CN109439110A - 一种高性能水性玻璃酒瓶涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高性能水性玻璃酒瓶涂料及其制备方法，所述水性玻璃酒瓶涂料包括以下按重量份计算的组分：组分A：水性丙烯酸树脂20～30份；钛白浆料40～50份；氨基树脂5～10份；基材润湿剂0.2～1份；流平剂0.1～1份；消泡剂0.1～2份；密着剂0.5～5份；助溶剂8～15份；润湿分散剂0.2～1份；pH调节剂0.1～0.5份；水5～20份；组分B：组分A的1～5%用量硅烷偶联剂。本发明所述的水性玻璃酒瓶涂料VOC含量低，对环境污染小，其性能也与溶剂型涂料相当，施工时加水量可达50%，15～20分钟即可烘干，大大提高了生产效率，节省能源。

Description

一种高性能水性玻璃酒瓶涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及水性涂料领域，具体地，本发明涉及一种高性能水性玻璃酒瓶涂料及其制备方法。

背景技术

随着玻璃应用领域的扩大，相应的对玻璃涂料的性能要求也越来越高。目前玻璃涂料的主要应用包括：酒瓶、幕墙、香水瓶、冰箱、装饰品等。由于使用的场所不同，对涂料的性能要求也完全不一样，比如酒瓶需要较好的耐水性及耐酒精性，冰箱需要耐洗涤剂浸泡，幕墙需要耐水性好，香水瓶需要较好的耐介质性等。

根据市场调查，中国的玻璃酒瓶目前使用的基本是油性涂料，水性玻璃酒瓶涂料在之前的中国得不到很好的发展，其原因主要有以下四个方面：

1.目前市场上的水性玻璃酒瓶涂料性能上比不上溶剂型涂料，并且呈现出性能不稳定的情况；

2.中国涂料生产企业研发投入力度不足，导致符合要求的水性玻璃酒瓶涂料产品迟迟未能研发成功；

3.目前市场上大部分喷涂设备还不能满足水性涂料的施工要求，水性涂料烘烤时间大约在30分钟左右，而酒瓶喷涂设备的链条如果在140米，那么它的烘烤时间也只能达到20分钟左右。

因此制备出一种性能可以能够与溶剂型涂料媲美且烘烤时间短的高性能水性玻璃酒瓶涂料将具有广泛的应用前景。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种高性能水性玻璃酒瓶涂料，其不含苯类、酯类等有害溶剂，VOC含量低，对环境污染小，以水为溶剂使得生产线再也不会产生大量溶剂烟，生产环境得到大大改善，施工时加水量可达50％，其性能也与溶剂型涂料相当，且固化速度快，烘烤时间短，15～20分钟即可烘干，大大提高了生产效率，节省能源。

本发明的另一目的在于提供所述高性能水性玻璃酒瓶涂料的制备方法。

其技术方案如下：

一种高性能水性玻璃酒瓶涂料，包括以下按重量份计算的组分：

组分A：

组分B：

硅烷偶联剂 组分A的1～5％；

其中，所述水性丙烯酸树脂为金团化学品有限公司的水溶性羟基丙烯酸树脂HOMAPE5201或万华化学Antkote 2366。

本发明通过实验发现，选用特定结构的水溶性羟基丙烯酸树脂与硅烷偶联剂、钛白浆料、氨基树脂以及基材润湿剂、流平剂、消泡剂、密着剂等助剂，制备出的水性玻璃酒瓶涂料具有优异的耐酒、耐酸、耐碱、耐溶剂、耐水等优异性能，且所述水性玻璃酒瓶涂料含水率高，固化时间快，节能环保，其中水溶性羟基丙烯酸树脂和氨基树脂能够发生交联得到三维网状结构的有强韧性的漆膜，HOMAPE5201和Antkote 2366这两款水溶性羟基丙烯酸树脂与硅烷偶联剂搭配使用时，固化速度很快，所配置出的水性玻璃酒瓶涂料施工时加水量可达到50％，并能够在15～20分钟内即可实干。

