CN111073405A

CN111073405A - 一种黄色水性漆组合物及其制备方法

Info

Publication number: CN111073405A
Application number: CN201811231145.7A
Authority: CN
Inventors: 陶栋梁; 金凤; 宋苗苗; 车红彪; 王永忠; 姜广鹏; 陈继堂; 张琳; 崔玉民; 张宏; 李慧泉
Original assignee: Fuyang Normal University
Current assignee: Fuyang Normal University
Priority date: 2018-10-22
Filing date: 2018-10-22
Publication date: 2020-04-28

Abstract

本发明公开了一种黄色水性漆组合物及其制备方法，该组合物包括由以下重量份的原料制成：水性丙烯酸树脂50～90份；黄色色浆5～20份；无机填料5～40份；消泡剂0.1～6份；和水1～50份。该组合物的制备方法包括以下步骤：步骤1、将一部分水性丙烯酸树脂、黄色色浆、无机填料、消泡剂和水混合，研磨；步骤2、向步骤1的产物中加入剩余的水性丙烯酸树脂；步骤3、停止搅拌，静置，过滤，稀释后得到黄色水性漆组合物。该组合物形成的漆膜硬度高、耐水性好，耐冲击性良好、附着力好等，具有优异的综合性能，并且制备该组合物的方法简单、原料易得、绿色环保、易于实现，适用于大规模工业化生产。

Description

一种黄色水性漆组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及水性漆领域，具体涉及一种黄色水性漆组合物及其制备方法。

背景技术

传统溶剂型涂料在制造和使用的过程中含有大量的有机挥发物(简称VOC)，大量有毒的有机物污染和破坏了环境，对人体造成严重伤害。涂料中的甲醛能使人患上白血病，涂料的发展在不断改善人类物质生产，生活需求的同时，也使环境迅速恶化。在环保意识强化的现代，开发低VOC环保型的绿色涂料产品凸显其重要性。

水性涂料是以水作溶剂或分散介质的一类涂料，在建筑、家具、汽车、游乐领域已普遍采用。汽车涂装作为工业涂装的一个重要领域，在欧洲从底漆、中涂到面涂基本实现了水性化。但在一些工业涂装领域、防腐涂装领域，仍大量使用溶剂型涂料，人们越来越重视环境问题，保护环境，开发无污染绿色能源已成为全球人的共识，在可能的情况下用水性涂料代替溶剂型涂料是必然的趋势。

水性漆是以水为溶剂和稀释剂，不人为添加有机溶剂，无毒无刺激气味，对人体无害，不污染环境，并且还具有运输安全方便，节省资源与能源，减少人力物力的消耗，减少对环境的污染和人体健康的影响，容易实现自动化涂装等优点。但水性涂料也是有缺点：漆膜硬度低、光泽度差、耐水性差、耐冲击性差和附着力较差等，限制了其在金属漆等行业的应用。

因此，亟需开发一种漆膜硬度高、耐水性好、耐冲击性好、附着力高以及光泽度高的水性丙烯酸金属漆。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，将水性丙烯酸树脂、黄色色浆、无机填料、消泡剂及适量的水混合均匀后，获得黄色水性漆组合物，由该组合物制得的黄色水性丙烯酸金属漆的漆膜硬度高、耐水性好、附着力好、光泽度高、耐冲击性好，综合性能优异，并且该黄色水性漆组合物的制备方法工艺简单、绿色环保、原料易得、易于实现，从而完成本发明。

本发明的的目的在于一方面提供一种黄色水性漆组合物，组合物包括由以下重量份的原料制成：

本发明的另一方面在于提供一种本发明第一方面所述的黄色水性漆组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将一部分水性丙烯酸树脂、黄色色浆、无机填料、消泡剂和水混合，研磨；

步骤2、向步骤1的产物中加入剩余的水性丙烯酸树脂；

步骤3、停止搅拌，静置，过滤，稀释后得到黄色水性漆组合物。

本发明的再一方面提供第一方面所提供的黄色水性漆组合物和/或第二方面所提供方法制备的黄色水性漆组合物的用途，优选用于制备黄色水性丙烯酸金属漆。

本发明所具有的有益效果：

(1)根据本发明所提供的黄色水性漆组合物制备的漆膜，该漆膜具有耐水性好、硬度高、耐冲击性高、附着力高和光泽度高等优异性能，例如，该漆膜的耐水性可达到24h，附着力达到0级，漆膜表面的硬度可达到4H。

