CN109111809A - 微分子单组份水性塑胶铝粉漆、制备工艺及喷涂方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微分子单组份水性塑胶铝粉漆、制备工艺及喷涂方法，水性塑胶铝粉漆的成分以质量百分比计如下：微分子单组份丙烯酸乳液50％‑70％，成膜助剂2％‑4％，水性铝银浆10‑15％，分散剂0.2‑0.4％，润湿剂0.3％‑0.5％，流平剂0.1‑0.5％，消泡剂0.2％‑0.4％，增强剂0.1‑0.5％，pH调节剂0.1‑0.2％，增稠剂0.4‑0.8％，余量为微分子水。所制备单组份水性塑胶铝粉漆具有良好的抗冻性、抗流挂和更快的干燥速度，极大地改善了水性漆在北方寒冷冬天的干燥和抗冻问题，提高了单组份水性塑胶铝粉漆漆在冬季的运输和使用安全，贮存稳定性得以大大提高，且具有优异的抗流挂性能和突出的涂膜附着力。

Description

微分子单组份水性塑胶铝粉漆、制备工艺及喷涂方法

技术领域

本发明涉及微分子单组份水性塑胶铝粉漆。

背景技术

塑胶铝粉漆的水性化符合环保要求，已成为涂料行业的重大共识。但是在 进入市场的相当长一段时间内，水性塑胶铝粉漆的应用却并不是一帆风顺的。 单组份水性塑胶铝粉漆在3C类、灯饰、汽车内饰件领域应用较广，但是，目 前的实践表明，单组份水性塑胶铝粉漆主要是面临着以下问题：首先，普通的 水熔点为0℃，沸点为100℃，在北方寒冷的冬季，气温经常零下10℃，低温 高湿下的单组份水性塑胶铝粉漆干燥较慢，而且在储存和运输的过程中，容易 结冰冻坏。其次，某些生产商为了解决冬季寒冷时期的使用问题，会选择加入 大量的助溶剂，少加或者不加水，这样一来，虽然也可以用水稀释，但是VOC 就会急剧升高，违背了环保立法的初衷。

目前，关于水性塑胶漆，国内有如公开号为CN 103525216A的专利，其公 开了一种适用于复合层涂膜的水性塑胶漆及其制备方法，该发明的有益效果是 附着力良好，但是助溶剂的用量过多，去离子水的浸润能力和挥发速度一般， 影响了整个水性漆的干燥速度，对复合层膜的层间附着力带来了消极影响。

发明内容

本公开的解决的技术问题在于，其一，提供一种微分子单组份水性塑胶铝 粉漆，其二，提供相应的制备工艺以及喷涂方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：微分子单组份水性塑胶铝粉 漆，水性塑胶铝粉漆的成分以及比例如下：水性塑胶铝粉漆的成分以质量百分 比计如下：微分子单组份丙烯酸乳液50％-70％，成膜助剂2％-4％，水性铝银浆 10-15％，分散剂0.2-0.4％，润湿剂0.3％-0.5％，流平剂0.1-0.5％，消泡剂 0.2％-0.4％，增强剂0.1-0.5％，pH调节剂0.1-0.2％，增稠剂0.4-0.8％，余量 为微分子水。

如前所述的微分子单组份水性塑胶铝粉漆，所述的微分子单组份丙烯酸乳 液为分散于微分子水中以共聚方式合成的苯乙烯改性丙烯酸乳液。

如前所述的微分子单组份水性塑胶铝粉漆，所述的成膜助剂包括二丙二醇 丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、丙二醇苯醚、二乙二醇丁 醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯。

如前所述的微分子单组份水性塑胶铝粉漆，所述的增稠剂是由碱溶胀增稠 剂、非离子增稠剂中的一种或两种混拼而成。

如前所述的微分子单组份水性塑胶铝粉漆，所述的铝银浆为纳米级铝银浆。

如前所述的微分子单组份水性塑胶铝粉漆，所述分散剂为钠盐分散剂；所 述流平剂为聚醚改性硅氧烷类共聚体；所述润湿剂为硅氧烷型表面活性剂；所 述消泡剂为含气相二氧化硅的聚醚改性硅氧烷共聚物乳液；所述pH调节剂包 括二甲基乙醇胺、AMP-95。

