CN111349385A

CN111349385A - 一种陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆及制备方法

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Publication number: CN111349385A
Application number: CN202010307167.8A
Authority: CN
Inventors: 王艳艳; 陈子辉; 高中飞; 王成; 马超
Original assignee: Changzhou Suishi New Material Co ltd
Current assignee: Changzhou Suishi New Material Co ltd
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2020-06-30

Abstract

本发明属于涂料组合物技术领域，尤其涉及一种陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆及制备方法，包括A组分和B组分；按重量份计，A组分由下述原料混合分散制得：水性羟基丙烯酸乳液，水性羟基丙烯酸分散剂，有机硅功能树脂，颜料，填料，润湿流平剂，助剂，助溶剂，防沉剂，去离子水；B组分由下述原料混合分散制得：异氰酸酯固化剂，有机溶剂；A组分与B组分搅拌混合均匀后，添加去离子水调节黏度，调节黏度至20～40s，即得陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆。本发明作为一种免打磨底漆，涂装施工时，降本、节能、环保，进一步的提高了生产效率，与柔性陶瓷涂料的配套性较好，拓展了其应用领域。是一种具有很高应用价值的配套底漆。

Description

一种陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆及制备方法

技术领域

本发明属于涂料组合物技术领域，尤其涉及一种陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆及制备方法。

背景技术

随着环保法规政策的落实及人们环保健康意识的日益增强，高性能、水性化成为涂料重要发展方向。

陶瓷涂料以水为分散介质，以硅氧烷单体或低聚物为主要原料，通过原位溶胶-凝胶机理制备而成，涂料原料来源丰富、VOC含量低，涂层硬度高、耐候性好、耐高温、阻燃、安全无毒等，是一种典型的环保型、高性能涂料。陈子辉等(涂料工业，2017，47(11)，1-7)报道了一种柔性纳米粒子增韧陶瓷涂层的策略，所研发的新一代陶瓷涂料，即柔性陶瓷水漆在保持了传统陶瓷涂料种种优点的同时，系统解决了制约陶瓷涂料应用拓展的瓶颈问题，把陶瓷涂料从一个应用范围较窄的特种功能涂料变成了一种可定制化开发的通用型高性能面漆。它能够与有机涂料配套使用制备陶瓷复合涂层，这一优势大大拓展了陶瓷涂料的应用范围。

中涂层作为复合涂层里面承上启下的过渡层，可以改善底涂层的平整度，改善层间附着力进而提高复合涂层的综合性能。另外，在喷涂浅色或者鲜艳颜色的面漆时，通过使用浅色或者同色的中途漆还可以确保复合涂层外观色彩纯正。然而，在喷涂陶瓷面漆之前，传统的中涂漆需要经过长时间的烘干和细致的打磨。打磨不到位，层间附着力差；打磨过深，容易出现亮斑和打磨痕，使得涂装效果难以保障，人工费、材料费、能耗等涂装成本增加。此外，打磨产生的粉尘对人体和环境都是有害的。因此，从施工效率、节能环保的角度考虑，急需开发一种能与柔性陶瓷涂料配套使用的免打磨中涂漆。

发明内容

本发明的第一个目的是：提供一种陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆，在涂装和施工时，涂层干燥快，节能环保，无需打磨即可与陶瓷面漆有很好的配套性。它也可作为一种过渡涂层应用于各类基材，如工程塑料及其他有机涂层上。

为实现上述效果，本发明所采用的技术方案如下：

一种陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆，其特征在于，包括A组分和B组分；

按重量份计，A组分由下述原料混合分散制得：水性羟基丙烯酸乳液10～ 20份，水性羟基丙烯酸分散剂5～20份，有机硅功能树脂5～15份，颜料5～ 20份，填料10～20份，润湿流平剂1～2份，助剂5～8份，助溶剂0.5～1份，防沉剂0.5～1份，去离子水5～20份；

按重量份计，B组分由下述原料混合分散制得：异氰酸酯固化剂70-90份，有机溶剂10-30份；

A组分与B组分搅拌混合均匀后，添加去离子水调节黏度，调节黏度至20～ 40s，即得陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆。

