CN109694631A - 一种单组份水性色漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种单组份水性色漆及其制备方法，涉及水性涂料技术领域，其按重量百分比计由以下组份组成：乳液40‑60；二甲基乙醇胺1.5‑3.5；增稠助剂0.2‑0.6；助溶剂3‑7；流平助剂0.1‑0.5；分散助剂1‑4；消泡剂0.1‑0.5；防沉剂0.05‑0.2；颜料3‑7；其余为去离子水；其制备方法包括基料制备、色浆制备和调色；该单组份水性色漆采用去离子水作为溶剂，减少了有害的有机溶剂挥发造成的污染；能够适用于不同颜色的色漆制备，具有优异的层间附着力、较好的耐湿热性、耐老化等性能。
Description
技术领域
本发明实施例涉及水性涂料技术领域，具体涉及一种单组份水性色漆及其制备方法。
背景技术
目前，随着人们生活质量水平的逐步提高，环保法规要求也越来越严格。各种环保条例对挥发性有机化合物(VOC)的排放量、有害溶剂都有严格限制。
在涂料领域中，为进一步推动调整产品结构和产业优化升级，保护环境，向高新技术转变，向环境友好型转变，向水性涂料转变，向“绿色”涂料转变，落实科学发展观，现迫切需要开发新的水性环保型漆，以满足市场需求。
目前我国汽车制造业大都在使用溶剂型汽车用漆，特别是汽车塑料件用色漆目前大部分为溶剂型，而溶剂型汽车漆中的有机溶剂，含有大量对人体及环境有害的物质，在生产和汽车喷涂过程中，会有大量的有机溶剂挥发，造成空气污染和安全隐患，给人员及生态环境都造成了危害；另外，现有溶剂型色漆还存在耐湿热问题以及金属颜料定向不稳定等问题。
随着环保意识的增强，为了适应市场需求，环保水性汽车塑料件用色漆实现水性化且解决耐湿热问题和提高金属颜料定向稳定性成为紧迫的技术需求。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种单组份水性色漆及其制备方法，以解决现有技术中溶剂型汽车用漆中采用的溶剂为有机溶剂而导致的影响生态环境及人们健康、汽车塑料件水性色漆存在耐湿热问题以及金属颜料定向不稳定等问题。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
一种单组份水性色漆，所述单组份水性色漆按重量百分比计由以下组份组成：乳液40-60；二甲基乙醇胺1.5-3.5；增稠助剂0.2-0.6；助溶剂3-7；流平助剂0.1-0.5；分散助剂1-4；消泡剂0.1-0.5；防沉剂0.05-0.2；颜料3-7；其余为去离子水。
在一个实施方式中，所述单组份水性色漆按重量百分比计由以下组份组成：乳液50；二甲基乙醇胺2.5；增稠助剂0.3；助溶剂5；流平助剂0.3；分散助剂2；消泡剂0.3；防沉剂0.1；颜料5；去离子水34.5。
在一个实施方式中，所述乳液为聚丙烯酸酯类乳液或者聚氨酯类乳液或者聚酯类乳液中的一种。
在一个实施方式中，所述助溶剂为正丁醇、丁基乙二醇、丙二醇甲醚醋酸酯类中的一种。
在一个实施方式中，所述流平助剂为聚硅氧烷类流平助剂和聚丙烯酸酯类流平助剂中的一种；所述增稠助剂为聚氨酯类增稠剂；所述防沉剂为气相二氧化硅。
在一个实施方式中，所述分散助剂为脂肪酸类分散助剂或者丙烯酸酯类分散助剂或者丙烯酸嵌段共聚类分散助剂中的一种或者多种。
在一个实施方式中，所述消泡助剂为聚硅氧烷类消泡剂、聚丙烯酸类消泡剂、炔二醇类消泡剂中的一种或者多种。
在一个实施方式中，所述颜料为铝粉、珠光粉、金红石钛白粉、碳黑、酞青绿、酞青蓝、喹吖啶酮红、苯并咪唑酮紫、异吲哚啉酮黄、铁黄、铁红中的一种或者多种。
一种上述的单组份水性色漆的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
a.基料制备：
按比例将乳液加入到第一搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，按比例将35％-45％的去离子水、二甲基乙醇胺、增稠助剂、助溶剂、流平助剂加入到乳液中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至20米/分钟以上，继续搅拌30min制得基料，备用，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
b.色浆制备：
b1：按比例将25％-35％的去离子水加入到第二搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，按比例将分散助剂、消泡剂、防沉剂、颜料加入到该去离子水中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至20米/分钟以上，继续搅拌30min制得色浆，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
c.调色：
