CN109971328B - 一种水性弹性桔纹涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性弹性桔纹涂料，包括如下重量份的组分：30‑50份的水性弹性树脂、6‑10份的固化剂、2‑5份的助溶剂、1份‑5份的耐磨消光粉、0.2份‑3份的氧化石墨烯、1份‑5份的聚氨酯弹性粉、0.5份‑2份的桔纹助剂、1‑10份颜料、0.1份‑1份的触变剂、0.1‑0.2份的PH调节剂、0.1‑0.2份的消泡剂、2‑5份的成膜助剂、0.3‑0.5份的分散剂、0.3‑0.5份的基材润湿剂、5‑10份的去离子水、0.5‑1.0份的增稠剂。还公布了其制备方法。本发明的目的是提供一种水性弹性桔纹涂料花纹均匀、漆膜丰满光亮、物化性能优良。

Description

一种水性弹性桔纹涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种水性弹性桔纹涂料及其制备方法。
背景技术
桔纹漆是一种较新颖的美术漆，美术漆常用于仪器仪表、设备及轻工金属制品等金属壳体外表面的涂饰,可掩饰金属表面较浅的机械伤痕及粗糙不平等缺陷。所谓桔纹漆，是漆膜外表面具有像橘子皮一样的花纹，故称桔纹漆。使其显得更加优雅、美观,通过使用弹性成膜物质，形成弹性手感漆，使人感觉到一种软绵绵爽滑的感觉。目前，桔纹漆多是溶剂型产品。而今，在国家倡导健康环保的形势下，环保型产品便成为当下研究的重心。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种水性弹性桔纹涂料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种水性弹性桔纹涂料，配方按重量份计算如下：30-50份的水性弹性树脂、6-10份的固化剂、2-5份的助溶剂、1份-5份的耐磨消光粉、0.2份-3份的氧化石墨烯、1份-5份的聚氨酯弹性粉、0.5份-2份的桔纹助剂、1-10份颜料、0.1份-1份的触变剂、0.1-0.2份的PH调节剂、0.1-0.2份的消泡剂、2-5份的成膜助剂、0.3-0.5份的分散剂、0.3-0.5份的基材润湿剂、5-10份的去离子水、0.5-1.0份的增稠剂。
进一步的，所述水性弹性树脂为拜耳的Bayhydrol U 241和U 355。重量比1：1混合使用)，发现能够涂层具有很高的耐化学品性，尤其固化后的漆膜具有良好的柔韧性。
进一步的，所述固化剂为拜耳的
Figure BDA0001992483690000021
305，其能够改善水性双组分聚氨酯涂料的性能；所述的耐磨消光粉为美国雅宝(PERGOPAK)M6(PERGOPAK是一种热固性聚甲基脲树脂(PMU)，作为消光粉可以获得传统的白炭黑或蜡等标准消光剂所无法获得的表面性质和优点，高消光性、优异耐磨性、优异的爽滑手感和耐刮擦性；所述的氧化石墨烯为Hummers法自制(能够提高涂层的柔韧性，帮助建立立体效果；所述成膜助剂为丙二醇苯醚类的环保净味型成膜助剂AF(广州宇泰化工科技有限公司)和醇酯-12成膜助剂(美国伊士曼)，二者比例1:1至1:2。
进一步的，所述助溶剂为美国陶氏化工的丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或两种，是性能优良的低毒高级工业溶剂，此配方中，主要用于溶解固化剂；所述的聚氨酯弹性粉为：源禾Acure D 30F聚氨酯弹性粉具有很好的耐磨性和耐刮伤性；所述的桔纹助剂为上海易涂实业有限公司的水性锤纹助剂L-4620W，L-4620W锤纹助剂可以通用于各种水性和溶剂型涂料中，能赋予涂料理想的花纹效果，比传统的锤纹助剂能产生更强的立体花纹，立体感强烈，附着力好，滑爽性好等优点；所述PH值调节剂为二甲基乙醇胺(德国巴斯夫公司)、多功能助剂AMP-95(美国陶氏化工)中的一种或两种(调节体系的酸碱性，一般水性涂料PH值在8-9之间，这两种PH值调节剂不但具有调节PH值的效果，而且本身是有机物质，具有一定的辅助成膜的特性。
进一步的，所述的触变剂为巴斯夫公司所生产的ATTAGEL50触变型增稠剂主要成份为硅酸铝镁，该触变剂具有增稠性和触变性，且吸附能力强，防止颜料沉降，发现其能够改善漆膜脱水收缩现象，防流挂、抗飞溅，提高漆膜表面的均匀性。
