CN110305547A - 一种低温烘烤的水性丙烯酸氨基烤漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低温烘烤的水性丙烯酸氨基烤漆，按以下原材料配比制成，按重量百分比组成为：去离子水15‑25％、水性丙烯酸树脂50‑58％、氨基树脂7.5‑9.0％、中和剂0.1‑0.2％、消泡剂0.1‑0.2％、润湿剂0.1‑0.2％、分散剂0.1‑0.2％、增稠剂0.2‑0.4％、钛白粉10‑16％、防闪锈剂0.5‑1.0％。本发明成品水性丙烯酸氨基烤漆光泽高达95以上，采用聚合型高亚氨基高甲醚化三聚氰氨树脂，能够降低水性丙烯酸氨基烤漆的烘烤温度，在100‑120℃下烘烤20‑40分钟即可完全固化，能耗低，效率高。另外涂料为水性涂料，低VOC排放，环保、气味低，能够广泛应用于铝件、塑料件和钢材等表面。

Description

一种低温烘烤的水性丙烯酸氨基烤漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料研究领域，尤其涉及一种低温烘烤的水性丙烯酸氨基烤漆及其制备方法。

背景技术

氨基烤漆以带有羟基的丙烯酸树脂或醇酸树脂、氨基树脂为主要成膜物质，在140℃以上温度发生化学反应，干燥固化。氨基烤漆具有许多优点，例如：漆膜性能优异；漆膜保养时间短，漆膜烘烤冷却后就可包装出货。固化后漆膜具有高硬度、优异附着力、高光泽、良好保光保色性等优点，被广泛应用于需要极高的装饰效果要求或者较高防腐性产品的涂装。

但是，现有工艺中，氨基烤漆需在140℃以上温度烘烤30-40分钟以上才能完全固化。一方面高温烘烤会消耗大量的能源；另一方面，烘烤时间较长会降低涂装效率，增加人工成本。另外溶剂型氨基烤漆会排放大量挥发性有机化合物(VOC)。

因此需要开发可以在低温烘烤下快速固化的水性丙烯酸氨基烤漆，以满足环保需求和节能的需求。

氨基树脂是在水性丙烯酸氨基烤漆制备中常用的固化剂，其作用就是与树脂在一定温度下进行反应形成网状结构交联，这种交联是通过氨基树脂与丙烯酸树脂上的官能团进行反应，还有氨基树脂之间是发生缩聚反应而形成的。

市场上的氨基树脂种类繁多，氨基树脂的选择对漆膜的烘烤温度很重要。根据实验选择聚合型高亚氨基高甲醚化三聚氰氨树脂，这类氨基树脂易与水性丙烯酸树脂中的羟基进行缩聚反应，同时也进行自缩聚反应。氨基树脂的正确选择会减低漆膜的烘烤温度及烘烤时间。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种低温烘烤的水性丙烯酸氨基烤漆及其制备方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种低温烘烤的水性丙烯酸氨基烤漆，具有以下原材料配比制成，按重量百分比组成为：去离子水15-25％、水性丙烯酸树脂50-58％、氨基树脂7.5-9.0％、中和剂0.1-0.2％、消泡剂0.1-0.2％、润湿剂0.1-0.2％、分散剂0.1-0.2％、增稠剂0.2-0.4％、钛白粉10-16％、防闪锈剂0.5-1.0％。

作为优选，具有以下原材料配比制成，按重量百分比组成为：去离子水20％、水性丙烯酸树脂55％、氨基树脂8％、中和剂0.2％、消泡剂0.1％、润湿剂0.1％、分散剂0.2％、增稠剂0.6％、钛白粉15％、防闪锈剂1.0％。

作为优选，上述技术方案所述氨基树脂为聚合型高亚氨基高甲醚化三聚氰氨树脂。优选为湛新树脂(上海)有限公司生产的385氨基树脂。

作为优选，上述技术方案所述中和剂为NN-2甲基乙醇胺。NN-2甲基乙醇胺在水性氨基烤漆中应用，能够提高对涂料的耐水性、耐碱性、抗黄变的性能。

作为优选，上述技术方案所述消泡剂为水性有机硅类消泡剂。水性有机硅类消泡剂为水性工业漆专用，具有优异的相容性，不易产生缩孔，不会对涂料的光泽产生影响。

作为优选，上述技术方案所述润湿剂为含有机硅类底材润湿剂。优选为英国优卡化学有限公司的润湿剂480U，该润湿剂可以促进颜料润湿，提高颜料的饱和度，降低漆膜雾影值。

作为优选，上述技术方案所述分散剂为带颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚体溶液。优选为上海核心新材料科技有限公司生产的分散剂Disuper S19，该分散剂为水性工业漆专用，适用于高光泽体系的涂料配方，可以防止涂料的发花，提高颜料分散后有稳定性，可以减低涂料漆膜雾影值。

