CN109666362A - 水性绝缘金属漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种水性绝缘金属漆及其制备方法，该金属漆包括：70～90质量份的基础清漆、3～6质量份的金属颜料和5～10质量份的聚乙二醇/聚(环氧乙烷)。本发明所述的水性绝缘金属漆具有金属感强、环保、绝缘不导电的优点。

Description

水性绝缘金属漆及其制备方法
技术领域
本发明通常涉及涂料领域，且特别地，涉及水性绝缘金属漆及其制备方法。
背景技术
金属漆，又叫金属闪光漆，在它的漆基中加有微细的金属粉末(如铝粉、铜粉、珠光粉等)，光线射到金属粉末上后，又透过漆膜被反射出来。因此，看上去好像金属在闪闪发光一样。金属漆的主要特性有：漆膜坚韧、附着力强、具有极强的抗紫外线、耐腐蚀性和高丰满度，能全面提高涂层的使用寿命和自洁性。金属漆最主要的应用领域是汽车行业和自行车三轮车行业以及各种机电外壳、家用电器外壳。
目前无论是溶剂型的金属漆还是水性的金属漆在绝缘不导电方面并不能达到理想状态，因为金属粉末的加入会使漆的导电性能更好。
因此，如何提供一种环保、绝缘不导电的金属漆是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种水性绝缘金属漆，其中，该金属漆包括：70～90质量份的基础清漆、3～6质量份的金属颜料和5～10质量份的聚乙二醇/聚(环氧乙烷)。
在某些实施方式中，所述的水性绝缘金属漆中，该金属漆还包括10～15质量份的聚1,8-萘二胺。
在某些实施方式中，所述的水性绝缘金属漆中，所述基础清漆包括30～40质量份的水性聚酯改性丙烯酸树脂、1.5～2.5质量份的pH调节剂、0.3～0.5质量份的消泡剂、10～20质量份的成膜助剂、0.2～0.5质量份的润湿剂、0.2～0.5质量份的流平剂、0.5～2质量份的绝缘助剂、0.5～2质量份的阻燃剂、20～30质量份的去离子水和10～15质量份的高亚氨基甲醚化氨基树脂。
在某些实施方式中，所述的水性绝缘金属漆中，
所述pH调节剂为二甲基乙醇胺；
所述消泡剂为磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂；
所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂；
所述绝缘助剂为改性聚硅氧烷。
在某些实施方式中，所述的水性绝缘金属漆中，该金属漆还包括10～20质量份的色浆。
在某些实施方式中，所述的水性绝缘金属漆中，该金属漆还2～5质量份的助溶剂。
本发明另一方面提供一种水性绝缘金属漆的制备方法，其包括基础清漆的配置过程和色漆的调整过程，其中所述基础清漆的配置过程包括如下步骤：
步骤一，按照原料配比将水性聚酯改性丙烯酸树脂、pH调节剂、助溶剂加入反应釜锅中，转速600～900r/min分散5min～10min；
步骤二，按照原料配比将去离子水、消泡剂、润湿剂、流平剂和绝缘助剂依次加入所述反应釜，转速900-1200r/min分散10min～20min；
步骤三，按照原料配比将高亚氨基甲醚化氨基树脂加入所述反应釜中，转速1000～1300r/min分散10min～15min，制得基础清漆。
在某些实施方式中，所述的水性绝缘金属漆的制备方法中，所述色漆的调整过程为：
步骤一，将所述基础清漆加入所述调漆锅中，在600～800r/min转速下分散10min～15min；
步骤二，用助溶剂溶解金属颜料；
步骤三，用步骤二溶解的金属颜料对所述基础清漆进行调色，得到水性绝缘金属漆。
在某些实施方式中，所述的水性绝缘金属漆的制备方法中，所述色漆的调整过程中还包括：
在所述步骤三金属颜料对所述基础清漆进行调色后，还包括加入聚乙二醇/聚(环氧乙烷)和聚1,8-萘二胺，在1000～1300r/min转速下分散20min～30min，得到水性绝缘金属漆。
有益效果：
本发明所述的水性绝缘金属漆中，添加绝缘助剂，增加电阻的分子扩散于涂层表面，增加涂层表面电阻，使涂层表面绝缘体和可以对金属粉末进行包裹，改善金属漆绝缘的性能。
本发明所述的水性绝缘金属漆中，使用的水性聚酯改性丙烯酸树脂采用苯酐和顺酐与多元醇反应制得不饱和聚酯树脂，再与丙烯酸单体、苯乙烯聚合，由不饱和聚酯树脂提供羟基，涂层丰满度好、光泽高、附着力强、制备的水性涂料VOC≤40g/L，气味非常低，防止污染环境。