(2)本发明所提供的黄色水性漆组合物的制备方法工艺简单、原料易得、绿色环保、易于实现，适用于大规模工业化生产。

附图说明

图1示出本发明实施例1-6所得黄色水性漆组合物的粒径变化趋势；

图2示出本发明实施例7-11所得黄色水性漆组合物的粒径变化趋势；

图3示出本发明实施例1所得黄色水性漆组合物的粒径分布曲线；

图4示出本发明实施例7所得黄色水性漆组合物的粒径分布曲线；

图5示出接触角示意图。

具体实施方式

下面通过附图和优选实施方式对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

本发明一方面在于提供一种黄色水性漆组合物，该组合物包括由以下重量份的原料制成：

优选地，

所述组合物包括由以下重量份的原料制成：

本发明中，以水性丙烯酸树脂为该黄色水性丙烯酸组合物的成膜物质，其中，水性丙烯酸树脂为丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类与其他烯类单体共聚得到的产物，制备水性丙烯酸树脂的单体使水性丙烯酸树脂涂料具有热塑性，同时具有良好的保色保光的功能。

根据本发明，水性丙烯酸树脂可以是市售商品，也可以自制，优选自制521水性丙烯酸树脂。

根据本发明，自制521水性丙烯酸树脂按照以下方法制备：(详见专利CN105255261B)

步骤(1)、向反应器中加入有机溶剂和链转移剂，混合搅拌，将反应器的温度控制为60～80℃，其中，所述有机溶剂为甲醇，链转移剂为正十二烷基硫醇。

步骤(2)、向反应器中连续滴加由丙烯酸酯类单体、硅烷偶联剂和引发剂形成的混合物Ⅰ，滴加完后，保温反应，

其中，所述丙烯酸酯类单体为由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸羟乙酯形成的混合物Ⅱ，

所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷，硅烷偶联剂的添加量为所述混合物Ⅱ的2～20wt％，

所述引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)。

在上述步骤2中，温度控制为60～80℃，优选为70～80℃，进一步的，温度控制为75～80℃。

步骤(3)、向步骤2中的反应体系中，连续滴加由丙烯酸酯类单体、硅烷偶联剂和引发剂形成的混合物Ⅲ，混合物Ⅲ与混合物Ⅰ的重量比为混合物Ⅲ：混合物Ⅰ＝1～3：1，滴加完后，保温反应，

其中，丙烯酸酯类单体为由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙脂和甲基丙烯酸形成的混合物Ⅳ，

所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷，硅烷偶联剂的添加量为所述混合物Ⅳ的3～20wt％，优选5～15％，更优选6～10％，

所述引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)。

步骤(4)、将步骤3中的体系降至室温，然后加入碱将体系中和至pH值为7～8。

步骤(5)、中和完成后，除去体系中的甲醇，然后加入水乳化获得水性丙烯酸树脂。

根据本发明，黄色色浆为有机或无机颜料形成的液态色浆，包括黄色颜料，优选还含有添加剂。

根据本发明，黄色色浆包括添加剂，添加剂包括分散剂、消泡剂，优选还包括防腐剂、流平剂、防沉剂、润湿剂、渗透剂等。

根据本发明，黄色色浆为有机黄色颜料或无机黄色颜料形成的水性黄色色浆。

根据本发明一种实施方式，黄色颜料优选为可着黄色的粉末状物质，优选为双偶氮类黄色颜料，更优选选自永固黄2GS、永固黄F5RK和有机黄PY74中的一种或几种，其中，永固黄2GS主要成分为3,3-二氯联苯胺(DCB)和邻甲基乙酰乙酰胺(AAOT)，永固黄F5RK的主要成分为对氨基苯甲酰胺和色酚AS-PH(2-羟基-3-萘甲酸基-邻氨基苯乙醚)。

