CN110343432A - 一种水性涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料技术领域，具体公开一种水性涂料及其制备方法。所述水性涂料按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂55‑65份，醚化氨基树脂5‑10份，环保助溶剂6‑7份，消泡剂0.2‑0.5份，触变剂3‑5份，pH调节剂0.5‑1份，胺封闭对甲苯磺酸催化剂0.2‑0.5份，光稳定剂3‑5份，紫外线吸收剂3‑5份，聚四氟乙烯5‑8份，水8‑10份，铝银浆5‑8份，颜料0.1‑2份。本发明制备的水性涂料具有优异的耐候性和抗划伤性，漆膜表面光滑，减少高速行驶中汽车轮毂与空气的摩擦力，并具有强度高、附着力强的优势。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种水性涂料及其制备方法。
背景技术
汽车轮毂行业对涂料的质量要求非常严格。要生产优质的汽车轮毂，需要有优质的材料、良好的涂装工艺和综合性能优异的涂料。目前绝大部分轮毂生产企业主要使用是溶剂型的工业涂料。溶剂型涂料在生产和使用过程中所释放大量有机挥发性物质(VolatileOrganic Compounds，VOC)，其产生的污染成为排在汽车尾气之后的城市主要污染源。随着人们对环境及健康的日益重视和我国环保法律法规的不断完善和健全，水性涂料已获得了越来越广泛的应用，强制性使用环保型工业涂料已经成为大势所趋。因此作为环保型涂料的水性轮毂漆成为重点发展方向之一，而且在轮毂行业中的应用具有非常广阔的市场。
但是传统的水性漆存在耐候性差、抗划伤性差、高速行驶中与空气的摩擦力大的问题，所以为响应国家的环保法令以及节能减排的政策规定，针对轮毂漆的涂装要求，开发一款低有机挥发物(VOC)排放、耐候性强、抗划伤性优异、高速行驶中阻力小、风噪低的水性涂料意义重大。
发明内容
针对现有水性漆存在耐候性差、抗划伤性差、高速行驶中汽车轮毂与空气的摩擦力大等问题，本发明提供一种水性涂料。
以及，本发明还提供一种水性涂料的制备方法。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
一种水性涂料，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂55-65份，醚化氨基树脂5-10份，环保助溶剂6-7份，消泡剂0.2-0.5份，触变剂3-5份，pH调节剂0.5-1份，胺封闭对甲苯磺酸催化剂0.2-0.5份，光稳定剂3-5份，紫外线吸收剂3-5份，聚四氟乙烯5-8份，水8-10份，铝银浆5-8份，颜料0.1-2份。
相对于现有技术，本发明提供的水性涂料，具有以下优势：
本申请以水性聚氨酯改性丙烯酸树脂为主要成膜物质，兼具有丙烯酸树脂和聚氨酯树脂的优势，交联效率高，添加醚化氨基树脂能够提高交联反应活性，在交联的过程中能够形成致密的网络结构，增加漆膜硬度及耐化学性，并改善漆膜与基材之间的结合力，使得漆膜具有优异的附着力和耐候性。
本申请中添加聚四氟乙烯，其分子中CF2单元按锯齿形状排列，由于氟原子半径较氢稍大，相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向，其所形成的螺旋状扭曲链与成膜物质形成的网络结构互相交叉，使得氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面，使漆膜表面光滑平整，并且具有鲨鱼皮肤降低阻力的效果。由于氟原子具有优异的生理惰性和延展性，使得漆膜与底材的润湿度很高，漆膜的表面张力极小，明显改善漆膜最低成膜厚度，降低了漆膜与底材和环境的摩擦系数，减少空气阻力，降低风燥。
本发明以选择胺封闭对甲苯磺酸为水性聚氨酯改性丙烯酸树脂树脂的交联助剂，胺封闭对甲苯磺酸在常温下处于封闭状态，在交联反应过程中，体系温度升高，封闭端脱落，对甲苯磺酸对水性聚氨酯改性丙烯酸树脂树的自交联反应起催化作用。由于水性聚氨酯改性丙烯酸树脂树有足够的活性基团，故而胺封闭对甲苯磺酸能降低固化温度，缩短固化时间，实现低温烘烤，提高漆膜的致密性和耐候性。
本发明以触变剂与水性铝银浆进行相互作用，使得银粉在漆膜上定向好，并添加紫外线吸收剂和光稳定剂形成一个具有最佳加工性，耐老化性，光稳定性及经济性的体系，使得漆膜光泽度高，表面光滑，使用过程中减少基材与环境的摩擦力。
优选地，所述醚化氨基树脂为质量比为3-4:4-5的氰特1130氨基树脂和氰特327氨基树脂的混合物。
氰特1130氨基树脂能够提高成膜物质的交联活性，氰特327氨基树脂具有优异的对底材的润湿性和层间结合力，两者复配使用，使得漆膜的交联致密性更高，提高漆膜的耐候性。
优选地，所述触变剂为质量比为1-2:2-3的碱溶胀触变剂与蜡乳液触变剂的混合物。
