CN109535942A - 一种高耐蚀无铬耐指纹涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高耐蚀无铬耐指纹涂料及其制备方法，属于涂料的技术领域。本发明的耐指纹涂料包括以下重量百分含量的原料：环氧丙烯酸树脂10‑50％，硅溶胶8‑20％，烷氧基硅烷1‑10％，乙二醇1‑5％，聚四氟乙烯蜡3‑10％，耐蚀助剂0.5‑3％，润湿剂0.1‑1％，消泡剂0.1‑1％，去离子水余量；耐蚀助剂为钼酸钠、钼酸铵中的任意一种或两种；本发明还给出了上述耐指纹涂料的制备方法。本发明通过环氧丙烯酸树脂和耐蚀助剂的添加，提高了所得耐指纹涂料的耐黄变性、耐腐蚀性以及耐溶剂性能；在烷氧基硅烷的作用下，提高了其附着力和油漆涂布性，不含有毒重金属，耐指纹性能好；制备方法简单，适于工业化生产。

Description

一种高耐蚀无铬耐指纹涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料的技术领域，特别是指一种高耐蚀无铬耐指纹涂料及其制备方法。

背景技术

近年来，镀锌钢板在家电、汽车、办公用品及玩具等行业得到了广泛应用，随着人们生活质量的不断提高，不仅要求其所使用产品具有美观性，还要具备环保性。耐指纹钢板是一种高附加值表面处理产品，它与一般裸露的镀锌钢板相比，不仅具有耐指纹性，还有耐腐蚀性、导电性和可再涂装性等。如今，市场对耐指纹钢板产品的需求量与日俱增，这也就促进了对耐指纹处理技术的研究及耐指纹涂料新的应用领域的开发。

现有技术中耐指纹处理所用的化学处理剂是铬酸盐系的钝化剂和水性有机涂料的复合物，由于其中含有对环境极为有害的六价铬，这使得该类涂料在制备、仓储、运输及使用过程中对环境有较大的污染。而且，现有的耐指纹涂料在高温下易发生黄变，不耐腐蚀，并且耐溶剂性差，大大限制其应用。

发明内容

本发明提供一种高耐蚀无铬耐指纹涂料及其制备方法，解决了现有技术中耐指纹涂料含有微量重金属铬使其污染环境以及现有的耐指纹涂料存在高温黄变、耐腐蚀及耐溶剂性差的问题。

本发明的一种高耐蚀无铬耐指纹涂料，其主要是通过以下技术方案加以实现的：包括以下重量百分含量的原料：环氧丙烯酸树脂10-50％，硅溶胶8-20％，烷氧基硅烷1-10％，乙二醇1-5％，聚四氟乙烯蜡3-10％，耐蚀助剂0.5-3％，润湿剂0.1-1％，消泡剂0.1-1％，去离子水余量；所述耐蚀助剂为钼酸钠、钼酸铵中的任意一种或两种。

本发明的耐指纹涂料由环氧丙烯酸树脂、硅溶胶、烷氧基硅烷、乙二醇、聚四氟乙烯蜡、耐蚀助剂、润湿剂、消泡剂和去离子水组成，各组分相互协同，相互作用，通过环氧丙烯酸树脂和耐蚀助剂的添加，提高了所得耐指纹涂料的耐黄变性、耐腐蚀性以及耐溶剂性能；在烷氧基硅烷的作用下，提高了其附着力和油漆涂布性；其不含铬及其它有毒重金属，是一种水性无铬耐指纹涂料，耐指纹性能好，所涂覆的金属板材完全可以满足户外使用的要求，响应了国家和行业在环保、节能方面的发展要求，具有长远的使用前景。

作为一种优选的实施方案，所述聚四氟乙烯蜡为聚四氟乙烯蜡SST-3、聚四氟乙烯蜡671、聚四氟乙烯蜡AF30中的任意一种或几种。聚四氟乙烯蜡为白色微粉状树脂，是由四氟乙烯经调聚反应得到的分散液再经凝聚、洗涤、干燥而制得的低分子量自由流动粉体，聚四氟乙烯蜡作为耐指纹涂料的重要添加剂，可以提高其水溶性，提高涂膜的平滑性、抗划性和改善防水性，改善涂料的流变性能。