相应微分子单组份水性塑胶铝粉漆的制备工艺，所述制备工艺包括以下步 骤：

往搅拌容器中依次加入按重量百分比称取的微分子水、水性铝银浆、分散 剂以及润湿剂，搅拌使各组分充分混合获得第一组合物；

按比例取微分子单组份丙烯酸乳液，并往微分子单组份丙烯酸乳液中加入 第一组合物，再按比例加入流平剂、增强剂、消泡剂以及pH调节剂，搅拌之 后加入增稠剂再次搅拌，以调整至合适黏度获得成品。

微分子单组份水性塑胶铝粉漆的喷涂方法，所述方法包括：喷涂时，在微 分子单组份水性塑胶漆中加入10％-20％的微分子水进行黏度调节；喷涂结束后 进行干燥处理。

如前所述的微分子单组份水性塑胶铝粉漆的喷涂方法，所述干燥处理为烘 干或常温干燥，其中烘干时所适用温度为65℃，其时长为30分钟。

本公开的至少带来的一个有益效果：采用微分子水作为溶剂，由于微分子 水不同于普通水的组成构造，使得制备出来的单组份水性塑胶铝粉漆具有良好 的抗冻性、抗流挂和更快的干燥速度，极大地改善了水性漆在北方寒冷冬天的 干燥和抗冻问题，提高了单组份水性塑胶铝粉漆漆在冬季的运输和使用安全。 由于微分子水的活性、渗透性、吸附性强于普通的自来水、去离子水，使得制 备出来的单组份水性塑胶铝粉漆的贮存稳定性得以大大提高，抑制铝粉的进一 步物理沉降；同时改进后的水性塑胶铝粉漆具有优异的抗流挂性能和突出的涂 膜附着力。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实 施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一 部分实施例，而不是全部的实施例。

基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的 前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义， 本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能 的人士所理解的通常意义。

本发明提供一种微分子水分散的单组份水性塑胶漆，其组成和质量百分比 例为：微分子单组份丙烯酸乳液50％-70％，成膜助剂2％-4％，水性铝银浆10-15％， 分散剂0.2-0.4％，润湿剂0.3％-0.5％，流平剂0.1-0.5％，消泡剂0.2％-0.4％, 增强剂0.1-0.5％，pH调节剂0.1-0.2％，增稠剂0.4-0.8％，余量为微分子水。

其中，微分子单组份丙烯酸乳液可为分散于微分子水中以共聚方式合成的 苯乙烯改性丙烯酸乳液；成膜助剂包括但不限于二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、 二乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、丙二醇苯醚、二乙二醇丁醚醋酸酯或乙二醇丁醚 醋酸酯；增稠剂是由碱溶胀增稠剂、非离子增稠剂中的一种或两种混拼而成； 铝银浆为纳米级铝银浆；所述分散剂为钠盐分散剂；所述流平剂为聚醚改性硅 氧烷类共聚体；所述润湿剂为硅氧烷型表面活性剂；所述消泡剂为含气相二氧 化硅的聚醚改性硅氧烷共聚物乳液；所述pH调节剂包括但不限于二甲基乙醇 胺、AMP-95。

其制备工艺如下：

(1)在适合容量的搅拌缸中，依次加入按重量百分比称取的微分子水，水 性铝银浆，分散剂，润湿剂，搅拌转速控制在400r/min，直到铝银浆混合均 匀即可。

(2)在微分子单组份丙烯酸乳液中，缓慢加入搅拌均匀的铝银浆，再加入 剩余的流平剂，增强剂，消泡剂，pH调节剂，搅拌一段时间后，缓慢加入增 稠剂，再进行一段时间的搅拌。

(3)待调至合适黏度，并进行车间检验合格后，过滤打包。

在喷涂时，根据喷涂黏度和喷枪口径等条件，在微分子单组份水性塑胶漆 中可加入10％-20％的微分子水进行黏度调节。喷涂结束后，进行65℃下烘烤 30min即可，也可以常温干燥处理。

