基于六亚甲基二异氰酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯，使涂料具有快干、硬化快速的特点，形成的漆膜具有最终硬度高和极佳的耐化学品性特点和卓越的保光性以及出众的机械性能。
优选地，所述助溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯，主要用于溶解固化剂，形成B组分。
优选地，所述阻燃剂为氮系尼龙无卤环保阻燃剂，与丙烯酸乳液的相容性好，热稳定性好，热分解温度≥330℃，改善漆膜的阻燃性能。
优选地，所述pH值调节剂为二甲基乙醇胺、AMP-95中的一种或两种，调节体系的酸碱性，同时可以辅助涂料成膜。
优选地，所述分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂，改善体系的分散性能，且具有催化反应的作用。
优选地，所述消泡剂为质量比为1:0.8-1.2的磷酸脂抑泡剂与有机硅类消泡剂的混合物，消除或抑制体系中气泡的产生。
优选地，所述成膜助剂为质量比为1:1-2的丙二醇苯醚类成膜助剂与醇酯-12成膜助剂的混合物，均为环保助剂，可以有效降低乳胶漆的最低成膜温度，提高漆膜的耐擦洗性及涂膜质量，提高漆膜的光泽度、强度以及耐候性及展色性。
优选地，所述基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类润湿剂，改善体系的润湿性能。
优选地，所述增稠剂为聚氨酯型增稠剂，调节涂料粘度。
本发明实施例提供的车用水性丙烯酸涂料，采用水性羟基丙烯酸乳液与环保型成膜助剂、阻燃剂等助剂配合使用，使涂料VOC≤30g/L，更加环保，气味非常低，且使漆膜具有高光泽、高装饰性、高疏水性及良好的阻燃性能；有机硅酮粉的加入，使漆膜具有良好的耐水、耐污效果及自清洁、耐擦洗性能；纳米氧化锆、纳米氧化铝作为填料，改善漆膜的硬度、附着力、抗污性和耐候性；纳米氧化锌使漆膜具有持久、温和杀菌的功效；纳米负离子粉能够使漆膜持久释放负离子，有助于空气净化。
本发明在提供该车用水性丙烯酸涂料的前提下，还进一步提供了该车用水性丙烯酸涂料的制备方法。
在一实施例中，该制备方法包括以下步骤：
(1)按照所述车用水性丙烯酸涂料的原料配比称取各组分；
(2)将所述有机硅酮粉、纳米氧化铝、纳米氧化锆、纳米氧化锌、纳米负离子粉、硅溶胶、颜料、分散剂、阻燃剂与40％-60％的去离子水、40％-60％的的pH值调节剂、40％-60％的消泡剂，进行混料处理，得到第一混合物料；
(3)将所述水性羟基丙烯酸乳液、成膜助剂、基材润湿剂、剩余的pH值调节剂、剩余的消泡剂、剩余的去离子水进行混料处理，得到第二混合物料；
(4)将所述第一混合物料与第二混合物料进行混料处理，加入增稠剂，经搅拌处理，得到A组分；
(5)将所述固化剂与助溶剂进行混料处理，得到B组分，将A、B组分以质量比为5-7:1进行混合，得到车用水性丙烯酸涂料。
下面对上述制备方法做进一步的解释说明：
优选地，步骤(2)、(3)中，所述混料处理的搅拌速度为900-1100r/min，搅拌时间为10-15min；步骤(4)中，所述混料处理的搅拌速度为500-700r/min，搅拌时间为8-10min；搅拌处理的搅拌速度为400-600r/min，搅拌时间为5-10min，避免体系中气泡是产生，保证涂料体系的均一性。
本方法制备工艺简单，绿色环保，安全可靠，便于施工。
为了更好的说明本发明实施例提供的车用水性丙烯酸涂料及其制备方法，下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1
一种车用水性丙烯酸涂料，包括质量份数如表1所示的组分：
表1
该车用水性丙烯酸涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)按照所述车用水性丙烯酸涂料的原料配比称取各组分；
(2)将所述有机硅酮粉、纳米氧化铝、纳米氧化锆、纳米氧化锌、纳米负离子粉、硅溶胶、颜料、分散剂、紫外线吸收剂与50％的去离子水、50％的的pH值调节剂、50％的消泡剂，以1000r/min进行混料处理10min，得到第一混合物料；
(3)将所述丙烯酸乳液、水性羟基丙烯酸乳液、成膜助剂、基材润湿剂、剩余的pH值调节剂、剩余的消泡剂、剩余的去离子水以1000r/min进行混料处理10min，得到第二混合物料；
(4)将所述第一混合物料与第二混合物料以600r/min进行混料处理10min，加入增稠剂，以500r/min搅拌处理为5min，得到A组分；
(5)将所述固化剂与助溶剂进行混料处理，得到B组分，将A、B组分以质量比为6:1进行混合，得到车用水性丙烯酸涂料。
实施例2
一种车用水性丙烯酸涂料，包括质量份数如表2所示的组分：
表2
该车用水性丙烯酸涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)按照所述车用水性丙烯酸涂料的原料配比称取各组分；
(2)将所述有机硅酮粉、纳米氧化铝、纳米氧化锆、纳米氧化锌、纳米负离子粉、硅溶胶、颜料、分散剂、紫外线吸收剂与60％的去离子水、60％的的pH值调节剂、60％的消泡剂，以1100r/min进行混料处理10min，得到第一混合物料；