添加碱溶胀触变剂使得涂料变成粘稠但触变性强的体系，增加漆膜的防流挂性能，提高漆膜的强度；蜡乳液能够改善效应颜料的定向，减少云块状色差/花斑，可显著改善不含助溶剂的效应颜料浆的流变性和亮度；两者复配使用使得涂料的触变性能优异，且铝银浆和颜料的定向好，提高漆膜的流变性和亮度。
优选地，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺。
优选地，所述环保助溶剂为二乙二醇丁醚或丙二醇单甲醚。
优选地，所述消泡剂为聚硅氧烷。
聚硅氧烷难以与水及多数有机溶剂混溶，不易溶入各种发泡介质，因此可以在相当长的时间内发挥消泡抑泡作用。
优选地，所述铝银浆为质量比为0.8-1.2:0.8-1.2的铝粉与乙二醇丁醚混合物。
将铝粉与乙二醇丁醚优先混合，使得铝银浆更好的分散到涂料中。
进一步地，本发明还提供所述水性涂料的制备方法。该制备方法，至少包括以下步骤：
步骤a、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤b、将所述各组分进行混料处理，调节粘度，然后分散处理得到混合料；
步骤c、将所述混合料过滤，得到所述水性涂料。
相对于现有技术，本发明提供的水性涂料的制备方法，制备方法简单，过程容易控制，适宜于大生产操作。
优选地，所述粘度采用布氏粘度计3#转子进行测量，在6rpm的转速下粘度为7500-8000cps且6rpm转速下的粘度/60rpm转速下的粘度≥3.5，其中在6rpm转速的测量时间为1.5min，在60rpm转速的测量时间为5min。
优选的粘度能增加涂料的渗透能力，改善涂料与基层材料的粘结力，保证涂料施工质量等，也能保证漆膜光滑，遮盖力高。
优选地，步骤b中，所述混料处理的条件为：转速为600-800rpm，时间为20-35min。
优选600-800rpm的转速，主要是体系粘度较大，选600-800rpm的搅拌速度不容易将气泡搅入体系中，而高速搅拌容易引入气泡，粘度大时，气泡不容易析出，会影响成膜性能，所以选择600-800rpm的搅拌速度。
优选地，步骤b中，所述分散处理的条件为：转速为800-1000rpm，时间为25-35min。
优选800-1000rpm的转速，主要是体系中含有成膜物质，速率太快影响体系性能，所以选择800-1000rpm的搅拌速度使体系达到均一效果。
优选地，步骤c中，采用700-900目的滤布过滤。
优选的过滤的细度，使得混合料过滤后更加细腻，使得漆膜表面更加光滑，减少漆膜与环境的摩擦力。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明实施例提供一种水性涂料，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂55份，醚化氨基树脂5份，环保助溶剂6份，消泡剂0.2份，触变剂3份，pH调节剂0.5份，胺封闭对甲苯磺酸催化剂0.2份，光稳定剂3份，紫外线吸收剂3份，聚四氟乙烯5份，水8份，铝银浆5份，颜料0.1份。
上述水性聚氨酯改性丙烯酸树脂为同德3AB93W；上述醚化氨基树脂为质量比为3:5的氰特1130氨基树脂和氰特327氨基树脂的混合物；上述环保助溶剂为二乙二醇丁醚；上述消泡剂为BYK028；上述触变剂为质量比为1:3的碱溶胀触变剂BASF HV30与蜡乳液触变剂BASF 8421的混合物；上述胺封闭对甲苯磺酸催化剂为同德WD04；上述光稳定剂为BASF123；上述紫外线吸收剂为BASF 400；上述铝银浆为质量比为1:1的铝粉与乙二醇丁醚混合物。
上述水性涂料的制备方法包括以下步骤：
步骤a、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤b、将所述各组分在转速为800rpm的条件下，搅拌20min，调节粘度，然后在转速为1000rpm的条件下，分散30min得到混合料；
步骤c、将所述混合料采用800目的滤布过滤，所得滤液即为所述水性涂料。
上述粘度采用BROOKFILED粘度计3#转子进行测量，在6rpm的转速下粘度为7500-8000cps且6rpm转速下的粘度/60rpm转速下的粘度≥3.5，其中在6rpm转速的测量时间为1.5min，在60rpm转速的测量时间为5min。
实施例2
一种水性涂料，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂65份，醚化氨基树脂10份，环保助溶剂7份，消泡剂0.5份，触变剂5份，pH调节剂1份，胺封闭对甲苯磺酸催化剂0.5份，光稳定剂5份，紫外线吸收剂5份，聚四氟乙烯8份，水10份，铝银浆8份，颜料2份。
上述水性聚氨酯改性丙烯酸树脂为同德3AB93W；上述醚化氨基树脂为质量比为1:1的氰特1130氨基树脂和氰特327氨基树脂的混合物；上述环保助溶剂为二乙二醇丁醚；上述消泡剂为BYK028；上述触变剂为质量比为1:2的碱溶胀触变剂BASF HV30与蜡乳液触变剂BASF 8421的混合物；上述胺封闭对甲苯磺酸催化剂为同德WD04；上述光稳定剂为BASF123；上述紫外线吸收剂为BASF 400；上述铝银浆为质量比为0.8:1.2的铝粉与乙二醇丁醚混合物。