c1：将步骤a制备的基料加入到第三搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，将步骤b制备的88-95％的色浆加入到该基料中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至20米/分钟以上，继续搅拌30min得到初始水性色漆，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
c2：对初始水性色漆进行颜色调节和粘度调节，根据色差控制要求用步骤b制备的剩余的色浆进行调色，使用剩余的去离子水调节粘度至23度30-40秒，然后高速搅拌均匀后过滤去渣，待清洁度检验合格后测固含量和密度。
在一个实施方式中，所述步骤b还包括b2：把b1制备好的色浆加入砂磨机进行研磨至细度<10μm后，抽出备用，其中，研磨条件为：砂磨机流速为130-150kg/h、研磨介质0.8mm、研磨温度<60℃。
本发明的实施例具有如下优点：
与现有技术相比，本发明实施例提供了一种单组份水性色漆及其制备方法，采用去离子水作为溶剂，减少了有害的有机溶剂挥发造成的污染，属于环保型漆，减少了VOC的排放，同时在生产过程中对工人身体几乎无伤害；能够适用于不同颜色的色漆制备，具有优异的层间附着力，同时该涂层暴露于空气中，接触到酸雨及其他空气污染物，具有较好的耐湿热性、耐老化等性能；制备方法工艺简单，采用该制备方法制备的含金属颜料的水性色漆中金属颜料具备很好的定向排布性，解决了现有技术中汽车塑料件水性色漆存在的金属颜料定向不稳定的问题，制备方法工艺生产效率高，成本低廉。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。
实施例1
一种单组份水性色漆按重量百分比计由以下组份组成：乳液40；二甲基乙醇胺1.5；增稠助剂0.2；助溶剂3；流平助剂0.1；分散助剂1；消泡剂0.1；防沉剂0.05；颜料3；去离子水51.05。
所述乳液为聚丙烯酸酯类乳液。
所述助溶剂为正丁醇。
所述流平助剂为聚硅氧烷类流平助剂；所述增稠助剂为聚氨酯类增稠剂；所述防沉剂为气相二氧化硅。
所述分散助剂为脂肪酸类分散助剂。
所述消泡助剂为聚硅氧烷类消泡剂。
所述颜料为铝粉。
上述的单组份水性色漆的制备方法包括如下步骤：
a.基料制备：
按比例将乳液加入到第一搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，按比例将35％的去离子水、二甲基乙醇胺、增稠助剂、助溶剂、流平助剂加入到乳液中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至20米/分钟，继续搅拌30min制得基料，备用，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
b.色浆制备：
b1：按比例将35％的去离子水加入到第二搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，按比例将分散助剂、消泡剂、防沉剂、颜料加入到该去离子水中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至20米/分钟，继续搅拌30min制得色浆，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
c.调色：
c1：将步骤a制备的基料加入到第三搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，将步骤b1制备的90％的色浆加入到该基料中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至20米/分钟，继续搅拌30min得到初始水性色漆，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
c2：对初始水性色漆进行颜色调节和粘度调节，根据色差控制要求用步骤b制备的剩余的色浆进行调色，使用剩余的去离子水调节粘度至23度30-40秒，然后高速搅拌均匀后过滤去渣，待清洁度检验合格后测固含量和密度。其中，清洁度的合格标准为：用45μm滤网过滤后用去离子水清洗，杂质几乎看不到。
金属色浆，如铝粉和珠光粉，按照此制备方法制备，步骤b1制备的色浆不需要经过研磨过程直接应用于步骤c中；采用该制备方法制备的含金属颜料的水性色漆中金属颜料具备很好的定向排布性，解决了现有技术中汽车塑料件水性色漆存在的金属颜料定向不稳定的问题。
实施例2
一种单组份水性色漆按重量百分比计由以下组份组成：乳液60；二甲基乙醇胺3.5；增稠助剂0.6；助溶剂7；流平助剂0.5；分散助剂4；消泡剂0.5；防沉剂0.2；颜料7；去离子水16.7。
所述乳液聚氨酯类乳液。
所述助溶剂为丁基乙二醇。
所述流平助剂为聚丙烯酸酯类流平助剂；所述增稠助剂为聚氨酯类增稠剂；所述防沉剂为气相二氧化硅。
所述分散助剂为丙烯酸酯类分散助剂。
所述消泡助剂为聚丙烯酸类消泡剂。
所述颜料金红石钛白粉。
