CN109294412A - 一种高固体金属涂料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种高固体金属涂料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高固体金属涂料。它是由高固体聚酯树脂，珠光粉，完全甲醚化氨基树脂，透明红颜料，助剂，高固醋酸丁酸纤维素，金属粉定相助剂份，有机溶剂组成。本发明是通过高固体聚酯树脂和完全甲醚化氨基树脂交联反应得到良好的漆膜性能，并可以大大提高涂料的固体份；通过降粘型分散剂来降低分散透明红颜料的粘度；通过高固醋酸丁酸纤维素来提高漆膜的表干速度，并比较普通的醋酸丁酸纤维素固体份要高一倍；通过金属粉定相助剂来防止珠光粉沉淀，并可以使珠光粉有更均匀的排列效果；各项性能均能达到汽车漆的各项指标，尤其具有高固低粘的特点，可以达到涂装用涂料≤35g/m2的VOC排放要求。

Description

一种高固体金属涂料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于涂料及其生产工艺技术领域，涉及高固体聚酯树脂和完全甲醚化氨基树脂组成的高固体金属涂料及其制备方法。
背景技术
为了满足国家环保法的规定，在汽车涂装使用的涂料VOC排放要小于35g/m2。现在普通的金属漆的施工固体份只有15-25%，高达75-85%的有机溶剂也是汽车涂装VOC排放的主要来源。目前国际上最高水平的高固体金属漆的施工固体可以做到48%以上，我们准备开发的高固体金属漆施工固体要做到50%以上。使用高固体聚酯氨基体系，选用高固体份树脂。
1.选用高固体聚酯树脂和完全甲醚化氨基树脂体系，这样可以大大的提高固体份。
2.使用降粘型分散剂来降低分散颜料的粘度。
3.采用独特高固的醋酸丁酸纤维素，可以使涂料粘度大大的降低。
发明内容
本发明的目的在于提高金属涂料的施工固体份，可以达到50%以上。它是由高固体聚酯树脂，珠光粉，完全甲醚化氨基树脂，透明红颜料，助剂，高固醋酸丁酸纤维素，金属粉定相助剂份，有机溶剂组成。具体如下：
一种高固体金属涂料，其特征在于该涂料由下列重量份数的原料组成：
主要原料配比
（1）透明红浆：
高固体聚酯树脂 40份
高透254红 20份
BYK-161 20-35份
醋酸丁酯 5-20份
（2）高固醋酸丁酸纤维素预分散：
醋酸丁酯 45- 50
高固醋酸丁酸纤维素 50-55
（3）金属粉定相助剂的预分散：
金属粉定相助剂BYK-8463 66-70
聚酯树脂SA-680 30-34
（4）基础漆：
预分散好的金属粉定相助剂 27-30
聚酯树脂SA-680 35-38
氨基树脂CYTEC303 12-13
DBE 7.7-10
封闭酸催化剂CYTEC4045 0.4-0.6
流平剂CYTEC XL-480 0.6-0.8
预分散好的高固醋酸丁酸纤维素 12-14
（5）珠光粉的预分散：
醋酸丁酯 25- 32
聚酯树脂SA-680 17-25
珠光粉BASF 359Z 48-51
（6）高固体金属涂料的制备：
基础漆 56-57
预分散好的珠光粉 26-28
透明红浆 7-9
100#重芳烃 3-6
导电助剂CCB 0.1-0.3。
上述原料还包括：
所述的高固体聚酯树脂SA-680；完全甲醚化氨基树脂CYTEC303；所述的分散剂为BYK161；流平剂氰特的XL-480丙烯酸；金属粉定相助剂BYK-8463；封闭酸催化剂CYTEC4045对甲苯磺酸；金属粉定相助剂为BYK-8463；导电助剂CCB；高固醋酸丁酸纤维素EASTMANSOLUS 2300；
所述的颜料为巴斯夫的高透254红颜料（双（对氯苯基）-1，4-二酮吡咯并吡咯）；氨基树脂为氰特的303树脂；溶剂为酯类溶剂（醋酸丁酯、混合二元酸酯两者的体积比为5：1）、苯类溶剂（二甲苯、100#重芳烃（沸点为150-180℃的苯类混合物）。
本发明进一步公开了高固体金属涂料制备方法,其特征在于按如下的步骤进行：
（1）金属粉定相助剂的预分散：
分散金属粉定相助剂→低速搅拌30分钟→按照金属粉定相助剂重量的50%加入高固体聚酯树脂→低速搅拌30分钟；
（2）高固醋酸丁酸纤维素的预分散：