根据本发明一种优选的实施方式，黄色色浆按照专利CN105255261B的方法制得，其中所用颜料选择黄色颜料，例如永固黄2GS、永固黄F5RK和有机黄PY74。

本发明中，黄色色浆可赋予涂层颜色，遮盖能力强，使涂层的抗日晒性、持久性和预防气候变化等性能大大增强。

本发明中，首先制备黄色色浆，然后黄色色浆与水性丙烯酸树脂制备得到黄色水性漆组合物，与直接加入黄色颜料相比，黄色色浆以浆料状态加入到水性丙烯酸树脂中，可与水性丙烯酸树脂很好的相容，所得组合物稳定性好，因为黄色色浆制备时，黄色颜料与各种添加剂混合均匀，避免直接将黄色颜料加入到水性丙烯酸树脂中时发生团聚，分散不均匀或二者相容性较差，从而影响最终产物的色泽等性能。

根据本发明，组合物中，水性丙烯酸树脂与黄色色浆的重量比为(6～15)：1，优选为(7～12)：1，更优选为(7～11)：1。

本发明中，无机填料具有增加漆膜厚度和硬度、提高漆膜附着力、调节流变性能、改善机械强度、耐候性、降低光泽和降低成本的作用。

根据本发明，无机填料选自二氧化硅、碳酸钙、高岭土、滑石粉和云母粉中的一种或几种，更优选为二氧化硅、碳酸钙、高岭土中的一种或几种。

根据本发明，无机填料的粒径为微米级或纳米级。

纳米材料具有小尺寸与高浓度晶界两个重要特征，通常大晶体的连续能带分裂成接近分子轨道的能级，产生了小尺寸的量子隧道效应，同时由于其高浓度晶界及界面原子受力不均衡性增加产生了界面效应，这两种效应导致材料在力学性能、磁性能、光学性能、电性能及热力学特征发生突变^[7]。将纳米材料应用于涂料中，由于成膜基料、颜填料及助剂等分子中存在着诸多的活性点，这些活性点可能会与纳米粒子表面的活性点发生强烈的相互作用，从而有可能形成致密而稳定的涂层，使涂膜的物理化学性能显著提高。

根据本发明，无机填料选自碳酸钙(CaCO₃)，优选为轻质微米级碳酸钙和纳米碳酸钙中的一种或几种。

根据本发明，轻质微米级碳酸钙粒径为1～10μm，优选为1～3μm。纳米级碳酸钙的粒径为10～1000nm，优选为10～100nm。

根据本发明，水性丙烯酸树脂与无机填料的重量比为(2～10)：1；

如果无机填料选自轻质碳酸钙，水性丙烯酸树脂与轻质碳酸钙的重量比优选为(2～8)：1，例如2:1，3.5:1等；

如果无机填料选自纳米碳酸钙，水性丙烯酸树脂与纳米碳酸钙的重量比优选为(2～8)：1，更优选为(2～7)：1，例如3.5:1，7:1等。

本发明人发现，黄色水性漆组合物中无机填料的用量对黄色水性漆组合物形成的漆膜的性能有重要的影响，例如当无机填料的用量逐渐增加时，漆膜的光泽度、硬度提高、耐水性、附着力、耐冲击强度等会发生变化。

本发明中，在组合物制备过程中，为进一步提高水性漆的性能，需要添加助剂，其中，水性漆添加水性助剂。

本发明人发现，在黄色水性漆组合物制备过程中，黄色水性漆中容易混入气体，形成气泡，将含气泡的水性漆涂覆在基材上形成漆膜(或称涂膜)，所得漆膜的表面凹凸不平，可知，气泡的存在对形成的漆膜的过程或漆膜的性能具有重要的影响，会造成漆膜表面产生缺陷或影响成膜性。因此，需要除去体系中的气泡，消除影响。在制备水性漆的过程中，加入将消泡剂可避免或减少水性漆中的气泡，从而提高气泡的性能。

根据本发明，消泡剂为水性消泡剂，优选为水性有机硅消泡剂，例如合肥新万成环保科技有限公司的7323-5水性有机硅消泡剂或BYK-024消泡剂。

根据本发明，水选自去离子水、蒸馏水、自来水及纯净水中的一种或几种，优选为去离子水或蒸馏水，更优选为去离子水。水作为分散介质或称为溶剂或稀释剂，在涂料中起着溶解或分散成膜物质的作用，并可改善涂料的润湿性和分散性，调节成膜物质和涂料的粘度，提高涂料的流动性来形成完整的漆膜，以满足施工工艺要求。