为了更好地阐述本发明的技术方案，现在对其中的成分作用机理进行进一 步的描述：

(1)以分散于微分子水中以共聚方式合成的苯乙烯改性丙烯酸乳液作为 成膜物质，确保和提高了漆膜的耐候性，耐酒精性，附着力以及硬度等

一方面，本发明利用了微分子水簇的空间结构性和分子间各种弱相互作 用(如氢键、范德华力等)的协同作用，微分子间的相互作用的方向性和选择 性使得聚合物乳液形成了独特的三维结构，使得在微分子水中分散并合成的水 性丙烯酸乳液，与市面上用去离子水等合成的相比较，其成膜机理有所不同， 采用分子水平的成膜原理，随着水的蒸发，相邻聚合物中的特殊官能团发生物 理化学的聚集，使得水性微乳液聚合物体系产生了物理性的空间交联，这种物 理交联的临界固含量比起普通胶粒低得多，换句话说，这种交联现象在水含量 较高时就能发生，对体系带来的增强效果更加显著，延长了水性塑胶漆的存储时间，缩短了水性塑胶漆的干燥时间，提高了对塑胶基材的润湿能力和漆膜的 附着力，改善对颜填料粒子的包裹能力，可以减少相关助剂的使用，这样制备 出来的漆膜还具有优异的耐候性，耐酒精性，柔韧性，硬度等等。

另一方面，苯乙烯改性的丙烯酸乳液兼具了两者的优点，丙烯酸乳液对金 属、塑胶等多种基材均具有良好的适应性、界面润湿性和附着力，其主吸收峰 在太阳光谱之外，因此耐候性较好。在丙烯酸的主链上引入苯乙烯基团，由于 苯乙烯的苯环刚性基团的作用，大大提高了丙烯酸乳液的空间链结构的刚性， 因此成膜后的漆膜硬度较大，也改善了耐溶剂、耐水性能。

以微分子水而不是普通的去离子水、自来水作为水性漆的溶解介质，提高 了漆膜的润湿、干燥能力，改善了水性漆的抗冻性、抗流挂性和储存稳定性

去离子水、蒸馏水、自然界的水均不是以单一分子的形式存在的，而是由 若干个水分子通过氢键作用聚集在一起，形成水分子簇，俗称水分子团，该分 子簇的大小无法预计，一般由8-15个水分子组成，而且是动态的，平均直径 为2.6～6nm；而微分子水是采用特殊工艺制备，其分子团为3～6个水分子组成， 平均直径为0.6bnm，其活性远大于常规的去离子水，蒸馏水以及自然界的水， 这也是使用微分子水制备出来的单组份水性塑胶铝粉漆性能不同于常规的去 离子水、自来水等生产出来的根本原因。微分子水改善了水性漆的抗冻性、抗 流挂性以及干燥性能等。

具体地说来，根据热力学的计算，如果水是以单个水分子的形态存在，水 的应为-110℃，沸点应为85℃，但是实际上普通的水的熔点为0℃，沸点为 100℃。平均3～6个水分子组成微分子水的分子团，而普通的水的分子团由8-15 个水分子组成，因此微分子水的熔点和沸点远低于普通的去离子水、蒸馏水、 自来水，因此制备出来的单组份水性塑胶铝粉漆在北方寒冷的冬季，更不容易 结冰，冬季的运输和施工更加安全。此外，蒸发潜热较低，挥发性更强，进一 步地说，使用微分子水而不是普通的自来水、去离子水、蒸馏水制备的单组份 水性塑胶铝粉漆的干燥性能、抗流挂性能更好。

另一方面，由于铝粉的加入，使得水性塑胶铝粉漆在贮存和运输阶段容易 发生物理沉降，微分子水的渗透性，润湿性强，活性大，相对于普通的自来水， 去离子水，更容易吸附在铝粉的表面，抑制铝粉的进一步沉降，极大地改善了 单组份塑胶铝粉漆的贮存稳定性。

现结合多个实施例对本发明优点进行阐述：

实施例具体组成比例和相关的测试结果均可见于上表，操作工艺具体为：

(1)在适合容量的搅拌缸中，依次加入按重量百分比称取的微分子水， 水性铝银浆，分散剂，润湿剂，搅拌转速控制在400r/min，直到铝银浆混合 均匀即可。

(2)在微分子单组份丙烯酸乳液中，缓慢加入搅拌均匀的铝银浆，再加 入剩余的流平剂，增强剂，消泡剂，pH调节剂，搅拌一段时间后，缓慢加入 增稠剂，再进行一段时间的搅拌。

(3)待调至合适黏度，并进行车间检验合格后，过滤打包

(4)喷涂时，根据喷涂黏度和喷枪口径等条件，在微分子单组份水性塑 胶铝粉漆中可加入10％-20％的微分子水进行黏度调节，喷涂结束后，进行65℃ 下烘烤30min即可，也可以常温干燥处理。