上述的单组份水性色漆的制备方法包括如下步骤：
a.基料制备：
按比例将乳液加入到第一搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，按比例将45％的去离子水、二甲基乙醇胺、增稠助剂、助溶剂、流平助剂加入到乳液中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至25米/分钟，继续搅拌30min制得基料，备用，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
b.色浆制备：
b1：按比例将35％的去离子水加入到第二搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，按比例将分散助剂、消泡剂、防沉剂、颜料加入到该去离子水中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至25米/分钟，继续搅拌30min制得色浆，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
b2：把b1制备好的色浆加入砂磨机进行研磨至细度<10μm后，抽出备用，其中，研磨条件为：砂磨机流速为130-150kg/h、研磨介质0.8mm、研磨温度<60℃；
c.调色：
c1：将步骤a制备的基料加入到第三搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，将步骤b2中经过研磨处理后的88％的色浆加入到该基料中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至25米/分钟，继续搅拌30min得到初始水性色漆，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
c2：对初始水性色漆进行颜色调节和粘度调节，根据色差控制要求用步骤b2中经过研磨处理后的剩余的色浆进行调色，使用剩余的去离子水调节粘度至23度30-40秒，然后高速搅拌均匀后过滤去渣，待清洁度检验合格后测固含量和密度。其中，清洁度的合格标准为：用45μm滤网过滤后用去离子水清洗，杂质几乎看不到。
实施例3
一种单组份水性色漆，按重量百分比计由以下组份组成：乳液50；二甲基乙醇胺2.5；增稠助剂0.3；助溶剂5；流平助剂0.3；分散助剂2；消泡剂0.3；防沉剂0.1；颜料5；去离子水34.5。
所述乳液为聚酯类乳液。
所述助溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯类。
所述流平助剂为聚硅氧烷类流平助剂；所述增稠助剂为聚氨酯类增稠剂；所述防沉剂为气相二氧化硅。
所述分散助剂为丙烯酸嵌段共聚类分散助剂。
所述消泡助剂为炔二醇类消泡剂。
所述颜料为碳黑。
上述的单组份水性色漆的制备方法，包括如下步骤：
a.基料制备：
按比例将乳液加入到第一搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，按比例将42％的去离子水、二甲基乙醇胺、增稠助剂、助溶剂、流平助剂加入到乳液中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至20米/分钟以上，继续搅拌30min制得基料，备用，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
b.色浆制备：
b1：按比例将29％的去离子水加入到第二搅拌器中，在(具体的搅拌速度或者速度范围)米/分钟搅拌下，按比例将分散助剂、消泡剂、防沉剂、颜料加入到该去离子水中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至20米/分钟以上，继续搅拌30min制得色浆，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
b2：把b1制备好的色浆加入砂磨机进行研磨至细度<10μm后，抽出备用，其中，研磨条件为：砂磨机流速为130-150kg/h、研磨介质0.8mm、研磨温度<60；
c.调色：
c1：将步骤a制备的基料加入到第三搅拌器中，在(具体的搅拌速度或者速度范围)米/分钟搅拌下，将步骤b2中经过研磨处理后的90％的色浆加入到该基料中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至20米/分钟以上，继续搅拌30min得到初始水性色漆，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
c2：对初始水性色漆进行颜色调节和粘度调节，根据色差控制要求用步骤b2中经过研磨处理后的剩余的色浆进行调色，使用剩余的去离子水调节粘度至23度30-40秒，然后高速搅拌均匀后过滤去渣，待清洁度检验合格后测固含量和密度。其中，清洁度的合格标准为：用45μm滤网过滤后用去离子水清洗，杂质几乎看不到。其中，清洁度的合格标准为：用45μm滤网过滤后用去离子水清洗，杂质几乎看不到。
