CN110218493A - 一种兼顾柔韧性和硬度，低温反应性的水性金属烤漆及其制备方法、应用 - Google Patents

一种兼顾柔韧性和硬度，低温反应性的水性金属烤漆及其制备方法、应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种水性金属烤漆，包括10～40重量份的水性丙烯酸树脂、10～30重量份的水性聚酯、5～20重量份的氨基树脂、5～15重量份的助溶剂、0.2～0.5重量份的润湿剂、0.2～0.4重量份的消泡剂、0.3～1.5重量份的增稠剂、0.05～0.3重量份的催化剂、0.1～0.5重量份的pH调节剂、0～4重量份的铝银浆和水。本发明提供的水性金属烤漆，与油性漆相比更加环保、耐黄变，而且硬度，耐水，耐化等性能较强，而且与普通的水性金属烤漆相比烘烤温度低，在烘烤温度和烘烤时间上宽容性较强，同时漆膜的硬度高、柔韧性强、附着力以及耐盐雾性能强，大大的提高了使用上的操作性和可控制性，更加易于推广使用。

Description

一种兼顾柔韧性和硬度，低温反应性的水性金属烤漆及其制 备方法、应用
技术领域
本发明属于水性金属烤漆技术领域，具体涉及一种水性金属烤漆及其制备方法、应用，特别涉及一种兼顾柔韧性和硬度，低温反应性的水性金属烤漆及其制备方法、应用。
背景技术
涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续固态薄膜，又称漆膜或涂层，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。涂料的分类种类很多，其中按产品的形态来分，主要分为：溶剂型涂料、水性涂料、粉末型涂料、高固体分涂料、金属涂料、珠光涂料和无溶剂型涂料；按其施工工序来分，主要分为：腻子、底漆、面漆等。
近些年来，随着全社会对环保意识的日益增强，业内对于烤漆的关注度逐渐的出现上述趋势，最为常用的就是金属烤漆。相比传统的喷漆，烤漆区别在于，1、工艺的不同，烤漆是在基材上打多遍的底漆和多遍的面漆，每上一遍漆，都送入无尘衡温烤房，烘烤而喷漆是在基材上磨腻子，再在上面喷上漆，自然晾干。2、漆膜的不同，烤漆棱角光滑、颜色相同，证明漆膜均匀，色彩饱满；而喷漆棱角部分毛糙，颜色比主面浅，容易出现漆膜不均匀，色彩不饱满的情况。3、纹路的不同，烤漆的基材表面光滑，无纹路、桔皮现象；而喷漆的基材表面有纹路，不光滑，有桔皮现象。4、表面的不同，烤漆的门板表面平整、光滑；喷漆的基材表面有颗粒物，不光滑，触摸有异感。5、耐磨程度的不同，用硬物击打烤漆，无异常情况，漆膜无损坏；而喷漆容易有裂痕，严重的漆膜脱落，掉白皮。烤漆通常分为两大类，一类是低温烤漆固化温度为140～180℃，另外一类就称为高温烤漆，其固化温度为280～400℃。而且随着人们环保意识的提高，高污染，高毒性的油性涂料逐渐被无毒，无污染的水性涂料所替代。水性涂料，以水为溶剂，大大降低了VOC的排放，符合环保要求，在运输储存以及施工过程也较方便，不易燃易爆，无气味，因此发展安全环保的水性涂料是为了趋势。所以，对于金属烤漆这种工业用漆而言，以水为溶剂的水性金属烤漆则是更加环保的烤漆，也是今后的发展反向。
然而常规的水性金属烤漆要想达到好的性能对烘烤温度、烘烤时间较苛刻，并且在柔韧性和硬度方面很难平衡，硬度高了柔韧性不好，不耐冲击，柔韧性好了，硬度降低，交联密度降低，导致附着力、耐盐雾耐化性下降。
因此，如何研究出一种兼顾柔韧性和硬度，优异耐盐雾性以及低温反应性的高综合性能的水性金属烤漆，已成为行业内具有前瞻意识的生产厂家亟待解决的问题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种水性金属烤漆及其制备方法、应用，特别是一种兼顾柔韧性和硬度，低温反应性的水性金属烤漆。本发明提供的水性金属烤漆，不仅能兼顾柔韧性和硬度，而且在各类金属基材上都有良好的附着力。
本发明提供了一种水性金属烤漆，包括：
优选的，所述水性丙烯酸树脂包括水性羟基丙烯酸树脂；
所述氨基树脂包括甲醚化氨基树脂CYMEL303和/或甲醚化氨基树脂CYMEL325；
所述水性聚酯为水性聚酯分散体。
优选的，所述助溶剂包括乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚和二丙二醇甲醚中一种或多种；