本发明的另一方面在于提供一种黄色水性丙烯酸金属漆的制备方法，该方法包括以下步骤：

本发明中，步骤1中，将水性丙烯酸树脂、黄色色浆、无机填料、消泡剂和水混合，研磨，得到混合物。

在本发明中，在步骤1中，水性丙烯酸树脂的加入量为全部水性丙烯酸树脂重量的(1/2～1/3)，优选为1/2。

本发明人发现，水性丙烯酸树脂能起到一定的预分散的作用，先将一部分水性丙烯酸树脂与黄色色浆、无机填料、消泡剂和水进行混合，可起到预分散的作用，从而使得无机粒子和/或黄色色浆中的颜料粒子能够更好的分散，避免粒子发生团聚，影响成膜后的色泽。混合均匀后再与剩余水性丙烯酸树脂混合，则相容性好，由此使得混合研磨效果好且效率高。

根据本发明，步骤1中，研磨优选在高速分散砂磨机中进行，研磨时加入适量锆珠，锆珠的作用是用来通过高速旋转碰撞将混合物中的颗粒研磨的更细，从而使颗粒分散更均匀，使最终产品的性能更好。

根据本发明，锆珠的直径优选为1.8～2.0mm。

根据本发明，步骤1中，锆珠与无机填料的加入量的重量比为(8～1)：1，优选为(7～2)：1，更优选为(6～3)：1。

根据本发明，步骤1中，研磨的速度为1500～3000r/min，优选为1800～2600r/min，更优选为2200r/min。

根据本发明，步骤2中，研磨的时间为0.5～3h，优选为1～2h，例如1h。

步骤2、向步骤1的产物中加入剩余的水性丙烯酸树脂，混合；

根据本发明，步骤1中加入部分水性丙烯酸树脂与其他原料混合研磨，步骤2中，将剩余的水性丙烯酸树脂加入到步骤1的产物中，进行混合，步骤1混合研磨后的混合物与水性丙烯酸树脂具有更好的相容性，将水性丙烯酸树脂分批加入可提高研磨效果和效率。

根据本发明，步骤2中，优选采用搅拌的方式进行混合，搅拌速度为600～1000r/min，优选为700～900r/min，更优选为750～850r/min。

根据本发明，步骤2中，搅拌时间为5～60min，优选为10～50min，更优选为20～30min。

本发明中，在混合过程中，若混合物粘稠度较大，可根据实际情况加入适量水，调节粘稠度，以提高混合效率。

本发明中，步骤2搅拌结束后，将所得产物静置，过滤除去锆珠等杂质。

根据本发明，步骤3中，采用过滤网进行过滤，过滤网的目数为80～200目，优选为100～160目，更优选为120目。

本发明中，黄色水性漆组合物的使用方法为：将黄色水性漆组合物稀释至喷涂粘度(用玻璃棒提起样品，静置3s内能迅速成滴状落下)；

打开空气压缩机至气体密度达到恒定值，打开环保吸收箱的抽风开关，把搅拌均匀的黄色水性漆组合物用F-75型喷枪平整喷涂到洁净的铁板(铁板经过打磨处理)上，用蒸馏水洗净喷枪，关闭压缩机和吸收箱；

在自然条件下晾干，待喷涂过的铁板表干后，将铁板置于烘箱中，在80～85℃烘烤1～2小时后取出，从而在铁板上形成漆膜。

本发明的再一方面提供上述黄色水性漆组合物的用途，优选用于黄色水性丙烯酸金属漆。

实施例

以下通过具体实例进一步描述本发明。不过这些实例仅仅是范例性的，并不对本发明的保护范围构成任何限制。

1、粒径的测试

用玻璃棒蘸取一滴漆液样品于蒸馏水中，震荡，使漆液充分分散开来，稀释漆液为淡黄色接近无色，用BI-MAS Brook heaven Instruments Corporation生产的90plus型号的激光粒度仪测定其粒径。

实施例1黄色水性漆组合物的制备

(1)称取118g水性丙烯酸树脂、30g轻质碳酸钙、黄色色浆25g，去离子水20g、消泡剂0.50g加入到高速分散砂磨机中，启动分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h；

(2)向步骤1的分散砂磨机中加入118g水性丙烯酸树脂，进行搅拌混合，设定转速为800r/min，时间20min；

(3)搅拌结束后，将所得产物静置，用120目的过滤网过滤，得到黄色水性漆组合物1。

测试上述黄色水性漆组合物的漆液的粒径，测试结果如表1所示，其粒径分布曲线如图3所示。

实施例2

(1)称取130g水性丙烯酸树脂、45g轻质碳酸钙、黄色色浆25g，去离子水60g、消泡剂0.50g加入到高速分散砂磨机中，启动分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h；

