CN108707380B - 一种可做厚度的水性氨基烤漆及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可做厚度的水性氨基烤漆及其制备方法和用途，由以下重量份的组分构成：无机颜填料8～10份；分散剂0.4～0.6份；防沉剂0.5～0.8份；水性羟基丙烯酸分散体55～60份；水性氨基树脂6～8份；环氧磷酸酯2～3份；丙二醇甲醚3～4份；Ph调节剂0.2～0.3份；润湿剂0.1～0.2份；消泡剂0.2～0.3份；流平剂0.2～0.3份；抗老化剂0.4～0.6份；增稠剂0.2～0.5份；水13～15份；环氧磷酸酯为带疏水基团的环氧磷酸酯。本发明能够一次性喷涂烘烤成膜，膜厚达30μm，而且，表面光洁，光泽度高，达到(60°90)，耐40℃的水超240小时，耐3％的盐水超72小时；与环氧阴极电泳漆配套使用，耐中性盐雾达1000小时以上，完全能替代油性氨基烤漆，用于机车生产线上的喷涂。

Description

一种可做厚度的水性氨基烤漆及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于涂料的技术领域，具体涉及一种可做厚度的水性氨基烤漆及其制备方法和用途。
背景技术
我国已成为全球第一大的汽车、工程机械、轨道交通市场，2017年汽车年产量达到2901万辆/年，保有量达到2.05亿辆，工程机械产量76万辆/年，保有量900万辆，轨道交通产量3.5万辆/年，保有量88万辆。前几年，中国经济快速崛起推动了汽车、工程机械等领域快速发展，但同时不可避免的带来了环境问题“雾霾”。涂装车间是汽车、工程机械、轨道交通车辆制造业的能耗大户和公害源，是创造环境友好型、低碳经济型社会的整治对象。
为了净化环境，打赢蓝天保卫战，其中一种方法就是限制溶剂型油漆的使用，进而推广水性漆的使用。
在机车整车涂装过程中，底漆基本上都用的是环保型的水性电泳漆，素色漆或金属质感色漆和清漆基本上都选用溶剂型的氨基树脂烤漆，烘烤温度在140℃左右，这些溶剂型涂料在喷涂过程中，VOCs含量很高，远远超出国家对喷涂车间VOCs含量的限制标准，因而，为了避免汽车喷涂过程中对空气的污染，发展对应的低污染的水性氨基烤漆已成为必然。
由水性羟基丙烯酸分散体或环氧改性丙烯酸分散体和部分甲醚化或全甲醚化的水性氨基树脂组成的主体成膜物质，辅以无机颜填料，分散剂，润湿剂，消泡剂，流平剂和抗老化剂，在成膜过程中,如果喷厚了的话，在高温烘烤成膜过程中产生痱子，如果喷薄了的话，难以满足金属部件的防腐。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种可做厚度的水性氨基烤漆，一次性喷涂烘烤成膜，膜厚达30μm，而且，表面光洁，光泽度高，能够达到(60°90)，耐40℃的水超过240小时，耐3％的盐水超过72小时，如果与环氧阴极电泳漆配套使用，耐中性盐雾达1000小时以上，完全能替代油性氨基烤漆，用于机车生产线上的喷涂。
本发明所采用的技术方案为：
一种可做厚度的水性氨基烤漆，由以下重量份的组分构成：
Figure GDA0002740542040000021
Figure GDA0002740542040000031
所述环氧磷酸酯为带疏水基团的环氧磷酸酯。
优选的，所述可做厚度的水性氨基烤漆，由以下重量份的组分构成：
Figure GDA0002740542040000032
优选的，所述带疏水基团的环氧磷酸酯由聚甲基氢硅氧烷、烯丙基缩水甘油醚和磷酸制得。
进一步的，所述带疏水基团的环氧磷酸酯由烯丙基缩水甘油醚与聚甲基氢硅氧烷在铂催化剂的作用下通过硅氢加成反应，所得的带环氧的聚甲基氢硅氧烷再与磷酸反应得到环氧磷酸酯。
进一步的，所述带疏水基团的环氧磷酸酯的制备步骤为：
1)环氧改性聚甲基硅氧烷的合成：
100重量份的聚甲基氢硅氧烷溶解在500重量份干燥的甲苯中，加入0.2重量份的卡斯特催化剂，然后加入200重量份的烯丙基缩水甘油醚，向溶液中通氮气30分钟；反应体系温度升高到80度并在此温度下保温搅拌18～22小时；红外光谱仪用来检测反应的进行，直到硅-氢在2167cm-1处的吸收峰完全消失；减压蒸馏去掉溶剂甲苯和未反应的烯丙基缩水甘油醚，得到浅黄色粘稠的环氧改性聚甲基硅氧烷；