所述消泡剂包括BYK 028和/或tego 902W；
所述润湿剂包括tego 4100和/或tego245。
优选的，所述增稠剂包括TT615和/或OS6050；
所述pH调节剂包括AMP-95和/或DMEA；
所述催化剂包括封闭型酸催化剂；
所述铝银浆为水性铝银浆。
本发明提供了一种如上述技术方案任意一项所述的水性金属烤漆的制备方法，包括以下步骤：
1)将水性聚酯和水混合后，得到混合物A；将消泡剂、润湿剂、助溶剂、催化剂和pH调节剂预混后，得到混合物B；
2)将上述步骤得到的混合物A、混合物B、丙烯酸树脂和氨基树脂继续混合后，得到混合物C；
3)将上述步骤得到的混合物C、增稠剂和水性铝银浆进行终混合后，得到水性金属烤漆。
优选的，所述混合的转速为400～500rpm；
所述混合的时间为15～20min；
所述预混的转速为800～900rpm；
所述预混的时间为10～15min。
优选的，所述继续混合的转速为1000～1200rpm；
所述继续混合的时间为15～20min；
所述终混合的转速为1300～1500rpm；
所述终混合的时间为25～30min。
优选的，所述步骤2)具体为：
在搅拌的条件下，将上述步骤得到的混合物B缓慢添加至混合物A中，再缓慢加入丙烯酸树脂和氨基树脂后，继续混合，得到混合物C。
优选的，所述搅拌的转速为400～500rpm；
所述缓慢添加的速度为所需添加物质的(3wt％～5wt％)/秒；
所述缓慢加入的速度为所需添加物质的(5wt％～10wt％)/秒。
本发明还提供了上述技术方案任意一项所述的水性金属烤漆或上述技术方案任意一项所制备的水性金属烤漆在汽车涂装领域方面的应用。
本发明提供了一种水性金属烤漆，包括10～40重量份的水性丙烯酸树脂、10～30重量份的水性聚酯、5～20重量份的氨基树脂、5～15重量份的助溶剂、0.2～0.5重量份的润湿剂、0.2～0.4重量份的消泡剂、0.3～1.5重量份的增稠剂、0.05～0.3重量份的催化剂、0.1～0.5重量份的pH调节剂、0～4重量份的铝银浆和水。与现有技术相比，本发明针对现有的水性金属烤漆要想达到好的性能，对烘烤温度、烘烤时间较苛刻，而且在柔韧性和硬度方面很难平衡，硬度高了柔韧性不好，不耐冲击，柔韧性好，硬度降低，交联密度降低，导致附着力、耐盐雾耐化性下降等前后矛盾的问题。
本发明提供了一种兼顾柔韧性和硬度，低温反应性的水性金属烤漆，不仅降低了烘烤温度，而且综合性能也比传统水性金属烤漆优异。本发明采用水性丙烯酸树脂搭配水性聚酯作为主树脂，水性丙烯酸树脂硬度高，韧性不足，而水性聚酯则是柔韧性更好，通过搭配特定比例进行结合，可兼顾硬度和柔韧性的平衡，再通过对其他成分的选择和比例搭配，进一步达到了柔韧性和硬度性能的综合提高和平衡，在各类金属基材上都有良好的附着力，具有良好的水性金属烤漆性能，更大大降低了烘烤温度和烘烤时间。
本发明提供的该水性金属烤漆，与油性漆相比更加环保、耐黄变，而且硬度，耐水，耐化等性能较强，特别是该水性金属烤漆与普通的水性金属烤漆相比烘烤温度低，在烘烤温度和烘烤时间上宽容性较强，同时漆膜的硬度高、柔韧性强、附着力以及耐盐雾性能强，大大的提高了使用上操作性和可控制性，更加易于推广使用。
实验结果表明，本发明提供的水性金属烤漆在120℃条件下烘烤30分钟后，硬度可达3H以上，柔韧性大于1T，耐盐雾大于300小时，在较低的烘烤温度下，达到了较高的性能，明显优于传统的水性金属烤漆。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯。
本发明所有原料，其牌号均属于本领域常规牌号，每个牌号在其相关用途的领域内均是清楚明确的，本领域技术人员根据牌号以及相应的用途，能够从市售中购买得到。
本发明提供了一种水性金属烤漆，其特征在于，包括：
本发明所述水性丙烯酸树脂的加入量为10～40重量份，优选为12～38重量份，更优选为15～35重量份，更优选为18～33重量份，更优选为20～30重量份，更优选为23～27重量份。