在其中一个实施例中，所述钛白浆料包括：12～18份水性丙烯酸树脂、25～30份钛白粉、20～25份硫酸钡、20～30份去离子水、3～8份乙二醇单丁醚、1～5份正丁醇、0.5～2份的润湿分散剂、0.1～0.3份消泡剂、0.05～0.2份pH调节剂。本发明所述的钛白浆料中还含有硫酸钡，替代部分钛白粉，能够提高涂料的耐酸碱性和透明度，且能够防止TiO₂团聚。钛白浆料中预先加入了部分水性丙烯酸树脂，能够提高钛白浆料与水性丙烯酸树脂的分散均匀性。

在其中一个实施例中，所述氨基树脂为全甲醚化氨基树脂、部分甲醚化氨基树脂、丁醚化氨基树脂、甲基丁基混合醚化氨基树脂中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述基材润湿剂为聚醚硅氧烷、聚醚改性二甲基氧烷聚酯改性聚硅氧烷、聚乙烯醇、丙烯酸酯、醛酮树脂中的任意一种或多种。

在其中一个实施例中，所述流平剂为聚醚硅氧烷、聚醚改性二甲基氧烷、聚酯改性聚硅氧烷、聚乙烯醇、丙烯酸酯、醛酮树脂中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述消泡剂为有机硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚醚硅氧烷、酰胺、二甲基硅油、正丁醇、聚丙醇、磷酸三丁酯、环氧乙烷、氢氧化镁、聚乙烯蜡、磷酸酯、矿物油的任意一种或多种。

在其中一个实施例中，所述润湿分散剂为阴离子型润湿分散剂、阳离子型润湿分散剂、非离子型润湿分散剂、两性型润湿分散剂、电中性型润湿分散剂、高分子型超分散剂、受控自由基型超分散剂中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺、AMP-95、氨水中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述助溶剂为乙二醇单丁醚、正丁醇、乙醇的混合物。

在其中一个实施例中，所述密着剂为含环氧基或氨基类硅烷偶联剂。

一种高性能水性玻璃酒瓶涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将12～18份水性丙烯酸树脂、25～30份钛白粉、20～25份的硫酸钡、20～30份去离子水、3～8份乙二醇单丁醚、1～5份正丁醇、0.5～2份的润湿分散剂、0.1～0.3份消泡剂、0.05～0.2份pH调节剂投入反应釜中400～800转/分钟搅拌10～20分钟，然后将制得的浆料用砂磨机研磨至20μm以下制得钛白浆料；

(2)将20～30份水性丙烯酸树脂、5～10份氨基树脂投放到搅拌釜中，然后加入40～50份钛白浆料，600～800转/分钟搅拌均匀；

(3)将8～15份助溶剂混合均匀，然后投入反应釜中，持续搅拌；

(4)依次投入0.2～1份基材润湿剂、0.1～1份流平剂、0.1～2份消泡剂、0.5～5份密着剂、0.2～1份润湿分散剂，1200～1500转/分钟搅拌15～20分钟；

(5)加入5～20份水分散10～30分钟，投入0.1～0.5份pH调节剂，调节pH值至8.5～9.5，持续搅拌5～20分钟,停机，用200目滤网过滤，包装，即得所述高性能水性玻璃酒瓶涂料的组分A；

(6)根据组分A的用量，封装1～5％的组分B硅烷偶联剂。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明选用特定型号的水溶性羟基丙烯酸树脂与硅烷偶联剂、钛白浆料、氨基树脂以及基材润湿剂、流平剂等助剂，配制出的水性玻璃酒瓶涂料具有优异的耐酒、耐酸、耐碱、耐溶剂、耐水等优异性能，综合性能与溶剂型水性玻璃酒瓶涂料相当；

(2)本发明所配制的水性玻璃酒瓶涂料施工时加水量可达50％，而普通水性玻璃涂料施工时加水量一般在30％左右，为客户大大降低了成本压力；

(3)本发明所配制的水性玻璃酒瓶涂料实干时间快，相比于普通水性玻璃涂料30min左右的实干时间，本发明所述的水性玻璃酒瓶涂料施工时在130～150℃下烘烤15～20min即可实干；

(4)本发明所述的水性玻璃酒瓶涂料为水性产品，超低VOC、对环境污染小、以水为溶剂使得生产线再也不会产生大量溶剂烟，生产环境得到大大改善。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