配料（醋酸丁酯）→低速搅拌→缓慢加入高固醋酸丁酸纤维素→高速搅拌30分钟→静置24小时；
（3）基础漆的制备：
预分散好的金属粉定相助剂→低速搅拌→（聚酯树脂、氨基树脂、醋酸丁酯、DBE、流平剂、封闭酸催化剂）→低速搅拌→预分散好的高固醋酸丁酸纤维素→低速搅拌→使用5μm无纺布过滤袋过滤后备用；
（4）色浆的研磨：
配料（聚酯树脂、分散剂、透明红颜料、醋酸丁酯）→搅拌均匀→研磨至要求的细度；
（5）珠光粉的预分散：
配料（醋酸丁酯、高固体聚酯树脂）→低速搅拌→加入珠光粉→搅拌均匀备用；
调漆：
（6）过滤好的基础漆→低速搅拌→预分散好的珠光粉→低速搅拌→分散好的透明红色浆调色→低速搅拌→加入100#芳烃调节粘度→过滤包装。
本发明是通过高固体聚酯树脂（固体份80%）和完全甲醚化氨基树脂（固体份97%）交联反应得到良好的漆膜性能，并可以大大提高涂料的固体份；通过降粘型分散剂来降低分散透明红颜料的粘度；通过高固醋酸丁酸纤维素来提高漆膜的表干速度，并比较普通的醋酸丁酸纤维素固体份要高一倍；通过金属粉定相助剂来防止珠光粉沉淀，并可以使珠光粉有更均匀的排列效果；通过封闭酸催化剂来降低高固体聚酯树脂和完全甲醚化氨基树脂反应的烘烤温度，由180℃降低到140℃。用以上原料制成高固体金属漆，具有高固低粘的特点，并具有优异的物化性能，配套罩光清漆后和普通汽车漆一样具有色彩鲜艳、光亮的外观。
本发明更进一步公开了高固体金属涂料在降低VOC排放方面的应用；所述的降低VOC指的是施工固体份达到50%以上。实验结果显示本发明的施工固体份可以达到50%以上，VOC排放16g/m2,普通的金属涂料施工固体份只有15%，VOC排放为100g/m2。本发明大大降低了VOC的排放，可以达到环保法的要求。各项性能均能达到汽车漆的各项指标，尤其具有高固低粘的特点，可以达到涂装用涂料≤35g/m2的VOC排放要求。
本发明更加详细的描述如下：
本发明所述高固金属涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）透明红浆的制备：
将高固体聚酯树脂、高透254红颜料、分散剂BYK-161、醋酸丁酯混合搅拌30分钟，然后静置1小时后研磨至细度5μm。
（2）高固醋酸丁酸纤维素预分散：
先在容器中加入醋酸丁酯，低速搅拌（300-500转/分钟），缓慢加入高固醋酸丁酸纤维素，高速搅拌（1200-1500转/分钟）30分钟，静置24小时后过滤使用。
（3）金属粉定相助剂的预分散：
先在容器中加入金属粉定相助剂，低速搅拌30分钟，加入高固体聚酯树脂，低速搅拌30分钟。
（4）基础漆的制备：
将预分散好的金属粉定相助剂加入容器中，低速搅拌、加入高固体聚酯树脂、氨基树脂、流平剂、封闭酸催化剂、DBE，高速搅拌，用120目过滤网过滤加入预分散好的高固醋酸丁酸纤维素，高速搅拌30分钟，使用5μm无纺布过滤待用。
（5）珠光粉的预分散：
在容器中加入醋酸丁酯、高固体聚酯树脂，低速搅拌，缓慢加入珠光粉，低速搅拌30分钟。
（6）高固体金属涂料的制备：
在容器中加入基础漆，低速搅拌，加入预分散好的珠光粉，高速搅拌，加入研磨好的透明红浆调色，使用100#重芳烃调整粘度，使用导电助剂调节涂料的电阻值，使用120目过滤网过滤包装。
主要原料配比：
（1）透明红浆：
高固体聚酯树脂 30-40份
高透254红 15-20份
BYK-161 32-30份
醋酸丁酯 5-25份
（2）高固醋酸丁酸纤维素预分散：
醋酸丁酯 45-55
高固醋酸丁酸纤维素 45-55
（3）金属粉定相助剂的预分散：
金属粉定相助剂BYK-8463 65-70
聚酯树脂SA-680 30-35
（4）基础漆的制备：
预分散好的金属粉定相助剂 24-27
聚酯树脂SA-680 35-38
氨基树脂CYTEC303 12-13
DBE 10-11
封闭酸催化剂CYTEC4045 0.4-0.5
流平剂CYTEC XL-480 0.7-0.8
预分散好的高固醋酸丁酸纤维素 12-13
（5）珠光粉的预分散：
醋酸丁酯 32-33
聚酯树脂SA-680 17-18
珠光粉BASF 359Z 45-50
（6）高固体金属涂料的制备：
基础漆 56-58
预分散好的珠光粉 26-28
透明红浆 7-9
