CN111073410A - 一种孔雀蓝水性金属漆组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种孔雀蓝水性金属漆组合物及其制备方法，该组合物包括如下重量配比的原料：水性丙烯酸树脂100～180份；孔雀蓝色浆5～15份；无机填料10～80份；消泡剂0.05～1份；和水适量，优选为1～50份。该组合物的制备方法包括以下步骤：步骤1、将水性丙烯酸树脂、无机填料、添加剂和水混合，研磨；步骤2、加入孔雀蓝色浆，研磨。该组合物形成的漆膜硬度高、耐冲击性好、附着力好和光泽度高等，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

一种孔雀蓝水性金属漆组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及水性漆领域，具体涉及一种孔雀蓝水性金属漆组合物及其制备方法。

背景技术

随着工业化和城市化的发展，环境安全对人们的健康有着越来越重要的影响，因此环境安全受到了越来越多的关注。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。

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。随着人们环保意识的增强，在工业涂装领域、汽车涂装领域和防腐涂装领域等，成本相对便宜而又节约资源、无污染的水性金属涂料越来越受到推崇，并得到迅速发展。水性金属涂料以水为溶剂或稀释剂，安全环保，对人体无害，运输安全方便，节省能源和资源，减少人力和物力的消耗。除此之外，水性金属涂料具有耐酸碱腐蚀性、能够抵抗水和油的腐蚀、具有很强的抗老化能力、耐低温、耐潮湿等优点，具有超强的柔韧性，因此，发展水性金属涂料是行业的趋势。

但水性金属涂料形成的漆膜具有硬度低、耐冲击性差、光泽度低和附着力较差等缺点，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、耐冲击性好、光泽度高和附着力好的水性金属漆。

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、无机填料、添加剂、孔雀蓝色浆及适量的水混合，制得孔雀蓝水性金属漆组合物，该组合物粒径分布均匀，由该组合物制得的孔雀蓝水性金属漆的漆膜硬度高、附着力高、耐冲击性能好及光泽度高，并且制备该孔雀蓝水性金属漆组合物的方法工艺简单、原料易得、绿色环保，从而完成本发明。

本发明的目的一方面在于提供一种孔雀蓝水性金属漆组合物，该组合物包括如下重量配比的原料：

本发明的另一方面提供一种制备本发明第一方面所述的孔雀蓝水性金属漆组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将水性丙烯酸树脂、无机填料、添加剂和水混合，研磨；

步骤2、加入孔雀蓝色浆，研磨。

本发明的再一方面提供第一方面所提供的孔雀蓝水性金属漆组合物和/或第二方面所提供方法制备的孔雀蓝水性金属漆组合物的用途，优选用于制备孔雀蓝水性丙烯酸金属漆。

本发明所具有的有益效果：

(1)根据本发明所提供的孔雀蓝水性漆组合物制备的漆膜，该漆膜具有硬度高、耐冲击性好、附着力高和光泽度高等优异性能，例如，该漆膜的附着力达到0级，漆膜表面的硬度可达到2H，抗冲击性能：在300g重物时冲击高度达到46cm，光泽度可达到76.5。

(2)本发明所提供的孔雀蓝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所得孔雀蓝水性金属漆组合物的粒度测试结果；

图2示出本发明实施例7所得孔雀蓝水性金属漆组合物的粒度测试结果；

图3示出本发明实施例13-24所得漆膜的附着力变化趋势；

图4示出本发明实施例13-24所得漆膜的光泽度变化趋势；

图5示出本发明实施例13-24所得漆膜的抗冲击性能变化趋势。

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孔雀蓝水性金属漆组合物，该组合物包括如下重量配比的原料：

优选地，该组合物包括如下重量配比的原料：

本发明中，以水性丙烯酸树脂为该孔雀蓝水性金属漆组合物的成膜物质(即基料)，可使涂料衣服在被涂基材的表面，形成漆膜。

本发明中，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，孔雀蓝色浆为有机或无机颜料形成的液态色浆，包括孔雀蓝颜料，优选还含有添加剂。

