CN109082177A - 防盗门用高性能氨基清漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种防盗门用高性能氨基清漆，该氨基清漆包括30‑35质量份的水溶性丙烯酸树脂、20‑25质量份的水溶性聚酯树脂和10‑11质量份的水溶性氨基树脂。本发明所述的氨基清漆具有高机械性能和高耐化学性能。

Description

防盗门用高性能氨基清漆及其制备方法
技术领域
本发明通常涉及涂料领域，且特别地，涉及防盗门用高性能氨基清漆及其制备方法。
背景技术
随着中国经济的快速发展，特别是房地产市场持续火热，防盗门市场也迎来了高速发展的时代。2016年我国防盗门生产厂家已有4000多家，形成浙江永康、四川资阳和河北唐山三个主要的防盗门生产基地，年产各类门将近4000万樘。
近几年，随着国家对环保的重视程度越来越高，水性氨基烤漆在防盗门行业也逐步开始应用。但是因为水性体系本身固有的特性，在某些方面与油性涂料相比，还是存在一定的差，例如：硬度、柔韧性、抗冲击性、附着力、耐老化等性能，还不能做到完全令人满意。
因此，如何提供一种高漆膜性能的防盗门用水性氨基清漆是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种防盗门用高性能氨基清漆，选用水溶性丙烯酸与聚酯树脂搭配使用作为主成膜物，漆膜达到高机械性能和高耐化学性。
本发明提供一种防盗门用高性能氨基清漆，其中，该氨基清漆包括30-35质量份的水溶性丙烯酸树脂、20-25质量份的水溶性聚酯树脂和10-11质量份的水溶性氨基树脂。
在某些实施方式中，所述的防盗门用高性能氨基清漆中，该氨基清漆还包括1-1.5质量份的颜料、30-40质量份的pH调节剂、0.1-0.2质量份的消泡剂、10-12质量份的助溶剂、0.2-0.4质量份的基材润湿剂和9-10质量份的去离子水。
在某些实施方式中，所述的防盗门用高性能氨基清漆中，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺；所述助溶剂为环保型水油通用溶剂；所述消泡剂为改性有机硅消泡剂；所述基材润湿剂为氟碳改性丙烯酸酯的润湿剂。
在某些实施方式中，所述的防盗门用高性能氨基清漆中，该氨基清漆还包括丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙。
在某些实施方式中，所述的防盗门用高性能氨基清漆中，所述纳米碳酸钙的粒径为13-43nm。
在某些实施方式中，所述的防盗门用高性能氨基清漆中，丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙的包覆率为20-30％。
在某些实施方式中，所述的防盗门用高性能氨基清漆中，该氨基清漆还包括马来酸酐。
在某些实施方式中，所述的防盗门用高性能氨基清漆中，所述马来酸酐与包覆苯乙烯和丙烯酸丁酯的纳米碳酸钙的质量之比为1-3/1。
本发明另一方面提供一种防盗门用高性能氨基清漆的制备方法，其包括如下步骤：步骤一、向反应釜中加入助溶剂和pH调节剂，500-600r/min转速搅拌10-20min，在500-700r/min转速下加入水溶性丙烯酸树脂和水溶性聚酯树脂搅拌15-20min；步骤二、向反应釜中加入去离子水、润湿剂和消泡剂，在500-700r/min转速下搅拌10-30min；步骤三、在500-700r/min转速下加入消光粉，并在1000-1200r/min转速下搅拌10-30min；步骤四、500-600r/min转速下加入水溶性氨基树脂，600-800r/min转速，搅拌10-20min；步骤五、加入去离子水，调整粘度。
在某些实施方式中，所述的防盗门用高性能氨基清漆的制备方法中，其在所述步骤二和所述步骤三之间还包括，将丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙和马来酸酐混合，500-600r/min转速，搅拌10-20min，加热至70-80℃，在600-800r/min转速，搅拌10-20min，将制备好的混合物加入反应釜中。
有益效果：
本发明所述的防盗门用高性能氨基清漆中，选用水溶性丙烯酸和聚酯树脂作为主成膜物，配以高性能氨基树脂交联剂，得到高机械性能、高耐性漆膜。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明中所述的“质量份的”或“％”如无特别说明，均按质量计。