100#重芳烃 3-6
导电助剂CCB 0.1-0.3
本发明主要解决了溶剂型金属漆VOC排放过高的问题；重点考察了聚酯树脂及氨基树脂的固体、粘度、与CAB的混溶性、对金属粉的定相效果，醋酸丁酸纤维素的粘度及金属粉定相效果；主要的难点在于做金属漆的聚酯树脂、氨基树脂本身固体份不高，金属粉定向一般使用CAB和聚酰胺蜡，都会大大增加金属漆的粘度而导致施工固体份降低；为此先后考察了聚酯树脂SA-680、其固体份是80%、与CAB有良好的相容性，氨基树脂CYTEC303、其固体份是97%、与CAB有良好的相容性，高固醋酸丁酸纤维素EASTMAN SOLUS 2300、具有良好的金属粉定相效果、并比较其他型号CAB粘度明显更低，金属粉定相助剂BYK-8463比较普通的聚乙烯蜡和聚酰胺蜡粘度明显更低、金属粉定相效果也很好，导电助剂CCB静电喷涂的影响，封闭酸催化剂CYTEC4045对漆膜性能的影响等条件；最后确定的方案是树脂体系选用聚酯树脂SA-680、氨基树脂CYTEC303、通过封闭酸CYTEC4045催化在140℃时烘干固化，CAB体系使用高固醋酸丁酸纤维素EASTMAN SOLUS 2300，防沉定相蜡体系采用BYK-8463。
本发明公开的高固体金属涂料及其制备方法与应用与现有技术相比所具有的积极效果在于：
（1）涂料的施工固体份明显高于现有技术，施工固体可以达到50%以上，现有技术的施工固体只有15%-20%，这样大大降低了VOC的排放。
（2）比较普通的高固体金属涂料有更好的金属粉排列效果，并且配套清漆的光泽、DOI更高。
（3）能适用于手工喷涂和机器人悬杯喷涂，施工工艺简单，应用领域更广。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。本发明所用原料及试剂均有市售。给出实施例中所用到的原料的来源:高固体聚酯树脂SA-680购买于台湾立达树脂有限公司，氨基树脂CYTEC303购买于湛新化工公司，珠光粉359Z购买于巴斯夫中国有限公司，254透明红颜料购买于巴斯夫中国有限公司，分散剂BYK-161购买于毕克化学有限公司，高固醋酸丁酸纤维素2300购买于伊士曼化工公司，金属粉定相助剂BYK-8463购买于比克化学有限公司，封闭酸催化剂CYTEC4045购买于湛新化工公司，流平剂XL-480购买于湛新化工公司，导电助剂CCB购买于法国先创化学公司，醋酸丁酯、DBE、二甲苯、100#重芳烃购买于泰荣化学品公司。
实施例1
主要原料配比：
（1）透明红浆：
高固体聚酯树脂 40份
高透254红 20份
BYK-161 35份
醋酸丁酯 5份
（2）高固醋酸丁酸纤维素预分散：
醋酸丁酯 50
高固醋酸丁酸纤维素 50
（3）金属粉定相助剂的预分散：
金属粉定相助剂BYK-8463 66
聚酯树脂SA-680 34
（4）基础漆的制备：
预分散好的金属粉定相助剂 30
聚酯树脂SA-680 35
氨基树脂CYTEC303 12
DBE 10
封闭酸催化剂CYTEC4045 0.4
流平剂CYTEC XL-480 0.6
预分散好的高固醋酸丁酸纤维素 12
（5）珠光粉的预分散：
醋酸丁酯 32
聚酯树脂SA-680 17
珠光粉BASF 359Z 51
（6）高固体金属涂料的制备：
基础漆 56
预分散好的珠光粉 26
透明红浆 7
100#重芳烃 3
导电助剂CCB 0.1
实施例2
（1）透明红浆：
高固体聚酯树脂 40份
高透254红 20份
BYK-161 20份
醋酸丁酯 20份
（2）高固醋酸丁酸纤维素预分散：
醋酸丁酯 45
高固醋酸丁酸纤维素 55
（3）金属粉定相助剂的预分散：
金属粉定相助剂BYK-8463 70
聚酯树脂SA-680 30
（4）基础漆的制备：
预分散好的金属粉定相助剂 27
聚酯树脂SA-680 38
氨基树脂CYTEC303 13
DBE 7.7
封闭酸催化剂CYTEC4045 0.5
流平剂CYTEC XL-480 0.8
预分散好的高固醋酸丁酸纤维素 13
（5）珠光粉的预分散：
醋酸丁酯 25
聚酯树脂SA-680 25
珠光粉BASF 359Z 50
（6）高固体金属涂料的制备：
基础漆 56.7
预分散好的珠光粉 28