根据本发明，孔雀蓝色浆为有机孔雀蓝颜料或无机孔雀蓝颜料形成的水性孔雀蓝色浆。

根据本发明，孔雀蓝颜料优选为可着孔雀蓝颜色的粉末状物质，优选为包含Co-Cr-Al成分的孔雀蓝颜料或4230耐晒孔雀蓝色淀，主要成分包括铜酞菁蓝(CuPc)、氯磺酸和钡。

根据本发明，孔雀蓝色浆包括助剂，助剂包括分散剂、消泡剂，优选还包括防腐剂、流平剂、防沉剂、润湿剂、渗透剂等。

本发明中，孔雀蓝色浆可以选择自制或购自市售。

根据本发明一种优选的实施方式，孔雀蓝色浆按照专利CN105255261B的方法制得，其中所用颜料选择孔雀蓝颜料。

本发明中，孔雀蓝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，将孔雀蓝色浆与水性丙烯酸树脂混合可制备孔雀蓝水性金属漆组合物，与直接加入孔雀蓝颜料相比，孔雀蓝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，因为孔雀蓝色浆制备时，孔雀蓝颜料与各种添加剂混合均匀，避免直接将孔雀蓝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。

本发明中，孔雀蓝色浆加入量较多时，与水性丙烯酸树脂相容性较差，孔雀蓝色浆加入量较少时，对最终水性金属漆的综合性能的提高无明显改善。

根据本发明，组合物中，水性丙烯酸树脂与孔雀蓝色浆的重量比为(8～18)：1，优选为(10～16)：1。

本发明中，在组合物中加入无机填料，在组合物形成漆膜后，能够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。

碳酸钙是一种对人体无害、没有味道、没有毒性的白色粉末，是应用最广泛的无机化合物。碳酸钙具有干燥，无结晶水，在空气中不变化，几乎不溶于水，不溶于醇，经加热可分解为生石灰和二氧化碳等性质。碳酸钙可用作于塑料、橡胶、涂料、造纸、油墨等行业。在涂料行业中，碳酸钙可做颜料填充剂，加入到涂料中，能使涂料不沉降、易分散、光泽好等优点。

根据本发明，无机填料选自碳酸钙(CaCO₃)。

根据本发明，无机填料选自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1～5μm，优选为1～3μm；纳米级碳酸钙的粒径为10nm～1μm，优选为10～100nm。

本发明人发现，将轻质微米级碳酸钙加入到孔雀蓝水性金属漆组合物中，制得的漆膜的硬度高、附着力好和抗冲击性能好，例如，漆膜硬度可达到2H，附着力达到0级，在300g重物下冲击高度达到43cm。

纳米材料是指晶体粒度为纳米级的多晶体材料，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。

本发明人发现，将纳米碳酸钙加入到孔雀蓝水性金属漆组合物中，制得的漆膜的硬度高、附着力好、光泽度高、抗冲击性能好。例如，漆膜硬度可达到H，附着力达到0级，光泽度可达到60(由60°光泽度仪测得)，在300g重物下冲击高度达到46cm。这可能是由于基料、颜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，使涂膜的性能显著提高。

在本发明中，无机填料的添加量的多少对所得漆膜的性能有一定影响，例如漆膜的光泽度、硬度提高、耐水性、附着力、耐冲击强度等会发生变化无机填料添加量太多，在组合物中分散不均匀，易导致研磨不充分，所得孔雀蓝水性金属漆组合物的制得的漆膜的性能较差，例如实施例6和实施例12的漆膜光泽度显著下降；无机填料添加量太少，所得漆膜的性能提升幅度低，例如实施例1和实施例7中，抗冲击性能提高幅度较小。

根据本发明，水性丙烯酸树脂与无机填料的重量比为(1～10)：1，优选为(1～9)：1。

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，需要加入添加剂，添加剂可改善孔雀蓝水性金属漆组合物的性能，延长储存期限。

根据本发明，添加剂包括对涂料生产过程发生作用的助剂，对涂料储存过程发生作用的助剂和对涂料施工过程作用的助剂中的一种或几种，优选地，添加剂选自消泡剂、润湿剂、分散剂、乳化剂、防沉剂、稳定剂、流平剂、消泡剂、催干剂和防流挂剂中的一种或几种。。