本发明所述的一种防盗门用高性能氨基清漆，该氨基清漆包括30-35质量份的水溶性丙烯酸树脂、20-25质量份的水溶性聚酯树脂和10-11质量份的水溶性氨基树脂。
在某些实施方式中，所述水溶性丙烯酸树脂为江门油漆的PJ6256-70，该水溶性丙烯酸树脂具有优良的光泽、丰满度、加水降粘性、重涂性、柔韧性、附着力、耐冲击、耐候性和耐盐雾的优点。所述水溶性聚酯树脂为帝斯曼的SZ-260，该水溶性聚酯树脂具有高光泽、高丰满度、低粘度和低水解的优点。所述水溶性氨基树脂为全甲醚化氨基树脂和部分甲醚化氨基树脂的混合物，全甲醚化氨基树脂和部分甲醚化氨基树脂按照质量比1-3/1组成的混合物，例如，全甲醚化氨基树脂和部分甲醚化氨基树脂按照质量比1/1、2/1或3/1，全甲醚化氨基树脂具备高柔韧性、高丰满度和高透明度的优点；部分甲醚化氨基树脂具有低的交联温度和高透明度的优点，例如，所述水溶性氨基树脂为湛新CYMEL 303LF和长春M625组成的混合物。
在某些实施方式中，所述的防盗门用高性能氨基清漆中，该氨基清漆还包括1-1.5质量份的颜料、30-40质量份的pH调节剂、0.1-0.2质量份的消泡剂、10-12质量份的助溶剂、0.2-0.4质量份的基材润湿剂和9-10质量份的去离子水。优选地，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺，如济南威振化工有限公司的二甲基乙醇胺；所述助溶剂为环保型水油通用溶剂，如，美国陶氏化学的乙二醇甲醚BCS；所述消泡剂为改性有机硅消泡剂，如，FOAM 290W，该消泡剂具有消泡和抑泡效率高、相溶性好的优点；所述基材润湿剂为氟碳改性丙烯酸酯的润湿剂，如，优卡的FLOW 372S。
在某些实施方式中，所述的防盗门用高性能氨基清漆中，该氨基清漆还包括丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙。
丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙的制备方法为：甲醇/水(95/5v/v)为分散介质，AIBN为引发剂，用量为反应单体的0.5％。于三颈瓶中加入一定量甲醇与水的混合液，分别加入相应溶剂2％(g/ml)的聚乙二醇和20％(g/ml)的纳米碳酸钙。超声震荡充分分散后，机械搅拌下升温至60℃，开始滴加丙烯酸丁酯和AIBN的混合液，20min滴加完毕后，升温至混合溶剂的共沸点70℃，滴加苯乙烯和AIBN的混合液，反应3h后，停止反应。产物抽滤，用蒸馏水反复洗涤除去产物中残留分散剂，然后甲醇洗涤，除去未反应单体及引发剂，红外灯烘干，于80℃以下真空干燥48h，得到丙烯酸丁酯和苯乙烯聚合物包覆纳米碳酸钙。
在氨基清漆中添加丙烯酸丁酯和苯乙烯聚合物包覆纳米碳酸钙，增加该氨基清漆与防盗门界面的结合能力，进一步增强涂膜的耐腐蚀性能和力学强度。
在某些实施方式中，所述的防盗门用高性能氨基清漆中，所述纳米碳酸钙的粒径为13-43nm。优选地，所述纳米碳酸钙的粒径为20-40nm，更优选地，所述纳米碳酸钙的粒径为25-35nm。
在某些实施方式中，所述的防盗门用高性能氨基清漆中，丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙的包覆率为20-30％。
纳米碳酸钙具有粒子细、比表面积大、高表面活化率、高补强性、高白度和触变性好的优点，当丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙的包覆率为20-30％时，丙烯酸丁酯和苯乙烯聚合物包覆纳米碳酸钙不仅具有纳米碳酸钙的上述优点，还具有较好的力学强度、绝缘性能、耐水、耐油、耐碱和耐酸性能，特别是具有优异的相对伸长率和良好的黏结性能，优选地，当丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙的包覆率为25-30％，例如丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙的包覆率为25％、26％、27％、28％、29％或30％。
在某些实施方式中，所述的防盗门用高性能氨基清漆中，该氨基清漆还包括马来酸酐。所述马来酸酐与包覆纳米碳酸钙的所述苯乙烯和所述丙烯酸丁酯的质量之比为1-3/1。马来酸酐能够与苯乙烯、丙烯酸丁酯形成共聚物，该共聚物具有耐高温性和较好的硬度，且该共聚物的结构性能，能够改变表面电荷，使得清漆漆膜色泽鲜艳饱满，且漆膜紧密细致。
本发明另一方面还提供一种防盗门用高性能氨基清漆的制备方法，其包括如下步骤：