上述水性涂料的制备方法包括以下步骤：
步骤a、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤b、将所述各组分在转速为600rpm的条件下，搅拌35min，调节粘度，然后在转速为800rpm的条件下，分散35min得到混合料；
步骤c、将所述混合料采用700目的滤布过滤，所得滤液即为所述水性涂料。
上述粘度采用BROOKFILED粘度计3#转子进行测量，在6rpm的转速下粘度为7500-8000cps且6rpm转速下的粘度/60rpm转速下的粘度≥3.5，其中在6rpm转速的测量时间为1.5min，在60rpm转速的测量时间为5min。
实施例3
一种水性涂料，按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂60份，醚化氨基树脂：8份，环保助溶剂6.5份，消泡剂0.3份，触变剂4份，pH调节剂0.8份，胺封闭对甲苯磺酸催化剂0.4份，光稳定剂4份，紫外线吸收剂4份，聚四氟乙烯7份，水9份，铝银浆6份，颜料1份。
上述水性聚氨酯改性丙烯酸树脂为同德3AB93W；上述醚化氨基树脂为质量比为3:4的氰特1130氨基树脂和氰特327氨基树脂的混合物；上述环保助溶剂为二乙二醇丁醚；上述消泡剂为BYK028；上述触变剂为质量比为2:3的碱溶胀触变剂BASF HV30与蜡乳液触变剂BASF 8421的混合物；上述胺封闭对甲苯磺酸催化剂为同德WD04；上述光稳定剂为BASF123；上述紫外线吸收剂为BASF 400；上述铝银浆为质量比为1.2:0.8的铝粉与乙二醇丁醚混合物。
上述水性涂料的制备方法包括以下步骤：
步骤a、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤b、将所述各组分在转速为700rpm的条件下，搅拌25min，调节粘度，然后在转速为900rpm的条件下，分散25min得到混合料；
步骤c、将所述混合料采用900目的滤布过滤，所得滤液即为所述水性涂料。
为了更好的说明本发明实施例提供的水性涂料的特性，下面将实施例1-3制备的水性涂料进行性能检测，检测结果如下表1所示。
表1检测结果
从表1可以看出，本发明制备的水性涂料具有优异的耐候性和抗划伤性，漆膜表面光滑，减少高速行驶中汽车轮毂与空气的摩擦力，并具有强度高、附着力强的优势。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水性涂料，其特征在于：按重量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂55-65份，醚化氨基树脂5-10份，环保助溶剂6-7份，消泡剂0.2-0.5份，触变剂3-5份，pH调节剂0.5-1份，胺封闭对甲苯磺酸催化剂0.2-0.5份，光稳定剂3-5份，紫外线吸收剂3-5份，聚四氟乙烯5-8份，水8-10份，铝银浆5-8份，颜料0.1-2份。
2.如权利要求1所述的水性涂料，其特征在于：所述醚化氨基树脂为质量比为3-4:4-5的氰特1130氨基树脂和氰特327氨基树脂的混合物。
3.如权利要求1所述的水性涂料，其特征在于：所述触变剂为质量比为1-2:2-3的碱溶胀触变剂与蜡乳液触变剂的混合物。
4.如权利要求1所述的水性涂料，其特征在于：所述pH调节剂为二甲基乙醇胺。
5.如权利要求1所述的水性涂料，其特征在于：所述环保助溶剂为二乙二醇丁醚或丙二醇单甲醚。
6.如权利要求1所述的水性涂料，其特征在于：所述消泡剂为聚硅氧烷。
7.如权利要求1所述的水性涂料，其特征在于：所述铝银浆为质量比为0.8-1.2:0.8-1.2铝粉与乙二醇丁醚混合物。
8.一种水性涂料的制备方法，其特征在于：所述制备至少包括以下步骤：
步骤a、按照如权利要求1～7任一项所述的原料配比称取各组分；
步骤b、将所述各组分进行混料处理，调节粘度，然后分散处理得到混合料；
步骤c、将所述混合料过滤，所得滤液即为所述水性涂料。
9.如权利要求8所述的水性涂料的制备方法，其特征在于：所述粘度采用布氏粘度计3#转子进行测量，在6rpm的转速下粘度为7500-8000cps且6rpm转速下的粘度/60rpm转速下的粘度≥3.5，其中在6rpm转速的测量时间为1.5min，在60rpm转速的测量时间为5min；和/或
步骤b中，所述混料处理的条件为：转速为600-800rpm，时间为20-35min；和/或
步骤b中，所述分散处理的条件为：转速为800-1000rpm，时间为25-35min。
10.如权利要求8所述的水性涂料的制备方法，其特征在于：步骤c中，采用700-900目的滤布过滤。
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