本发明原则上对所述水性丙烯酸树脂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据生产情况、使用情况和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，所述水性丙烯酸树脂优选为水性羟基丙烯酸树脂，更优选为水性羟基丙烯酸树脂乳液。更具体的，本发明所述水性丙烯酸树脂的具体来源优选为市售的广州洲朝新材料有限公司生产的牌号为KT6031的羟基丙烯酸树脂乳液，固含量优选为40％，pH值优选为6.5～7.5(更优选为6.7～7.3，更优选为6.9～7.1)。其中，所述牌号为KT6031的羟基丙烯酸树脂乳液的旋转粘度优选为15～80mPa.s(25℃)，更优选为25～70mPa.s(25℃)，更优选为35～60mPa.s(25℃)，更优选为45～50mPa.s(25℃)。
本发明所述水性聚酯的加入量为10～30重量份，优选为12～28重量份，更优选为15～25重量份，更优选为18～22重量份。
本发明原则上对所述水性聚酯的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据生产情况、使用情况和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，所述水性聚酯是由二元酸和二元醇经缩聚反应后得到的化合物，具体优选为水性聚酯分散体。更具体的，本发明所述水性聚酯的具体来源优选为湾厦新材料有限公司生产的牌号为WX194的水性聚酯，固含优选为40％，pH指优选为6.5～7.5(更优选为6.7～7.3，更优选为6.9～7.1)。
本发明所述氨基树脂的加入量为5～20重量份，优选为8～18重量份，更优选为10～15重量份，更优选为12～14重量份。
本发明原则上对所述氨基树脂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据生产情况、使用情况和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，所述氨基树脂优选包括甲醚化氨基树脂CYMEL303和/或甲醚化氨基树脂CYMEL325，更优选为甲醚化氨基树脂CYMEL303和甲醚化氨基树脂CYMEL325。更具体的，本发明所述氨基树脂的具体来源优选为氰特化工生产的牌号为CYMEL303和/或氰特化工生产的牌号为CYMEL325的氨基树脂。
本发明所述助溶剂的加入量为5～15重量份，优选为7～13重量份，更优选为8～12重量份，更优选为9～11重量份。
本发明原则上对所述助溶剂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据生产情况、使用情况和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，所述助溶剂优选包括乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚和二丙二醇甲醚中一种或多种，更优选为乙二醇丁醚(BCS)、二乙二醇丁醚(DPNB)或二丙二醇甲醚(DPM)。更具体的，本发明对所述助溶剂的具体来源没有特别限制，本领域技术人员可以根据常规方法制备或购买，本发明所述乙二醇丁醚优选为陶氏化学生产的牌号为BCS的助溶剂。
本发明所述消泡剂的加入量为0.2～0.4重量份，优选为0.22～0.38重量份，更优选为0.25～0.35重量份，更优选为0.28～0.33重量份。
本发明原则上对所述消泡剂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据生产情况、使用情况和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，所述消泡剂优选包括BYK 028和/或tego airex902w，更优选为BYK 028或tego airex902w。更具体的，本发明对所述消泡剂的具体来源没有特别限制，本领域技术人员可以根据常规方法制备或购买，本发明优选为德国毕克公司生产的牌号为BYK 028或迪高公司生产的牌号为tego airex902w的消泡剂。其中，BYK 028是德国毕克化学生产的一种有机硅消泡剂，浅灰色液体，有效成分100％。Tego airex902w是德国迪高公司生产的一种高效脱泡剂。
本发明所述润湿剂的加入量为0.2～0.5重量份，优选为0.22～0.48重量份，更优选为0.25～0.45重量份，更优选为0.28～0.43重量份，更优选为0.3～0.4重量份。