本发明人发现，在孔雀蓝水性漆组合物制备过程中，孔雀蓝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，添加剂为消泡剂，优选为水性消泡剂，优选为水性有机硅消泡剂，例如购自合肥新万成环保科技有限公司的BYK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。根据本发明，水的加入量无特殊限制，水的加入适量即可，在实际制备孔雀蓝水性金属漆组合物过程中，根据研磨或混合过程中混合物的具体情况加入适量水，例如，若在研磨过程中出现干燥的情况则加入少量去离子水。

本发明的另一方面在于提供一种孔雀蓝水性丙烯酸金属漆的制备方法，优选为制备本发明第一方面所述的孔雀蓝水性金属漆组合物的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将水性丙烯酸树脂、无机填料、添加剂和水混合，研磨；

本发明中，步骤1中，将水性丙烯酸树脂、无机填料、添加剂和水混合，研磨，得到混合物。

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，先水性丙烯酸树脂与无机填料、添加剂和水进行混合，可起到预分散的作用，从而使得无机粒子能够更好的分散，避免粒子发生团聚，影响成膜后的光泽。混合均匀后再与孔雀蓝色浆混合，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，研磨优选在高速实验分散砂磨机中进行，使得原料在研磨的同时也能充分混合，使粒子分散更加均匀，达到水性化和浆料化。研磨时加入适量皓珠，皓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，皓珠的直径优选为1.8～2.0mm。

根据本发明，步骤1中，皓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。

本发明中，无机填料粒子相对于水性丙烯酸树脂粒子是足够小的，可以填充到水性丙烯酸树脂粒子之间，在研磨速度较高时，不同粒径的碳酸钙粒子均匀分散到树脂粒子之间，使得粒子形成均匀连续相，由此形成均匀的漆膜。

根据本发明，步骤1中，研磨的速度为1800～2800r/min，优选为2000～2400r/min，更优选为2100～2300r/min，例如2200r/min。

根据本发明，步骤2中，研磨的时间为10～120min，优选为30～100min，例如60min。

步骤2、加入孔雀蓝色浆，研磨；

根据本发明，在步骤2中，向步骤1的产物中加入孔雀蓝色浆，以获得孔雀蓝水性金属漆组合物。孔雀蓝色浆由包括孔雀蓝颜料的原料制得，因此，加入孔雀蓝色浆后需要进行研磨以得到粒径均匀的组合物。孔雀蓝色浆中的颜料粒子为经过研磨的粒子且加入量较少，所以采用的研磨速度较低。

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600～1500r/min，优选为800～1200r/min，更优选为900～1100r/min，例如1000r/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，在混合研磨过程中，若混合物出现干燥的情况，可根据实际情况加入适量水，调整混合的粘稠度。

根据本发明，该方法还包括：步骤3、将步骤2所得产物进行后处理，得到孔雀蓝水性漆组合物。

本发明中，步骤2研磨结束后，将步骤2所得产物进行后处理，后处理包括将产物进行静置，过滤，得到孔雀蓝水性漆组合物，优选采用纱布过滤除去皓珠等杂质。

本发明中，孔雀蓝水性漆组合物的使用方法为：将孔雀蓝水性漆组合物用去离子水稀释至喷涂粘度(用玻璃棒提起样品，静置3s内能迅速成滴状落下)；采用F-75型喷枪进行喷涂，喷枪喷涂前，先用手测量喷枪的压力，喷枪与物体表面的距离为40～50cm，角度为90度，喷枪稳定后将孔雀蓝水性漆组合物用F-75型喷枪平整喷涂到洁净的铁板(铁板经过打磨处理)上；将喷涂后的铁板放置在干燥的环境下放置12～24h，然后再将其置于80℃～85℃的烘箱中干燥30～60min，得到由孔雀蓝水性金属漆组合物得到的漆膜。

本发明的再一方面提供上述孔雀蓝水性金属漆组合物的用途，优选用于孔雀蓝水性金属漆。

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、粒径的测定

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，稀释漆液为淡孔雀蓝接近无色，用BI-MAS Brook heaven Instruments Corporation生产的90plus型号的激光粒度仪测定粒径。