实施例1

一种高性能水性玻璃酒瓶涂料，其组分如下：

组分A：

水性丙烯酸树脂 25份；

钛白浆料 45份；

氨基树脂 10份；

基材润湿剂 0.25份；

流平剂 0.2份；

消泡剂 0.15份；

密着剂 1份；

润湿分散剂 0.3份；

乙二醇单丁醚 3份；

正丁醇 2.2份；

乙醇 3份；

去离子水 9.6份；

pH调节剂 0.3份；

组分B：

硅烷偶联剂 3份。

更具体地，本实施例中，水性丙烯酸树脂为金团化学品有限公司的HOMAPE5201；流平剂为聚醚硅氧烷；沉淀剂为聚酰胺蜡；基材润湿剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物，来自迪高tego270；氨基树脂为美国氰特公司CYMEL325；pH调节剂为二甲基乙醇胺；所述硅烷偶联剂为金团化学品有限公司的KEPERADH-992。

所述高性能水性玻璃酒瓶涂料中组分A的制备过程如下：

(1)将15.2份水性丙烯酸树脂(HOMAPE5201)、26份钛白粉、24份的硫酸钡、25.5份去离子水、5份乙二醇单丁醚、3份正丁醇、1份的润湿分散剂、0.2份消泡剂、0.1份pH调节剂投入反应釜中400-800转/分钟搅拌10～20分钟，然后将制得的浆料用砂磨机研磨至20μm以下制得钛白浆料；

(2)在投料控制面板上设定水性丙烯酸树脂、氨基树脂的添加量，启动输送装置，投放水性丙烯酸树脂、氨基树脂，然后在投料控制面板上设定钛白浆料的添加量，启动输送装置，投放钛白浆料，钛白浆料投入完毕后启动搅拌，低速搅拌，转速控制在600～800转/分钟；

(3)将乙二醇单丁醚、正丁醇、乙醇混合均匀，然后投入反应釜中，持续搅拌；(4)依次投入基材润湿剂、流平剂、消泡剂、密着剂、润湿分散剂，中速搅拌，转速控制在1200～1500转/分钟，持续15～20分钟；

(5)在管道投料装置中设定去离子水的添加量，加入水分散10～30分钟，然后启动输送至搅拌釜，持续分散20分钟，再投入pH调节剂，调节pH值至8.5-9.5，持续搅拌10分钟,停机，用200目滤网过滤,包装，即得所述高性能水性玻璃酒瓶涂料组分A。

将组分A和组分B和去离子水按照质量比100:3:50混合均匀，然后进行烘烤，于150℃烘烤15min，进行性能测试，测试结果见表1。

实施例2

一种高性能水性玻璃酒瓶涂料，其组分如下：

组分A：

水性丙烯酸树脂 22份；

钛白浆料 50份；

氨基树脂 8份；

基材润湿剂 0.25份；

流平剂 0.2份；

消泡剂 0.15份；

密着剂 2份；

润湿分散剂 0.3份；

乙二醇单丁醚 3份；

正丁醇 2.2份；

乙醇 5份；

去离子水 6.6份；

pH调节剂 0.3份；

组分B：

硅烷偶联剂 3份。

更具体地，本实施例中所述的水性丙烯酸树脂为万华化学Antkote2366水溶性羟基丙烯酸树脂；所述的流平剂为聚醚硅氧烷；所述的防沉剂为聚酰胺蜡；所述的润湿剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物，来自迪高tego245；所述的氨基树脂为长春MR625；所述的润湿分散剂为高分子型超分散剂；所述的PH调节剂为AMP-95。所述的硅烷偶联剂为金团化学品有限公司的KEPERADH-992。

所述高性能水性玻璃酒瓶涂料中组分A的制备过程如下：

(1)将15.2份水性丙烯酸树脂(Antkote2366)、26份钛白粉、24份的硫酸钡、25.5份去离子水、5份乙二醇单丁醚、3份正丁醇、1份的润湿分散剂、0.2份消泡剂、0.1份pH调节剂投入反应釜中400-800转/分钟搅拌10～20分钟，然后将制得的浆料用砂磨机研磨至20μm以下制得钛白浆料；