本发明原则上对所述润湿剂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据生产情况、使用情况和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，所述润湿剂优选包括tego4100和/或tego245，更优选为tego wet4100。更具体的，本发明对所述润湿剂的具体来源没有特别限制，本领域技术人员可以根据常规方法制备或购买，本发明优选为迪高公司生产的牌号为tego wet 4100的润湿剂。
本发明所述增稠剂的加入量为0.3～1.5重量份，优选为0.5～1.2重量份，更优选为0.7～1重量份，更优选为0.8～0.9重量份。
本发明原则上对所述增稠剂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据生产情况、使用情况和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，所述增稠剂优选包括TT615和/或OS6050，更优选为TT615或OS6050。更具体的，本发明对所述增稠剂的具体来源没有特别限制，本领域技术人员可以根据常规方法制备或购买，本发明优选为广州冠志化工生产的牌号为OS6050、陶氏特种化学生产的TT615增稠剂。
本发明所述pH调节剂的加入量为0.1～0.5重量份，优选为0.15～0.45重量份，更优选为0.2～0.4重量份，更优选为0.22～0.38重量份，更优选为0.25～0.35重量份。
本发明原则上对所述pH调节剂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据生产情况、使用情况和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，所述pH调节剂优选包括DMEA或AMP-95，更优选为DMEA。更具体的，本发明对所述pH调节剂的具体来源没有特别限制，本领域技术人员可以根据常规方法制备或购买，本发明优选为陶氏特种化学生产的牌号为DMEA的pH调节剂。
本发明所述催化剂的加入量为0.05～0.3重量份，优选为0.08～0.27重量份，更优选为0.1～0.25重量份，更优选为0.15～0.22重量份。
本发明原则上对所述催化剂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据生产情况、使用情况和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，所述催化剂优选包括封闭型酸催化剂，更具体优选包括BD7744烤漆用催化剂，更优选为Aktiv BD7744烤漆用催化剂。更具体的，本发明对所述催化剂的具体来源没有特别限制，本领域技术人员可以根据常规方法制备或购买，本发明优选为韩国一心生产的牌号为Aktiv BD7744的催化剂。
本发明所述铝银浆的加入量为0～4重量份，优选为1～3重量份，更优选为1.5～2.5重量份，更优选为1.8～2.2重量份。
本发明原则上对所述铝银浆的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据生产情况、使用情况和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，所述铝银浆优选为水性铝银浆。本发明对所述铝银浆的具体来源没有特别限制，本领域技术人员可以根据常规方法制备或购买。
本发明对所述水没有特别限制，以本领域技术人员熟知的概念即可，本发明优选为去离子水。
本发明不仅采用水性丙烯酸树脂搭配水性聚酯作为主树脂，通过搭配特定比例进行结合，可兼顾硬度和柔韧性的平衡，更进一步在氨基树脂中优选采用全甲醚化氨基树脂和半甲醚化的氨基树脂搭配，全甲醚化的氨基树脂与主树脂反应交联密度较高，因此硬度会比半甲醚化的氨基树脂高，由于交联密度高，所以柔韧性会有所降低，而半甲醚化的氨基树脂与主树脂反应时交联密度相对降低，柔韧性会更好。此外半甲醚化的氨基树脂可以降低反应温度，因为交联时空间位阻更小，更容易交联。所以，全甲醚化和半甲醚化的氨基树脂搭配，也有助于提高漆膜的硬度和柔韧性，同时降低反应温度。更进一步的，配方中会添加一种封闭型酸催化剂，其本身不影响配方的稳定性，在遇到高温时会显酸性有助于氨基树脂和主树脂的交联反应，降低交联反应所需的温度。