步骤一、向反应釜中加入助溶剂和pH调节剂，500-600r/min转速搅拌10-20min，在500-700r/min转速下加入水溶性丙烯酸树脂和水溶性聚酯树脂搅拌15-20min；
步骤二、向反应釜中加入去离子水、润湿剂和消泡剂，在500-700r/min转速下搅拌10-30min；
步骤三、在500-700r/min转速下加入消光粉，并在1000-1200r/min转速下搅拌10-30min；
步骤四、500-600r/min转速下加入水溶性氨基树脂，600-800r/min转速，搅拌10-20min；
步骤五、加入去离子水，调整粘度。
在某些实施方式中，所述的防盗门用高性能氨基清漆的制备方法中，其在所述步骤二和所述步骤三之间还包括，将丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙和马来酸酐混合，500-600r/min转速，搅拌10-20min，加热至70-80℃，在600-800r/min转速，搅拌10-20min，将制备好的混合物加入反应釜中。
本发明所述的硬度通过参考国家标准《GB/T 6739-2006色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》来测试。
本发明所述的柔韧性通过国家标准《GB/T 1731-1993漆膜柔韧性测定法》来测试。
本发明所述的抗冲击含量通过参考国家标准《GB/T 1732-1993漆膜耐冲击测定法》来测试。
本发明所述的附着力含量通过参考国家标准《GB/T 1720-1979漆膜附着力测定法》来测试。
本发明所述的老化性能通过参考国家标准《GB/T 1865-2009色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露滤过的氙弧辐射》来测试。
本发明所述的耐酸性和耐碱性通过国家标准《GB/T 1763-1979漆膜耐化学试剂性测定法》来测试。
实施例
实施例1
一种防盗门用高性能氨基清漆，其中，该氨基清漆包括30质量份的水溶性丙烯酸树脂、20质量份的水溶性聚酯树脂和10质量份的水溶性氨基树脂。
上述方案中，该氨基清漆还包括1质量份的颜料、30质量份的pH调节剂、0.1质量份的消泡剂、10质量份的助溶剂、0.2质量份的基材润湿剂和9质量份的去离子水。其中，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺；所述助溶剂为环保型水油通用溶剂；所述消泡剂为改性有机硅消泡剂；所述基材润湿剂为氟碳改性丙烯酸酯。
制备方法：
步骤一、向反应釜中加入助溶剂和pH调节剂，500-600r/min转速搅拌10-20min，在500-700r/min转速下加入水溶性丙烯酸树脂和水溶性聚酯树脂搅拌15-20min；
步骤二、向反应釜中加入去离子水、润湿剂和消泡剂，在500-700r/min转速下搅拌10-30min；
步骤三、在500-700r/min转速下加入消光粉，并在1000-1200r/min转速下搅拌10-30min；
步骤四、500-600r/min转速下加入水溶性氨基树脂，600-800r/min转速，搅拌10-20min；
步骤五、加入去离子水，调整粘度。
实施例2
一种防盗门用高性能氨基清漆，其中，该氨基清漆包括35质量份的水溶性丙烯酸树脂、25质量份的水溶性聚酯树脂和11质量份的水溶性氨基树脂。
上述方案中，该氨基清漆还包括1.5质量份的颜料、40质量份的pH调节剂、0.2质量份的消泡剂、12质量份的助溶剂、0.4质量份的基材润湿剂和10质量份的去离子水。其中，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺；所述助溶剂为环保型水油通用溶剂；所述消泡剂为改性有机硅消泡剂；所述基材润湿剂为氟碳改性丙烯酸酯。
制备方法：
步骤一、向反应釜中加入助溶剂和pH调节剂，500-600r/min转速搅拌10-20min，在500-700r/min转速下加入水溶性丙烯酸树脂和水溶性聚酯树脂搅拌15-20min；
步骤二、向反应釜中加入去离子水、润湿剂和消泡剂，在500-700r/min转速下搅拌10-30min；
步骤三、在500-700r/min转速下加入消光粉，并在1000-1200r/min转速下搅拌10-30min；
步骤四、500-600r/min转速下加入水溶性氨基树脂，600-800r/min转速，搅拌10-20min；
步骤五、加入去离子水，调整粘度。
实施例3
一种防盗门用高性能氨基清漆，其中，该氨基清漆包括32质量份的水溶性丙烯酸树脂、23质量份的水溶性聚酯树脂和11质量份的水溶性氨基树脂。
