CN110845921A - 一种塑胶用水性高性能涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于涂料技术领域，公开了一种塑胶用水性高性能涂料，包括以下组分：特殊水性丙烯酸树脂10‑50份；特殊水性聚氨酯10‑50份；成膜助剂1‑20份；水性流平剂0.2‑1份；水性消泡剂0.1‑1份；水性分散剂0.1‑1份；消光粉0‑8份；水性色浆1‑30份；去离子水1‑25份；固化剂5‑20份；本发明所提供的塑胶用水性高性能涂料可提高水性涂料体系耐化学性不足的缺陷，可满足市场上对耐化学性要求较高的系列产品。

Description

一种塑胶用水性高性能涂料
技术领域
本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种塑胶用水性高性能涂料。
背景技术
塑胶制品已广泛应用于3C电子数码通讯、家电、汽车、建材、办公设备及 医疗器械等行业，是国民经济和国防建设不可缺少的重要材料。但塑胶除本身 耐紫外光等性能不理想之外，在加工成型后也常产生各种表面缺陷。因此，塑 胶表面需用涂料涂装，达到装饰效果、色彩要求、提高耐蚀性、耐候性、耐水 性、硬度等，从而提高使用寿命。
以目前一方面水性涂料主要用于金属漆，墙面漆和木器漆，另一方面应用 于塑料制品表面的涂料主要为溶剂型，水性涂料还只占很小的比例。由于溶剂 型塑料涂料存在VOC含量高，对环境污染大的缺点，另外很多厂家生产中所用 的塑胶底材掺入太多水口物料，导致喷涂表面耐溶剂性特别差。
涂料所具备的完美的装饰性和持久的保护性能使得涂料工业飞跃发展，随 环境保护意识的不断加强和环境保护法规的日益完善，人们对环境保护的要求 以及对涂料污染的认识越来越高，各国对于严格控制VOC的排放量，限制高 VOC涂料产品的生产和使用已提升到法律法规的高度。
随着世界范围内环保呼声的提高，涂料的水性化研究在近年来也获得了长 足的进步，它是以水作溶剂，节省了大量的资源并减少了溶剂型涂料使用大量 有机溶剂带来的有机挥发物(VOC)污染，消除了施工时火灾危险性，降低了 大气污染，改善了作业环境条件，比传统的溶剂型涂料更具有施工、经济、安 全、应用方面的优势。然而水性涂层的一些性能弱点(如耐化学、耐溶剂性较 差)限制了它在塑胶上的应用。因而耐化学耐溶剂的水性涂料研发成为研究热 点。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种塑胶用水性高性能涂料。
本发明是这样实现的，一种塑胶用水性高性能涂料包括以下组分：特殊水 性丙烯酸树脂10-50份；特殊水性聚氨酯10-50份；成膜助剂1-20份；水性流 平剂0.2-1份；水性消泡剂0.1-1份；水性分散剂0.1-1份；消光粉0-8份；水 性色浆1-30份；去离子水1-25份；固化剂5-20份。
作为本发明一种塑胶用水性高性能涂料优选的技术方案，所述特殊水性丙 烯酸树脂为水性硅改性羟基丙烯酸乳液。
作为本发明一种塑胶用水性高性能涂料优选的技术方案，所述特殊水性聚 氨酯为水性氟改性聚氨酯乳液。
作为本发明一种塑胶用水性高性能涂料优选的技术方案，所述成膜助剂为 二丙二醇甲醚。
作为本发明一种塑胶用水性高性能涂料优选的技术方案，所述固化剂为水 可分散异氰酸酯中的一种或者多种。
作为本发明一种塑胶用水性高性能涂料优选的技术方案，所述水性流平剂 为聚醚硅氧烷共聚物类流平剂中的一种或多种；所述水性消泡剂为聚醚聚硅氧 烷乳液类消泡剂中的一种或多种；水性分散剂为含高颜料亲和官能基改性聚醚 类分散剂中的一种或多种。
作为本发明一种塑胶用水性高性能涂料优选的技术方案，所述制备方法包 括：按照所述质量份数将水性硅改性羟基丙烯酸树脂、水性氟改性聚氨酯、成 膜助剂、水性流平剂、水性消泡剂、水性分散剂、消光粉、水性色浆、去离子 水、水可分散异氰酸酯固化剂混合均匀，制得所述塑胶用水性高性能涂料
作为本发明一种塑胶用水性高性能涂料优选的技术方案，所述制备方法包 括以下步骤：
a)按所述质量份数将水性硅改性羟基丙烯酸树脂、水性氟改性聚氨酯、成膜 助剂、水性流平剂、水性消泡剂、水性分散剂、消光粉、水性色浆、去离子水， 混合搅拌均匀，制得组分A；
b)按所述质量份数称取水可分散异氰酸酯固化剂，得到组分B；
c)将步骤a)的A组分与步骤b)的B组分混合，得到混合体系，并加入组分 C(去离子水)以开稀。
作为本发明一种塑胶用水性高性能涂料优选的技术方案，各组分比例为：A 组分：B组分：C组分为100：25：25。