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。
本发明提供一种水性绝缘金属漆，该金属漆包括：70～90质量份的基础清漆、3～6质量份的金属颜料和5～10质量份的聚乙二醇/聚(环氧乙烷)。
本发明所述的水性绝缘金属漆中添加聚乙二醇/聚(环氧乙烷)，聚乙二醇/聚(环氧乙烷)与金属颜料按照(1～2)/1混合，聚乙二醇/聚(环氧乙烷)具有很好的延展性，聚乙二醇/聚(环氧乙烷)与金属颜料结合后，将金属颜料平铺在漆膜中，在使用相对少量的金属颜料的基础上，提高漆膜的金属感。
上述方案中，该金属漆还包括10～15质量份的聚1,8-萘二胺。
聚萘二胺结构中的胺基和亚胺基使得聚萘二胺具有多功能性，对金属林子具有敏感性，可以与金属离子发生反应络合反应或者发生氧化还原反应，将金属颜料平铺在漆膜中，提高金属漆的视觉效果。。
上述方案中，所述基础清漆包括30～40质量份的水性聚酯改性丙烯酸树脂、1.5～2.5质量份的pH调节剂、0.3～0.5质量份的消泡剂、10～20质量份的成膜助剂、0.2～0.5质量份的润湿剂、0.2～0.5质量份的流平剂、0.5～2质量份的绝缘助剂、0.5～2质量份的阻燃剂、20～30质量份的去离子水和10～15质量份的高亚氨基甲醚化氨基树脂。
所述水性聚酯改性丙烯酸树脂采用苯酐和顺酐与多元醇反应制得不饱和聚酯树脂，再与丙烯酸单体、苯乙烯聚合，由不饱和聚酯树脂提供羟基，涂层丰满度好、光泽高、附着力强；优选地，所述水性聚酯改性丙烯酸树脂为上海澍瑞化工的AC-8200，
所述pH调节剂为二甲基乙醇胺。
所述消泡剂为磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂或有机硅类消泡剂，水性体涂料体系，少量添加消泡剂并不会影响漆膜外观，并具备良好的消泡抑泡效果，如(比克公司)BYK的消泡作用助剂BYK-028或BYK024，或者，MOUSSEX公司的941PL。
所述成膜助剂为异丙醇、丙二醇丁醚和乙醇的一种或几种。
所述基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂，如(迪高)TEGO的Tego-100、(埃夫科纳)AFCONA的AFCONA-3031中的一种或两种，起到增滑剂、流平剂的作用，使漆膜达看起来比较丰满)。
所述绝缘助剂为改性聚硅氧烷，其能够增加电阻的分子扩散于涂层表面，增加涂层表面电阻，使涂层表面绝缘体；可以对金属粉末进行包裹，改善金属漆的绝缘性能，优选地，如MCK-IS60。
上述方案中，该金属漆还包括10～20质量份的色浆。
所述色浆为水性聚酯改性丙烯酸树脂参与研磨制作各色色浆，这样可以提高对颜料粒子的润湿性和良好的分散性，将颜料粒子很好的包裹在树脂分子之间，提高色浆体系的长期储存稳定性；同时由于采用与水性各色金属闪光基础清漆组分中相同的主体树脂制作色浆，可以提高各色色浆与基础清漆之间的相容性，减少色浆加入体系中产生的色浆返粗和絮凝的问题发生。
上述方案中，该金属漆还2～5质量份的助溶剂。
本发明另一方面提供一种水性绝缘金属漆的制备方法，该制备方法包括基础清漆的配置过程和色漆的调整过程，其中所述基础清漆的配置过程包括如下步骤：
步骤一，按照原料配比将水性聚酯改性丙烯酸树脂、pH调节剂、助溶剂加入反应釜锅中，转速600～900r/min分散5min～10min；
步骤二，按照原料配比将去离子水、消泡剂、润湿剂、流平剂和绝缘助剂依次加入所述反应釜，转速900-1200r/min分散10min～20min；
步骤三，按照原料配比将高亚氨基甲醚化氨基树脂加入所述反应釜中，转速1000～1300r/min分散10min～15min，制得基础清漆。
上述方案中，所述色漆的调整过程为：
步骤一，将所述基础清漆加入所述调漆锅中，在600～800r/min转速下分散10min～15min；
步骤二，用助溶剂溶解金属颜料；
步骤三，用步骤二溶解的金属颜料对所述基础清漆进行调色，得到水性绝缘金属漆。
上述方案中，所述色漆的调整过程中还包括：