本发明还提供了一种如上述技术方案任意一项所述的水性金属烤漆的制备方法，包括以下步骤：
1)将水性聚酯和水混合后，得到混合物A；将消泡剂、润湿剂、助溶剂、催化剂和pH调节剂预混后，得到混合物B；
2)将上述步骤得到的混合物A、混合物B、丙烯酸树脂和氨基树脂继续混合后，得到混合物C；
3)将上述步骤得到的混合物C、增稠剂和水性铝银浆进行终混合后，得到水性金属烤漆。
本发明所述制备方法中，所述原料的具体优选方案，以及加入份数的优选数值与前述水性金属烤漆中组分的具体优选方案，以及加入份数的优选数值均一致，在此不再一一赘述。
本发明原则上对所述混合的具体方式和参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据生产情况、使用情况和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，所述混合优选为搅拌混合。所述混合的转速优选为400～500rpm，更优选为420～480rpm，更优选为440～460rpm。所述混合的时间优选为15～20min，更优选为16～19min，更优选为17～18min。
本发明原则上对所述预混的具体方式和参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据生产情况、使用情况和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，所述预混优选为搅拌混合。所述预混的转速优选为800～900rpm，更优选为820～880rpm，更优选为840～860rpm。所述预混的时间优选为10～15min，更优选为11～14min，更优选为12～13min。
本发明随后将上述步骤得到的混合物A、混合物B、丙烯酸树脂和氨基树脂继续混合后，得到混合物C。
本发明原则上对所述继续混合的具体方式和参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据生产情况、使用情况和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，所述继续混合优选为搅拌混合。所述继续混合的转速优选为1000～1200rpm，更优选为1040～1160rpm，更优选为1080～1120rpm。所述继续混合的时间优选为15～20min，更优选为16～19min，更优选为17～18min。
本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，完整和细化制备过程，所述步骤2)具体优选为：
在搅拌的条件下，将上述步骤得到的混合物B缓慢添加至混合物A中，再缓慢加入丙烯酸树脂和氨基树脂后，继续混合，得到混合物C。
本发明原则上对所述搅拌的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据生产情况、使用情况和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，所述搅拌的转速优选为400～500rpm，更优选为420～480rpm，更优选为440～460rpm。
本发明原则上对所述缓慢添加的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据生产情况、使用情况和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，所述缓慢添加的速度优选为所需添加物质(混合物B)的(3wt％～5wt％)/秒，更优选为(3.2wt％～4.8wt％)/秒，更优选为(3.5wt％～4.5wt％)/秒，更优选为(3.7wt％～4.3wt％)/秒。
本发明原则上对所述缓慢加入的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据生产情况、使用情况和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，所述缓慢加入的速度优选为所需添加物质(丙烯酸树脂和氨基树脂)的(5wt％～10wt％)/秒，更优选为(6wt％～9wt％)/秒，更优选为(7wt％～8wt％)/秒。