(2)在投料控制面板上设定水性丙烯酸树脂、氨基树脂的添加量，启动输送装置，投放水性丙烯酸树脂、氨基树脂，然后在投料控制面板上设定钛白浆料的添加量，启动输送装置，投放钛白浆料，钛白浆料投入完毕后启动搅拌，低速搅拌，转速控制在600～800转/分钟；

(3)将乙二醇单丁醚、正丁醇、乙醇混合均匀，然后投入反应釜中，持续搅拌；

(4)依次投入基材润湿剂、流平剂、消泡剂、密着剂、润湿分散剂，中速搅拌，转速控制在1200～1500转/分钟，持续15～20分钟；

(5)在管道投料装置中设定去离子水的添加量，加入水分散10～30分钟，然后启动输送至搅拌釜，持续分散20分钟，再投入pH调节剂，调节pH值至8.5-9.5，持续搅拌10分钟,停机，用200目滤网过滤,包装，即得所述高性能水性玻璃酒瓶涂料组分A。

将组分A和组分B和去离子水按照质量比100:3:50混合均匀，然后进行烘烤，于150℃烘烤15min，进行性能测试，测试结果见表1。

实施例3

一种高性能水性玻璃酒瓶涂料，其组分如下：

组分A：

水性丙烯酸树脂 28份；

钛白浆料 40份；

氨基树脂 5份；

基材润湿剂 0.2份；

流平剂 0.5份；

消泡剂 0.3份；

密着剂 0.8份；

润湿分散剂 0.5份；

乙二醇单丁醚 4份；

正丁醇 3份；

乙醇 6份；

去离子水 11.5份；

pH调节剂 0.2份；

组分B：

硅烷偶联剂 2份。

更具体地，本实施例中，水性丙烯酸树脂为金团化学品有限公司的HOMAPE5201；流平剂为聚醚硅氧烷；沉淀剂为聚酰胺蜡；基材润湿剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物，来自迪高tego270；氨基树脂为韩国美螺丝氨基树脂03；pH调节剂为二甲基乙醇胺；所述硅烷偶联剂为金团化学品有限公司的KEPERADH-992。

所述高性能水性玻璃酒瓶涂料中组分A的制备过程如下：

(1)将16份水性丙烯酸树脂(HOMAPE5201)、23份钛白粉、27份的硫酸钡、27.7份去离子水、4份乙二醇单丁醚、1份正丁醇、1份的润湿分散剂、0.2份消泡剂、0.1份pH调节剂投入反应釜中400-800转/分钟搅拌10～20分钟，然后将制得的浆料用砂磨机研磨至20μm以下制得钛白浆料；

(2)在投料控制面板上设定水性丙烯酸树脂、氨基树脂的添加量，启动输送装置，投放水性丙烯酸树脂、氨基树脂，然后在投料控制面板上设定钛白浆料的添加量，启动输送装置，投放钛白浆料，钛白浆料投入完毕后启动搅拌，低速搅拌，转速控制在600～800转/分钟；

(3)将乙二醇单丁醚、正丁醇、乙醇混合均匀，然后投入反应釜中，持续搅拌；(4)依次投入基材润湿剂、流平剂、消泡剂、密着剂、润湿分散剂，中速搅拌，转速控制在1200～1500转/分钟，持续15～20分钟；

(5)在管道投料装置中设定去离子水的添加量，加入水分散10～30分钟，然后启动输送至搅拌釜，持续分散20分钟，再投入pH调节剂，调节pH值至8.5-9.5，持续搅拌10分钟,停机，用200目滤网过滤,包装，即得所述高性能水性玻璃酒瓶涂料组分A。

将组分A和组分B和去离子水按照质量比100:2:50混合均匀，然后进行烘烤，于150℃烘烤15min，进行性能测试，测试结果见表1。

对比例1

一种水性玻璃酒瓶涂料，其组分和制备方法与实施例1基本相同，区别在于本对比例1用中山市华明泰科技股份有限公司的水性丙烯酸树脂Haw POly5702替换实施例1中的HOMAPE5201。

