CN110484113A - 一种水性中间漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料技术领域，具体公开一种水性中间漆及其制备方法，包括A组分和B组分；所述A组分包括如下质量百分比的组分：水性羟基丙烯酸乳液、纳米氧化铝、滑石粉、硫酸钡、钛白粉、氧化石墨烯、硅酸镁锂、PH调节剂、消泡剂、成膜助剂、分散剂、基材润湿剂、增稠剂和余量的去离子水；所述B组分包括如下质量百分比的组分：亲水改性脂肪族聚异氰酸酯和余量的助溶剂；所述A组分与B组分的质量配比为4‑6:1。本发明的水性中间漆具有耐打磨、抗冲击、柔韧性强、附着力强、稳定性好以及抗流挂性能好的优良特性，适合用于户外高强度作业、长时间暴露的车辆用中间漆。

Description

一种水性中间漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种水性中间漆及其制备方法。
背景技术
涂层的防腐性能有时依赖于整个涂层系统的总体膜厚，有些功能性底漆不宜太厚，而面漆的成本又相对较高，所以合理使用中间漆，即可以保证整体膜厚又可以减少面漆的用量，降低配套成本。
目前通常将中间漆制成高固体厚膜型涂料，可以采用无气喷涂的方法，涂装一到两次就能达到所需要的厚膜效果，使用中间漆还可以提高面漆的装饰性，提高整个涂层的丰满度，还可以提供出所需要的特殊效果，如装饰性花纹等，且中间漆还能增加面漆对底材及底漆的遮盖力，对于汽车漆等特种涂装体系，一般还要求中间漆有一定的弹性，保证汽车在行驶中漆膜有一定的耐石击性，减少漆膜破裂损伤。
但目前的水性中间漆与底漆和面漆之间的附着单纯依靠极性基团之间的吸力还不能够达到附着力要求性较高的漆膜的使用要求，其硬度、耐冲击性、柔韧性、抗流挂性以及附着力性能达不到汽车长期行使的要求，致使长期高强度使用的汽车的漆膜易破裂损伤甚至脱皮。
发明内容
针对现有水性中间漆耐打磨性、抗冲击性、柔韧性、附着力及抗流挂性能差的问题，本发明提供一种水性中间漆及其制备方法。
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：
一种水性中间漆，包括A组分和B组分；
所述A组分包括如下质量百分比的组分：
水性羟基丙烯酸乳液25-50％、纳米氧化铝1-5％、滑石粉5-20％、硫酸钡5-20％、钛白粉10-25％、氧化石墨烯0.2-1％、硅酸镁锂0.1-0.5％、PH调节剂0.1-0.2％、消泡剂0.1-0.2％、成膜助剂2-5％、分散剂0.3-0.5％、基材润湿剂0.3-0.6％、增稠剂0.5-1％和余量的去离子水；
所述B组分包括如下质量百分比的组分：
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯60-80％和余量的助溶剂；
所述A组分与B组分的质量配比为4-6:1。
相对于现有技术，本发明提供的水性中间漆选用水性羟基丙烯酸乳液作为成膜物质，加入氧化石墨烯和硅酸镁锂作为防沉剂，可以大幅度增加水性羟基丙烯酸乳液对填料的容纳量，尤其增加乳液对钛白粉的容纳量，形成高填料含量体系，增强喷涂时的低剪切粘度，增强抗流挂性，同时氧化石墨烯和硅酸镁锂均能与水性羟基丙烯酸乳液相互作用，形成屏蔽层，使涂层既具有良好的附着力和防护效果，又大大增加漆膜的硬度和耐磨性；
氧化石墨烯和滑石粉结合会催化固化反应的进行，加快固化速度，缩短适用期，增加施工难度，本发明通过将氧化石墨烯与纳米氧化铝、滑石粉和硫酸钡搭配使用，即提高了漆膜的硬度，又降低亲水改性脂肪族聚异氰酸酯与乳液固化速度，延长漆膜的适用期；
水性羟基丙烯酸乳液形成的漆膜中的氧化石墨烯、纳米氧化铝、滑石粉、硫酸钡和钛白粉的相互作用增加了漆膜的硬度的同时，不会影响漆膜的柔韧性，还增加了漆膜中溶剂的渗透性，使中间漆的中溶剂易接触到底漆和面漆，并使底漆和面漆发生溶胀，导致中间漆与底漆或面漆界面之间的高分子链发生交联缠结，加固中间漆的附着能力，克服了漆膜之间的附着单纯依靠极性基团之间的吸力的缺陷。