在所述步骤三金属颜料对所述基础清漆进行调色后，还包括加入聚乙二醇/聚(环氧乙烷)和聚1,8-萘二胺，在1000～1300r/min转速下分散20min～30min，得到水性绝缘金属漆。
本发明所述的硬度通过国窖标准《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。
本发明所述的耐候性含量通过参考国家标准《GB/T 1765-1979(89)测定耐湿性﹑耐盐雾﹑耐候性(人工加速)的漆膜制备法》来测试。
本发明所述的烘焙温度和烘烤时间通过国家标准《GB/T 21774-2008粉末涂料烘烤条件的测定》来测试。
本发明所述的漆膜厚度通过国家标准《GB/T 13452.2-2008色漆和清漆漆膜厚度的测定》来测试。
本发明所述的电阻能通过国家标准《GB/T 1981.2-2009电气绝缘用漆第2部分:试验方法》来测试。
实施例
实施例1
一种水性绝缘金属漆，其中，该金属漆包括：70质量份的基础清漆、3质量份的金属颜料和5质量份的聚乙二醇/聚(环氧乙烷)。
上述方案中，所述基础清漆包括30质量份的水性聚酯改性丙烯酸树脂、1.5质量份的pH调节剂、0.3质量份的消泡剂、10质量份的成膜助剂、0.2质量份的润湿剂、0.2质量份的流平剂、0.5质量份的绝缘助剂、0.5质量份的阻燃剂、20质量份的去离子水和10质量份的高亚氨基甲醚化氨基树脂。
上述方案中，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺；
所述消泡剂为磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂；
所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂；
所述绝缘助剂为改性聚硅氧烷。
上述方案中，该金属漆还包括10质量份的色浆。
上述方案中，该金属漆还2质量份的助溶剂。
制备方法：
包括基础清漆的配置过程和色漆的调整过程。
一、所述基础清漆的配置过程包括如下步骤：
步骤一，按照原料配比将水性聚酯改性丙烯酸树脂、pH调节剂、助溶剂加入反应釜锅中，转速600～900r/min分散5min～10min；
步骤二，按照原料配比将去离子水、消泡剂、润湿剂、流平剂和绝缘助剂依次加入所述反应釜，转速900-1200r/min分散10min～20min；
步骤三，按照原料配比将高亚氨基甲醚化氨基树脂加入所述反应釜中，转速1000～1300r/min分散10min～15min，制得基础清漆。
二、色漆的调整过程为：
步骤一，将所述基础清漆加入所述调漆锅中，在600～800r/min转速下分散10min～15min；
步骤二，用助溶剂溶解金属颜料；
步骤三，用步骤二溶解的金属颜料对所述基础清漆进行调色，得到水性绝缘金属漆。
实施例2
一种水性绝缘金属漆，其中，该金属漆包括：90质量份的基础清漆、6质量份的金属颜料和10质量份的聚乙二醇/聚(环氧乙烷)。
上述方案中，所述基础清漆包括40质量份的水性聚酯改性丙烯酸树脂、2.5质量份的pH调节剂、0.5质量份的消泡剂、20质量份的成膜助剂、0.5质量份的润湿剂、0.5质量份的流平剂、2质量份的绝缘助剂、2质量份的阻燃剂、30质量份的去离子水和15质量份的高亚氨基甲醚化氨基树脂。
上述方案中，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺；
所述消泡剂为磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂；
所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂；
所述绝缘助剂为改性聚硅氧烷。
上述方案中，该金属漆还包括20质量份的色浆。
上述方案中，该金属漆还5质量份的助溶剂。
制备方法：
包括基础清漆的配置过程和色漆的调整过程。
一、所述基础清漆的配置过程包括如下步骤：
步骤一，按照原料配比将水性聚酯改性丙烯酸树脂、pH调节剂、助溶剂加入反应釜锅中，转速600～900r/min分散5min～10min；
步骤二，按照原料配比将去离子水、消泡剂、润湿剂、流平剂和绝缘助剂依次加入所述反应釜，转速900-1200r/min分散10min～20min；