作为一种优选的实施方案，所述聚四氟乙烯蜡为聚四氟乙烯蜡SST-3、聚四氟乙烯蜡671和聚四氟乙烯蜡AF30按照重量比为1-2:1-2:2-3组成的混合物。聚四氟乙烯蜡SST-3是美国三叶公司生产的，其性能优异；四氟乙烯蜡671是路博润生产的AQUASLIP 671蜡浆；聚四氟乙烯蜡AF30是巴斯夫公司生产的聚四氟乙烯蜡粉，根据其性状的不同进行有效选择。

作为一种优选的实施方案，所述环氧丙烯酸树脂为多元醇类改性环氧丙烯酸酯乳液、聚氨酯改性环氧丙烯酸酯、有机硅改性环氧丙烯酸酯中的任意一种或几种。本发明优选采用改性的环氧丙烯酸树脂，这种改性的环氧丙烯酸树脂大大提高了环氧丙烯酸树脂的性能，具有优异的干燥速度、硬度、耐盐雾性以及优异的剪切稳定性，进一步提高了所得耐指纹涂料的耐黄变性、耐腐蚀性以及耐溶剂性能。

作为一种优选的实施方案，所述硅溶胶的粒径大小为5-20nm。本发明选用纳米级的硅溶胶，这种硅溶胶最好是上海硅物理研究所、阿克苏诺贝尔或康宁公司生产的硅溶胶中的任意一种或几种，这种硅溶胶的使用可以大大提高本发明的耐指纹涂料的综合性能。

作为一种优选的实施方案，所述润湿剂为NP-9、OP-9、NP-10、OP-10中的任意一种或几种。润湿剂能使本发明的耐指纹涂料中的固体物料更容易地被去离子水浸湿，通过降低物体物料的表面张力或界面张力，使水能展开在固体物料表面上，或透入其表面，而把固体物料润湿。本发明的烷氧基硅烷为一烷氧基硅烷、二烷氧基硅烷、三烷氧基硅烷和四烷氧基硅烷中的任意一种或几种。

作为一种优选的实施方案，所述消泡剂为SN-154、BJH-01、BYK-302、VP-E369中的任意一种或几种。消泡剂，也称消沫剂，是涂料加工过程中降低表面张力，可以抑制泡沫产生或消除已产生泡沫。

本发明的一种高耐蚀无铬耐指纹涂料的制备方法，其主要是通过以下技术方案加以实现的：包括以下步骤：1)取去离子水，搅拌，在搅拌条件下，加入环氧丙烯酸树脂，继续搅拌，得混合物A；2)在搅拌条件下，在步骤1)所得混合物A中缓慢加入硅溶胶和烷氧基硅烷，继续搅拌，得混合物B；3)在搅拌条件下，在步骤2)所得混合物B中依次加入乙二醇、聚四氟乙烯蜡、耐蚀助剂、润湿剂和消泡剂，继续搅拌，得混合物C；4)边搅拌，边灌装，得耐指纹涂料。

本发明的耐指纹涂料的制备方法在室温下进行，将不同的组分分别溶解，严格控制不同物料的添加顺序和溶解次序，制备方法简单，反应条件温和，对生产环境和生产设备无特殊的要求，适用于工业化生产。所得的耐指纹涂料性能好，均匀一致，提高了所得耐指纹涂料的耐黄变性、耐腐蚀性以及耐溶剂性能，所涂覆的金属板材完全可以满足户外使用的要求，响应了国家和行业在环保、节能方面的发展要求，具有长远的使用前景。

作为一种优选的实施方案，所述步骤1)、所述步骤2)、所述步骤3)和所述步骤4)中搅拌时的搅拌速度均为30-50r/min。控制搅拌速度，不仅加快了物料之间的相互溶解，促进了物料之间的相互协同作用，而且使控制简单，容易操作，并提高了耐指纹涂料的性能。