作为优选，上述技术方案所述增稠剂为非离子聚氨酯缔合型聚合物。

作为优选，上述技术方案所述钛白粉为金红石型钛白粉。

本发明还提供了制备上述技术方案所述的低温烘烤的水性丙烯酸氨基烤漆的方法，具有如下步骤：

(1)准备上述重量百分比的去离子水、水性丙烯酸树脂、氨基树脂、中和剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、增稠剂、钛白粉、防闪锈剂，

(2)将去离子水、水性丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、润湿剂、钛白粉投入到反应釜中，高速搅拌均匀，在1000转速下高速分散15min，

(3)进入砂磨机进行研磨，细度≤30μm，

(4)投入氨基树脂与防闪锈剂搅拌20min，搅拌均匀，用增稠剂调节粘度，用120目滤网过滤，包装。

采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：

本发明成品水性丙烯酸氨基烤漆光泽高达95以上，采用聚合型高亚氨基高甲醚化三聚氰氨树脂，能够降低水性丙烯酸氨基烤漆的烘烤温度，在100-120℃下烘烤20-40分钟即可完全固化，能耗低，效率高。另外涂料为水性涂料，低VOC排放，环保、气味低，能够广泛应用于铝件、塑料件和钢材等表面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在原材料水性丙烯酸树脂的选择上，因水性丙烯酸树脂作为水性丙烯酸氨基烤漆的主体树脂，其性能将直接影响涂料的性能，例如：漆膜的光泽、耐水性、耐候性、硬度、耐冲击、柔韧性等，不同厂家的树脂性能也一样，要根据具体的配方的设计选择树脂。本产品选择的水性丙烯酸树脂就是具有高光泽、高硬度、高耐候性的特点，高光配方漆膜的硬度能达到4H,光泽能达到95以上。同时水性丙烯酸树脂带有的羟基的量及羟基在丙烯酸树脂的分子链的位置直接会对涂料反应温度产生影响。江苏三木集团有限公司的NB-6040水性丙烯酸树脂，经过改性，能够满足要求。

氨基树脂是一种固化剂，其作用就是与树脂在一定温度下进行反应形成网状结构交联，这种交联是通过氨基树脂与丙烯酸树脂上的官能团进行反应，还有氨基树脂之间是发生缩聚反应而形成的。市场上的氨基树脂种类繁多，氨基树脂的选择对漆膜的烘烤温度很重要。根据实验选择聚合型高亚氨基高甲醚化三聚氰氨树脂，这类氨基树脂易与水性丙烯酸树脂中的羟基进行缩聚反应，同时也进行自缩聚反应。氨基树脂的正确选择会减低漆膜的烘烤温度及烘烤时间。本发明使用的氨基树脂是湛新树脂(上海)有限公司的385氨基树脂。

中和剂选择NN-2甲基乙醇胺，其在水性氨基烤漆中应用，能够提高对涂料的耐水性、耐碱性、抗黄变的性能。

消泡剂为水性有机硅类消泡剂。水性有机硅类消泡剂为水性工业漆专用，具有优异的相容性，不易产生缩孔，不会对涂料的光泽产生影响。

润湿剂为英国优卡化学有限公司的润湿剂480U，该润湿剂可以促进颜料润湿，提高颜料的饱和度，降低漆膜雾影值。

分散剂为上海核心新材料科技有限公司分散剂Disuper S19，该分散剂为水性工业漆专用，适用于高光泽体系的涂料配方，可以防止涂料的发花，提高颜料分散后有稳定性，可以减低涂料漆膜雾影值。

增稠剂为非离子聚氨酯缔合型聚合物。

钛白粉为金红石型钛白粉。

实施例1：

准备如下重量百分比的去离子水20％、水性丙烯酸树脂55％、氨基树脂8％、中和剂0.2％、消泡剂0.1％、润湿剂0.1％、分散剂0.2、增稠剂0.6、钛白粉15％、防闪锈剂1％，

将去离子水、水性丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、润湿剂、钛白粉投入到反应釜中，高速搅拌均匀，在1000转速下高速分散15min，

进入砂磨机进行研磨，细度≤30μm，

投入氨基树脂与防闪锈剂搅拌20min，搅拌均匀，用增稠剂调节粘度，用120目滤网过滤，包装。

涂料性能：

将包装好的涂料喷涂在标准铁板上，流平5min，进入120℃烘箱，烘烤30min，对漆膜进行性能检测，测试(耐盐雾性、耐水性、耐盐水、耐溶剂擦拭)漆膜厚度为30±5μm。耐溶剂擦拭：用棉球充分蘸取甲乙酮(简称MEK)，在样板上用1Kg的力来回擦拭，观察漆膜表面是否露底。检测结果见下表：

检测项目	检测结果
		漆膜外观	表面光滑平整，不发粘
附着力(划格法)/级	0级
		光泽(60°)	95
铅笔硬度	4H
		柔韧性/mm	1
耐冲击性/cm	50
		耐盐雾性	528h,不起泡、不生锈、不脱落
耐水性	1000h，不起泡、不脱落、轻微变色
		耐盐水(3％NaCl)	600h，不起泡、不生锈、轻微变色
耐溶剂擦拭	300次，不露底