本发明最后将上述步骤得到的混合物C、增稠剂和水性铝银浆进行终混合后，得到水性金属烤漆。
本发明原则上对所述终混合的具体方式和参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据生产情况、使用情况和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，所述终混合优选为搅拌混合。所述终混合的转速优选为1300～1500rpm，更优选为1340～1460rpm，更优选为1380～1420rpm。所述终混合的时间优选为25～30min，更优选为26～29min，更优选为27～28min。
本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能、使用效果和制备工艺，完整和细化制备过程，上述制备过程具体可以以下步骤：
a)将水性聚酯分散体和水混合在800r/min条件下分散5min，得到混合物A；
将消泡剂、润湿剂、助溶剂、催化剂和pH调节剂混合在600r/min条件下分散10min，得到混合物B；
b)将上述步骤得到混合物B缓慢添加到上述步骤得到的混合物A中在1000r/min条件下分散15min，再缓慢加入丙烯酸树脂和氨基树脂后1000r/min分散20min，得到混合物C；
c)向上述步骤得到的混合物C中加入增稠剂、铝银浆，1500r/min分散30min后得到水性金属烤漆。
本发明还提供了上述技术方案任意一项所述的水性金属烤漆或上述技术方案任意一项所制备的水性金属烤漆在汽车配件涂装领域方面的应用。
本发明原则上对所述汽车配件的具体选择没有特别限制，以本领域技术人员熟知的广义上的汽车零配件即可，本领域技术人员可以根据使用情况、环境要求和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能和使用效果，所述汽车配件优选为汽车轮毂。
本发明对所述涂装的具体方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的水性金属烤漆的涂装方式即可，本发明优选为烘烤。
本发明原则上对所述烤漆的烘烤条件没有特别限制，本领域技术人员可以根据使用情况、环境要求和性能要求进行选择和调整，本发明为更好的保证水性金属烤漆的性能和使用效果，所述水性金属烤漆的烘烤温度优选为110～130℃，更优选为113～128℃，更优选为115～125℃，更优选为118～123℃，具体可以为120℃。所述烘烤时间优选为0.5～1h，更优选为0.6～0.9h，更优选为0.7～0.8h。
本发明上述步骤提供了一种兼顾柔韧性和硬度，低温反应性的水性金属烤漆及其制备方法、应用，不仅降低了烘烤温度，而且综合性能也比传统水性金属烤漆优异。本发明采用水性丙烯酸树脂搭配水性聚酯作为主树脂，水性丙烯酸树脂硬度高，韧性不足，而水性聚酯则是柔韧性更好，通过搭配特定比例进行结合，可兼顾硬度和柔韧性的平衡，再进一步优选采用全甲醚化氨基树脂和半甲醚化的氨基树脂搭配，进一步平衡硬度和柔韧性，还更容易交联，可以降低反应温度。所以全甲醚化和半甲醚化的氨基树脂搭配，也有助于提高漆膜的硬度和柔韧性，同时降低反应温度。更进一步的，配方中添加封闭型酸催化剂，既不影响配方的稳定性，在遇到高温时又会显酸性有助于氨基树脂和主树脂的交联反应，降低交联反应所需的温度等等。本发明通过对烤漆中各个成分的选择和比例搭配，达到了柔韧性和硬度性能的综合提高和平衡，在各类金属基材上都有良好的附着力，具有良好的水性金属烤漆性能，更大大降低了烘烤温度和烘烤时间。
本发明提供的该水性金属烤漆，与油性漆相比更加环保、耐黄变，而且硬度，耐水，耐化等性能较强，特别是该水性金属烤漆与普通的水性金属烤漆相比烘烤温度低，在烘烤温度和烘烤时间上宽容性较强，同时漆膜的硬度高、柔韧性强、附着力以及耐盐雾性能强，大大的提高了使用上操作性和可控制性，更加易于推广使用。