本发明的水性中间漆具有耐打磨、抗冲击、柔韧性强、附着力强、稳定性好以及抗流挂性能好的优良特性，适合用于户外高强度作业、长时间暴露的车辆用中间漆。
优选的，所述水性羟基丙烯酸乳液为水性羟基聚丙烯酸分散体，可选用拜耳的Bayhydrol A 2695，固化后的漆膜硬度高，柔韧性好，光泽高，丰满度高，且具有良好的耐候性、耐光性和优异的耐化学品性。
优选的，所述滑石粉的粒径为1250-1500目，滑石粉为片层结构，具有良好的屏蔽效果，防沉降作用和柔韧性；所述硫酸钡的粒径为1500-1600目，具有化学惰性强、稳定性好、耐酸碱、硬度适中、高比重、高白度、能吸收有害射线等特性，两种粒度的滑石粉和硫酸钡的结合，可以对漆膜分子之间形成的空隙进行充分填充，增加漆膜的密度和耐冲击性。
优选的，所述氧化石墨烯通过Hummers法制备得到。
优选的，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺，二甲基乙醇胺不但具有调节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；所述消泡剂由质量比为1-2:1的自乳化型的磷酸酯类消泡剂(可选用MOUSSEX公司的941PL)和有机硅类消泡剂(可选用比克公司的BYK-028或BYK024)组成，在水性体涂料体系，少量添加不会影响漆膜外观，并具备良好的消泡抑泡效果。
优选的，所述成膜助剂由质量比为1:1-2的二丙二醇甲醚和醇酯-12组成，能与水以及大量有机溶剂混溶，并对许多物质有良好的溶解性，可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，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。
优选的，所述分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂，可选用TEGO dispers760W或AFCONA-5010，具有催化反应的作用，能非常好的降低研磨粘度。
优选的，所述基材润湿剂为有机硅双生结构表面活性剂，选用TEGO的Tego-4100或埃夫科纳的AFCONA-3031，可以起到增滑剂、流平剂的作用，使漆膜达看起来比较丰满；所述增稠剂为聚氨酯型增稠剂，可选用宁柏迪的PS202。
优选的，所述亲水改性脂肪族聚异氰酸酯由质量比为2-3:1的基于六亚甲基二异氰酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯和基于异佛尔酮氰酸酯的亲水改性脂肪族聚异氰酸酯组成，基于六亚甲基二异氰酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯可选用拜耳的Bayhydur XP 2547，基于异佛尔酮氰酸酯的亲水改性脂肪族聚异氰酸酯可选用拜耳的Bayhydur 401-70，两种固化剂结合易在水相中乳化，降低固化反应速率；所述助溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯。
本发明还提供所述水性中间漆的制备方法，至少包括以下步骤：
a、按照质量配比，将1/2量的去离子水、1/2量的PH值调节剂、分散剂、1/2量的消泡剂、纳米氧化铝、滑石粉、硫酸钡、钛白粉、氧化石墨烯、硅酸镁锂行混合，以1000-1200r/min的速度搅拌15-20min，研磨至细度≤20μm，得到混合物；
b、在400-600r/min的搅拌转速下，将水性羟基丙烯酸乳液、成膜助剂、剩余的PH值调节剂、剩余的消泡剂、基材润湿剂和剩余的去离子水混合均匀，调节转速至1000-1200r/min搅拌10-15min，加入步骤a中的混合物，400-600r/min搅拌10-15min，加入增稠剂，400-600r/min搅拌10-15分钟，得到A组分；