(2)向步骤1的分散砂磨机中加入130g水性丙烯酸树脂，进行搅拌混合，设定转速为800r/min，时间20min；

(3)搅拌结束后，将所得产物静置，用120目的过滤网过滤，得到黄色水性漆组合物2。

测试上述黄色水性漆组合物的漆液的粒径，测试结果如表1所示。

实施例3

(1)称取105g水性丙烯酸树脂、60g轻质碳酸钙、黄色色浆25g，去离子水30g、消泡剂0.50g加入到高速分散砂磨机中，启动分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h；

(2)向步骤1的分散砂磨机中加入105g水性丙烯酸树脂，进行搅拌混合，设定转速为800r/min，时间20min；

(3)搅拌结束后，将所得产物静置，用120目的过滤网过滤，得到黄色水性漆组合物3。

实施例4

(1)称取105g水性丙烯酸树脂、75g轻质碳酸钙、黄色色浆25g，去离子水15g、消泡剂0.50g加入到高速分散砂磨机中，启动分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h；

(3)搅拌结束后，将所得产物静置，用120目的过滤网过滤，得到黄色水性漆组合物4。

实施例5

(1)称取105g水性丙烯酸树脂、90g轻质碳酸钙、黄色色浆25g，去离子水15g、消泡剂0.50g加入到高速分散砂磨机中，启动分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h；

(3)搅拌结束后，将所得产物静置，用120目的过滤网过滤，得到黄色水性漆组合物5。

实施例6

(1)称取105g水性丙烯酸树脂、105g轻质碳酸钙、黄色色浆25g，去离子水25g、消泡剂0.50g加入到高速分散砂磨机中，启动分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h；

(3)搅拌结束后，将所得产物静置，用120目的过滤网过滤，得到黄色水性漆组合物6。

实施例7

(1)称取105g水性丙烯酸树脂、30g纳米碳酸钙、黄色色浆25g，去离子水8g、消泡剂0.50g加入到高速分散砂磨机中，启动分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h；

(3)搅拌结束后，将所得产物静置，用120目的过滤网过滤，得到黄色水性漆组合物7。

测试上述黄色水性漆组合物的漆液的粒径，测试结果如表2所示，其粒径分布曲线如图4所示。

实施例8

(1)称取105g水性丙烯酸树脂、45g纳米碳酸钙、黄色色浆25g，去离子水8g、消泡剂0.50g加入到高速分散砂磨机中，启动分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h；

(3)搅拌结束后，将所得产物静置，用120目的过滤网过滤，得到黄色水性漆组合物8。

测试上述黄色水性漆组合物的漆液的粒径，测试结果如表2所示。

实施例9

(1)称取105g水性丙烯酸树脂、60g纳米碳酸钙、黄色色浆30g，去离子水8g、消泡剂0.50g加入到高速分散砂磨机中，启动分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h；

(3)搅拌结束后，将所得产物静置，用120目的过滤网过滤，得到黄色水性漆组合物9。

实施例10

(1)称取105g水性丙烯酸树脂、75g纳米碳酸钙、黄色色浆25g，去离子水25g、消泡剂0.50g加入到高速分散砂磨机中，启动分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h；

(3)搅拌结束后，将所得产物静置，用120目的过滤网过滤，得到黄色水性漆组合物10。

实施例11

(1)称取105g水性丙烯酸树脂、90g纳米碳酸钙、黄色色浆25g，去离子水20g、消泡剂0.50g加入到高速分散砂磨机中，启动分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h；

(3)搅拌结束后，将所得产物静置，用120目的过滤网过滤，得到黄色水性漆组合物11。

下表1中，总结了实施例1-6所得黄色水性漆组合物的平均粒径测试结果；下表2中，总结了实施例7-11所得黄色水性漆组合物的平均粒径测试结果。表3和图3分别为实施例1所得黄色水性漆组合物的漆液的粒径分布数据和粒径分布曲线。表4和图4分别为实施例7所得黄色水性漆组合物的漆液的粒径分布数据和粒径分布曲线。

