CN111073420B - 水性丙烯酸涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种水性丙烯酸涂料。本发明提供的水性丙烯酸涂料，用于PVC基材，以水性丙烯酸涂料的总重量为100重量份计，水性丙烯酸涂料包括：水性丙烯酸树脂50‑70份；醇醚3‑5份；水5‑15份；硅烷低聚物0.1‑0.4份；钛白粉15‑25份；消光粉0.3‑0.5份；抗刮蜡粉0.3‑1份；消泡剂0.2‑0.5份；流平剂0.1‑0.3份；分散剂0.3‑0.5份；防沉剂0.3‑0.5份；润湿剂0.3‑0.5份；紫外光吸收剂0.5‑0.7份；紫外光稳定剂0.1‑0.3份；增稠剂0.3‑0.6份。解决了现有水性丙烯酸涂料附着力差、耐黄性与耐水较弱的问题。

Description

水性丙烯酸涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种水性丙烯酸涂料及其制备方法。

背景技术

随着人们生活品质要求的提高，人们对涂料在PVC基材上的表面涂饰效果例如附着力、耐水性、耐黄性等的要求也越来越高，尤其是对于某些终端产品──如百叶窗、遮阳板等的表面涂饰，为了更好地装饰和保护它们，必须提高在素材上的附着力、耐水、耐黄的效果。现有水性丙烯酸涂料自问世以来，就以其环保、安全、节能和气味低等特性吸引了人们的广泛关注，其应用领域也日益宽广。然而，现有的水性丙烯酸涂料在PVC基材上的附着力差、耐黄性与耐水较弱，仍有待进一步改善。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种水性丙烯酸涂料，旨在解决现有水性丙烯酸涂料附着力差、耐黄性与耐水较弱的问题。

本发明的另一目的在于提供一种上述水性丙烯酸涂料的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种水性丙烯酸涂料，用于PVC基材，以所述水性丙烯酸涂料的总重量为100重量份计，所述水性丙烯酸涂料包括以下重量份组分：

本发明提供的水性丙烯酸涂料，以水性丙烯酸树脂为主料，加入了硅烷低聚物，硅烷低聚物能够与多种无机、有机材料反应，提升了漆膜的交联密度，增强了水性丙烯酸涂料在PVC基材表面的附着力及其耐水性和耐黄性；同时，以醇醚作为成膜助剂，提高了涂料的成膜性能，以及，通过复配具有特定重量份配比的紫外光吸收剂、紫外光稳定剂、钛白粉、消光粉、抗刮蜡粉、消泡剂、流平剂、分散剂、防沉剂、润湿剂和增稠剂，获得了更加稳定的网状组织结构，提高了体系的稳定性，且进一步提升了漆膜在PVC基材表面的附着力、耐水性和耐黄性，确保获得高硬度、高柔韧性、耐磨和表面平整连续的漆膜。

相应的，一种水性丙烯酸涂料的制备方法，包括以下步骤：

按照上述水性丙烯酸涂料进行备料；

将水性丙烯酸树脂、醇醚、水和硅烷低聚物进行第一混料处理，获得第一混合物；

将钛白粉、消光粉、抗刮蜡粉和所述第一混合物进行第二混料处理，获得第二混合物；

将消泡剂、流平剂、分散剂、防沉剂、润湿剂、紫外光吸收剂、紫外光稳定剂、增稠剂和所述第二混合物进行第三混料处理，获得所述水性丙烯酸涂料。

本发明提供的上述水性丙烯酸涂料的制备方法，将配方中的各原料按次序进行混料处理，方法简便，易于控制，可用于水性丙烯酸涂料的规模化生产。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

一种水性丙烯酸涂料，用于PVC基材，以所述水性丙烯酸涂料的总重量为100重量份计，所述水性丙烯酸涂料包括以下重量份组分：

本发明实施例提供的水性丙烯酸涂料，以水性丙烯酸树脂为主料，加入了硅烷低聚物，硅烷低聚物能够与多种无机、有机材料反应，提升了漆膜的交联密度，增强了水性丙烯酸涂料在PVC基材表面的附着力及其耐水性和耐黄性；以醇醚作为成膜助剂，提高了涂料的成膜性能，通过复配具有特定重量份配比的紫外光吸收剂、紫外光稳定剂、钛白粉、消光粉、抗刮蜡粉、消泡剂、流平剂、分散剂、防沉剂、润湿剂和增稠剂，获得了更加稳定的网状组织结构，提高了体系的稳定性，且进一步提升了漆膜在PVC基材表面的附着力、耐水性和耐黄性，确保获得高硬度、高柔韧性、耐磨和表面平整连续的漆膜。