实施例2：

该实施例与实施例1的不同之处在于，包装好的涂料喷涂在标准铁板上，流平5min，进入烘箱烘烤所使用的温度不同，漆膜没有完全固化，导致漆膜会发粘，漆膜硬度降低，防腐性能降低等影响具体变化数据见下表：

实施例3：

该实施例与实施例1的不同之处在于，包装好的涂料喷涂在标准铁板上，流平5min，进入烘箱所使用的温度和时间均不相同。耐MEK擦拭的变化关系如下表所示：

	20min	30min	40min
				90℃烘烤	20次	50次	80次
100℃烘烤	50次	80次	120次
				110℃烘烤	100次	150次	250次
120℃烘烤	200次	300次	300次

本产品水性丙烯酸氨基烤漆可以使用在该产品水性氨基烤漆可以使用在铝、塑料、钢材等表面，不同材质及材质的厚度对涂料烘烤时间也是有影响的，上面实施例1-3提到的数据都是在150mm﹡70mm*(0.8mm-1.0mm)的钢板上测试的理论实验室数据，在实际情况下，在根据我厂多次的现场喷涂经验总结：

厚度在1-3mm的钢、铝、塑料材质在现场喷涂烘烤情况跟实验室一样，漆膜在30±5μm时，在110℃烘烤30min，漆膜完全固化。

在厚度在5-10mm的钢、铝、塑料材质在现场喷涂烘烤情况跟实验室情况有差别，如果漆膜在30±5μm时，在110℃烘烤30min漆膜没有完全固化。只有在120℃烘烤30min，漆膜完全固化。

底材在10mm以上，也是需要在120℃烘烤30min，漆膜完全固化。

综上，本发明成品水性丙烯酸氨基烤漆光泽高达95以上，采用聚合型高亚氨基高甲醚化三聚氰氨树脂，能够降低水性丙烯酸氨基烤漆的烘烤温度，在100-120℃下烘烤20-40分钟即可完全固化，能耗低，效率高。另外涂料为水性涂料，低VOC排放，环保、气味低，能够广泛应用于铝件、塑料件和钢材等表面。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低温烘烤的水性丙烯酸氨基烤漆，其特征在于，具有以下原材料配比制成，按重量百分比组成为：去离子水15-25％、水性丙烯酸树脂50-58％、氨基树脂7.5-9.0％、中和剂0.1-0.2％、消泡剂0.1-0.2％、润湿剂0.1-0.2％、分散剂0.1-0.2％、增稠剂0.2-0.6％、钛白粉10-16％、防闪锈剂0.5-1.0％。

2.根据权利要求1所述的一种低温烘烤的水性丙烯酸氨基烤漆，其特征在于，具有以下原材料配比制成，按重量百分比组成为：去离子水20％、水性丙烯酸树脂55％、氨基树脂8％、中和剂0.2％、消泡剂0.1％、润湿剂0.1％、分散剂0.2％、增稠剂0.6％、钛白粉15％、防闪锈剂1.0％。

3.根据权利要求2所述的一种低温烘烤的水性丙烯酸氨基烤漆，其特征在于：所述氨基树脂为聚合型高亚氨基高甲醚化三聚氰氨树脂。

4.根据权利要求2所述的一种低温烘烤的水性丙烯酸氨基烤漆，其特征在于：所述中和剂为NN-2甲基乙醇胺。

5.根据权利要求2所述的一种低温烘烤的水性丙烯酸氨基烤漆，其特征在于：所述消泡剂为水性有机硅类消泡剂。

6.根据权利要求2所述的一种低温烘烤的水性丙烯酸氨基烤漆，其特征在于：所述润湿剂为含有机硅类底材润湿剂。

7.根据权利要求2所述的一种低温烘烤的水性丙烯酸氨基烤漆，其特征在于：所述分散剂为带颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚体溶液。

8.根据权利要求2所述的一种低温烘烤的水性丙烯酸氨基烤漆，其特征在于：所述增稠剂为非离子聚氨酯缔合型聚合物。

9.根据权利要求2所述的一种低温烘烤的水性丙烯酸氨基烤漆，其特征在于：所述钛白粉为金红石型钛白粉。

10.一种制备如权利要求1-9任一所述的低温烘烤的水性丙烯酸氨基烤漆的方法，其特征在于，具有如下步骤：

(1)准备上述重量百分比的去离子水、水性丙烯酸树脂、氨基树脂、中和剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、增稠剂、钛白粉、防闪锈剂，

(2)将去离子水、水性丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、润湿剂、钛白粉投入到反应釜中，高速搅拌均匀，在1000转速下高速分散15min，

(3)进入砂磨机进行研磨，细度≤30μm，

(4)投入氨基树脂与防闪锈剂搅拌20min，搅拌均匀，用增稠剂调节粘度，用120目滤网过滤，包装。