上述方案中，该氨基清漆还包括1.5质量份的颜料、35质量份的pH调节剂、0.15质量份的消泡剂、11质量份的助溶剂、0.3质量份的基材润湿剂和9质量份的去离子水。其中，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺；所述助溶剂为环保型水油通用溶剂；所述消泡剂为改性有机硅消泡剂；所述基材润湿剂为氟碳改性丙烯酸酯的润湿剂。
制备方法：
步骤一、向反应釜中加入助溶剂和pH调节剂，500-600r/min转速搅拌10-20min，在500-700r/min转速下加入水溶性丙烯酸树脂和水溶性聚酯树脂搅拌15-20min；
步骤二、向反应釜中加入去离子水、润湿剂和消泡剂，在500-700r/min转速下搅拌10-30min；
步骤三、在500-700r/min转速下加入消光粉，并在1000-1200r/min转速下搅拌10-30min；
步骤四、500-600r/min转速下加入水溶性氨基树脂，600-800r/min转速，搅拌10-20min；
步骤五、加入去离子水，调整粘度。
实施例4
一种防盗门用高性能氨基清漆，其中，该氨基清漆包括30质量份的水溶性丙烯酸树脂、20质量份的水溶性聚酯树脂、10质量份的水溶性氨基树脂和25质量份的丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙。
其中，所述纳米碳酸钙的粒径为25nm，且丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙的包覆率为25％。
上述方案中，该氨基清漆还包括1质量份的颜料、35质量份的pH调节剂、0.1质量份的消泡剂、11质量份的助溶剂、0.3质量份的基材润湿剂和9质量份的去离子水。其中，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺；所述助溶剂为环保型水油通用溶剂；所述消泡剂为改性有机硅消泡剂；所述基材润湿剂为氟碳改性丙烯酸酯的润湿剂。
制备方法：
步骤一、向反应釜中加入助溶剂和pH调节剂，500-600r/min转速搅拌10-20min，在500-700r/min转速下加入水溶性丙烯酸树脂和水溶性聚酯树脂搅拌15-20min；
步骤二、向反应釜中加入去离子水、润湿剂和消泡剂，在500-700r/min转速下搅拌10-30min；
步骤三、加入丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙，500-600r/min转速，搅拌10-20min，加热至70-80℃，在600-800r/min转速，搅拌10-20min，将制备好的混合物加入反应釜中。
步骤四、在500-700r/min转速下加入消光粉，并在1000-1200r/min转速下搅拌10-30min；
步骤五、500-600r/min转速下加入水溶性氨基树脂，600-800r/min转速，搅拌10-20min；
步骤六、加入去离子水，调整粘度。
实施例5
一种防盗门用高性能氨基清漆，其中，该氨基清漆包括32质量份的水溶性丙烯酸树脂、23质量份的水溶性聚酯树脂、11质量份的水溶性氨基树脂、25质量份的丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙和6质量份的马来酸酐。
其中，所述纳米碳酸钙的粒径为28nm，且丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙的包覆率为30％，所述马来酸酐与包覆苯乙烯和丙烯酸丁酯的纳米碳酸钙的质量之比为1/1。
上述方案中，该氨基清漆还包括1质量份的颜料、30质量份的pH调节剂、0.1质量份的消泡剂、12质量份的助溶剂、0.4质量份的基材润湿剂和10质量份的去离子水。其中，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺；所述助溶剂为环保型水油通用溶剂；所述消泡剂为改性有机硅消泡剂；所述基材润湿剂为氟碳改性丙烯酸酯的润湿剂。
制备方法：
步骤一、向反应釜中加入助溶剂和pH调节剂，500-600r/min转速搅拌10-20min，在500-700r/min转速下加入水溶性丙烯酸树脂和水溶性聚酯树脂搅拌15-20min；
步骤二、向反应釜中加入去离子水、润湿剂和消泡剂，在500-700r/min转速下搅拌10-30min；