具体地，水性丙烯酸树脂作为水性丙烯酸涂料的主料，作为一种实施方式，水性丙烯酸树脂选为润昌化学生产的6014水性丙烯酸树脂。在本发明实施例中，以水性丙烯酸涂料的总重量为100重量份计，水性丙烯酸树脂为50-70份。该特定重量份范围的水性丙烯酸树脂作为漆膜的主体成膜物质与其它组份相互配合可以得到所需光滑平整的漆膜厚度。

具体地，醇醚作为水性丙烯酸涂料的成膜助剂，醇醚分子中同时含有葡醇和醚两种官能团，具有类似表面活性剂的作用，可提高水性丙烯酸涂料中各组分的相容性，提高了漆膜的成膜性能。在本发明实施例中，以水性丙烯酸涂料的总重量为100重量份计，醇醚为3-5份，在具体实施例中，醇醚为3、4、5份。该特定重量份范围的醇醚可以软化树脂提高树脂成膜性，与润湿剂、流平剂等助剂互配可以改善涂料的施工性能。

作为一种实施方式，醇醚为二丙二醇甲醚(DPM)和二丙二醇丙醚(DPNP)的混合物。该组合为高低沸点醇醚类的互搭，此组合在涂料的施工宽广性方面表现良好。在一些实施例中，二丙二醇甲醚和二丙二醇丙醚的重量比为(1-2):(2-3)。低于此范围制得的涂料其成膜性变差且容易出现开裂的现象，高于此范围制得的涂料容易出现干燥变慢漆膜硬度变差的现象。

具体地，硅烷低聚物作为水性丙烯酸涂料的偶联剂、交联剂和表面改性剂，能够与多种无机、有机材料反应，无论是水性丙烯酸涂料体系中的有机无机组分还是体系之外的PVC基材，如此，既提升了漆膜的交联密度，又增强了水性丙烯酸涂料在PVC基材表面的附着力，同时随着漆膜交联密度的提升其耐水、耐黄性也有显著提升，通过与水性丙烯酸树脂以及涂料中其他组分之间的协同作用，获得了更加稳定的网状组织结构，提高了体系的稳定性，且进一步提升了漆膜在PVC基材表面的附着力、耐水性和耐黄性。作为一种实施方式，硅烷低聚物选为迈图的CoatOSil MP200。在本发明实施例中，以水性丙烯酸涂料的总重量为100重量份计，硅烷低聚物为0.1-0.4份，在具体实施方式中，硅烷低聚物为0.1、0.2、0.3、0.4份。该特定重量份范围的硅烷低聚物能最大限度的提升树脂之间的交联密度，充分发挥其交联的高效性。

具体地，钛白粉、消光粉、抗刮蜡粉、消泡剂、流平剂、分散剂、防沉剂、润湿剂、紫外光吸收剂、紫外光稳定剂和增稠剂作为水性丙烯酸涂料的填料和助剂，用于调节涂料的固含量、耐磨性、流平性、分散性、填充性和抗光老化性能等，确保获得高硬度、高柔韧性、耐磨和表面平整连续的漆膜。

作为一种实施方式，钛白粉选为宁波新福生产的NT-R606钛白粉。此钛白粉在体系中有优异的悬浮稳定性，且白度遮盖力优异。

作为一种实施方式，消光粉选为二氧化硅。在一些实施例中，消光粉选为格雷斯的SY-7000。此消光粉在体系中表现出优异的消光性与均匀的排列性能。

作为一种实施方式，抗刮蜡粉选为微粉化聚四氟乙烯蜡。在一些实施例中，抗刮蜡粉为美国霍尼韦尔的ACumist3105B。此抗刮蜡在体系中表现出优异的抗刮性与干爽的手感性能。