透明红浆 9
100#重芳烃 6
导电助剂CCB 0.3
实施例1-2高固体金属涂料的制备方法：
（1）金属粉定相助剂的预分散：
分散金属粉定相助剂→低速搅拌30分钟→按照金属粉定相助剂重量的50%加入高固体聚酯树脂→低速搅拌30分钟；
（2）高固醋酸丁酸纤维素的预分散：
配料（醋酸丁酯）→低速搅拌→缓慢加入高固醋酸丁酸纤维素→高速搅拌30分钟→静置24小时；
（3）基础漆的制备：
预分散好的金属粉定相助剂→低速搅拌→（聚酯树脂、氨基树脂、醋酸丁酯、DBE、流平剂、封闭酸催化剂）→低速搅拌→预分散好的高固醋酸丁酸纤维素→低速搅拌→使用5μm无纺布过滤袋过滤后备用；
（4）色浆的研磨：
配料（聚酯树脂、分散剂、透明红颜料、醋酸丁酯）→搅拌均匀→研磨至要求的细度；
（5）珠光粉的预分散：
配料（醋酸丁酯、高固体聚酯树脂）→低速搅拌→加入珠光粉→搅拌均匀备用；
调漆：
（6）过滤好的基础漆→低速搅拌→预分散好的珠光粉→低速搅拌→分散好的透明红色浆调色→低速搅拌→加入100#芳烃调节粘度→过滤包装。
实施例3
主要原料配比：
高固体聚酯树脂SA-680 34
完全甲醚化氨基树脂CYTEC303 9
珠光粉BASF 359Z 14
高透红BASF 254 1.6
分散剂BYK-161 2.4
流平剂CYTEC XL-480 0.4
封闭酸催化剂CYTEC4045 0.28
高固醋酸丁酸纤维素SOLUS 2300 3.6
金属粉定相助剂 10
醋酸丁酯 13.62
DBE（混合二元酸酯） 6
100#芳烃 5
导电助剂CCB （季铵盐溶液） 0.1
主要技术参数：
结论：本发明的高固体金属涂料，具备优异的机械性能和装饰性，并具有高固含的特征，在满足汽车涂装外观及各项性能的前提下达到国家环保法的要求。

Claims (3)

1.一种高固体金属涂料，其特征在于该涂料由下列重量份数的原料组成：
主要原料配比
（1）透明红浆：
高固体聚酯树脂 40份
高透254红 20份
BYK-161 20-35份
醋酸丁酯 5-20份
（2）高固醋酸丁酸纤维素预分散：
醋酸丁酯 45- 50
高固醋酸丁酸纤维素 50-55
（3）金属粉定相助剂的预分散：
金属粉定相助剂BYK-8463 66-70
聚酯树脂SA-680 30-34
（4）基础漆：
预分散好的金属粉定相助剂 27-30
聚酯树脂SA-680 35-38
氨基树脂CYTEC303 12-13
DBE 7.7-10
封闭酸催化剂CYTEC4045 0.4-0.6
流平剂CYTEC XL-480 0.6-0.8
预分散好的高固醋酸丁酸纤维素 12-14
（5）珠光粉的预分散：
醋酸丁酯 25- 32
聚酯树脂SA-680 17-25
珠光粉BASF 359Z 48-51
（6）高固体金属涂料的制备：
基础漆 56-57
预分散好的珠光粉 26-28
透明红浆 7-9
100#重芳烃 3-6
导电助剂CCB 0.1-0.3。
2.一种权利要求1所述高固体金属涂料的制备方法,其特征在于按如下的步骤进行：
（1）金属粉定相助剂的预分散：
分散金属粉定相助剂→低速搅拌30分钟→按照金属粉定相助剂重量的50%加入高固体聚酯树脂→低速搅拌30分钟；
（2）高固醋酸丁酸纤维素的预分散：
配料（醋酸丁酯）→低速搅拌→缓慢加入高固醋酸丁酸纤维素→高速搅拌30分钟→静置24小时；
（3）基础漆的制备：
预分散好的金属粉定相助剂→低速搅拌→（聚酯树脂、氨基树脂、醋酸丁酯、DBE、流平剂、封闭酸催化剂）→低速搅拌→预分散好的高固醋酸丁酸纤维素→低速搅拌→使用5μm无纺布过滤袋过滤后备用；
（4）色浆的研磨：
配料（聚酯树脂、分散剂、透明红颜料、醋酸丁酯）→搅拌均匀→研磨至要求的细度；
（5）珠光粉的预分散：
配料（醋酸丁酯、高固体聚酯树脂）→低速搅拌→加入珠光粉→搅拌均匀备用；
调漆：
（6）过滤好的基础漆→低速搅拌→预分散好的珠光粉→低速搅拌→分散好的透明红色浆调色→低速搅拌→加入100#芳烃调节粘度→过滤包装。
3.权利要求1所述的高固体金属涂料在降低VOC排放方面的应用；所述的降低VOC指的是施工固体份达到50%以上。
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