CN109749611B - 一种超耐汽油性水性清漆及其制备方法 - Google Patents

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本发明涉及一种超耐汽油性的水性清漆及其制备方法,该水性清漆包括重量比为3:1的甲组分树脂漆及乙组分固化剂;其中,甲组分树脂漆包括水性羟基丙烯酸乳液45‑65份,水性羟基聚氨酯分散体15‑30份,消泡剂0.2‑0.5份,润湿流平剂0.2‑1.0份,水性催干剂0.2‑0.6份,杀菌剂0.1‑0.3份,光稳定剂1‑3份,溶剂A 5‑15份;乙组分固化剂包括固化剂55‑75份,溶剂B 10‑30份。与现有技术相比,本发明制备方法简单,原料选择广泛,制成的水性清漆耐化性尤其是耐汽油性优异,表干速度及活化期有效提高,层间附着力良好,具有硬度建立快及丰满度高等优点。

Description

一种超耐汽油性水性清漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,具体涉及一种超耐汽油性的水性清漆及其制备方法。
背景技术
清漆,由于其透明性,可赋予涂层一些额外的优异性能。尤其是汽车外饰,多采用一些高光泽、丰满度、耐候性及耐化性等特点的清漆,赋予人们视觉和感官上的美感,并对车体进行长而有效的保护。传统的清漆使用大量溶剂,造成VOC(挥发性有机化合物)排放污染环境,同时,施工过程中的溶剂也会对作业人员身体造成极大伤害。
如何有效地降低VOC,是当下环保法规的要求,也是顺应环境友好型涂料发展的潮流。目前技术主要有水性清漆、UV固化清漆、以及高固体份清漆三类。UV清漆由于其工艺的复杂性,需要提供UV的特殊设备以及保证施工过程全程避光,对于一些中小型涂装厂,替代起来颇有难度。高固体份清漆可以显著降低VOC排放,但还是会用到较多溶剂,比水性清漆的排放要高。水性清漆并不需要对现有喷房进行太多改动,改造成本较低,且施工工艺类似,因此颇具市场前景。
专利CN108047926A公开了一种水性双组分清漆,该水性清漆的光泽、饱满度、流平性、施工性等性能可与油性清漆相媲美。它包括主漆和固化剂,所述主漆的重量百分比组成为:水性丙烯酸树脂25-40%,水性聚酯树脂25-40%、基材润湿剂0.1-1份、流平剂0.1-1份、消泡剂0.1-1份、紫外线吸收剂0.1-1份、杀菌剂0.1-1份、助溶剂5-10份、增稠剂0.1-1份、羟甲基壳聚糖2-5份;B组分包含异氰酸酯固化剂40-60份、附着力促进剂0.1-1份,助溶剂40-60份。但此清漆慢干、活化期也较短,且耐汽油性也一般。
专利CN102925048B公开了一种环保水性双组分汽车修补漆清漆及其制备方法,该清漆包括以下组分和重量百分含量:A组分:水性树脂50~70%,水性消泡剂0.1~2.0%,水性增稠剂0.5~4.0%,水性流平剂1~3%,助溶剂1~8%,水性润湿剂0.1~2%和去离子水2~10%;B组分:水性聚异氰酸酯分散体15%~25%,溶剂2%~7%。该专利为水性清漆基础配方,未有催干剂、防霉剂等助剂使用,干燥速度、抗菌性等性能不太理想。
发明内容
本发明的目的就是为了优化上述现有技术而提供一种快干、具有超长活化性的超耐汽油性水性清漆及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种超耐汽油性的水性清漆,该水性清漆包括重量比为3:1的甲组分树脂漆及乙组分固化剂,其中,所述甲组分树脂漆包括以下重量份的组分:
所述乙组分固化剂包括以下重量份的组分:
固化剂 55-75份,
溶剂B 10-30份。
优选的,所述的甲组分树脂漆包括以下重量份的组分:
优选的,所述的所述乙组分固化剂包括以下重量份的组分:
固化剂 60-75份,
溶剂B 10-30份。
所述的水性羟基丙烯酸乳液固体份羟基含量为4-4.5,水性羟基聚氨酯分散体的固体份羟基含量为3-3.5。优选的,羟基丙烯酸乳液的固体份羟基含量为4.1,如Allnex的水性羟基丙烯酸乳液MACRYNAL VSM6299W/42WA;水性羟基聚氨酯分散体的固体份羟基含量为3.2,如ALLNEX BELGIUM SA/NV公司的水性聚氨酯分散体DAOTAN TW7010/36WA。
聚氨酯分散体中的羟基是聚氨酯树脂侧链上用作后期交联的活性官能团,羟值可以表示树脂的羟基含量,羟值量大,则羟基含量越高。水性聚氨酯分散体的羟值在该区间内,漆膜光泽高,丰满度好,同时,交联密度大,漆膜化学、机械性能好。