实施例4
一种单组份水性色漆按重量百分比计由以下组份组成：乳液45；二甲基乙醇胺2；增稠助剂0.4；助溶剂4；流平助剂0.2；分散助剂1.5；消泡剂0.2；防沉剂0.1；颜料4；去离子水42.6。
所述乳液为聚丙烯酸酯类乳液。
所述助溶剂为正丁醇。
所述流平助剂为聚丙烯酸酯类流平助剂；所述增稠助剂为聚氨酯类增稠剂；所述防沉剂为气相二氧化硅。
所述分散助剂为脂肪酸类分散助剂。
所述消泡助剂为聚硅氧烷类消泡剂。
所述颜料为铁黄。
上述的单组份水性色漆的制备方法包括如下步骤：
a.基料制备：
按比例将乳液加入到第一搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，按比例将38％的去离子水、二甲基乙醇胺、增稠助剂、助溶剂、流平助剂加入到乳液中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至23米/分钟，继续搅拌30min制得基料，备用，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
b.色浆制备：
b1：按比例将27％的去离子水加入到第二搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，按比例将分散助剂、消泡剂、防沉剂、颜料加入到该去离子水中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至23米/分钟，继续搅拌30min制得色浆，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
b2：把b1制备好的色浆加入砂磨机进行研磨至细度<10μm后，抽出备用，其中，研磨条件为：砂磨机流速为130-150kg/h、研磨介质0.8mm、研磨温度<60℃；
c.调色：
c1：将步骤a制备的基料加入到第三搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，将步骤b2中经过研磨处理后的95％的色浆加入到该基料中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至23米/分钟，继续搅拌30min得到初始水性色漆，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
c2：对初始水性色漆进行颜色调节和粘度调节，根据色差控制要求用步骤b2中经过研磨处理后的剩余的色浆进行调色，使用剩余的去离子水调节粘度至23度30-40秒，然后高速搅拌均匀后过滤去渣，待清洁度检验合格后测固含量和密度。其中，清洁度的合格标准为：用45μm滤网过滤后用去离子水清洗，杂质几乎看不到。
实施例5
一种单组份水性色漆按重量百分比计由以下组份组成：乳液55；二甲基乙醇胺3；增稠助剂0.5；助溶剂6；流平助剂0.4；分散助剂3；消泡剂0.4；防沉剂0.15；颜料6；去离子水25.55。
所述乳液为聚氨酯类乳液。
所述助溶剂为丁基乙二醇。
所述流平助剂为聚硅氧烷类流平助剂；所述增稠助剂为聚氨酯类增稠剂；所述防沉剂为气相二氧化硅。
所述分散助剂为丙烯酸酯类分散助剂。
所述消泡助剂为聚丙烯酸类消泡剂。
所述颜料铁红。
上述的单组份水性色漆的制备方法包括如下步骤：
a.基料制备：
按比例将乳液加入到第一搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，按比例将40％的去离子水、二甲基乙醇胺、增稠助剂、助溶剂、流平助剂加入到乳液中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至20米/分钟以上，继续搅拌30min制得基料，备用，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
b.色浆制备：
b1：按比例将33％的去离子水加入到第二搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，按比例将分散助剂、消泡剂、防沉剂、颜料加入到该去离子水中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至20米/分钟以上，继续搅拌30min制得色浆，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
b2：把b1制备好的色浆加入砂磨机进行研磨至细度<10μm后，抽出备用，其中，研磨条件为：砂磨机流速为130-150kg/h、研磨介质0.8mm、研磨温度<60℃；
c.调色：