作为一种优选的实施方案，所述步骤1)中继续搅拌的时间为10-20min，所述步骤2)中继续搅拌的时间为20-60min，所述步骤3)中继续搅拌的时间为60-120min。在搅拌时间的控制下，进一步增强了物料之间的相互协同作用，促进了物料之间的有效融合，提高了耐指纹涂料的均匀一致性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的耐指纹涂料由环氧丙烯酸树脂、硅溶胶、烷氧基硅烷、乙二醇、聚四氟乙烯蜡、耐蚀助剂、润湿剂、消泡剂和去离子水组成，各组分相互协同，相互作用，通过环氧丙烯酸树脂和耐蚀助剂的添加，提高了所得耐指纹涂料的耐黄变性、耐腐蚀性以及耐溶剂性能；在烷氧基硅烷的作用下，提高了其附着力和油漆涂布性；其不含铬及其它有毒重金属，是一种水性无铬耐指纹涂料，耐指纹性能好，所涂覆的金属板材完全可以满足户外使用的要求，响应了国家和行业在环保、节能方面的发展要求，具有长远的使用前景。其制备方法简单，反应条件温和，对生产环境和生产设备无特殊的要求，适用于工业化生产。

具体实施方式

下面将结合本发明的具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

本发明的一种高耐蚀无铬耐指纹涂料，包括以下重量百分含量的原料：环氧丙烯酸树脂10-50％，硅溶胶8-20％，烷氧基硅烷1-10％，乙二醇1-5％，聚四氟乙烯蜡3-10％，耐蚀助剂0.5-3％，润湿剂0.1-1％，消泡剂0.1-1％，去离子水余量；所述耐蚀助剂为钼酸钠、钼酸铵中的任意一种或两种。

优选地，所述聚四氟乙烯蜡为聚四氟乙烯蜡SST-3、聚四氟乙烯蜡671、聚四氟乙烯蜡AF30中的任意一种或几种。

进一步地，所述聚四氟乙烯蜡为聚四氟乙烯蜡SST-3、聚四氟乙烯蜡671和聚四氟乙烯蜡AF30按照重量比为1-2:1-2:2-3组成的混合物。

具体地，所述环氧丙烯酸树脂为多元醇类改性环氧丙烯酸酯乳液、聚氨酯改性环氧丙烯酸酯、有机硅改性环氧丙烯酸酯中的任意一种或几种。

再次优选地，所述硅溶胶的粒径大小为5-20nm。

再进一步地，所述润湿剂为NP-9、OP-9、NP-10、OP-10中的任意一种或几种。

再具体地，所述消泡剂为SN-154、BJH-01、BYK-302、VP-E369中的任意一种或几种。

本发明的一种高耐蚀无铬耐指纹涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)取去离子水，搅拌，在搅拌条件下，加入环氧丙烯酸树脂，继续搅拌，得混合物A；

2)在搅拌条件下，在步骤1)所得混合物A中缓慢加入硅溶胶和烷氧基硅烷，继续搅拌，得混合物B；

3)在搅拌条件下，在步骤2)所得混合物B中依次加入乙二醇、聚四氟乙烯蜡、耐蚀助剂、润湿剂和消泡剂，继续搅拌，得混合物C；4)边搅拌，边灌装，得耐指纹涂料。

优选地，所述步骤1)、所述步骤2)、所述步骤3)和所述步骤4)中搅拌时的搅拌速度均为30-50r/min。

进一步地，所述步骤1)中继续搅拌的时间为10-20min，所述步骤2)中继续搅拌的时间为20-60min，所述步骤3)中继续搅拌的时间为60-120min。

实施例一

本发明的一种高耐蚀无铬耐指纹涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)取去离子水110Kg，加入搅拌釜中，开启搅拌，搅拌速度为30r/min，在搅拌条件下，加入有机硅改性环氧丙烯酸酯123Kg，继续搅拌，搅拌速度为30r/min，搅拌时间为10min，得混合物A；

2)在搅拌速度为30r/min的搅拌条件下，在步骤1)所得混合物A中缓慢加入粒径大小为10nm的硅溶胶80Kg和烷氧基硅烷20Kg，继续搅拌，搅拌速度为30r/min，搅拌时间为20min，得混合物B；