步骤三，按照原料配比将高亚氨基甲醚化氨基树脂加入所述反应釜中，转速1000～1300r/min分散10min～15min，制得基础清漆。
二、色漆的调整过程为：
步骤一，将所述基础清漆加入所述调漆锅中，在600～800r/min转速下分散10min～15min；
步骤二，用助溶剂溶解金属颜料；
步骤三，用步骤二溶解的金属颜料对所述基础清漆进行调色，得到水性绝缘金属漆。
实施例3
一种水性绝缘金属漆，其中，该金属漆包括：80质量份的基础清漆、5质量份的金属颜料和7质量份的聚乙二醇/聚(环氧乙烷)。
上述方案中，所述基础清漆包括35质量份的水性聚酯改性丙烯酸树脂、2质量份的pH调节剂、0.4质量份的消泡剂、15质量份的成膜助剂、0.4质量份的润湿剂、0.4质量份的流平剂、1.5质量份的绝缘助剂、1.5质量份的阻燃剂、25质量份的去离子水和12质量份的高亚氨基甲醚化氨基树脂。
上述方案中，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺；
所述消泡剂为磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂；
所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂；
所述绝缘助剂为改性聚硅氧烷。
上述方案中，该金属漆还包括15质量份的色浆。
上述方案中，该金属漆还4质量份的助溶剂。
制备方法：
包括基础清漆的配置过程和色漆的调整过程。
一、所述基础清漆的配置过程包括如下步骤：
步骤一，按照原料配比将水性聚酯改性丙烯酸树脂、pH调节剂、助溶剂加入反应釜锅中，转速600～900r/min分散5min～10min；
步骤二，按照原料配比将去离子水、消泡剂、润湿剂、流平剂和绝缘助剂依次加入所述反应釜，转速900-1200r/min分散10min～20min；
步骤三，按照原料配比将高亚氨基甲醚化氨基树脂加入所述反应釜中，转速1000～1300r/min分散10min～15min，制得基础清漆。
二、色漆的调整过程为：
步骤一，将所述基础清漆加入所述调漆锅中，在600～800r/min转速下分散10min～15min；
步骤二，用助溶剂溶解金属颜料；
步骤三，用步骤二溶解的金属颜料对所述基础清漆进行调色，得到水性绝缘金属漆。
实施例4
一种水性绝缘金属漆，其中，该金属漆包括：75质量份的基础清漆、4质量份的金属颜料、8质量份的聚乙二醇/聚(环氧乙烷)和12质量份的聚1,8-萘二胺。
上述方案中，所述基础清漆包括33质量份的水性聚酯改性丙烯酸树脂、2.2质量份的pH调节剂、0.4质量份的消泡剂、13质量份的成膜助剂、0.3质量份的润湿剂、0.4质量份的流平剂、1.4质量份的绝缘助剂、1质量份的阻燃剂、22质量份的去离子水和13质量份的高亚氨基甲醚化氨基树脂。
上述方案中，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺；
所述消泡剂为磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂；
所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂；
所述绝缘助剂为改性聚硅氧烷。
上述方案中，该金属漆还包括13质量份的色浆。
上述方案中，该金属漆还4质量份的助溶剂。
制备方法：
包括基础清漆的配置过程和色漆的调整过程。
一、所述基础清漆的配置过程包括如下步骤：
步骤一，按照原料配比将水性聚酯改性丙烯酸树脂、pH调节剂、助溶剂加入反应釜锅中，转速600～900r/min分散5min～10min；
步骤二，按照原料配比将去离子水、消泡剂、润湿剂、流平剂和绝缘助剂依次加入所述反应釜，转速900-1200r/min分散10min～20min；
步骤三，按照原料配比将高亚氨基甲醚化氨基树脂加入所述反应釜中，转速1000～1300r/min分散10min～15min，制得基础清漆。
二、色漆的调整过程为：
步骤一，将所述基础清漆加入所述调漆锅中，在600～800r/min转速下分散10min～15min；
步骤二，用助溶剂溶解金属颜料；
