CN110746869A - 一种高环保涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高环保涂料及其制备方法，高环保涂料由以下质量百分比的成分组成：聚氨酯树脂或者改性聚氨酯树脂25%‑35%、醋酸丁酸纤维素5‑10%、混合溶剂40‑50%，色粉10‑18%、流平剂0.5‑1%和润湿剂1‑2%。本发明的涂料在发泡胶底材表面具备优异附着力，有优良的耐化学药品性，耐酸、碱、盐，抗回粘性好，涂膜外观颜色鲜艳、光泽匀称、平整，无表面缺陷，耐水耐黄变性强，贮存稳定性好；该涂料涂装于仿真食品玩具表面上，使仿真食品玩具达到维妙维俏的感观效果,可以用于少儿早教益智玩具表面，且环保无毒。

Description

一种高环保涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体的说，尤其涉及一种高环保涂料及其制备方法。

背景技术

发泡胶底材的仿真食品玩具，具有一定的柔软性，压缩变形后能快速回复原状，深受消费者的青睐，但是发泡胶底材的仿真食品玩具表面涂料研究的比较少，目前市面上的这类涂料性能比较差，有涂膜不平整、容易变黄、光泽度小等问题，导致玩具的外观效果差。另外，年龄小的孩子将玩具与口接触或放置在口内，涂料需要满足一定的环保毒性的标准，例如欧洲EN71-3环保标准，REACH对增塑剂邻苯二甲酸盐及多环芳烃的要求，但是市面上很多涂料都不能满足这一标准，不满足标准的涂料对消费者的身体健康造成了危害。另外，现有的涂料大部分是双组份居多，靠双组份混合反应成膜，喷涂后需要加热烘烤干燥，施工成本高。为寻求功能、个性化及环保方面的突破，迫切需要研发一种高环保的涂料。

发明内容

本发明提供一种高环保涂料及其制备方法，克服了现有涂料使用后容易发黄，涂膜不平整等表面缺陷、光泽度小和有毒害、施工成本高等问题。

一种高环保涂料，由以下质量百分比的成分组成：聚氨酯树脂或者改性聚氨酯树脂25%-35%、醋酸丁酸纤维素5-10%、混合溶剂40-50%，色粉10-18%、流平剂0.5-1%和润湿剂1-2%。

优选的，所述的改性聚氨酯树脂为异氰酸酯型聚氨酯、非异氰酸酯型聚氨酯、杂化改性的聚氨酯、硅氧烷聚氨酯、丙烯酸聚氨酯和含氨基甲酸酯基的聚氨酯中任意一种或者多种。

优选的，所述的流平剂为有机硅类的流平剂。

优选的，所述的有机硅类的流平剂为改性有机硅，所述的改性有机硅为二氧化硅和硅油的复配物。

优选的，所述的混合溶剂由以下体积百分比的成分组成：环己酮60-70%、醋酸甲酯10-20%、丙酮15-25%或者醋酸正丁酯15-25%。

优选的，所述的润湿剂为带锚定基团低分子聚氨酯和聚己内酯二醇的活性剂。

优选的，所述的色粉平均粒径为3.5-5.5µm。

优选的，所述的醋酸丁酸纤维素的型号为CAB-381-2。

优选的，一种高环保涂料的制备方法，包括以下步骤：

a. 制备光油，混合溶剂边搅拌边加入醋酸丁酸纤维素，以及聚氨酯树脂或者改性聚氨酯树脂，以700-900RPM/分钟的搅拌速度搅拌至完全溶解，搅拌时间为40-50分钟，制备成光油；

b. 制备高环保涂料，混合溶剂边搅拌边加入光油，以700-900RPM/分钟的搅拌速度搅拌至完全溶解，搅拌时间为40-50分钟；依次加入色粉、润湿剂和流平剂，以500-600PRM/分钟的搅拌速度进行搅拌10-15分钟，分散2小时，制备得到高环保涂料。搅拌的同时使用三辊研磨机研磨，使色浆细度达到3-10µm。

本发明提供的一种高环保涂料，该涂料具备优良的耐化学药品性，耐酸、碱、盐，以及优异附着力，抗回粘性好，涂膜外观颜色鲜艳，光泽匀称，平整，无表面缺陷，耐水耐黄性强，贮存稳定性好等优点；该涂料满足欧洲EN71-3标准，并且能够满足REACH对增塑剂邻苯二甲酸盐及多环芳烃的要求，环保无毒；本发明为单组份自干型涂料，施工干燥方便，无需烘烤，干燥速度快，效率高，降低了施工成本；该涂料应用范围广，尤其适合施工在发泡胶底材的仿真食品玩具表面，既使仿真食品玩具达到惟妙惟肖的感观效果，其环保无毒特点又能确保使用者的健康，另外，涂料应用于PU发泡胶上，与应用于硬性表面如机壳漆方面的油漆不同，因为发泡胶可以做成软硬度不同的底材，具有弹性及压缩性，对于涂料抗爆裂性，柔韧性，手感方面要求更高，传统的涂料例如单组份聚氨酯达不到这方面的要求，本发明可以满足发泡胶对涂料的要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步的进行说明。