丙烯酸乳液的羟值在此区间内,其与异氰酸酯有良好的交联性,高光泽和丰满度,耐化性非常优异,铅笔硬度比较高,因而又兼具耐刮擦性的优点,同时,还可以为涂膜提供优异的附着力。
优选的,所述的消泡剂基于聚多元醇技术的有机改性聚硅氧烷,所述的润湿流平剂为非离子型有机改性聚硅氧烷,所述的水性催干剂为螯合型催干剂,所述的杀菌剂为芳基脲衍生物与咪唑衍生物的复配型混合物,所述的光稳定剂为紫外线吸收剂与受阻胺类光稳定剂,所述的固化剂为TDI<0.4%、不含芳烃的HDI三聚体。
更优选的,所述的消泡剂为德国明凌公司的AGITAN 760,界面的气泡被消泡剂推开,使得气体内部压力不稳,气泡壁破裂从而破泡,可有效防止混合、制造、应用时机械力的气泡产生,同时,由于不含芳烃,于环境也更加友好。
更优选的,所述的润湿流平剂为德国明凌公司的EDAPLAN LA413,非离子型有机改性聚硅氧烷,可有效消除贝纳德涡流,防止发花、桔皮,降低涂料与底层的界面张力,提高对底材的润湿性,增加附着力,减少缩孔、针眼等涂膜弊病。
更优选的,所述的水性催干剂为Borchers的ZINC 10W AQUA,不黄变并可增加抗黄变能力,可防止老化失干。
更优选的,所述的杀菌剂为美国陶氏化学公司的ROCIMA 361,是芳基衍生物与咪唑衍生物的混合物,可对待聚合的乙酰葡萄糖胺转化酶起抑制作用,阻碍几丁质的形成,从而破坏真菌细胞壁的形成,或改变细胞壁的渗透能力,导致细胞内含物的泄露而杀死细胞,起到杀菌作用。
更优选的,所述的光稳定剂为青岛德达志成化工有限公司WS2,是紫外线吸收剂与受阻胺类光稳定剂的复配产物,保证基材和提升涂料耐黄变,维持光泽度保留率。
更优选的,所述的固化剂为巴斯夫公司的Basonat HW2100,即六亚甲基二异氰酸酯三聚体。
上述成分中,亲水、疏水型溶剂搭配,可提高漆膜耐水性能,PUD与丙烯酸乳液可得硬度良好、耐化性能优异的漆膜,从而可制得一种具有快干、超长活化期的超耐汽油性水性清漆,于环境友好。
优选的,所述的溶剂A包括去离子水、异丙醇、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯或乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或多种,所述的溶剂B包括去离子水、异丙醇、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯或乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或多种。
更优选的,所述的溶剂A为去离子水、二丙二醇甲醚及二丙二醇丁醚按重量比为10:2:6构成的混合溶剂,所述的溶剂B为乙二醇丁醚醋酸酯。
一种如上所述超耐汽油性的水性清漆的制备方法,包括以下步骤:
(1)按重量份将羟基丙烯酸乳液和羟基聚氨酯分散体加入到分散罐中,搅拌均匀,然后加入消泡剂、溶剂A,低速搅拌,润湿流平剂、水性催干剂、杀菌剂及光稳定剂,中速搅拌,调节粘度至30~40s(涂-4杯),过滤,制得甲组分树脂漆;
(2)按重量份将固化剂加入到溶剂B中,搅拌均匀,制得乙组分固化剂;
(3)将甲组分树脂漆与乙组分固化剂按按重量比为3:1混合均匀,即制得所述的水性清漆。
所述的低速搅拌的转速为300-600r/min,搅拌时间为5~10min,所述的中速搅拌的转速为800-1500r/min,搅拌时间为10~15min。
本发明选用相容性良好的高羟值高硬度丙烯酸乳液VSM6299与带羟基的聚氨酯分散体TW7010搭配使用,以HW 2100为固化剂,同时保证了漆膜的硬度及韧性。本发明配方设计在保证漆膜性能的前提下,兼顾了漆膜的硬度及韧性,加入润湿流平剂LA413,能有效改进对底材的润湿性,制得的水性清漆具有优异的耐化性尤其是耐汽油性,同时具有良好的硬度和耐刮伤性。
本发明水性清漆的组分中,不含芳烃,VOC低,润湿性好,减少了在施工时稀释剂的加入,易于喷涂。同时,选用的丙烯酸乳液VSM6299与带羟基的聚氨酯分散体TW7010搭配的玻璃化温度较高,所以涂料在固化时,溶剂释放较快,能充分挥发,在后期的成膜过程中,有机溶剂含量极低,且在24h后无气味残留。
在干燥速度和活化期方面,本产品采用水性催干剂ZINC 10W AQUA,能有效提高表干速度及活化期,不黄变并可增加抗黄变能力,可防止老化失干,更好地应用于汽车外饰。
与现有技术相比,本发明的有益效果体现在以下几方面:
1)由于采用相容性好的高羟值高硬度丙烯酸乳液与含羟基聚氨酯分散体搭配使用,作为基体成膜物质,能够保证清漆漆膜的硬度及韧性,有效改善了漆膜的抗划伤性,制成的清漆产品漆膜硬度高,抗划伤效果好;