c、按质量配比将亲水改性脂肪族聚异氰酸酯溶解在助溶剂中，搅拌均匀，得到b组分；
d、将A组分和B组分按4-6:1的质量比混合均匀，得到水性中间漆。
相对于现有技术，本发明提供的水性中间漆的制备方法，制备过程简单、操作方便、设备要求低，原料中有害物质含量低。有效防止环境污染。
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
一种水性中间漆，包括A组分和B组分；
所述A组分包括如下质量百分比的组分：
原料 含量(％)
水性羟基丙烯酸乳液 25
纳米氧化铝 5
滑石粉 20
硫酸钡 20
钛白粉 10
氧化石墨烯 0.2
硅酸镁锂 0.1
二甲基乙醇胺 0.1
消泡剂 0.1
成膜助剂 2
分散剂 0.3
基材润湿剂 0.3
增稠剂 0.5
去离子水 16.4
所述B组分包括如下质量百分比的组分：
原料 含量(％)
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯 60
丙二醇甲醚醋酸酯 40
所述水性中间漆中A组分与B组分的质量配比为4:1。
其中，水性羟基丙烯酸乳液选用拜耳的Bayhydrol A 2695；滑石粉的粒径为1250目；硫酸钡的粒径为1500目；消泡剂由质量比为1:1的自乳化型的磷酸酯类消泡剂(MOUSSEX公司的941PL)和有机硅类消泡剂(比克公司的BYK-028)组成；成膜助剂由质量比为1:1的二丙二醇甲醚和醇酯-12组成；分散剂选用TEGO dispers 760W；基材润湿剂选用TEGO的Tego-4100；增稠剂可选用宁柏迪的PS202；亲水改性脂肪族聚异氰酸酯由质量比为2:1的基于六亚甲基二异氰酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯(拜耳的Bayhydur XP 2547)和基于异佛尔酮氰酸酯的亲水改性脂肪族聚异氰酸酯(拜耳的Bayhydur 401-70)组成；纳米氧化铝为南京保克特新材料有限公司生产的纳米氧化铝。
所述水性中间漆的制备方法，包括以下步骤：
a、按照质量配比，将1/2量的去离子水、1/2量的二甲基乙醇胺、分散剂、1/2量的消泡剂、纳米氧化铝、滑石粉、硫酸钡、钛白粉、氧化石墨烯、硅酸镁锂行混合，以1000r/min的速度搅拌15min，研磨至细度≤20μm，得到混合物；
b、在400r/min的搅拌转速下，将水性羟基丙烯酸乳液、成膜助剂、剩余的二甲基乙醇胺、剩余的消泡剂、基材润湿剂和剩余的去离子水混合均匀，调节转速至1000r/min搅拌10min，加入步骤a中的混合物，400r/min搅拌10min，加入增稠剂，400r/min搅拌10分钟，得到A组分；
c、按质量配比将亲水改性脂肪族聚异氰酸酯溶解在丙二醇甲醚醋酸酯中，搅拌均匀，得到b组分；
d、将A组分和B组分按4:1的质量比混合均匀，得到水性中间漆。
实施例2
一种水性中间漆，包括A组分和B组分；
所述A组分包括如下质量百分比的组分：
原料 含量(％)
水性羟基丙烯酸乳液 50
纳米氧化铝 1
滑石粉 5
硫酸钡 5
钛白粉 25
氧化石墨烯 1
硅酸镁锂 0.5
二甲基乙醇胺 0.2
消泡剂 0.2
成膜助剂 5
分散剂 0.5
基材润湿剂 0.6
增稠剂 1
去离子水 5
所述B组分包括如下质量百分比的组分：
原料 含量(％)
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯 80
丙二醇甲醚醋酸酯 20
所述水性中间漆中A组分与B组分的质量配比为4:1。