实施例1

(1)称取231.27g水性丙烯酸树脂、30.31g轻质碳酸钙(记碳酸钙在组合物中的含量为10％)，去离子水5.57g、消泡剂0.39g和适量皓珠加入到实验分散砂磨机中，启动实验分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h，研磨过程中可加入少量去离子水；

(2)研磨结束后，向步骤1的实验分散砂磨机中加入15.12g的孔雀蓝色浆，设定转速为1000r/min，继续研磨30min，研磨过程中可加入适量去离子水，组合物总重量为300g；

(3)将所得产物静置，用纱布过滤取出皓珠等杂质，得到孔雀蓝水性金属漆组合物1。

实施例2

(1)称取226.69g水性丙烯酸树脂、45.12g轻质碳酸钙(记碳酸钙在组合物中的含量为15％)，去离子水6.69g、消泡剂0.40g和适量皓珠加入到实验分散砂磨机中，启动实验分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h，研磨过程中可加入少量去离子水；

(2)研磨结束后，向步骤1的实验分散砂磨机中加入15.20g的孔雀蓝色浆，设定转速为1000r/min，继续研磨30min，研磨过程中可加入适量去离子水，组合物总重量为300g；

(3)将所得产物静置，用纱布过滤取出皓珠等杂质，得到孔雀蓝水性金属漆组合物2。

对得到的孔雀蓝水性金属漆组合物2进行粒度测试，粒度测试结果如图1所示，得到该组合物的平均粒径为332.4nm。

实施例3

(1)称取205.25g水性丙烯酸树脂、60.21g轻质碳酸钙(碳酸钙在组合物中的含量为20％)，去离子水6.12g、消泡剂0.39g和适量皓珠加入到实验分散砂磨机中，启动实验分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h，研磨过程中可加入少量去离子水；

(2)研磨结束后，向步骤1的实验分散砂磨机中加入15.25g的孔雀蓝色浆，设定转速为1000r/min，继续研磨30min，研磨过程中可加入适量去离子水，组合物总重量为300g；

(3)将所得产物静置，用纱布过滤取出皓珠等杂质，得到孔雀蓝水性金属漆组合物3。

实施例4

(1)称取134.91g水性丙烯酸树脂、50.12g轻质碳酸钙(碳酸钙在组合物中的含量为25％)，去离子水3.15g、消泡剂0.26g和适量皓珠加入到实验分散砂磨机中，启动实验分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h，研磨过程中可加入少量去离子水；

(2)研磨结束后，向步骤1的实验分散砂磨机中加入10.11g的孔雀蓝色浆，设定转速为1000r/min，继续研磨30min，研磨过程中可加入适量去离子水，组合物总重量为200g；

(3)将所得产物静置，用纱布过滤取出皓珠等杂质，得到孔雀蓝水性金属漆组合物4。

实施例5

(1)称取125.41g水性丙烯酸树脂、60.12g轻质碳酸钙(碳酸钙在组合物中的含量为30％)，去离子水3.18g、消泡剂0.26g和适量皓珠加入到实验分散砂磨机中，启动实验分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h，研磨过程中可加入少量去离子水；

(2)研磨结束后，向步骤1的实验分散砂磨机中加入10.43g的孔雀蓝色浆，设定转速为1000r/min，继续研磨30min，研磨过程中可加入适量去离子水，组合物总重量为200g；

(3)将所得产物静置，用纱布过滤取出皓珠等杂质，得到孔雀蓝水性金属漆组合物5。

实施例6

(1)称取115.46g水性丙烯酸树脂、70.69g轻质碳酸钙(碳酸钙在组合物中的含量为35％)，去离子水3.25g、消泡剂0.26g和适量皓珠加入到实验分散砂磨机中，启动实验分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h，研磨过程中可加入少量去离子水；

(2)研磨结束后，向步骤1的实验分散砂磨机中加入10.45g的孔雀蓝色浆，设定转速为1000r/min，继续研磨30min，研磨过程中可加入适量去离子水，组合物总重量为200g；

(3)将所得产物静置，用纱布过滤取出皓珠等杂质，得到孔雀蓝水性金属漆组合物6。

实施例7

(1)称取141.74g水性丙烯酸树脂、20.56g轻质碳酸钙(碳酸钙在组合物中的含量为10％)，去离子水5.59g、消泡剂0.26g和适量皓珠加入到实验分散砂磨机中，启动实验分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h，研磨过程中可加入少量去离子水；