作为一种实施方式，消泡剂选为聚硅氧烷。在一些实施例中，消泡剂选为德国毕克化学的BYK024。此消泡剂在体系中表现出优异的消泡性。

作为一种实施方式，流平剂选为迪高的tego450。此流平剂在体系中可以提高涂料施工时的快速流平性能并增强干膜的平整性与手感。

作为一种实施方式，分散剂选为德国毕克化学的BYK190。此分散剂在体系中可以得到优异的存储稳定性。

作为一种实施方式，防沉剂选为上海德谦的DE聚乙烯蜡。此防沉剂在体系中互配分散剂可以得到优异的防沉性与抗流挂的性能。

作为一种实施方式，润湿剂选为德国毕克化学的BYK349。此润湿剂可以高效的降低涂料的表面张力。

作为一种实施方式，紫外光吸收剂选为液态苯并三唑型紫外光吸收剂。在一些实施例中，紫外光吸收剂选为新秀化学的S5530。在短波紫外线到达漆膜表面时，可先于漆膜吸收紫外线，并将紫外线的光能转换成热能释放出去而紫外线吸收剂本身的结构不发生变化，从而保护漆膜，提高漆膜的抗光老化性能。

作为一种实施方式，紫外光稳定剂选为受阻胺光稳定剂。在一些实施例中，紫外光稳定剂选为新秀化学的S5529。对于已经透过漆膜表面进入漆膜内部并破坏漆膜而产生自由基的少量紫外线，受阻胺光稳定剂可以将产生的活性自由基终止，抑制自加速的老化过程进行，提高漆膜的寿命。

作为一种实施方式，增稠剂选为聚氨酯增稠流平剂。在一些实施例中，增稠剂选为陶氏化学的RM-8W。此增稠剂在体系中可以达到其稳定的触变性且不影响漆膜的流平性。

基于上述技术方案，本发明实施例还提供了一种上述水性丙烯酸涂料的制备方法。

相应的，一种水性丙烯酸涂料的制备方法，包括以下步骤：

S01、按照上述水性丙烯酸涂料进行备料；

S02、将水性丙烯酸树脂、醇醚、水和硅烷低聚物进行第一混料处理，获得第一混合物；

S03、将钛白粉、消光粉、抗刮蜡粉和所述第一混合物进行第二混料处理，获得第二混合物；

S04、将消泡剂、流平剂、分散剂、防沉剂、润湿剂、紫外光吸收剂、紫外光稳定剂、增稠剂和所述第二混合物进行第三混料处理，获得所述水性丙烯酸涂料。

本发明实施例提供的上述水性丙烯酸涂料的制备方法，将配方中的各原料按次序进行混料处理，方法简便，易于控制，可用于水性丙烯酸涂料的规模化生产。

作为一种实施方式，将水性丙烯酸树脂、醇醚、水和硅烷低聚物进行第一混料处理的步骤中，以600-800rpm的转速进行中速分散至混合均匀。此转速为低速混合，其优点在于醇醚类溶剂与硅烷低聚物不容易破坏乳液颗粒。

作为一种实施方式，将钛白粉、消光粉、抗刮蜡粉和所述第一混合物进行第二混料处理的步骤中，以1000-1200rpm的转速进行高速分散直至所述第二混合物的细度小于或等于30微米。此转速为高速分散，其优点在于高效快速的分散粉料达到所需的细度。

作为一种实施方式，将消泡剂、流平剂、分散剂、防沉剂、润湿剂、紫外光吸收剂、紫外光稳定剂、增稠剂和所述第二混合物进行第三混料处理的步骤中，以800-1000rpm的转速进行中速分散至混合均匀。此转速为中速分散，其优点在于可以稳定的得到所需的粘度及优良的触变性。

为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本发明实施例一种水性丙烯酸涂料及其制备方法的进步性能显著地体现，以下通过实施例对本发明的实施进行举例说明。

实施例1

本实施例提供了一种水性丙烯酸涂料，以水性丙烯酸涂料的总重量为100重量份计，水性丙烯酸涂料包括以下重量份组分：

其中，醇醚为二丙二醇甲醚和二丙二醇丙醚按重量比1：3进行混合的混合物。

制备时，依次投入水性丙烯酸树脂、醇醚、水、硅烷→以800rpm的转速中速分散均匀→加入钛白粉、蜡粉、消光粉→以1200rpm的转速高速分散30分钟至细度≤30微米→加入剩余助剂(消泡剂、流平剂、分散剂、防沉剂、润湿剂、低气味紫外光吸收剂、低气味紫外光稳定剂、增稠剂)→以1000rpm的转速中速分散均匀，制得白色粘稠液体。