3)在搅拌速度为30r/min的搅拌条件下，在步骤2)所得混合物B中依次加入乙二醇20Kg、聚四氟乙烯蜡671 40Kg、耐蚀助剂钼酸钠5Kg、润湿剂OP-91Kg和消泡剂BYK-302 1Kg，继续搅拌，搅拌速度为30r/min，搅拌时间为60min，得混合物C；

4)边搅拌，边灌装，得耐指纹涂料。

实施例二

本发明的一种高耐蚀无铬耐指纹涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)取去离子水305.2Kg，加入搅拌釜中，开启搅拌，搅拌速度为40r/min，在搅拌条件下，加入环氧丙烯酸树脂40Kg，继续搅拌，搅拌速度为40r/min，搅拌时间为15min，得混合物A；

2)在搅拌速度为40r/min的搅拌条件下，在步骤1)所得混合物A中缓慢加入硅溶胶32Kg和烷氧基硅烷4Kg，继续搅拌，搅拌速度为40r/min，搅拌时间为40min，得混合物B；

3)在搅拌速度为40r/min的搅拌条件下，在步骤2)所得混合物B中依次加入乙二醇4Kg、聚四氟乙烯蜡12Kg、耐蚀助剂钼酸铵2Kg、润湿剂NP-10 0.4Kg和消泡剂SN-154 0.4Kg，继续搅拌，搅拌速度为40r/min，搅拌时间为100min，得混合物C；

这里的聚四氟乙烯蜡是聚四氟乙烯蜡SST-3、聚四氟乙烯蜡671和聚四氟乙烯蜡AF30按照重量比为1:1:2.5组成的混合物；

4)边搅拌，边灌装，得耐指纹涂料。

实施例三

本发明的一种高耐蚀无铬耐指纹涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)取去离子水68Kg，加入搅拌釜中，开启搅拌，搅拌速度为50r/min，在搅拌条件下，加入多元醇类改性环氧丙烯酸酯乳液200Kg，继续搅拌，搅拌速度为50r/min，搅拌时间为20min，得混合物A；

2)在搅拌速度为50r/min的搅拌条件下，在步骤1)所得混合物A中缓慢加入硅溶胶40Kg和烷氧基硅烷40Kg，继续搅拌，搅拌速度为50r/min，搅拌时间为60min，得混合物B；

3)在搅拌速度为50r/min的搅拌条件下，在步骤2)所得混合物B中依次加入乙二醇12Kg、聚四氟乙烯蜡20Kg、耐蚀助剂钼酸钠12Kg、润湿剂OP-10 4Kg和消泡剂VP-E369 4Kg，继续搅拌，搅拌速度为50r/min，搅拌时间为120min，得混合物C；

4)边搅拌，边灌装，得耐指纹涂料。

将本发明实施例一至实施例三所得的三种耐指纹涂料和现有的耐指纹涂料分别进行性能测试实验，取镀锌钢板，经过相同的前处理，然后，采用上述耐指纹涂料分别进行三号线棒刮涂，PMT120度固化，得带有涂层的样板，涂层厚度均为1.0±0.2μm。将带有涂层的样板分别进行性能测试实验，包括耐蚀性、耐黄变性、耐碱性、导电性、涂装性、耐溶剂性和耐指纹性，实验结果如表1所示。