本发明的优点及积极效果为：本塑胶用水性高性能涂料具有超长的活化期， 漆膜完全固化后，经耐醇性测试，用分析醇(99.8％无水酒精)沾湿棉花棒，用 500g的力来回擦拭涂膜面5000次外膜无明显外观变化；经耐MEK(丁酮)测 试，采用滴试方法，测试10分钟以上；硬度测试为三棱铅笔500g×1H，无划 痕；经耐冲击力试验，利用试验设备，用500g的重锤从500mm的高度自由下 落，表面涂膜无开裂；并且耐水性极佳，经测试，在85℃的恒温水浴锅中30min 水煮后静置30min后测试，附着力等级为0级。
本塑胶用水性高性能涂料产品，具有6％－8％之间超低VOC值。该产品经 固化后的涂膜耐化学性非常好、展色性好、银排效果好、表面效果细腻、手感 爽滑、流平性好、无气泡、可重涂。本涂料适用于塑胶材质产品，配制成水性 PU涂料，配合异氰酸酯体系水性固化剂，低温固化成膜。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，详 细说明如下。
下面对本发明的结构作详细的描述。本发明实施例提供的塑胶用水性高性 能涂料包括以下组分：特殊水性丙烯 酸树脂10-50份；特殊水性聚氨酯10-50份；成膜助剂1-20份；水性流平剂 0.2-1份；水性消泡剂0.1-1份；水性分散剂0.1-1份；消光粉0-8份；水性色浆1-30份；去离子水1-25份；固化剂5-20份。
实施例1
按照下列组分进行制备：组分A：水性硅改性羟基丙烯酸树脂43-50份；水 性氟改性聚氨酯25-28份；成膜助剂3-10份；水性流平剂0.2-0.5份；水性消泡 剂0.1-0.3份；水性分散剂0.1-0.3份；消光粉0-5份；水性色浆5-20份；去离子 水5-25份；
组分B：水可分散异氰酸酯固化剂10-18份
组分C：去离子水10-18份。
塑胶用水性高性能涂料的制备方法，包括以下步骤：
a)按照配方量，依次将水性硅改性羟基丙烯酸树脂、水性氟改性聚氨酯、成 膜助剂、水性流平剂、水性消泡剂、水性分散剂、加入试验罐中，在转速为 600-1000r/min的分散机中分散5-10min；
b)按照配方量，依次加入消光粉、水性色浆加入试验罐中，将分散机转速更 改为1000-1500r/min，分散10-15min；
c)按照配方量，加入去离子水，将分散机转速更改为400-600r/min，分散 5-10min；
按照开稀比例开稀，搅拌均匀，采用喷涂工艺，膜厚为20-30μm，在 70℃-75℃的鼓风干燥机中烘烤2h，测试。
实施例2
按照下列组分进行制备：组分A：水性硅改性羟基丙烯酸树脂20-22份；水 性氟改性聚氨酯45-50份；成膜助剂3-10份；水性流平剂0.2-0.5份；水性消泡 剂0.1-0.3份；水性分散剂0.1-0.3份；消光粉0-5份；水性色浆5-20份；去离子 水5-25份；
组分B：水可分散异氰酸酯固化剂10-18份
组分C：去离子水10-18份。
塑胶用水性高性能涂料的制备方法，包括以下步骤：
a)按照配方量，依次将水性硅改性羟基丙烯酸树脂、水性氟改性聚氨酯、成 膜助剂、水性流平剂、水性消泡剂、水性分散剂、加入试验罐中，在转速为 600-1000r/min的分散机中分散5-10min；
b)按照配方量，依次加入消光粉、水性色浆加入试验罐中，将分散机转速更 改为1000-1500r/min，分散10-15min；
c)按照配方量，加入去离子水，将分散机转速更改为400-600r/min，分散 5-10min；
d)按照开稀比例开稀，搅拌均匀，采用喷涂工艺，膜厚为20-30μm，在 70℃-75℃的鼓风干燥机中烘烤2h，测试。
实施例3
按照下列组分进行制备：组分A：水性硅改性羟基丙烯酸树脂30-35份；水 性氟改性聚氨酯30-35份；成膜助剂3-10份；水性流平剂0.2-0.5份；水性消泡 剂0.1-0.3份；水性分散剂0.1-0.3份；消光粉0-5份；水性色浆5-20份；去离子 水5-25份；
组分B：水可分散异氰酸酯固化剂10-18份
组分C：去离子水10-18份。
塑胶用水性高性能涂料的制备方法，包括以下步骤：
a)按照配方量，依次将水性硅改性羟基丙烯酸树脂、水性氟改性聚氨酯、成 膜助剂、水性流平剂、水性消泡剂、水性分散剂、加入试验罐中，在转速为 600-1000r/min的分散机中分散5-10min；
b)按照配方量，依次加入消光粉、水性色浆加入试验罐中，将分散机转速更 改为1000-1500r/min，分散10-15min；
c)按照配方量，加入去离子水，将分散机转速更改为400-600r/min，分散 5-10min；
d)按照开稀比例开稀，搅拌均匀，采用喷涂工艺，膜厚为20-30μm，在 70℃-75℃的鼓风干燥机中烘烤2h，测试。
表1
Figure BDA0002282791440000052
Figure BDA0002282791440000061
表2