一种高环保涂料，由以下质量百分比的成分组成：聚氨酯树脂或者改性聚氨酯树脂25%-35%、醋酸丁酸纤维素5-10%、混合溶剂40-50%，色粉10-18%、流平剂0.5-1%和润湿剂1-2%。

改性聚氨酯树脂为异氰酸酯型聚氨酯、非异氰酸酯型聚氨酯、杂化改性的聚氨酯、硅氧烷聚氨酯、丙烯酸聚氨酯和含氨基甲酸酯基的聚氨酯中任意一种或者多种。该改性聚氨酯树脂在溶解性、附着力、耐热性、防回粘性、稳定性和干性等综合性能优良。

醋酸丁酸纤维素的型号为CAB-381-2，该醋酸丁酸纤维素，玻璃化温度为(TG)133℃ ，分子量40000，能够保证漆膜高韧性，且与改性聚氨酯树脂混性非常好，对各种发泡胶底材附着力非常优异，改性聚氨酯树脂和醋酸丁酸纤维素搭配作为主体树脂，可以非常有效的提供优异的附着力及优良漆膜性能、干性，该树脂搭配可对各种发泡胶底材提供坚固的附着力，应用范围广，在对各种发泡胶底材涂装时，既能达到坚固的附着力，又能提供韧性、防回粘等方面综合性优点。

流平剂为有机硅类的流平剂,有机硅类的流平剂为改性有机硅，改性有机硅为二氧化硅和硅油的复配物，该有机硅类流平剂剧烈降低了涂料和印刷油墨的表面张力，因此可以提高底材润湿，防止缩孔，提高涂料表面滑爽性和光泽。

本发明考虑到底材附着力对溶剂有选择性，本发明溶剂中使用极性溶剂，以增强附着力，增强涂料上色效果，因此采用了混合溶剂，该混合溶剂提供溶解力，既能溶解上述改性聚氨酯树脂、聚氨酯树脂和醋酸纤维素，又能达到溶液的稳定性，增强涂料上色效果和附着力，本发明混合溶剂由以下体积百分比的成分组成：环己酮60-70%、醋酸甲酯10-20%、丙酮15-25%或者醋酸正丁酯15-25%。

下面对混合溶剂的成分及各成分的体积百分比提出3个实施例：

润湿剂为带锚定基团低分子聚氨酯和聚己内酯二醇的活性剂，对各种色粉渗透湿润效果优秀，特别对高色素炭黑有优异的渗透湿润能力，能很好地抓住色粉粒子，并防止色粉絮凝，贮存稳定性好，由于该湿润剂有解絮凝和展色能力，因此能增加光泽和提高着色强度。

色粉选用进口材料，平均粒径为3.5-5.5µm,着色力强，热稳定性好，熔点高，无颜色迁移，色粉可采用兰色、红色和黄色等颜色。

下面对高环保涂料的成分和各成分的质量百分百提出4个实施例：

一种高环保涂料的制备方法，采用上述成分和各成分质量百分比，实施例1：

包括以下步骤：

a. 制备光油，混合溶剂边搅拌边加入醋酸丁酸纤维素，以及聚氨酯树脂或者改性聚氨酯树脂，以700RPM/分钟的搅拌速度搅拌至完全溶解，搅拌时间为50分钟，为了生产及后期调配及操作方便先制备成光油；

b. 制备高环保涂料，混合溶剂边搅拌边加入光油，以700RPM/分钟的搅拌速度搅拌至完全溶解，搅拌时间为50分钟；依次加入色粉、润湿剂和流平剂，以500PRM/分钟的搅拌速度进行搅拌15分钟，分散2小时，搅拌的同时使用三辊研磨机研磨，利用三辊研磨机间不等速运转的两辊间产生的巨大剪切力，使色浆细度达到3-10µm，从而能使树脂和色粉充分湿润，发挥色粉的着色力和遮盖力等特性，节省用量，更有利于获得较好质量的色浆，制备得到高环保涂料。

一种高环保涂料的制备方法，采用上述成分和各成分质量百分比，实施例2：

包括以下步骤：

a.制备光油，混合溶剂边搅拌边加入醋酸丁酸纤维素，以及聚氨酯树脂或者改性聚氨酯树脂，以800RPM/分钟的搅拌速度搅拌至完全溶解，搅拌时间为45分钟，为了生产及后期调配及操作方便先制备成光油；

b.制备高环保涂料，混合溶剂边搅拌边加入光油，以800RPM/分钟的搅拌速度搅拌至完全溶解，搅拌时间为45分钟；依次加入色粉、润湿剂和流平剂，以550PRM/分钟的搅拌速度进行搅拌12分钟，分散2小时，搅拌的同时使用三辊研磨机研磨，利用三辊研磨机间不等速运转的两辊间产生的巨大剪切力，使色浆细度达到3-10µm，从而能使树脂和色粉充分湿润，发挥色粉的着色力和遮盖力等特性，节省用量，更有利于获得较好质量的色浆，制备得到高环保涂料。