2)磷酸酯改性环氧改性聚甲基硅氧烷：
在装有回流冷凝管和滴液漏斗的500ml三口瓶中，加入重量份的上述环氧改性聚甲基硅氧烷和100重量份的特丁醇，加热到85度使之溶解；2.35重量份的85％磷酸溶于8重量份的水的溶液从恒压滴液漏斗中滴入，控制反应温度≤100度；滴加完后，继续恒温搅拌10小时，冷却出料，得浅黄色粘稠液体。
优选的，所述无机颜填料由沉淀硫酸钡、云母、滑石粉和钛白粉中的至少1种组成。
优选的，所述分散剂属非离子型分散剂；所述防沉剂为改性膨润土；所述水为自来水、洁净的地下水或洁净的地表水。
进一步的，所述水性羟基丙烯酸分散体为烟台万华聚氨酯股份公司的4042；所述Ph调节剂为AMP95；所述的润湿剂为空气化工的104E；所述的消泡剂为有机硅消泡剂TEGO-902w；所述流平剂为SAGO-3031；所述增稠剂为诺博科的TT935。
本发明还公开一种制备水性氨基烤漆的方法，包括以下步骤：将9～10重量份的无机颜填料、0.5～0.6重量份的分散剂、0.6～0.8重量份的防沉剂、3～5重量份的水高速搅拌，研磨制成20微米以下的浆料；然后将6～8重量份的水性氨基树脂与3～4重量份的丙二醇甲醚混合后加入上述浆料；然后再加入58～60重量份的水性羟基丙烯酸分散体、0.2～0.3重量份的Ph调节剂、2～3重量份的环氧磷酸酯、0.2～0.3重量份的消泡剂、0.2～0.3重量份的流平剂、0.4～0.5重量份的抗老化剂、0.3～0.4重量份的增稠剂和8～9重量份的水混合。
本发明还公开了所述水性氨基烤漆在机车生产喷涂上的用途。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
本发明能够一次性喷涂烘烤成膜，膜厚达30μm，而且，表面光洁，光泽度高，能够达到(60°90)，耐40℃的水由原来的72小时提高到240小时，耐3％的盐水由原来的10小时提高到72小时，如果与环氧阴极电泳漆配套使用，耐中性盐雾达1000小时以上，完全能替代油性氨基烤漆，用于机车生产线上的喷涂。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步阐释。
本发明的实施案例如下：
一.首先制备带疏水基团的环氧磷酸酯：
1)环氧改性聚甲基硅氧烷的合成
100克聚甲基氢硅氧烷(约含1.6％氢)溶解在500克干燥的甲苯中，加入0.2克卡斯特催化剂(含2％铂的甲苯溶液)，然后加入200克丙基缩水甘油醚，向溶液中通氮气30分钟。反应体系温度升高到80度并在此温度下保温搅拌约20小时。红外光谱仪用来检测反应的进行，直到硅-氢在2167cm-1处的吸收峰完全消失。减压蒸馏去掉溶剂甲苯和未反应的丙基缩水甘油醚，得到浅黄色粘稠的环氧改性聚甲基硅氧烷。
2)磷酸酯改性环氧改性聚甲基硅氧烷
在装有回流冷凝管和滴液漏斗的500ml三口瓶中，加入100克上述环氧改性聚甲基硅氧烷和100克特丁醇，加热到85度使之溶解。2.35g 85％磷酸溶于8克水的溶液从恒压滴液漏斗中滴入，控制反应温度不超过100度。滴加完后，继续恒温搅拌10小时，冷却出料，得浅黄色粘稠液体。
二.制备一种可做厚度的水性氨基烤漆：
将4重量份的水、0.1重量份的润湿剂(空气化工的104E)、0.5重量份的分散剂(BYK194)、0.6重量份的防沉剂(改性膨润土)、2重量份的沉淀硫酸钡、2重量份的云母、2重量份的滑石粉和4重量份的钛白粉依次加入到分散缸中，高速搅拌均匀，然后通过卧式砂磨机碾磨,制成20微米以下的浆料，然后依次按比例加入下列原料。其中，先将7.5重量份的部分甲醚化的水性氨基树脂(重庆建峰浩康化工JH07)和4重量份的助溶剂(丙二醇甲醚)预混合，搅拌均匀后，再加入：60重量份的水性羟基丙烯酸分散体(烟台万华聚氨酯股份公司的4042)、0.3重量份的Ph调节剂(AMP95)、3重量份的带疏水基团的环氧磷酸酯、0.2重量份的消泡剂(TEGO902w)、0.3重量份的流平剂(SAGO-3031)、0.6重量份的抗老化剂(天罡助剂HS3310)、8.5重量份的自来水和0.5重量份的缔合型聚氨酯增稠剂(诺博科的TT935)混匀即可。