进一步的，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物水性消泡抑泡剂，如TEGO Airex 901W(在水性体涂料体系，少量添加并不会影响漆膜外观，并具备良好的消泡抑泡效果)、有机硅类消泡剂，如(比克公司)BYK的消泡作用助剂BYK-028或BYK024，两种类型消泡剂混合使用，比例在1:1左右。所述分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂，如(埃夫科纳)AFCONA的AFCONA-5010。AFCONA-5010专为无机粒子而设计的高效分散剂，在羟基丙烯酸双组份涂料中还具有催化反应的作用。所述的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、Tego-270中的一种或两种，两种助剂均可以起到、基材润湿的作用，使漆膜达看起来比较丰满。所述增稠剂为聚氨酯型增稠剂，如陶氏的RM-12W，OMG的0620。
一种水性弹性桔纹涂料的制备方法，包括如下步骤：
步骤a，按照所述原料配比，先将1/2水、1/2的PH值调节剂、分散剂、1/2的消泡剂、聚氨酯弹性粉、颜料、氧化石墨烯、触变剂、耐磨消光粉进行混合，使用研磨机将细度降为20μm及以下。
步骤b，按照所述原料配比，500r/min的速度搅拌条件下依次添加水性弹性树脂、成膜助剂、1/2的PH值调节剂、1/2的消泡剂、桔纹助剂、基材润湿剂，1000r/min的速度搅拌10分钟；然后加入步骤b中的混合物，600r/min的速度搅拌10分钟；依次加入增稠剂，500r/min的速度搅拌10分钟，调整粘度至合格。作为A组份；其中所述规定粘度为25℃的涂-4杯粘度，所述涂-4杯粘度为110-130s；
步骤c,干燥条件下将固化剂溶解在助溶剂中，密封保存作为B组份；
步骤d，使用时，将A、B组份混合使用，比例为6:1。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
1、选用水性分散体，和高沸点环保的成膜助剂，得到高光泽、高装饰性、高疏水性的水性漆涂层，其中制备的水性涂料VOC≤100g/L，气味非常低，防止污染环境。
2、选用高沸点环保的成膜助剂AF(沸点242.7℃)和醇酯-12成膜助剂(美国伊士曼，沸点247℃)，两种成膜助剂均为环保助剂，是乳液聚合物的强溶剂。可以有效降低乳胶漆的最低成膜温度，提高乳胶漆的耐擦洗性及涂膜质量。能明显改善成膜性能，提高漆膜的光泽度、强度以及抗粉化性能和增进流平性；优异的湿膜性能、提高耐候性及展色性。
3、采用耐磨消光粉来降低光泽，提升漆膜弹性。
4、使用亲水改性脂肪族聚异氰酸酯作为固化剂，大大提高图层的附着力等性能。
5、有硅酸铝镁触变剂的使用能够减少沉降，搭配氧化石墨烯，提升涂料的立体效果；同时柔软的氧化石墨烯能够提高涂层的柔韧性能和弹性。
6、聚氨酯弹性粉的使用，提高了涂层的硬度。
7、桔纹助剂的使用，来形成桔纹立体效果。
8、桔纹效果与弹性质感效果的结合，形成立体质感涂料。
具体实施方式
各实施例如下表1：
表1
原料(kg) 实施例1 实施例2 实施例3
30-50份的水性弹性树脂 30 35 50
1份-5份的耐磨消光粉 1 3 5
1份-5份的聚氨酯弹性粉 1 5 5
0.5份-2份的桔纹助剂 0.5 1 1
1-10份颜料 1 5 10
0.2份-3份的氧化石墨烯 0.2 0.5 1
0.1份-1份的触变剂 0.1 0.5 0.5
0.1-0.2份的PH调节剂 0.1 0.2 0.2
0.1-0.2份的消泡剂 0.1 0.1 0.2
2-5份的成膜助剂 2 3 5
0.3-0.5份的分散剂 0.3 0.4 0.5
0.3-0.5份的基材润湿剂 0.3 0.4 0.5
5-10份的去离子水 5 6 10
0.5-1.0份的增稠剂 0.5 0.5 1
6-10份的固化剂 6 8 10
2-5份的助溶剂 2 4 5
其中：所述水性弹性树脂为拜耳的Bayhydrol U 241和U 355。重量比1：1混合使用)，发现能够涂层具有很高的耐化学品性，尤其固化后的漆膜具有良好的柔韧性。所述固化剂为拜耳的