(2)研磨结束后，向步骤1的实验分散砂磨机中加入10.85g的孔雀蓝色浆，设定转速为1000r/min，继续研磨30min，研磨过程中可加入适量去离子水，组合物总重量为200g；

(3)将所得产物静置，用纱布过滤取出皓珠等杂质，得到孔雀蓝水性金属漆组合物7。

实施例8

(1)称取154.45g水性丙烯酸树脂、30.18g轻质碳酸钙(碳酸钙在组合物中的含量为15％)，去离子水4.45g、消泡剂0.26g和适量皓珠加入到实验分散砂磨机中，启动实验分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h，研磨过程中可加入少量去离子水；

(2)研磨结束后，向步骤1的实验分散砂磨机中加入10.24g的孔雀蓝色浆，设定转速为1000r/min，继续研磨30min，研磨过程中可加入适量去离子水，组合物总重量为200g；

(3)将所得产物静置，用纱布过滤取出皓珠等杂质，得到孔雀蓝水性金属漆组合物8。

对得到的孔雀蓝水性金属漆组合物8进行粒度测试，粒度测试结果如图2所示，得到该组合物的平均粒径为853.3nm。

实施例9

(1)称取144.67g水性丙烯酸树脂、40.24g轻质碳酸钙(碳酸钙在组合物中的含量为20％)，去离子水3.01g、消泡剂0.26g和适量皓珠加入到实验分散砂磨机中，启动实验分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h，研磨过程中可加入少量去离子水；

(2)研磨结束后，向步骤1的实验分散砂磨机中加入11.23g的孔雀蓝色浆，设定转速为1000r/min，继续研磨30min，研磨过程中可加入适量去离子水，组合物总重量为200g；

(3)将所得产物静置，用纱布过滤取出皓珠等杂质，得到孔雀蓝水性金属漆组合物9。

实施例10

(1)称取135.36g水性丙烯酸树脂、50.29g轻质碳酸钙(碳酸钙在组合物中的含量为25％)，去离子水2.19g、消泡剂0.26g和适量皓珠加入到实验分散砂磨机中，启动实验分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h，研磨过程中可加入少量去离子水；

(2)研磨结束后，向步骤1的实验分散砂磨机中加入10.11g的孔雀蓝色浆，设定转速为1000r/min，继续研磨30min，研磨过程中可加入适量去离子水，组合物总重量为200g；

(3)将所得产物静置，用纱布过滤取出皓珠等杂质，得到孔雀蓝水性金属漆组合物10。

实施例11

(1)称取124.84g水性丙烯酸树脂、60.26g轻质碳酸钙(碳酸钙在组合物中的含量为30％)，去离子水2.56g、消泡剂0.26g和适量皓珠加入到实验分散砂磨机中，启动实验分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h，研磨过程中可加入适量去离子水；

(2)研磨结束后，向步骤1的实验分散砂磨机中加入10.03g的孔雀蓝色浆，设定转速为1000r/min，继续研磨30min，研磨过程中可加入适量去离子水，组合物总重量为200g；

(3)将所得产物静置，用纱布过滤取出皓珠等杂质，得到孔雀蓝水性金属漆组合物11。

实施例12

(1)称取115.27g水性丙烯酸树脂、71.24g轻质碳酸钙(碳酸钙在组合物中的含量为35％)，去离子水5.15g、消泡剂0.26g和适量皓珠加入到实验分散砂磨机中，启动实验分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h，研磨过程中可加入少量去离子水；

(2)研磨结束后，向步骤1的实验分散砂磨机中加入10.18g的孔雀蓝色浆，设定转速为1000r/min，继续研磨30min，研磨过程中可加入适量去离子水，组合物总重量为200g；