表1

表2

表3

表4

按照表1中的数据，绘制实施例1-6所得黄色水性漆组合物的粒径变化趋势，如图1所示。按照表2中的数据，绘制实施例7-11所得黄色水性漆组合物的粒径变化趋势，如图2所示。图3和图4分别为实施例1和实施例7所得黄色水性漆组合物的粒径分布曲线。

从表1-4和图1-4可以看出，随着碳酸钙的添加量的增加，漆液的粒径先增大后减小然后再增大；说明黄色水性漆组合物中无机填料的添加量对漆液的粒径的影响较大。

实施例12-22

在实施例12-22中，将实施例1-11得到的黄色水性漆组合物1-11加蒸馏水稀释至浓度合适的可喷涂粘度(用玻璃棒提起样品，静置3s内能迅速成滴状落下)，用细纱布过滤，备用；

打开空气压缩机至气体密度达到恒定值，打开环保吸收箱的抽风开关，把搅拌均匀的黄色水性漆组合物1-11用F-75型喷枪平整喷涂到洁净并干燥的铁板(铁板经过打磨处理)上，用蒸馏水洗净喷枪，关闭压缩机和吸收箱；

在自然条件下晾干，待喷涂过的铁板表干后，将铁板置于烘箱中，在80～85℃烘烤1～2小时后取出，从而得到以上黄色水性漆组合物1-11分别在铁板上形成的漆膜，可标号为漆膜1-11。

对比例

对比例1

重复实施例2的制备过程，区别在于，不加入碳酸钙，其他步骤与实施例2相同。

所得黄色水性丙烯酸金属漆组合物按照实施例11-22的制备方法制备得到漆膜样品。

对该漆膜样品进行性能测试，所得漆膜光泽度为77.5、硬度为3B、附着力为3级，耐水性、抗冲击性等性能不佳。

实验例

实验例1接触角测定

将实施例12-17所得到的漆膜1-6进行接触角测试，每个漆膜中选取较光滑平整的三个点用接触角测定仪(JC2000D，上海中晨数字技术设备有限公司)进行测定，然后求取平均值。

漆膜1-6的接触角测试结果如表5所示。

表5

对于接触角而言，接触角是指在气、液、固三相交点处的气-液界面的切线穿过液体与固-液交界线的夹角θc，就是润湿程度的量度，如图5所示，其中，γ_SL为液固界面，γ_SG为固气界面，γ_LG为气液界面。若θc<90°，则固体的表面是亲水性的，也就是说液体较易润湿固体，接触角越小，表示润湿性越好。由表5可知，漆膜1-6的接触角都是小于90°的，碳酸钙的加入量增加，漆膜的接触角略有增加。

实验例2光泽度的测定

光泽度按《漆膜一般制备法》(GB1727-79)的规定，采用460型光泽度仪(台湾博学光学仪器有限公司)测定。

打开光泽度仪，按指导手册上的说明进行校正，校正完毕后将光泽度仪放在漆膜1-11上进行测量，使用光泽度计检测漆膜光泽，每次测试一个漆膜表面需分别在漆膜表面取4个不同位点进行检测，检测时，需使漆膜表面完全覆盖光泽度计检测孔，将测得的4个数据求和并求平均值，最终取平均数值为漆膜光泽度。

分别将6个漆膜样品漆膜1-6进行光泽度测试，测试结果如表6所示：

表6

涂膜表面对照射在其上的光线向一定方向反射出去的能力，也称镜面光泽度。反射的光量越大，则涂膜的光泽越高。涂膜表面反射光的强弱取决于涂膜表面的平整和粗糙度。

由表6可知，碳酸钙的加入量对漆膜的光泽度的影响较大，尤其当碳酸钙加入量越多，光泽度越低，其中漆膜1的光泽度最高，漆膜6的光泽度最低。碳酸钙加入量较多时，在涂膜的形成过程中，随溶剂的挥发，涂膜会变薄并收缩，涂料中的悬浮的填料粒子会在涂膜表面重新排列，造成涂膜表面的不平整，破坏了漆膜表面的平滑性，从而造成光泽度降低。