表1带有不同涂层的样板的性能测试结果

由表1可以看出，现有的耐指纹涂料不仅含有有毒重金属元素铬，污染环境不利于环保，而且，其高温易发生黄变，耐黄变性能不达标；耐溶剂性能也差，仅为2级，没有达到指标要求；耐蚀性能低，虽然达到了指标要求，但是耐蚀性弱，也容易被腐蚀。本发明实施例一至实施例三的耐指纹涂料，其耐蚀性、耐黄变性、耐碱性、导电性、涂装性、耐溶剂性和耐指纹性均满足了企业标准(即Q/BZ J052037-2008)的指标要求，而且，在同一指标下，本发明的耐指纹涂料的性能较现有的耐指纹涂料还具有进一步的提升。因此，本发明的耐指纹涂料具有很好的耐黄变性、耐腐蚀性以及耐溶剂性能，并且，耐指纹性能优，附着力好，油漆涂布性佳。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的耐指纹涂料由环氧丙烯酸树脂、硅溶胶、烷氧基硅烷、乙二醇、聚四氟乙烯蜡、耐蚀助剂、润湿剂、消泡剂和去离子水组成，各组分相互协同，相互作用，通过环氧丙烯酸树脂和耐蚀助剂的添加，提高了所得耐指纹涂料的耐黄变性、耐腐蚀性以及耐溶剂性能；在烷氧基硅烷的作用下，提高了其附着力和油漆涂布性；其不含铬及其它有毒重金属，是一种水性无铬耐指纹涂料，耐指纹性能好，所涂覆的镀锌钢板完全可以满足户外使用的要求，响应了国家和行业在环保、节能方面的发展要求，具有长远的使用前景。其制备方法简单，反应条件温和，对生产环境和生产设备无特殊的要求，适用于工业化生产。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高耐蚀无铬耐指纹涂料，其特征在于：包括以下重量百分含量的原料：

环氧丙烯酸树脂10-50％，硅溶胶8-20％，烷氧基硅烷1-10％，乙二醇1-5％，聚四氟乙烯蜡3-10％，耐蚀助剂0.5-3％，润湿剂0.1-1％，消泡剂0.1-1％，去离子水余量；

所述耐蚀助剂为钼酸钠、钼酸铵中的任意一种或两种。

2.根据权利要求1所述的高耐蚀无铬耐指纹涂料，其特征在于：

所述聚四氟乙烯蜡为聚四氟乙烯蜡SST-3、聚四氟乙烯蜡671、聚四氟乙烯蜡AF30中的任意一种或几种。

3.根据权利要求2所述的高耐蚀无铬耐指纹涂料，其特征在于：

所述聚四氟乙烯蜡为聚四氟乙烯蜡SST-3、聚四氟乙烯蜡671和聚四氟乙烯蜡AF30按照重量比为1-2:1-2:2-3组成的混合物。

4.根据权利要求1所述的高耐蚀无铬耐指纹涂料，其特征在于：

所述环氧丙烯酸树脂为多元醇类改性环氧丙烯酸酯、聚氨酯改性环氧丙烯酸酯、有机硅改性环氧丙烯酸酯中的任意一种或几种。

5.根据权利要求1所述的高耐蚀无铬耐指纹涂料，其特征在于：

所述硅溶胶的粒径大小为5-20nm。

6.根据权利要求1所述的高耐蚀无铬耐指纹涂料，其特征在于：

所述润湿剂为NP-9、OP-9、NP-10、OP-10中的任意一种或几种。

7.根据权利要求5所述的高耐蚀无铬耐指纹涂料，其特征在于：

所述消泡剂为SN-154、BJH-01、BYK-302、VP-E369中的任意一种或几种。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的高耐蚀无铬耐指纹涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)取去离子水，搅拌，在搅拌条件下，加入环氧丙烯酸树脂，继续搅拌，得混合物A；

2)在搅拌条件下，在步骤1)所得混合物A中缓慢加入硅溶胶和烷氧基硅烷，继续搅拌，得混合物B；

3)在搅拌条件下，在步骤2)所得混合物B中依次加入乙二醇、聚四氟乙烯蜡、耐蚀助剂、润湿剂和消泡剂，继续搅拌，得混合物C；

4)边搅拌，边灌装，得耐指纹涂料。

9.根据权利要求8所述的高耐蚀无铬耐指纹涂料的制备方法，其特征在于：

所述步骤1)、所述步骤2)、所述步骤3)和所述步骤4)中搅拌时的搅拌速度均为30-50r/min。

10.根据权利要求8所述的高耐蚀无铬耐指纹涂料的制备方法，其特征在于：

所述步骤1)中继续搅拌的时间为10-20min，所述步骤2)中继续搅拌的时间为20-60min，所述步骤3)中继续搅拌的时间为60-120min。