(3)将所述丙烯酸乳液、水性羟基丙烯酸乳液、成膜助剂、基材润湿剂、剩余的pH值调节剂、剩余的消泡剂、剩余的去离子水以1100r/min进行混料处理10min，得到第二混合物料；
(4)将所述第一混合物料与第二混合物料以500r/min进行混料处理10min，加入增稠剂，以400r/min搅拌处理为10min，得到A组分；
(5)将所述固化剂与助溶剂进行混料处理，得到B组分，将A、B组分以质量比为7:1进行混合，得到车用水性丙烯酸涂料。
实施例3
一种车用水性丙烯酸涂料，包括质量份数如表3所示的组分：
表3
该车用水性丙烯酸涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)按照所述车用水性丙烯酸涂料的原料配比称取各组分；
(2)将所述有机硅酮粉、纳米氧化铝、纳米氧化锆、纳米氧化锌、纳米负离子粉、硅溶胶、颜料、分散剂、紫外线吸收剂与40％的去离子水、40％的的pH值调节剂、40％的消泡剂，以900r/min进行混料处理15min，得到第一混合物料；
(3)将所述丙烯酸乳液、水性羟基丙烯酸乳液、成膜助剂、基材润湿剂、剩余的pH值调节剂、剩余的消泡剂、剩余的去离子水以900r/min进行混料处理15min，得到第二混合物料；
(4)将所述第一混合物料与第二混合物料以700r/min进行混料处理8min，加入增稠剂，以600r/min搅拌处理为5min，得到A组分；
(5)将所述固化剂与助溶剂进行混料处理，得到B组分，将A、B组分以质量比为5:1进行混合，得到车用水性丙烯酸涂料。
为了更好的说明本发明实施例提供的车用水性丙烯酸涂料的特性，下面将
实施例1、2、3制备的车用水性丙烯酸涂料进行相应性能的测试，测试结果如表4所示。
表4
由以上数据可得，本发明实施例中所提供的车用水性丙烯酸涂料，其漆膜具有较高的硬度、附着力，具有优异的柔韧性、耐冲击性、耐候性及阻燃性能。可广泛适用于塑料制品，如ABS、PVC、PP等材质，且漆膜具有爽滑的手感，绚丽的外观，并且具有一定的自清洁效果，防指纹、油污等印记，保持表面光洁，持久杀菌、释放负离子的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车用水性丙烯酸涂料，其特征在于：包括质量份数如下的组分：
2.如权利要求1所述的车用水性丙烯酸涂料，其特征在于：所述水性羟基丙烯酸乳液为羟基聚丙烯酸酯分散体。
3.如权利要求1所述的车用水性丙烯酸涂料，其特征在于：所述有机硅酮粉为聚甲基硅倍半氧烷。
4.如权利要求1所述的车用水性丙烯酸涂料，其特征在于：所述颜料为水性耐晒颜料。
5.如权利要求1所述的车用水性丙烯酸涂料，其特征在于：所述固化剂为基于六亚甲基二异氰酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯，和/或
所述助溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯，和/或
所述阻燃剂为氮系尼龙无卤环保阻燃剂。
6.如权利要求1所述的车用水性丙烯酸涂料，其特征在于：所述pH值调节剂为二甲基乙醇胺、AMP-95中的一种或两种，和/或
所述分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂，和/或
所述消泡剂为质量比为1:0.8-1.2的磷酸脂抑泡剂与有机硅类消泡剂的混合物。
7.如权利要求1所述的车用水性丙烯酸涂料，其特征在于：所述成膜助剂为质量比为1:1-2的丙二醇苯醚类成膜助剂与醇酯-12成膜助剂的混合物，和/或
所述基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类润湿剂，和/或
所述增稠剂为聚氨酯型增稠剂。
8.一种车用水性丙烯酸涂料的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：
(1)按照如权利要求1～7任一项所述车用水性丙烯酸涂料的原料配比称取各组分；
(2)将所述有机硅酮粉、纳米氧化铝、纳米氧化锆、纳米氧化锌、纳米负离子粉、硅溶胶、颜料、分散剂、阻燃剂与40％-60％的去离子水、40％-60％的的pH值调节剂、40％-60％的消泡剂，进行混料处理，得到第一混合物料；
(3)将所述水性羟基丙烯酸乳液、成膜助剂、基材润湿剂、剩余的pH值调节剂、剩余的消泡剂、剩余的去离子水进行混料处理，得到第二混合物料；
(4)将所述第一混合物料与第二混合物料进行混料处理，加入增稠剂，经搅拌处理，得到A组分；
(5)将所述固化剂与助溶剂进行混料处理，得到B组分，将A、B组分以质量比为5-7:1进行混合，得到车用水性丙烯酸涂料。
9.如权利要求8所述的车用水性丙烯酸涂料的制备方法，其特征在于：步骤(2)、(3)中，所述混料处理的搅拌速度为900-1100r/min，搅拌时间为10-15min，和/或
步骤(4)中，所述混料处理的搅拌速度为500-700r/min，搅拌时间为8-10min；搅拌处理的搅拌速度为400-600r/min，搅拌时间为5-10min。
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