(3)将所得产物静置，用纱布过滤取出皓珠等杂质，得到孔雀蓝水性金属漆组合物12。

实施例13-24

在实施例13-24中，将实施例1-12得到的孔雀蓝水性金属漆组合物加去离子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，采用F-75型喷枪进行喷涂，用手测量喷枪的压力，喷枪稳定后，把搅拌均匀的孔雀蓝水性金属漆组合物平整喷涂到洁净并干燥的铁板(铁板经过打磨处理)上，喷枪与铁板喷涂面的距离为40至50㎝，喷涂角度为90°，用去离子水洗净喷枪，关闭压缩机和吸收箱；

在空气中放置12h后，将铁板置于烘箱中，在85℃烘烤2小时后取出，从而得到以上实施例1-12的组合物分别在铁板上形成的漆膜，可标号为漆膜1-12。

对比例

对比例1

(1)称取73.16g水性丙烯酸树脂、去离子水22.18g、消泡剂0.13g和适量皓珠加入到实验分散砂磨机中，启动实验分散磨砂机，对混合物进行研磨，设定转速为2200r/min，时间1h；

(2)研磨结束后，向步骤1的实验分散砂磨机中加入5.22g的孔雀蓝色浆，设定转速为1000r/min，继续研磨30min；

(3)将所得产物静置，用纱布过滤取出皓珠等杂质，得到孔雀蓝水性金属漆组合物2。

按照实施例13-14的方法制得对比例1的组合物在铁板上形成的漆膜。

实验例

实验例1硬度的测定

涂膜硬度是表示漆膜机械强度的重要指标之一。

本实验例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》测试涂膜铅笔硬度。采用一套5B到6H的铅笔，以平面呈30°以500g左右的力滑动，用橡皮擦干净，观察是否留下痕迹，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13-24得到的12个漆膜样品漆膜1-12进行硬度测试，测试结果如表1和表2所示：

表1

表2

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1和表2以及图3可以看出，在添加碳酸钙的百分含量相同时，添加微米碳酸钙的漆膜的硬度普遍比添加纳米级碳酸钙的硬度高，说明粒径大的碳酸钙比粒径小的碳酸钙在制备涂料和漆膜的过程中，所得漆膜在硬度上表现得更优异。添加微米级碳酸钙的漆膜硬度可达到2H。

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，均匀撕去胶粘带，检查切割涂层破坏的情况。实验要求在铁板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3：

表3

分别将对比例1和实施例13-24制备得到的漆膜进行附着力测试，测试结果如表4和表5所示：

表4

表5

按照表4和表5中数据，绘制实施例13-24所得漆膜的附着力变化趋势，如图3所示，其中曲线1为实施例13-18所得漆膜的附着力变化趋势，曲线2为实施例19-24所得漆膜的附着力变化趋势。

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4和表5以及图3可以看出，可知，对比例1所得孔雀蓝水性金属漆组合物中未加入碳酸钙，所得漆膜附着力为3级，附着力较差，而实施例12-24的漆膜中均加入了碳酸钙，漆膜附着力可达到最高级0级，说明漆膜的附着力优异，但轻质碳酸钙的加入量较少时，漆膜附着力稍低，例如实施例13和实施例14所得漆膜的附着力为1级，但仍高于对比例1。说明加入无机填料可提高漆膜的附着力。

实验例2光泽度的测定

光泽度按《漆膜一般制备法(GB1727-79)》的规定进行测试，本实验例采用460型光泽度仪(台湾博学光学仪器有限公司)测定，60°投射角度。

测量时，按仪器右侧的按钮，液晶显示屏有度数，说明已经连通电源，仪器开始工作。打开标准板盒，将仪器测量口放在黑玻璃标准板上(仪器必须放准定位框内)，调节仪器上方定标旋钮使显示屏的读数符合黑玻璃标准板上的标定值(为保证测量准确度，黑玻璃必须保持干净)。将定标后的仪器(注意不要再碰动定标旋钮)放在标准板盒的白色陶瓷工作板上(放准定位框内)，此时显示屏显示的值应于白色陶瓷工作板标定值之差不大于1.2Gs。将被测样板放在测试窗口下面，此时显示的数值，即为被测样板的实际光泽度值。在样板的三个不同位置进行测量，结果取三点读数的算术平均值。

每次测定五块样板后，用标准板校对照一次。标准板应该用擦镜纸或绒布擦，以免损伤镜面.