实验结果表明，本发明提供的水性金属烤漆在120℃条件下烘烤30分钟后，硬度可达3H以上，柔韧性大于1T，耐盐雾大于300小时，在较低的烘烤温度下，达到了较高的性能，明显优于传统的水性金属烤漆。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种水性金属烤漆及其制备方法、应用进行了详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
实施例中所述材料均由市售购得，其牌号与厂家与说明书中所述的牌号与厂家相一致。
实施例1
一种水性金属烤漆，按照质量百分比包括以下组分：
KT6031：40％，WX194:30％，CYMEL303：5％，CYMEL325：5％，,乙二醇丁醚：10％，DMEA：0.5％，tego wet 4100：0.2％，BYK 028：0.3％，OS6050：0.6％，BD7744：0.2％，水性铝银浆：3％，去离子水：5.2％。
水性金属烤漆的制备步骤如下：
(1)按照上述质量分数，首先将WX194与去离子水混合，得到混合物A，然后将乙二醇丁醚、BYK028、tego wet4100、DMEA、BD7744预先混合得到混合物B，400～500rpm转速下，混合物B缓慢添加至混合物A当中；
(2)混合物B添加完毕后，再缓慢添加KT6031，CYMEL303，CYMEL325，添加完后1000rpm分散20分钟，得到混合物C；
(3)最后往混合物C中加入OS6050以及水性铝银浆，1500rpm分散20分钟，得到水性金属烤漆。
对本发明实施例1制备的水性金属烤漆进行检测，检测标准参照相应国标，主要性能参数的检测结果如表1所示：
表1
序号 测试项目 测试方法 测试结果
1 烘烤温度 / 130℃
2 光泽(60°) GB/T 9754-2007 100
3 铅笔硬度 GB/T 6739-2006 ＞3H
4 耐冲击性/cm GB/T 1732-1993 50
5 弯曲试验/T GB/T 6742-2007 1
6 耐盐水(3％NaCl，15d) GB/T 9274-1988 无异常
7 附着力 GB/T9286-1998 0级
8 耐盐雾/h GB/T 1771-2007 ＞300h
实施例2
一种水性金属烤漆，按照质量百分比包括以下组分：
KT6031：30％，WX194:40％，CYMEL303：3％，CYMEL325：5％，,乙二醇丁醚：8％，DMEA：0.6％，tego wet 4100：0.3％，BYK 028：0.3％，OS6050：0.8％，BD7744：0.2％，去离子水：11.8％。
水性金属烤漆的制备步骤如下：
(1)按照上述质量分数，首先将WX194与去离子水混合，得到混合物A，然后将乙二醇丁醚、BYK028、tego wet4100、DMEA、BD7744预先混合得到混合物B，400～500rpm转速下，混合物B缓慢添加至混合物A当中；
(2)混合物B添加完毕后，再缓慢添加KT6031，CYMEL303，CYMEL325，添加完后1000rpm分散20分钟，得到混合物C；
(3)最后往混合物C中加入OS6050，1500rpm分散20分钟，得到水性金属烤漆。
对本发明实施例2制备的水性金属烤漆进行检测，检测标准参照相应国标，主要性能参数的检测结果如表2所示：
表2
序号 测试项目 测试方法 测试结果
1 烘烤温度 / 115℃
2 光泽(60°) GB/T 9754-2007 100
3 铅笔硬度 GB/T 6739-2006 ＞2H
4 耐冲击性/cm GB/T 1732-1993 50
5 弯曲试验/T GB/T 6742-2007 1.5
6 耐盐水(3％NaCl，15d) GB/T 9274-1988 无异常
7 附着力 GB/T9286-1998 0级
8 耐盐雾/h GB/T 1771-2007 ＞300h
实施例3
一种水性金属烤漆，按照质量百分比包括以下组分：
KT6031：35％，WX194:35％，CYMEL303：4％，CYMEL325：3％，,乙二醇丁醚：9％，DMEA：0.4％，tego wet 4100：0.3％，BYK 028：0.3％，OS6050：0.8％，BD7744：0.2％，水性铝银浆：2％，去离子水：9％。
水性金属烤漆的制备步骤如下：