步骤三，用步骤二溶解的金属颜料对所述基础清漆进行调色，加入聚乙二醇/聚(环氧乙烷)和聚1,8-萘二胺，在1000～1300r/min转速下分散20min～30min，得到水性绝缘金属漆。
对比例1
一种金属漆，其特征在于，包括按质量份数计的如下组分：水性羟基丙烯酸分散体15～30份，阴离子聚丙烯酸分散体10～25份，水性脂肪族异氰酸酯5～15份，颜填料15～55份，助剂6～19份和去离子水10～0份。
上述实施例1-4和对比例1中制备得到的水性绝缘金属漆的表征测试结果如表1所示。
表1
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1
(中华铅笔)硬度 3H 3H 3H 3H 2H
柔韧性(直径D/mm) 1 1 1 1 1
附着力(1mm画方格) 1 1 1 1 1
冲击(cm) 50 50 50 50 50
耐候性(人工加速)h 1500h无异常 1500无异常 1500无异常 1500无异常 1000无异常
烘烤温度(℃) 140 140 140 140 140
烘烤时间(min) 20 20 20 20 30
适宜漆膜厚度(μm) 15-20 15-20 15-20 15-20 15-20
表面电阻率Ω*m 8*10<sup>5</sup> 2*10<sup>6</sup> 5*10<sup>6</sup> 4*10<sup>6</sup> 40
绝缘等级 - - - - -
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 (9)

1.一种水性绝缘金属漆，其中，该金属漆包括：70～90质量份的基础清漆、3～6质量份的金属颜料和5～10质量份的聚乙二醇/聚(环氧乙烷)。
2.根据权利要求1所述的水性绝缘金属漆，其中，该金属漆还包括10～15质量份的聚1,8-萘二胺。
3.根据权利要求1所述的水性绝缘金属漆，其中，所述基础清漆包括30～40质量份的水性聚酯改性丙烯酸树脂、1.5～2.5质量份的pH调节剂、0.3～0.5质量份的消泡剂、10～20质量份的成膜助剂、0.2～0.5质量份的润湿剂、0.2～0.5质量份的流平剂、0.5～2质量份的绝缘助剂、0.5～2质量份的阻燃剂、20～30质量份的去离子水和10～15质量份的高亚氨基甲醚化氨基树脂。
4.根据权利要求3所述的水性绝缘金属漆，其中，
所述pH调节剂为二甲基乙醇胺；
所述消泡剂为磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂；
所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂；
所述绝缘助剂为改性聚硅氧烷。
5.根据权利要求1所述的水性绝缘金属漆，其中，该金属漆还包括10～20质量份的色浆。
6.根据权利要求1所述的水性绝缘金属漆，其中，该金属漆还2～5质量份的助溶剂。
7.一种根据权利要求1至6任一项所述的水性绝缘金属漆的制备方法，其包括基础清漆的配置过程和色漆的调整过程，其中所述基础清漆的配置过程包括如下步骤：
步骤一，按照原料配比将水性聚酯改性丙烯酸树脂、pH调节剂、助溶剂加入反应釜锅中，转速600～900r/min分散5min～10min；
步骤二，按照原料配比将去离子水、消泡剂、润湿剂、流平剂和绝缘助剂依次加入所述反应釜，转速900-1200r/min分散10min～20min；
步骤三，按照原料配比将高亚氨基甲醚化氨基树脂加入所述反应釜中，转速1000～1300r/min分散10min～15min，制得基础清漆。
8.根据权利要求7所述的水性绝缘金属漆的制备方法，所述色漆的调整过程为：
步骤一，将所述基础清漆加入所述调漆锅中，在600～800r/min转速下分散10min～15min；
步骤二，用助溶剂溶解金属颜料；
步骤三，用步骤二溶解的金属颜料对所述基础清漆进行调色，得到水性绝缘金属漆。
9.根据权利要求8所述的水性绝缘金属漆的制备方法，所述色漆的调整过程中还包括：
在所述步骤三金属颜料对所述基础清漆进行调色后，还包括加入聚乙二醇/聚(环氧乙烷)和聚1,8-萘二胺，在1000～1300r/min转速下分散20min～30min，得到水性绝缘金属漆。
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