Figure BDA0001992483690000051
305，其能够改善水性双组分聚氨酯涂料的性能；所述的耐磨消光粉为美国雅宝(PERGOPAK)M6(PERGOPAK是一种热固性聚甲基脲树脂(PMU)，作为消光粉可以获得传统的白炭黑或蜡等标准消光剂所无法获得的表面性质和优点，高消光性、优异耐磨性、优异的爽滑手感和耐刮擦性；所述的氧化石墨烯为Hummers法自制(能够提高涂层的柔韧性，帮助建立立体效果；所述成膜助剂为丙二醇苯醚类的环保净味型成膜助剂AF(广州宇泰化工科技有限公司)和醇酯-12成膜助剂(美国伊士曼)，二者比例1:1至1:2；所述助溶剂为美国陶氏化工的丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或两种，是性能优良的低毒高级工业溶剂，此配方中，主要用于溶解固化剂；所述的聚氨酯弹性粉为：源禾AcureD 30F聚氨酯弹性粉，具有很好的耐磨性和耐刮伤性；所述的桔纹助剂为上海易涂实业有限公司的水性锤纹助剂L-4620W，L-4620W锤纹助剂可以通用于各种水性和溶剂型涂料中，能赋予涂料理想的花纹效果，比传统的锤纹助剂能产生更强的立体花纹，立体感强烈，附着力好，滑爽性好等优点；所述PH值调节剂为二甲基乙醇胺(德国巴斯夫公司)、多功能助剂AMP-95(美国陶氏化工)中的一种或两种(调节体系的酸碱性，一般水性涂料PH值在8-9之间，这两种PH值调节剂不但具有调节PH值的效果，而且本身是有机物质，具有一定的辅助成膜的特性。所述的触变剂为巴斯夫公司所生产的ATTAGEL50触变型增稠剂主要成份为硅酸铝镁，该触变剂具有增稠性和触变性，且吸附能力强，防止颜料沉降，发现其能够改善漆膜脱水收缩现象，防流挂、抗飞溅，提高漆膜表面的均匀性。所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物水性消泡抑泡剂，如TEGO Airex 901W(在水性体涂料体系，少量添加并不会影响漆膜外观，并具备良好的消泡抑泡效果)、有机硅类消泡剂，如(比克公司)BYK的消泡作用助剂BYK-028或BYK024，两种类型消泡剂混合使用，比例在1:1左右。所述分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂，如(埃夫科纳)AFCONA的AFCONA-5010。AFCONA-5010专为无机粒子而设计的高效分散剂，在羟基丙烯酸双组份涂料中还具有催化反应的作用。所述的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、Tego-270中的一种或两种，两种助剂均可以起到、基材润湿的作用，使漆膜达看起来比较丰满。所述增稠剂为聚氨酯型增稠剂，如陶氏的RM-12W，OMG的0620。
其制备方法，包括如下步骤：
步骤a，按照所述原料配比，先将1/2水、1/2的PH值调节剂、分散剂、1/2的消泡剂、聚氨酯弹性粉、颜料、氧化石墨烯、触变剂、耐磨消光粉进行混合，使用研磨机将细度降为20μm及以下。
步骤b，按照所述原料配比，500r/min的速度搅拌条件下依次添加水性弹性树脂、成膜助剂、1/2的PH值调节剂、1/2的消泡剂、桔纹助剂、基材润湿剂，1000r/min的速度搅拌10分钟；然后加入步骤b中的混合物，600r/min的速度搅拌10分钟；依次加入增稠剂，500r/min的速度搅拌10分钟，调整粘度至合格。作为A组份；其中所述规定粘度为25℃的涂-4杯粘度，所述涂-4杯粘度为110-130s；
步骤c,干燥条件下将固化剂溶解在助溶剂中，密封保存作为B组份；
步骤d，使用时，将A、B组份混合使用，比例为6:1。
各实施例的性能测试如下：
项目 实施例1 实施例2 实施例3
柔韧性(直径D/mm) 1 1 1
附着力 0 0 0
耐候性(人工加速)h 5000h无异常 5000无异常 5000无异常
流平时间(min) 5-10 5-10 5-10
适宜漆膜厚度(μm) 30-60 30-60 30-60
试验表明各实施例的涂层具有爽滑的手感,绚丽的外观和立体感的桔纹效果，并且具有一定的柔软质感。