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (7)

1.一种可做厚度的水性氨基烤漆，其特征在于由以下重量份的组分构成：
无机颜填料 8～10份；
分散剂 0.4～0.6份；
防沉剂 0.5～0.8份；
水性羟基丙烯酸分散体 55～60份；
水性氨基树脂 6～8份；
环氧磷酸酯 2～3份；
丙二醇甲醚 3～4份；
pH调节剂 0.2～0.3份；
润湿剂 0.1～0.2份；
消泡剂 0.2～0.3份；
流平剂 0.2～0.3份；
抗老化剂 0.4～0.6份；
增稠剂 0.2～0.5份；
水 13～15份；
所述环氧磷酸酯为带疏水基团的环氧磷酸酯，所述带疏水基团的环氧磷酸酯由烯丙基缩水甘油醚与聚甲基氢硅氧烷在铂催化剂的作用下通过硅氢加成反应，所得的带环氧的聚甲基氢硅氧烷再与磷酸反应得到；
所述带疏水基团的环氧磷酸酯的制备步骤为：
环氧改性聚甲基硅氧烷的合成：100重量份的聚甲基氢硅氧烷溶解在500重量份干燥的甲苯中，加入0.2重量份的卡斯特催化剂，然后加入200重量份的烯丙基缩水甘油醚，向溶液中通氮气30分钟；反应体系温度升高到80度并在此温度下保温搅拌18～22小时；红外光谱仪用来检测反应的进行，直到硅-氢在2167cm-1处的吸收峰完全消失；减压蒸馏去掉溶剂甲苯和未反应的烯丙基缩水甘油醚，得到浅黄色粘稠的环氧改性聚甲基硅氧烷；
在装有回流冷凝管和滴液漏斗的500ml三口瓶中，加入100重量份的上述环氧改性聚甲基硅氧烷和100重量份的特丁醇，加热到85度使之溶解；2.35重量份的85%磷酸溶于8重量份的水的溶液从恒压滴液漏斗中滴入，控制反应温度≤100度；滴加完后，继续恒温搅拌10小时，冷却出料，得浅黄色粘稠液体。
2.根据权利要求1所述的一种可做厚度的水性氨基烤漆，其特征在于由以下重量份的组分构成：
无机颜填料 9～10份；
分散剂 0.5～0.6份；
防沉剂 0.6～0.8份；
水性羟基丙烯酸分散体 58～60份；
水性氨基树脂 7～8份；
环氧磷酸酯 2～3份；
丙二醇甲醚 3～4份；
pH调节剂 0.2～0.3份；
润湿剂 0.1～0.2份；
消泡剂 0.2～0.3份；
流平剂 0.2～0.3份；
抗老化剂 0.4～0.5份；
增稠剂 0.3～0.5份；
水 14～15份。
3.根据权利要求1所述的一种可做厚度的水性氨基烤漆，其特征在于：所述无机颜填料由沉淀硫酸钡、云母、滑石粉和钛白粉中的至少1种组成。
4.根据权利要求1所述的一种可做厚度的水性氨基烤漆，其特征在于：所述分散剂属非离子型分散剂；所述防沉剂为改性膨润土；所述水为自来水、洁净的地下水或洁净的地表水。
5.根据权利要求1所述的一种可做厚度的水性氨基烤漆，其特征在于：所述水性羟基丙烯酸分散体为烟台万华聚氨酯股份公司的4042；所述pH调节剂为AMP95；所述的润湿剂为空气化工的104E；所述的消泡剂为有机硅消泡剂TEGO-902w；所述流平剂为SAGO-3031；所述增稠剂为诺博科的TT935。
6.一种制备如权利要求1～5任意一项所述水性氨基烤漆的方法，其特征在于包括以下步骤：将9～10重量份的无机颜填料、0.5～0.6重量份的分散剂、0.6～0.8重量份的防沉剂、3～5重量份的水高速搅拌，研磨制成20微米以下的浆料；然后将6～8重量份的水性氨基树脂与3～4重量份的丙二醇甲醚混合后加入上述浆料；然后再加入58～60重量份的水性羟基丙烯酸分散体、0.2～0.3重量份的pH调节剂、2～3重量份的环氧磷酸酯、0.2～0.3重量份的消泡剂、0.2～0.3重量份的流平剂、0.4～0.5重量份的抗老化剂、0.3～0.4重量份的增稠剂和8～9重量份的水混合。
7.权利要求1～5任意一项所述水性氨基烤漆在机车生产喷涂上的用途。
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