表1

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高性能水性玻璃酒瓶涂料，其特征在于，包括以下按重量份计算的组分：

组分A：

水性丙烯酸树脂 20～30份；

钛白浆料 40～50份；

氨基树脂 5～10份；

基材润湿剂 0.2～1份；

流平剂 0.1～1份；

消泡剂 0.1～2份；

密着剂 0.5～5份；

助溶剂 8～15份；

润湿分散剂 0.2～1份；

pH调节剂 0.1～0.5份 ；

水 5～20份；

组分B：

硅烷偶联剂 组分A的1～5%；

其中，所述水性丙烯酸树脂为金团化学品有限公司的水溶性羟基丙烯酸树脂HOMAPE5201。

2.根据权利要求1所述的高性能水性玻璃酒瓶涂料，其特征在于，所述钛白浆料包括：12～18份水性丙烯酸树脂、 25～30份钛白粉、20～25份硫酸钡、20～30份去离子水、3～8份乙二醇单丁醚、1～5份正丁醇、0.5～2份的润湿分散剂、0.1～0.3份消泡剂、0.05～0.2份pH调节剂。

3.根据权利要求1所述的高性能水性玻璃酒瓶涂料，其特征在于，所述氨基树脂为全甲醚化氨基树脂、部分甲醚化氨基树脂、丁醚化氨基树脂、甲基丁基混合醚化氨基树脂中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的高性能水性玻璃酒瓶涂料，其特征在于，所述基材润湿剂为聚醚硅氧烷、聚醚改性二甲基氧烷、聚酯改性聚硅氧烷、聚乙烯醇、丙烯酸酯、醛酮树脂中的任意一种或多种。

5.根据权利要求1所述的高性能水性玻璃酒瓶涂料，其特征在于，所述流平剂为聚醚硅氧烷、聚醚改性二甲基氧烷 聚酯改性聚硅氧烷、聚乙烯醇、丙烯酸酯、醛酮树脂中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的高性能水性玻璃酒瓶涂料，其特征在于，所述消泡剂为有机硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚醚硅氧烷、酰胺、二甲基硅油、正丁醇、聚丙醇、磷酸三丁酯、环氧乙烷、氢氧化镁、聚乙烯蜡、磷酸酯、矿物油的任意一种或多种。

7.根据权利要求1所述的高性能水性玻璃酒瓶涂料，其特征在于，所述润湿分散剂为阴离子型润湿分散剂、阳离子型润湿分散剂、非离子型润湿分散剂、两性型润湿分散剂、电中性型润湿分散剂、高分子型超分散剂、受控自由基型超分散剂中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的高性能水性玻璃酒瓶涂料，其特征在于，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺、AMP-95、氨水中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的高性能水性玻璃酒瓶涂料，其特征在于，所述助溶剂为乙二醇单丁醚、正丁醇、乙醇的混合物。

10.一种高性能水性玻璃酒瓶涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将12～18份水性丙烯酸树脂、 25～30份钛白粉、20～25份的硫酸钡、20～30份去离子水、3～8份乙二醇单丁醚、1～5份正丁醇、0.5～2份的润湿分散剂、0.1～0.3份消泡剂、0.05～0.2份pH调节剂投入反应釜中400～800转/分钟搅拌10～20分钟，然后将制得的浆料用砂磨机研磨至20μm 以下制得钛白浆料；

（2）将20～30份水性丙烯酸树脂、5～10份氨基树脂投放到搅拌釜中，然后加入40～50份钛白浆料，600～800转/分钟搅拌均匀；

（3）将8～15份助溶剂混合均匀，然后投入反应釜中，持续搅拌；

（4）依次投入0.2～1份基材润湿剂、0.1～1份流平剂、0.1～2份消泡剂、0.5～5份密着剂、0.2～1份润湿分散剂，1200～1500转/分钟搅拌15～20分钟；

（5）加入5～20份水分散10～30分钟，投入0.1～0.5份pH调节剂，调节pH值至8.5～9.5，持续搅拌5～20分钟,停机，用200目滤网过滤，包装，即得所述高性能水性玻璃酒瓶涂料的组分A；

（6）根据组分A的用量，封装1～5%的组分B硅烷偶联剂。