实施例2

本实施例提供了一种水性丙烯酸涂料，以水性丙烯酸涂料的总重量为100重量份计，水性丙烯酸涂料包括以下重量份组分：

其中，醇醚为二丙二醇甲醚和二丙二醇丙醚按重量比1：3进行混合的混合物。

制备方法与实施例1相同，此处不再一一赘述。

实施例3

本实施例提供了一种水性丙烯酸涂料，以水性丙烯酸涂料的总重量为100重量份计，水性丙烯酸涂料包括以下重量份组分：

其中，醇醚为二丙二醇甲醚和二丙二醇丙醚按重量比1：3进行混合的混合物。

制备方法与实施例1相同，此处不再一一赘述。

实施例4

本实施例提供了一种水性丙烯酸涂料，以水性丙烯酸涂料的总重量为100重量份计，水性丙烯酸涂料包括以下重量份组分：

其中，醇醚为二丙二醇甲醚和二丙二醇丙醚按重量比2：2进行混合的混合物。

制备方法与实施例1相同，此处不再一一赘述。

实施例5

本实施例提供了一种水性丙烯酸涂料，以水性丙烯酸涂料的总重量为100重量份计，水性丙烯酸涂料包括以下重量份组分：

其中，醇醚为二丙二醇甲醚和二丙二醇丙醚按重量比2：2进行混合的混合物。

制备方法与实施例1相同，此处不再一一赘述。

对比例1

本对比例与实施例1的区别在于：水性丙烯酸涂料配方中不含有硅烷低聚物。

对比例2

本对比例与实施例1的区别在于：水性丙烯酸涂料配方，以硅烷偶联剂KH550取代硅烷低聚物。

将实施例1和对比例1-对比例2制得的水性丙烯酸涂料调节至年底55S(40℃4号杯)，然后喷涂在PVC基材表面，分别对形成的漆膜进行测试，测试结果如表1所示。

如表1结果显示，本发明实施例提供的水性丙烯酸涂料在PVC基材上具有超强的附着力，耐水性好，耐黄变性好。

表1

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水性丙烯酸涂料，其特征在于，用于PVC基材，以所述水性丙烯酸涂料的总重量为100重量份计，所述水性丙烯酸涂料包括以下重量份组分：

所述醇醚为二丙二醇甲醚和二丙二醇丙醚的混合物，且所述二丙二醇甲醚和所述二丙二醇丙醚的重量比为(2-3):(1-2)；

所述硅烷低聚物选为迈图的CoatOSil MP200；

所述水性丙烯酸树脂选为润昌化学生产的6014水性丙烯酸树脂。

2.根据权利要求1所述的水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述消光粉选为二氧化硅。

3.根据权利要求1所述的水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述抗刮蜡粉选为微粉化聚四氟乙烯蜡。

4.根据权利要求1所述的水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述消泡剂选为聚硅氧烷。

5.根据权利要求1所述的水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述紫外光吸收剂选为液态苯并三唑型紫外光吸收剂。

6.根据权利要求1所述的水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述紫外光稳定剂选为受阻胺光稳定剂。

7.一种水性丙烯酸涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照权利要求1至6中任一项所述的水性丙烯酸涂料进行备料；

将水性丙烯酸树脂、醇醚、水和硅烷低聚物进行第一混料处理，获得第一混合物；

将钛白粉、消光粉、抗刮蜡粉和所述第一混合物进行第二混料处理，获得第二混合物；

将消泡剂、流平剂、分散剂、防沉剂、润湿剂、紫外光吸收剂、紫外光稳定剂、增稠剂和所述第二混合物进行第三混料处理，获得所述水性丙烯酸涂料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将钛白粉、消光粉、抗刮蜡粉和所述第一混合物进行第二混料处理的步骤中，以1000-1200rpm的转速进行高速分散直至所述第二混合物的细度小于或等于30微米。