2)采用适宜的助剂配比,底材润湿性好,减少了在施工时稀释剂的加入,易于喷涂,固化时的溶剂释放快,且成膜固化后溶剂残留量少,为低VOC环保涂料;
3)制备方法简单,原料选择广泛,制成的清漆硬度高,抗划伤性好,耐化学性尤其是耐汽油性优异,层间附着力良好,具有较长的开放时间,无残留有机物气味,可用作外饰保护装饰。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明,但绝不是对本发明的限制。
表1实施例1-7和对比例中水性清漆组成一览表
实施例1-7
一种超耐汽油性的水性清漆,由甲组分树脂漆与乙组分固化剂按重量比为3:1组合而成,具体配方见表1。水性清漆的制备方法具体包括以下步骤:
(1)按重量份将羟基丙烯酸乳液和羟基聚氨酯分散体加入到分散罐中,搅拌均匀,然后加入消泡剂、溶剂A,低速搅拌5~10min,润湿流平剂、水性催干剂、杀菌剂及光稳定剂,中速搅拌10~15min,调节粘度至30~40s,过滤,制得甲组分树脂漆;
(2)按重量份将固化剂加入到溶剂B中,搅拌均匀,制得乙组分固化剂;
(3)将甲组分树脂漆与乙组分固化剂按按重量比为3:1混合均匀,即制得所述的水性清漆。
实施例1涂料与市售的水性清漆同时施工于喷涂完色漆(表干)的ABS上,漆膜性能测试结果如表2所示。
表2漆膜性能测试结果
从表2中我们可以看出,本发明的水性清漆具有优异的耐汽油性,同时兼具快干、活化性时间长、光泽度好等优良性能。
对比例
本对比例水性清漆由甲组分树脂漆与乙组分固化剂按重量比为4:1组合而成,具体配方见表1。本对比例水性清漆的制备方法具体包括以下步骤:
(1)按重量份将羟基丙烯酸乳液和羟基聚氨酯分散体加入到分散罐中,搅拌均匀,然后加入消泡剂、溶剂A,低速搅拌5~10min,润湿流平剂、水性催干剂、杀菌剂及光稳定剂,中速搅拌10~15min,调节粘度至30~40s,过滤,制得甲组分树脂漆;
(2)按重量份将固化剂加入到溶剂B中,搅拌均匀,制得乙组分固化剂;
(3)将甲组分树脂漆与乙组分固化剂按按重量比为4:1混合均匀,即制得所述的水性清漆。
表3对比例部分漆膜性能
从表3可以看出,当甲组分树脂漆和乙组分固化剂的比例为4:1时,由于固化不充分,耐汽油性变差,实干时间会延长,活化期时间会缩短,所以甲组分树脂漆和乙组分固化剂的比例为3:1时效果是最好的。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种超耐汽油性的水性清漆,其特征在于,该水性清漆由重量比为3:1的甲组分树脂漆及乙组分固化剂组成,其中,所述甲组分树脂漆为以下重量份的组分:
水性羟基丙烯酸乳液VSM6299W/42WA 55份
水性羟基聚氨酯分散体TW7010/36WA 30份
消泡剂 AGITAN 760 0.2份
润湿流平剂 EDAPLAN LA413 0.5份
水性催干剂 ZINC 10W AQUA 0.2份
杀菌剂 ROCIMA 361 0.1份
光稳定剂 WS2 1份
溶剂A 10份
所述乙组分固化剂为以下重量份的组分:
固化剂HW2100 60份
溶剂B 20份
所述的溶剂A为去离子水、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚以重量比10: 2: 6混合;
所述的溶剂B为乙二醇丁醚醋酸酯。
2.一种如权利要求1所述的超耐汽油性的水性清漆的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)按重量份将水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基聚氨酯分散体加入到分散罐中,搅拌均匀,然后加入消泡剂、溶剂A,低速搅拌,加入润湿流平剂、水性催干剂、杀菌剂及光稳定剂,中速搅拌,调节粘度至30~40s,过滤,制得甲组分树脂漆;
(2)按重量份将固化剂加入到溶剂B中,搅拌均匀,制得乙组分固化剂;
(3)将甲组分树脂漆与乙组分固化剂按重量比为3:1混合均匀,即制得所述的水性清漆。
3.根据权利要求2所述的一种超耐汽油性的水性清漆的制备方法,其特征在于,所述的低速搅拌的转速为300~600r/min,搅拌时间为5~10min,所述中速搅拌的转速为800~1500r/min,搅拌时间为10~15min。
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