其中，水性羟基丙烯酸乳液选用拜耳的Bayhydrol A 2695；滑石粉的粒径为1250目；硫酸钡的粒径为1500目；消泡剂由质量比为1:1的自乳化型的磷酸酯类消泡剂(MOUSSEX公司的941PL)和有机硅类消泡剂(比克公司的BYK-028)组成；成膜助剂由质量比为1:1的二丙二醇甲醚和醇酯-12组成；分散剂选用TEGO dispers 760W；基材润湿剂选用TEGO的Tego-4100；增稠剂可选用宁柏迪的PS202；亲水改性脂肪族聚异氰酸酯由质量比为2:1的基于六亚甲基二异氰酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯(拜耳的Bayhydur XP 2547)和基于异佛尔酮氰酸酯的亲水改性脂肪族聚异氰酸酯(拜耳的Bayhydur 401-70)组成；纳米氧化铝为南京保克特新材料有限公司生产的纳米氧化铝。
所述水性中间漆的制备方法，包括以下步骤：
a、按照质量配比，将1/2量的去离子水、1/2量的二甲基乙醇胺、分散剂、1/2量的消泡剂、纳米氧化铝、滑石粉、硫酸钡、钛白粉、氧化石墨烯、硅酸镁锂行混合，以1200r/min的速度搅拌20min，研磨至细度≤20μm，得到混合物；
b、在600r/min的搅拌转速下，将水性羟基丙烯酸乳液、成膜助剂、剩余的二甲基乙醇胺、剩余的消泡剂、基材润湿剂和剩余的去离子水混合均匀，调节转速至1200r/min搅拌15min，加入步骤a中的混合物，600r/min搅拌15min，加入增稠剂，600r/min搅拌15分钟，得到A组分；
c、按质量配比将亲水改性脂肪族聚异氰酸酯溶解在丙二醇甲醚醋酸酯中，搅拌均匀，得到b组分；
d、将A组分和B组分按6:1的质量比混合均匀，得到水性中间漆。
实施例3
一种水性中间漆，包括A组分和B组分；
所述A组分包括如下质量百分比的组分：
所述B组分包括如下质量百分比的组分：
原料 含量(％)
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯 70
丙二醇甲醚醋酸酯 30
所述水性中间漆中A组分与B组分的质量配比为5:1。
其中，水性羟基丙烯酸乳液选用拜耳的Bayhydrol A 2695；滑石粉的粒径为1250目；硫酸钡的粒径为1500目；消泡剂由质量比为2:1的自乳化型的磷酸酯类消泡剂(MOUSSEX公司的941PL)和有机硅类消泡剂(比克公司的BYK-028)组成；成膜助剂由质量比为1:2的二丙二醇甲醚和醇酯-12组成；分散剂选用TEGO dispers 760W；基材润湿剂选用TEGO的Tego-4100；增稠剂可选用宁柏迪的PS202；亲水改性脂肪族聚异氰酸酯由质量比为3:1的基于六亚甲基二异氰酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯(拜耳的Bayhydur XP 2547)和基于异佛尔酮氰酸酯的亲水改性脂肪族聚异氰酸酯(拜耳的Bayhydur 401-70)组成；纳米氧化铝为南京保克特新材料有限公司生产的纳米氧化铝。
所述水性中间漆的制备方法，包括以下步骤：
a、按照质量配比，将1/2量的去离子水、1/2量的二甲基乙醇胺、分散剂、1/2量的消泡剂、纳米氧化铝、滑石粉、硫酸钡、钛白粉、氧化石墨烯、硅酸镁锂行混合，以1000r/min的速度搅拌18min，研磨至细度≤20μm，得到混合物；
b、在500r/min的搅拌转速下，将水性羟基丙烯酸乳液、成膜助剂、剩余的二甲基乙醇胺、剩余的消泡剂、基材润湿剂和剩余的去离子水混合均匀，调节转速至1000r/min搅拌15min，加入步骤a中的混合物，500r/min搅拌15min，加入增稠剂，500r/min搅拌10分钟，得到A组分；
c、按质量配比将亲水改性脂肪族聚异氰酸酯溶解在丙二醇甲醚醋酸酯中，搅拌均匀，得到b组分；
d、将A组分和B组分按5:1的质量比混合均匀，得到水性中间漆。
对比例1
将实施例1中的硅酸镁锂用等量的硅酸镁铝代替，其它组分及制备方法与实施例1相同，得到水性中间漆。
对比例2