实验例3硬度的测定

使用中国天津市材料试验机厂生产的QHQ型涂膜划痕硬度仪，按《GB/T6739-1996涂膜铅笔硬度测定法》测试铅笔硬度。用一套5B-B，HB，F，H-6H的铅笔，从5B最软到6H最硬。测试前将铅笔削至笔芯露出笔杆约3mm，将铅笔芯垂直于400#砂纸上画圆，直至铅笔尖端磨成平面，边缘锐利手持铅笔约成45°角，以均匀、约1cm/s的速度用力在涂膜面上推压约1cm，并在涂膜上刮划。对同一硬度标号的铅笔重复刮划5道，如有2道或以上未刮划到样板的底板，则换用硬度大一标号的铅笔，直至找到涂膜被擦伤道或以上的铅笔，比该铅笔硬度小一标号即为涂膜的铅笔硬度，观察漆膜状况并记录数据。

按上述方法对实施例12-22得到的漆膜1-11进行硬度测试，测试结果如表7和表8所示：

表7

表8

硬度是指材料局部抵抗硬物压入其表面的能力，因此固体对外界其他固体入侵的局部抵抗能力，是比较各种材料软硬的指标，涂膜硬度是表示漆膜机械强度的重要指标之一。由表7和表8可以看出，碳酸钙加入量相同时，纳米碳酸钙的漆膜的硬度比轻质碳酸钙或称微米级碳酸钙的硬度高，说明粒径小的碳酸钙比粒径大的碳酸钙在制备涂料和漆膜的过程中，具有更好的分散度，从而在硬度上表现得更优异。纳米碳酸钙的硬度可达到4H。

实验例4附着力的检测

采用QFH型漆膜划格仪，按照《GB/T 9286-1998漆膜附着力测定法》^[12]采用画格实验方法测试漆膜的附着力。用划伤划格仪(百格刀)在规定试板上刻画“十”字形。用透明胶粘在“十”字形处，缓慢撕去胶粘带，检查切割处破坏的情况。实验要求在试片的三个不同位置上完成。若三个位置实验结果出现不同，应在多于三个位置上重复实验，记录全部结果。评定的标准如表9：

表9

分别将实施例12-22制备得到的漆膜1-11进行附着力测试，测试结果如表10和表11所示：

表10

表11

漆膜的附着力是指漆膜与被附着物体表面通过物理和化学力作用结合在一起的坚牢程度。漆膜的附着力是考核漆膜性能的重要指标之一，附着力的好与坏关系到整个配套涂层的质量。漆膜只有很好地附着在被涂物件上，才能发挥其应有的保护和装饰作用，才能达到应用涂料的目的，否则即使涂层具有很好的保护性和装饰性，但由于附着不好而造成大片脱落，也是没有实际意义的。

由表9和表11可以看出，可知，漆膜附着力最高为0级，说明漆膜的附着力较好，但当CaCO₃添加量较多时，例如漆膜6的附着力明显下降，这可能是由于碳酸钙添加量较多时，研磨不充分，分散度较差导致的。

实验例5耐水性的测定

根据国家标准《GB/T1733-93漆膜耐水性测定法》对漆膜进行耐水性的测定，在达到规定的试验时间后，以漆膜表面变化现象表示其耐水性能。

分别将实施例12-22制备得到的漆膜样品1-11进行耐水性测试，测试结果如表12和表13所示：

表12

表13

由表12和表13可知，除漆膜1的耐水性为3h外，漆膜2-11的耐水性都达到24h，并且随着碳酸钙加入量的增加，漆膜出现气泡的时间越晚。

实验例6抗冲击性能测试

漆膜的耐冲击性又称漆膜冲击强度，是指涂于底材上的涂膜在经受高速负荷作用下发生快速变形而不出现开裂或从金属底材上脱落的能力，它表现了被试验漆膜的柔韧性和对底材的附着力。使用中国天津材料试验机厂生产的QCJ型漆膜冲击器，参照《GB/T1732-93涂膜耐冲击力测定法》测试漆膜的耐冲击性。

测试时，可将涂漆面朝上(正冲)或朝下(反冲)放在冲模上，将重锤提升到产品标准规定的高度自由落下，观察样板冲击区域涂层的开裂或剥落情况。由于此方法的再现性差，当用数值表示时，最好限定在同一实验室测试，同时必须严格控制各种影响因素，以尽可能提高数据的准确性。首先，漆膜在冲击负荷下往往表现为脆性破坏，而温、湿度将对漆膜的柔韧性产生影响，因此测定的试板必须在温度(23±2)℃和相对湿度50％±5％的环境条件下至少调节16h以上才能进行。其次相同的底材，经受不同的表面打磨处理，对漆膜耐冲击测定值影响也很大，一般底材打磨的越彻底，漆膜与底材结合的越牢固，漆膜的耐冲击值比底材不处理或处理不彻底的耐冲击值高。