本发明产品与现有技术相比，具有以下优点：

(1)本发明产品具有优异的抗流挂性能和突出的涂膜附着力，根据国标 GB/T9286-1988的规定，测试得到的涂膜附着力，都可以达到不大于1级。

(2)本发明产品使用了微分子水作为溶剂，由于微分子水不同于普通水 的组成构造，使得制备出来的单组份水性塑胶铝粉漆具有良好的抗冻性、抗流 挂和更快的干燥速度，极大地改善了水性漆在北方寒冷冬天的干燥和抗冻问题， 提高了单组份水性塑胶铝粉漆漆在冬季的运输和使用安全。

(3)本发明产品使用了微分子水作为溶剂，微分子水的活性、渗透性、 吸附性强于普通的自来水、去离子水，使得制备出来的单组份水性塑胶铝粉漆 的贮存稳定性得以大大提高，抑制铝粉的进一步物理沉降。

(4)本发明产品具有优异的耐酒精性，根据国标GB/T23989-2009，耐酒 精次数均在200次以上不见底，根据某些客户的需求，进行耐异丙醇次数也在 100次以上不见底，完全可以满足大多数客户的耐酒精或者耐异丙醇的性能需 求。

本发明产品综合性能优异，环保健康，完全符合国家环保标准 HJ/T201-2005的全面要求，各项指标均能通过市面上大型客户的内部标准， 降低了VOC排放，改善了施工环境。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领 域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神 和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利 要求范围之内。

Claims (9)

1.微分子单组份水性塑胶铝粉漆，其特征在于，水性塑胶铝粉漆的成分以质量百分比计如下：微分子单组份丙烯酸乳液50％-70％，成膜助剂2％-4％，水性铝银浆10-15％，分散剂0.2-0.4％，润湿剂0.3％-0.5％，流平剂0.1-0.5％，消泡剂0.2％-0.4％，增强剂0.1-0.5％，pH调节剂0.1-0.2％，增稠剂0.4-0.8％，余量为微分子水。

2.如权利要求1所述的微分子单组份水性塑胶铝粉漆，其特征在于：所述的微分子单组份丙烯酸乳液为分散于微分子水中以共聚方式合成的苯乙烯改性丙烯酸乳液。

3.如权利要求1所述的微分子单组份水性塑胶铝粉漆，其特征在于：所述的成膜助剂包括二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、丙二醇苯醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯。

4.根据权利要求1所述的微分子单组份水性塑胶铝粉漆，其特征在于：所述的增稠剂是由碱溶胀增稠剂、非离子增稠剂中的一种或两种混拼而成。

5.根据权利要求1所述的微分子单组份水性塑胶铝粉漆，其特征在于：所述的铝银浆为纳米级铝银浆。

6.如权利要求1所述的微分子单组份水性塑胶铝粉漆，其特征在于：所述分散剂为钠盐分散剂；所述流平剂为聚醚改性硅氧烷类共聚体；所述润湿剂为硅氧烷型表面活性剂；所述消泡剂为含气相二氧化硅的聚醚改性硅氧烷共聚物乳液；所述pH调节剂包括二甲基乙醇胺、AMP-95。

7.微分子单组份水性塑胶铝粉漆的制备工艺，其特征在于：所述制备工艺包括以下步骤：

往搅拌容器中依次加入按重量百分比称取的微分子水、水性铝银浆、分散剂以及润湿剂，搅拌使各组分充分混合获得第一组合物；

按比例取微分子单组份丙烯酸乳液，并往微分子单组份丙烯酸乳液中加入第一组合物，再按比例加入成膜助剂、流平剂、增强剂、消泡剂以及pH调节剂，搅拌之后加入增稠剂再次搅拌，以调整至合适黏度获得成品。

8.微分子单组份水性塑胶铝粉漆的喷涂方法，其特征在于，所述方法包括：喷涂时，在微分子单组份水性塑胶漆中加入10％-20％的微分子水进行黏度调节；喷涂结束后进行干燥处理。

9.如权利要求8所述的微分子单组份水性塑胶铝粉漆的喷涂方法，其特征在于：所述干燥处理为烘干或常温干燥，其中烘干时所适用温度为65℃，其时长为30分钟。