c1：将步骤a制备的基料加入到第三搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，将步骤b2中经过研磨处理后的90％的色浆加入到该基料中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至20米/分钟以上，继续搅拌30min得到初始水性色漆，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
c2：对初始水性色漆进行颜色调节和粘度调节，根据色差控制要求用步骤b2中经过研磨处理后的剩余的色浆进行调色，使用剩余的去离子水调节粘度至23度30-40秒，然后高速搅拌均匀后过滤去渣，待清洁度检验合格后测固含量和密度。其中，清洁度的合格标准为：用45μm滤网过滤后用去离子水清洗，杂质几乎看不到。
上述实施例所得单组份水性清漆的技术指标如下：
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种单组份水性色漆，其特征在于，所述单组份水性色漆按重量百分比计由以下组份组成：乳液40-60；二甲基乙醇胺1.5-3.5；增稠助剂0.2-0.6；助溶剂3-7；流平助剂0.1-0.5；分散助剂1-4；消泡剂0.1-0.5；防沉剂0.05-0.2；颜料3-7；其余为去离子水。
2.如权利要求1所述的一种单组份水性色漆，其特征在于，所述单组份水性色漆按重量百分比计由以下组份组成：乳液50；二甲基乙醇胺2.5；增稠助剂0.3；助溶剂5；流平助剂0.3；分散助剂2；消泡剂0.3；防沉剂0.1；颜料5；去离子水34.5。
3.如权利要求1所述的一种单组份水性色漆，其特征在于，所述乳液为聚丙烯酸酯类乳液或者聚氨酯类乳液或者聚酯类乳液中的一种。
4.如权利要求1所述的一种单组份水性色漆，其特征在于，所述助溶剂为正丁醇、丁基乙二醇、丙二醇甲醚醋酸酯类中的一种。
5.如权利要求1所述的一种单组份水性色漆，其特征在于，所述流平助剂为聚硅氧烷类流平助剂和聚丙烯酸酯类流平助剂中的一种；所述增稠助剂为聚氨酯类增稠剂；所述防沉剂为气相二氧化硅。
6.如权利要求1所述的一种单组份水性色漆，其特征在于，所述分散助剂为脂肪酸类分散助剂或者丙烯酸酯类分散助剂或者丙烯酸嵌段共聚类分散助剂中的一种或者多种。
7.如权利要求1所述的一种单组份水性色漆，其特征在于，所述消泡助剂为聚硅氧烷类消泡剂、聚丙烯酸类消泡剂、炔二醇类消泡剂中的一种或者多种。
8.如权利要求1所述的一种单组份水性色漆，其特征在于，所述颜料为铝粉、珠光粉、金红石钛白粉、碳黑、酞青绿、酞青蓝、喹吖啶酮红、苯并咪唑酮紫、异吲哚啉酮黄、铁黄、铁红中的一种或者多种。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的单组份水性色漆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
a.基料制备：
按比例将乳液加入到第一搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，按比例将35％-45％的去离子水、二甲基乙醇胺、增稠助剂、助溶剂、流平助剂加入到乳液中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至20米/分钟以上，继续搅拌30min制得基料，备用，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
b.色浆制备：
b1：按比例将25％-35％的去离子水加入到第二搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，按比例将分散助剂、消泡剂、防沉剂、颜料加入到该去离子水中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至20米/分钟以上，继续搅拌30min制得色浆，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
c.调色：
c1：将步骤a制备的基料加入到第三搅拌器中，在5米/分钟搅拌下，将步骤b制备的88-95％的色浆加入到该基料中混合搅拌5分钟；再将搅拌速度提升至20米/分钟以上，继续搅拌30min得到初始水性色漆，搅拌过程中温度控制不超过60℃；
c2：对初始水性色漆进行颜色调节和粘度调节，根据色差控制要求用步骤b制备的剩余的色浆进行调色，使用剩余的去离子水调节粘度至23度30-40秒，然后高速搅拌均匀后过滤去渣，待清洁度检验合格后测固含量和密度。
10.如权利要求9所述的单组份水性色漆的制备方法，其特征在于，所述步骤b还包括b2：把b1制备好的色浆加入砂磨机进行研磨至细度<10μm后，抽出备用，其中，研磨条件为：砂磨机流速为130-150kg/h、研磨介质0.8mm、研磨温度<60℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190430 |
|
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