采用杜邦冲击试验仪(北京东目仪器有限公司、SY8-CT106)测试漆膜的耐冲击强度，用500g重物在不同高度自由落体分别砸在铁板的涂漆面上，即本实施例12-22所制备的漆膜1-11上，观察重物冲击后漆膜的状况。漆膜1-11耐冲击性测试结果如表14和表15所示。

表14(注：500g重物)

从表14和15可以看出，漆膜1-6的耐冲击性明显优于漆膜7-11的耐冲击强度，说明加入轻质碳酸钙的漆膜的抗冲击性能比加入纳米碳酸钙的好，说明粒径大的填料可提高漆膜的抗冲击强度。并且碳酸钙的加入量的多少对漆膜的耐冲击性有一定影响，针对加入纳米碳酸钙的漆膜来说，当纳米碳酸钙的加入量为15％～20％时，漆膜的抗冲击性较高，加入量再增加时，抗冲击性能下降。

实验例7漆膜厚度的测定

在水性漆漆膜的检测中，涂膜厚度是一个很重要的控制项目内容。在涂膜施工过程中，由于涂后漆膜厚度不均或厚度未达到规定要求，均对涂层的性能产生重大的影响。破坏性的测量法和无损测量法，本实验例的漆膜厚度测量技术是无损测量法。本实验例参照《GBT 13452.2-2008色漆和清漆漆膜厚度的测定》采用涂层测厚仪测试漆膜1-11的厚度，测试结果如表16和表17所示。

表16

漆膜的厚度与漆液的浓度有关，如果漆液太稀会导致漆液附着力太差，漆膜就会很薄，稀释时蒸馏水要适量，喷涂时要均匀，漆膜的厚度影响漆膜的耐水性。

以上结合优选实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明。不过需要声明的是，这些具体实施方式仅是对本发明的阐述性解释，并不对本发明的保护范围构成任何限制。在不超出本发明精神和保护范围的情况下，可以对本发明技术内容及其实施方式进行各种改进、等价替换或修饰，这些均落入本发明的保护范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims

1.一种黄色水性漆组合物，其特征在于，所述组合物包括由以下重量份的原料制成：

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物包括由以下重量份的原料制成：

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述无机填料选自二氧化硅、碳酸钙、高岭土、滑石粉和云母粉中的一种或几种，更优选为二氧化硅、碳酸钙、高岭土中的一种或几种；

所述消泡剂为水性消泡剂，更优选为水性有机硅消泡剂；

所述水选自去离子水或蒸馏水。

4.根据权利要1至3之一所述的组合物，其特征在于，

所述水性丙烯酸树脂与无机填料的重量比为(2～10)：1，

所述无机填料选自碳酸钙，优选为轻质碳酸钙和纳米碳酸钙中的一种或两种。

5.根据权利要求1至4之一所述的组合物，其特征在于，

所述黄色色浆为有机或无机颜料形成的液态色浆，包括黄色颜料，优选还含有添加剂，

所述水性丙烯酸树脂与黄色色浆的重量比为(6～15)：1，优选为(7～12)：1，更优选为(7～11)：1。

6.一种制备根据权利要求1至5之一所述的黄色水性漆组合物的方法，该方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，水性丙烯酸树脂分批加入，优选地，在步骤1中加入1/2重量的水性丙烯酸树脂，在步骤2中加入1/2重量的水性丙烯酸树脂。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

步骤1中，研磨速度为1500～3000r/min，优选为1800～2600r/min，更优选为2200r/min；和/或

研磨的时间为0.5～2h，优选为1～2h，例如1h。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，

步骤2中，优选采用搅拌的方式进行混合，搅拌速度为600～1000r/min，优选为700～900r/min，更优选为750～850r/min；和/或

搅拌时间为5～60min，优选为10～50min，更优选为20～30min。

10.根据权利要求1至5之一所述的组合物和/或权利要求6至9之一所述的方法制备的组合物的用途，优选用作黄色水性丙烯酸金属漆。