对比例1
未添加氧化石墨烯，其它与实施例1相同。试验结果显示涂料的立体效果比添加氧化石墨烯的涂料的立体效果差。
对比例2
未添加硅酸铝镁触变剂，其它与实施例1相同。试验结果显示涂料的立体效果比添加硅酸铝镁触变剂的立体效果差。
对比例3
选用高沸点环保的成膜助剂AF和醇酯-12成膜助剂(美国伊士曼)中的任何一种，而其它均与实施例1。试验结果显示，乳胶漆的耐擦洗性及涂膜质量较后者变差。同时漆膜的光泽度、强度以及抗粉化性能和流平性、湿膜性能、耐候性及展色性也变差。说明成膜助剂AF和醇酯-12成膜助剂按比例混合相互达到了提高有效降低乳胶漆的最低成膜温度，提高乳胶漆的耐擦洗性及涂膜质量的目的。能明显改善成膜性能，提高漆膜的光泽度、强度以及抗粉化性能和增进流平性；优异的湿膜性能、提高耐候性及展色性。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种附着力高，立体效果好的水性弹性桔纹涂料，其特征在于，包括如下重量份的组分：30-50份的水性弹性树脂、6-10份的固化剂、2-5份的助溶剂、1份-5份的耐磨消光粉、0.2份-3份的氧化石墨烯、1份-5份的聚氨酯弹性粉、0.5份-2份的桔纹助剂、1-10份颜料、0.1份-1份的触变剂、0.1-0.2份的pH 调节剂、0.1-0.2份的消泡剂、2-5份的成膜助剂、0.3-0.5份的分散剂、0.3-0.5份的基材润湿剂、5-10份的去离子水、0.5-1.0份的增稠剂；
所述触变剂为硅酸铝镁触变剂；
所述水性弹性树脂为拜耳的Bayhydrol U 241和U 355按重量比1：1混合；
所述成膜助剂为丙二醇苯醚类的环保净味型成膜助剂AF和醇酯-12成膜助剂，二者重量比为1:1-1:2。
2.根据权利要求1所述的水性弹性桔纹涂料，其特征在于，所述固化剂为拜耳的
Figure FDA0003694083940000011
305。
3.根据权利要求1所述的水性弹性桔纹涂料，其特征在于，所述的耐磨消光粉为美国雅宝M6。
4.根据权利要求1所述的水性弹性桔纹涂料，其特征在于，所述助溶剂为美国陶氏化工的丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的水性弹性桔纹涂料，其特征在于，所述的聚氨酯弹性粉为：源禾Acure D 30F聚氨酯弹性粉，所述的桔纹助剂为上海易涂实业有限公司的水性锤纹助剂L-4620W，所述pH 调节剂为二甲基乙醇胺、多功能助剂AMP-95中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的水性弹性桔纹涂料，其特征在于，所述的触变剂为巴斯夫公司所生产的ATTAGEL50触变型增稠剂，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物水性消泡抑泡剂，所述分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂，所述的基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂，所述增稠剂为聚氨酯型增稠剂。
7.一种根据权利要求1所述的水性弹性桔纹涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤a，按照所述原料配比，先将1/2水、1/2的pH 调节剂、分散剂、1/2的消泡剂、聚氨酯弹性粉、颜料、氧化石墨烯、触变剂、耐磨消光粉进行混合，使用研磨机将细度降为20μm及以下；
步骤b，按照所述原料配比，500r/min的速度搅拌条件下依次添加水性弹性树脂、成膜助剂、1/2的pH 调节剂、1/2的消泡剂、桔纹助剂、基材润湿剂，1000r/min的速度搅拌10分钟；然后加入步骤b中的混合物，600r/min的速度搅拌10分钟；依次加入增稠剂，500r/min的速度搅拌10分钟，调整粘度至合格，作为A组份；
步骤c,干燥条件下将固化剂溶解在助溶剂中，密封保存作为B组份，
步骤d，使用时，将A、B组份混合使用，比例为6:1。
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