分别对对比例1和实施例13-24所得的漆膜进行光泽度测试，测试结果如表6和表7所示：

表6

表7

按照表6和表7的数据，绘制实施例13-24所得漆膜的光泽度的变化趋势，如图4所示，其中，曲线1为实施例13-18所得漆膜的光泽度变化趋势，曲线2为实施例19-24所得漆膜的光泽度的变化趋势。

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和表7及图4可知，对比例1未加碳酸钙的水性金属漆组合物所得的漆膜的光泽度最高，光泽度为77.6。加入碳酸钙后，随着组合物中碳酸钙含量的增大，漆膜的光泽度逐渐下降，最低为0.3。实施例15和实施例24所得漆膜呈现哑光。说明无机填料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。这可能是因为当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。本实验例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/T 1732-93涂膜耐冲击力测定法》测试漆膜的耐冲击性。

测试时，可将铁板的漆膜面朝上放在砧上(正面冲击)，漆膜面距试验板的边缘不小于15毫米，每个冲击点的边缘不小于15毫米，重量锤通过控制装置固定在滑块的某一高度，并按下控制旋钮。重量锤是自由落体，冲击漆膜，提起重量锤，取出测试铁板，记录重量锤的高度在测试铁板上，相同的测试铁板进行三次冲击试验。用放大镜判断薄膜是否有裂纹、皱纹和剥落，冲击点光滑无损，其次是较好的。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。

采用杜邦冲击试验仪(SY8-CT106型，北京东目仪器有限公司)测试漆膜的耐冲击强度，用300g重物在不同高度自由落体分别砸在铁板的漆膜上，观察重物冲击后漆膜的状况。对比例1及实施例13-24所得漆膜的耐冲击性测试结果如表8和表9所示。

表8(注：300g重物)

表9(注：300g重物)

按照表8和表9的数据，绘制实施例13-24所得漆膜的抗冲击性能变化趋势，如图5所示，在重物质量相同的情况下，即漆膜抗冲击高度的变化趋势，其中，曲线1为实施例13-18所得漆膜的抗冲击性能变化趋势，曲线2为实施例19-24所得漆膜的抗冲击性能变化趋势。

从表8和9及图4可以看出，在300g重物下，对比例1未加入碳酸钙的漆膜的冲击高度较低，冲击高度为27cm，耐冲击性较差；实施例13-24所得漆膜耐冲击力较高，且随着组合物中碳酸钙含量的增加，漆膜耐冲击力逐渐增强。说明碳酸钙的加入提高了漆膜的耐冲击强度。在组合物中碳酸钙加入量相同时，加入纳米碳酸钙的漆膜的抗冲击性能比加入轻质碳酸钙的好，说明纳米碳酸钙的加入能使漆液形成致密而稳定的涂层，更易得到耐冲击性能好的漆膜。

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 (10)

1.一种孔雀蓝水性金属漆组合物，其特征在于，所述组合物包括如下重量配比的原料：

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括如下重量配比的原料：

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述水性丙烯酸树脂与孔雀蓝色浆的重量比为(8～18)：1，优选为(10～16)：1。

4.根据权利要求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(1～10)：1，优选为(1～9)：1。

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，优选为二氧化硅、碳酸钙、高岭土中的一种或几种，更优选为碳酸钙，

所述添加剂包括消泡剂，优选为水性消泡剂，更优选为水性有机硅消泡剂。

6.根据权利要求1至5之一所述的组合物，其特征在于，所述孔雀蓝色浆为有机或无机颜料形成的液态色浆，所述孔雀蓝色浆包括孔雀蓝颜料，优选还包括助剂。

7.一种制备根据权利要求1至6之一所述的孔雀蓝水性金属漆组合物的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将水性丙烯酸树脂、无机填料、添加剂和水混合，研磨；

步骤2、加入孔雀蓝色浆，研磨。

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1800～2800r/min，优选为2000～2400r/min，

研磨时间为10～120min，优选为30～100min。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，步骤2中，研磨速度为600～1500r/min，优选为800～1200r/min，

研磨时间为10～100min，优选为20～80min。

10.根据权利要求1至6之一所述的组合物和/或权利要求7至9之一所述的方法制备的组合物的用途，优选用作孔雀蓝水性金属漆。

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