将实施例1中的滑石粉用等量的石英粉代替，其它组分及制备方法与实施例1相同，得到水性中间漆。
对实施例1-3和对比例1-2中得到的水性中间漆的各项性能进行检测，检测结果如下表所示：
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)

1.一种水性中间漆，其特征在于：包括A组分和B组分；
所述A组分包括如下质量百分比的组分：
水性羟基丙烯酸乳液25-50％、纳米氧化铝1-5％、滑石粉5-20％、硫酸钡5-20％、钛白粉10-25％、氧化石墨烯0.2-1％、硅酸镁锂0.1-0.5％、PH调节剂0.1-0.2％、消泡剂0.1-0.2％、成膜助剂2-5％、分散剂0.3-0.5％、基材润湿剂0.3-0.6％、增稠剂0.5-1％和余量的去离子水；
所述B组分包括如下质量百分比的组分：
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯60-80％和余量的助溶剂；
所述A组分与B组分的质量配比为4-6:1。
2.如权利要求1所述的水性中间漆，其特征在于：所述水性羟基丙烯酸乳液为水性羟基聚丙烯酸分散体。
3.如权利要求1所述的水性中间漆，其特征在于：所述滑石粉的粒径为1250-1500目；所述硫酸钡的粒径为1500-1600目。
4.如权利要求1所述的水性中间漆，其特征在于：所述氧化石墨烯通过Hummers法制备得到。
5.如权利要求1所述的水性中间漆，其特征在于：所述pH调节剂为二甲基乙醇胺；所述消泡剂由质量比为1-2:1的自乳化型的磷酸酯类消泡剂和有机硅类消泡剂组成。
6.如权利要求1所述的水性中间漆，其特征在于：所述成膜助剂由质量比为1:1-2的二丙二醇甲醚和醇酯-12组成。
7.如权利要求1所述的水性中间漆，其特征在于：所述分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂。
8.如权利要求1所述的水性中间漆，其特征在于：所述基材润湿剂为有机硅双生结构表面活性剂；所述增稠剂为聚氨酯型增稠剂。
9.如权利要求1所述的水性中间漆，其特征在于：所述亲水改性脂肪族聚异氰酸酯由质量比为2-3:1的基于六亚甲基二异氰酯的亲水改性脂肪族聚异氰酸酯和基于异佛尔酮氰酸酯的亲水改性脂肪族聚异氰酸酯组成；所述助溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯。
10.权利要求1-9任一项所述的水性中间漆的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：
a、按照质量配比，将1/2量的去离子水、1/2量的PH值调节剂、分散剂、1/2量的消泡剂、纳米氧化铝、滑石粉、硫酸钡、钛白粉、氧化石墨烯、硅酸镁锂行混合，以1000-1200r/min的速度搅拌15-20min，研磨至细度≤20μm，得到混合物；
b、在400-600r/min的搅拌转速下，将水性羟基丙烯酸乳液、成膜助剂、剩余的PH值调节剂、剩余的消泡剂、基材润湿剂和剩余的去离子水混合均匀，调节转速至1000-1200r/min搅拌10-15min，加入步骤a中的混合物，400-600r/min搅拌10-15min，加入增稠剂，400-600r/min搅拌10-15分钟，得到A组分；
c、按质量配比将亲水改性脂肪族聚异氰酸酯溶解在助溶剂中，搅拌均匀，得到b组分；
d、将A组分和B组分按4-6:1的质量比混合均匀，得到水性中间漆。
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CN115181493A (zh) * 2022-07-19 2022-10-14 广州集泰化工股份有限公司 双组分水性聚氨酯抗静电涂料及其制备方法和应用

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