一种高环保涂料的制备方法，采用上述成分和各成分质量百分比，实施例3：

包括以下步骤：

a.制备光油，混合溶剂边搅拌边加入醋酸丁酸纤维素，以及聚氨酯树脂或者改性聚氨酯树脂，以900RPM/分钟的搅拌速度搅拌至完全溶解，搅拌时间为40分钟，为了生产及后期调配及操作方便先制备成光油；

b.制备高环保涂料，混合溶剂边搅拌边加入光油，以900RPM/分钟的搅拌速度搅拌至完全溶解，搅拌时间为40分钟；依次加入色粉、润湿剂和流平剂，以600PRM/分钟的搅拌速度进行搅拌10分钟，分散2小时，搅拌的同时使用三辊研磨机研磨，利用三辊研磨机间不等速运转的两辊间产生的巨大剪切力，使色浆细度达到3-10µm，从而能使树脂和色粉充分湿润，发挥色粉的着色力和遮盖力等特性，节省用量，更有利于获得较好质量的色浆，制备得到高环保涂料。其中，色粉可采用兰色、红色和黄色等颜色。

按上述步骤制得的环保涂料进行测试，结果如下：

测试项目	测试结果	测试方法/标准/工具
			粘度/KU 30 ℃	100±2KU	司托马旋转粘度计
贮存稳定性(常温 12个月)	不变质	GB 6753.3-1986
			涂膜外观	光滑，平整，无表面缺陷	目测
表干	2-3分钟	GB 1728-1979 乙法
			实干	24H	GB 1728-1979 甲法
附着力	5B	ASTM D3359

本发明提供的一种高环保涂料，该涂料具备优良的耐化学药品性，耐酸、碱、盐，以及优异附着力，抗回粘性好，涂膜外观颜色鲜艳，光泽匀称，平整，无表面缺陷，耐水耐黄性强，贮存稳定性好等优点；该涂料满足欧洲EN71-3标准，并且能够满足REACH对增塑剂邻苯二甲酸盐及多环芳烃的要求，环保无毒；本发明为单组份自干型涂料，施工干燥方便，无需烘烤，干燥速度快，效率高，降低了施工成本；该涂料应用范围广，尤其适合施工在发泡胶底材的仿真食品玩具表面，既使仿真食品玩具达到惟妙惟肖的感观效果，其环保无毒特点又能确保使用者的健康，另外，涂料应用于PU发泡胶上，与应用于硬性表面如机壳漆方面的油漆不同，因为发泡胶可以做成软硬度不同的底材，具有弹性及压缩性，对于涂料抗爆裂性，柔韧性，手感方面要求更高，传统的涂料例如单组份聚氨酯达不到这方面的要求，本发明可以满足发泡胶对涂料的要求。

上述实施例仅为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高环保涂料，其特征在于：由以下质量百分比的成分组成：聚氨酯树脂或者改性聚氨酯树脂25%-35%、醋酸丁酸纤维素5-10%、混合溶剂40-50%，色粉10-18%、流平剂0.5-1%和润湿剂1-2%。

2.根据权利要求1所述的一种高环保涂料，其特征在于：所述的改性聚氨酯树脂为异氰酸酯型聚氨酯、非异氰酸酯型聚氨酯、杂化改性的聚氨酯、硅氧烷聚氨酯、丙烯酸聚氨酯和含氨基甲酸酯基的聚氨酯中任意一种或者多种。

3.根据权利要求1所述的一种高环保涂料，其特征在于：所述的流平剂为有机硅类的流平剂。

4.根据权利要求3所述的一种高环保涂料，其特征在于：所述的有机硅类的流平剂为改性有机硅，所述的改性有机硅为二氧化硅和硅油的复配物。

5.根据权利要求1所述的一种高环保涂料，其特征在于：所述的混合溶剂由以下体积百分比的成分组成：环己酮60-70%、醋酸甲酯10-20%、丙酮15-25%或者醋酸正丁酯15-25%。

6.根据权利要求1所述的一种高环保涂料，其特征在于：所述的润湿剂为带锚定基团低分子聚氨酯和聚己内酯二醇的活性剂。

7.根据权利要求1所述的一种高环保涂料，其特征在于：所述的色粉平均粒径为3.5-5.5µm。

8.根据权利要求1所述的一种高环保涂料，其特征在于：所述的醋酸丁酸纤维素的型号为CAB-381-2。

9.一种如权利要求1所述的一种高环保涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

制备光油，混合溶剂边搅拌边加入醋酸丁酸纤维素，以及聚氨酯树脂或者改性聚氨酯树脂，以700-900RPM/分钟的搅拌速度搅拌至完全溶解，搅拌时间为40-50分钟，制备成光油；

制备高环保涂料，混合溶剂边搅拌边加入光油，以700-900RPM/分钟的搅拌速度搅拌至完全溶解，搅拌时间为40-50分钟；依次加入色粉、润湿剂和流平剂，以500-600PRM/分钟的搅拌速度进行搅拌10-15分钟，分散2小时，制备得到高环保涂料。

10.根据权利要求9所述的一种高环保涂料的制备方法，其特征在于：步骤b中搅拌的同时使用三辊研磨机研磨，使色浆细度达到3-10µm。