(1)按照上述质量分数，首先将WX194与去离子水混合，得到混合物A，然后将乙二醇丁醚、BYK028、tego wet4100、DMEA、BD7744预先混合得到混合物B，400～500rpm转速下，混合物B缓慢添加至混合物A当中；
(2)混合物B添加完毕后，再缓慢添加KT6031，CYMEL303，CYMEL325，添加完后1000rpm分散20分钟，得到混合物C；
(3)最后往混合物C中加入OS6050以及水性铝银浆，1500rpm分散20分钟，得到水性金属烤漆。
对本发明实施例3制备的水性金属烤漆进行检测，检测标准参照相应国标，主要性能参数的检测结果如表3所示：
表3
序号 测试项目 测试方法 测试结果
1 烘烤温度 / 120℃
2 光泽(60°) GB/T 9754-2007 100
3 铅笔硬度 GB/T 6739-2006 ＞2H
4 耐冲击性/cm GB/T 1732-1993 50
5 弯曲试验/T GB/T 6742-2007 1
6 耐盐水(3％NaCl，15d) GB/T 9274-1988 无异常
7 附着力 GB/T9286-1998 0级
8 耐盐雾/h GB/T 1771-2007 ＞300h
以上对本发明提供的一种兼顾柔韧性和硬度，低温反应性的水性金属烤漆及其制备方法、应用进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种水性金属烤漆，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的水性金属烤漆，其特征在于，所述水性丙烯酸树脂包括水性羟基丙烯酸树脂；
所述氨基树脂包括甲醚化氨基树脂CYMEL303和/或甲醚化氨基树脂CYMEL325；
所述水性聚酯为水性聚酯分散体。
3.根据权利要求1所述的水性金属烤漆，其特征在于，所述助溶剂包括乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚和二丙二醇甲醚中一种或多种；
所述消泡剂包括BYK 028和/或tego 902W；
所述润湿剂包括tego 4100和/或tego245。
4.根据权利要求1所述的水性金属烤漆，其特征在于，所述增稠剂包括TT615和/或OS6050；
所述pH调节剂包括AMP-95和/或DMEA；
所述催化剂包括封闭型酸催化剂；
所述铝银浆为水性铝银浆。
5.一种如权利要求1～4任意一项所述的水性金属烤漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将水性聚酯和水混合后，得到混合物A；将消泡剂、润湿剂、助溶剂、催化剂和pH调节剂预混后，得到混合物B；
2)将上述步骤得到的混合物A、混合物B、丙烯酸树脂和氨基树脂继续混合后，得到混合物C；
3)将上述步骤得到的混合物C、增稠剂和水性铝银浆进行终混合后，得到水性金属烤漆。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述混合的转速为400～500rpm；
所述混合的时间为15～20min；
所述预混的转速为800～900rpm；
所述预混的时间为10～15min。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述继续混合的转速为1000～1200rpm；
所述继续混合的时间为15～20min；
所述终混合的转速为1300～1500rpm；
所述终混合的时间为25～30min。
8.根据权利要求5～7任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)具体为：
在搅拌的条件下，将上述步骤得到的混合物B缓慢添加至混合物A中，再缓慢加入丙烯酸树脂和氨基树脂后，继续混合，得到混合物C。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的转速为400～500rpm；
所述缓慢添加的速度为所需添加物质的(3wt％～5wt％)/秒；
所述缓慢加入的速度为所需添加物质的(5wt％～10wt％)/秒。
10.权利要求1～4任意一项所述的水性金属烤漆或权利要求5～9任意一项所制备的水性金属烤漆在汽车涂装领域方面的应用。
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