步骤三、加入丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙和马来酸酐混合，500-600r/min转速，搅拌10-20min，加热至70-80℃，在600-800r/min转速，搅拌10-20min，将制备好的混合物加入反应釜中。
步骤四、在500-700r/min转速下加入消光粉，并在1000-1200r/min转速下搅拌10-30min；
步骤五、500-600r/min转速下加入水溶性氨基树脂，600-800r/min转速，搅拌10-20min；
步骤六、加入去离子水，调整粘度。
对比例1
一种门用清漆，其包括：60质量份的合成脂肪酸树脂、40质量份的水性氟碳树脂、50质量份的氟改性聚氨酯聚合物、25质量份的钛白粉、10质量份的四甲苯、17质量份的环己酮、13质量份的聚四亚甲基醚二醇、20质量份的全氟烷基乙醇、10质量份的表面活化剂、7质量份的消泡剂和10质量份的成膜助剂。
上述实施例1-5和对比例1中制备得到的防盗门用高性能氨基清漆的表征测试结果如表1所示，可以看出，采用本发明所述的防盗门用高性能氨基清漆，其具有突出的硬度、耐冲击性、附着力和耐酸碱性能。
表1
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1
硬度 7H 7H 6H 8H 8H 4H
柔韧性(直径D/mm) 1.5 1.5 1.5 1 1 4
抗冲击性 60cm 60cm 60cm 70cm 70cm 50cm
附着力 1 1 1 1 1 3
耐老化性 无异常 无异常 无异常 无异常 无异常 无异常
耐碱性 16h 16h 16h 17h 17h 10h
耐酸性 14h 15h 14h 17h 17h 9h
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

Claims (10)

1.一种防盗门用高性能氨基清漆，其中，该氨基清漆包括30-35质量份的水溶性丙烯酸树脂、20-25质量份的水溶性聚酯树脂和10-11质量份的水溶性氨基树脂。
2.根据权利要求1所述的防盗门用高性能氨基清漆，其中，该氨基清漆还包括1-1.5质量份的颜料、30-40质量份的pH调节剂、0.1-0.2质量份的消泡剂、10-12质量份的助溶剂、0.2-0.4质量份的基材润湿剂和9-10质量份的去离子水。
3.根据权利要求2所述的防盗门用高性能氨基清漆，其中，
所述pH调节剂为二甲基乙醇胺；
所述助溶剂为环保型水油通用溶剂；
所述消泡剂为改性有机硅消泡剂；
所述基材润湿剂为氟碳改性丙烯酸酯的润湿剂。
4.根据权利要求1所述的防盗门用高性能氨基清漆，其中，该氨基清漆还包括丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙。
5.根据权利要求4所述的防盗门用高性能氨基清漆，其中，所述纳米碳酸钙的粒径为13-43nm。
6.根据权利要求5所述的防盗门用高性能氨基清漆，其中，丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙的包覆率为20-30％。
7.根据权利要求6所述的防盗门用高性能氨基清漆，其中，该氨基清漆还包括马来酸酐。
8.根据权利要求7所述的防盗门用高性能氨基清漆，其中，所述马来酸酐与包覆苯乙烯和丙烯酸丁酯的纳米碳酸钙的质量之比为1-3/1。
9.一种根据权利要求1至8任一项所述的防盗门用高性能氨基清漆的制备方法，其包括如下步骤：
步骤一、向反应釜中加入助溶剂和pH调节剂，500-600r/min转速搅拌10-20min，在500-700r/min转速下加入水溶性丙烯酸树脂和水溶性聚酯树脂搅拌15-20min；
步骤二、向反应釜中加入去离子水、润湿剂和消泡剂，在500-700r/min转速下搅拌10-30min；
步骤三、在500-700r/min转速下加入消光粉，并在1000-1200r/min转速下搅拌10-30min；
步骤四、500-600r/min转速下加入水溶性氨基树脂，600-800r/min转速，搅拌10-20min；
步骤五、加入去离子水，调整粘度。
10.据权利要求9所述的防盗门用高性能氨基清漆的制备方法，其在所述步骤二和所述步骤三之间还包括，将丙烯酸丁酯和苯乙烯共聚包覆的纳米碳酸钙和马来酸酐混合，500-600r/min转速，搅拌10-20min，加热至70-80℃，在600-800r/min转速，搅拌10-20min，将制备好的混合物加入反应釜中。
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