Figure BDA0002282791440000062
表3
综上表1、2、3所述，可得：
实施例1中涂料适用于要求展色性较好、银排性非常好，高光及哑光的产 品表面效果；
实施例2中涂料适用于要求高耐化学性产品，表面为哑光及平光面漆的效 果；
实施例3中涂料能够综合实施例1，2的优点，涂膜效果展色性较好及较好 的耐化学性能，适用于表面哑光及平光面漆，可满足大多数塑胶制品的表面涂 装应用。
综上所述，本发明提供的塑胶用水性高性能涂料，可提高水性涂料体系耐 化学性不足的缺陷，且满足市场上对耐化学性要求较高的系列产品。
该涂料适用于ABS、PS、PC、PVC、MS、PMMA、CF等材质表面喷涂， 保护产品独特性。该涂层具有超长的活化期，漆膜完全固化后，经耐醇性测试， 用分析醇(99.8％无水酒精)沾湿棉花棒，用500g的力来回擦拭涂膜面5000次 (合格标准为：外膜不得有任何剥落、变色、发涨现象，可以允许光泽度有少 许变化)，外膜无明显外观变化；经耐MEK(丁酮)测试，采用滴试方法，测 试10分钟以上，参照GB/T1763-1979《漆膜耐化学试剂性测定法》(合格标准为：外膜不得有任何剥落、变色、发涨现象，可以允许光泽度有少许变化)； 硬度测试为三棱铅笔500g×1H，无划痕；经耐冲击力试验，利用试验设备，用 500克的重锤从500mm的高度自由下落(判定标准为：1/4的冲头正面冲击后， 表面涂膜无开裂、掉膜现象)，表面涂膜无开裂并且耐水性极佳；经测试，在85℃的恒温水浴锅中30分钟后静置至室温，参照GB/T 9286-1998《色漆和清漆 漆膜的划格试验》，附着力等级为0级。
对比油性体系环保性能中，油性产品的VOC值在40％－100％之间，本塑 胶用水性高性能涂料产品VOC值在3％－8％之间，符合GB/T 23986-2009中不 高于15％的排放。在该塑胶用水性高性能涂料经固化后的涂膜耐化学性非常好、 展色性好、银排效果好、表面效果细腻、手感爽滑、流平性好、无气泡、可重 涂等优势，可满足大多数塑胶制品的表面涂装应用。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的 限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变 化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种塑胶用水性高性能涂料，其特征在于，所述塑胶用水性高性能涂料包括以下组分：特殊水性丙烯酸树脂10-50份；特殊水性聚氨酯10-50份；成膜助剂1-20份；水性流平剂0.2-1份；水性消泡剂0.1-1份；水性分散剂0.1-1份；消光粉0-8份；水性色浆1-30份；去离子水1-25份；固化剂5-20份。
2.如权利要求1所述塑胶用水性高性能涂料，其特征在于，所述特殊水性丙烯酸树脂为水性硅改性羟基丙烯酸乳液。
3.如权利要求1所述塑胶用水性高性能涂料，其特征在于，所述特殊水性聚氨酯为水性氟改性聚氨酯乳液。
4.如权利要求1所述塑胶用水性高性能涂料，其特征在于，所述成膜助剂为二丙二醇甲醚。
5.如权利要求1所述塑胶用水性高性能涂料，其特征在于，所述固化剂为水可分散异氰酸酯中的一种或者多种。
6.如权利要求1所述塑胶用水性高性能涂料，其特征在于，所述水性流平剂为聚醚硅氧烷共聚物类流平剂中的一种或多种；所述水性消泡剂为聚醚聚硅氧烷乳液类消泡剂中的一种或多种；水性分散剂为含高颜料亲和官能基改性聚醚类分散剂中的一种或多种。
7.如权利要求1所述塑胶用水性高性能涂料，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：按照所述质量份数将水性硅改性羟基丙烯酸树脂、水性氟改性聚氨酯、成膜助剂、水性流平剂、水性消泡剂、水性分散剂、消光粉、水性色浆、去离子水、水可分散异氰酸酯固化剂混合均匀，制得所述塑胶用水性高性能涂料。
8.如权利要求7所述塑胶用水性高性能涂料，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
a)按所述质量份数将水性硅改性羟基丙烯酸树脂、水性氟改性聚氨酯、成膜助剂、水性流平剂、水性消泡剂、水性分散剂、消光粉、水性色浆、去离子水，混合搅拌均匀，制得组分A；
b)按所述质量份数称取水可分散异氰酸酯固化剂，得到组分B；
c)将步骤a)的A组分与步骤b)的B组分混合，得到混合体系，并加入组分C(去离子水)以开稀。
9.如权利要求8所述塑胶用水性高性能涂料，其特征在于，所述各组分比例为：A组分：B组分：C组分为100：25：25。
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