进一步地，水性羟基丙烯酸乳液为30～45％，羟基含量1.0～3.0，PH7～9, 粘度100～1000mPa·s，Tg50～70℃；

水性羟基丙烯酸分散剂30～42％，羟基含量3.0～4.0，PH6～9,粘度100～300mPa·s，Tg20～40℃；

有机硅功能树脂10～30％，PH9～11,粘度<100mPa·s。

进一步地，颜料为红晶石型钛白粉、氧化铁黄、氧化铁红、炭黑、酞菁蓝、酞菁绿中的一种或几种；

填料为晶须硅、硅微粉、硫酸钡、滑石粉、碳酸钡、高岭土、云母粉中的一种或几种；

助剂由分散剂、底材润湿剂、流平剂、消泡剂、防锈剂以及附着力促进剂组成。

进一步地，助剂中各组分的重量百分比为：分散剂50～70％，消泡剂10～ 20％，防锈剂5～10％，附着力促进剂10～20％。

进一步地，分散剂包括以下产品中的一种或几种：埃夫卡公司的EFKA-4310、EFKA-4585；BYK公司的Disperbyk190、Disperbyk182；MUNZING公司EDAPLAN490、EDAPLAN494；TEGO公司的Tego740W、Tego755W；

消泡剂包括以下产品中的一种或几种：BYK公司的BYK024、BYK025；TEGO 公司的Tego901W、Tego830；

底材润湿剂为BYK公司的BYK347、BYK348；

流平剂包括以下产品中的一种或几种：TEGO公司的Tego270、Tego280；德谦化学W-455和W-469；

附着力促进剂包括以下产品中的一种或几种：德谦ADP和835、KMT-110、 KMT-120、KMT-130。

进一步地，助溶剂包括以下产品中的一种或几种：异丙醇、乙醇、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇乙醚、丙二醇乙醚、二丙二醇丁醚。

进一步地，B组分包括以下产品中的一种或几种：拜耳公司的N3390、XP2655；柏斯托公司的WT2102；旭化成公司WT30-100。

本发明的第二个目的是:提供一种免打磨水性中涂漆的制备方法，它由如下步骤组成：

①色浆的制备：按照A组分与B组分的配比将分散剂、消泡剂、颜料、填料、防沉剂、助溶剂、部分润湿流平剂和去离子水混合均匀，采用研磨机进行分散至细度≤20μm，制得色浆；

②按照各组分配比将水性羟基丙烯酸乳液、水性羟基丙烯酸分散剂、有机硅功能树脂、附着力促进剂和上述步骤①获得的全部浆料加入调漆缸内，搅拌 10～20min，然后加入剩余的润湿流平剂和去离子水，继续搅拌15～30min后，采用100目滤布过滤，固体含量为50～60wt％即为合格物料，即得A组分；

③终产物的制备：A组分与B组分按照5:1～10:1的比例搅拌混合均匀后，添加去离子水调节黏度，调节黏度至20～40s，即得陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆。

进一步地，步骤①中搅拌速度均为2000～2500r/min。

进一步地，步骤③中搅拌速度均为1000～1500r/min。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明由A组分与B组分混合后添加去水离子调节粘度即可获得，实质为一种水性双组分丙烯酸涂料。与传统的水性双组分丙烯酸涂料相比，本发明的水性双组分丙烯酸涂料由水性丙烯酸乳液、水性丙烯酸分散体，有机硅功能树脂共同作为成膜物质。不同结构的成膜物与附着力促进剂各自发挥各自的优点并相互协同，形成的漆膜在室温表干20～30min或者在30～50℃干燥5min 后无需打磨即可进行上层柔性陶瓷涂料的施工。不仅层间附着力较好，整体漆膜的机械性能、耐化学品性能、耐候性能较好。由于底涂层免打磨，可与面漆湿碰湿喷涂，大大降低了涂装成本和能源消耗，提高了生产效率。由于打磨过程中形成的粉尘对环境和人体是有害的，所以免打磨还可以保护环境。最重要的是，本发明与柔性陶瓷涂料的配套性较好，可以简单方便的将柔性陶瓷涂料应用在更多的领域，如轨道交通、工程塑料等，其作为一种配套体系具有很高的应用价值。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例所用原材料除另有说明外均为市售工业用品，可通过商业渠道购得。

实施例中的水性丙烯酸乳液采用的是帝斯曼XK-110，固体份40％，羟基含量2.5，Tg 60℃；水性丙烯酸分散体为拜耳ACURE 2720，固体份45％，羟基含量3.6，Tg 28℃；

有机硅功能树脂为常州穗时新材料有限公自制产品，产品牌号R-800,固体份10～30％，PH2～3,粒径为15nm。

分散剂选用BYK公司的Disperbyk190；底材润湿剂选用BYK公司的BYK348；消泡剂选用Tego830；附着力促进剂为KMT-110。

检测漆膜性能采用的方法如下：细度按GB/T1724-1979《涂料细度测定法》测试；铅笔硬度按GB/T6739-2006《色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》测试；附着力按GB/T9286-1998方法测定；柔韧性按GB/T/1731-1993方法测定；耐水煮性能按照GB/T5209-1985测定。

实施例1-3：

A组分的制备：按照表1所示的配方，先将颜料、填料、助剂、助溶剂、防沉剂、润湿流平剂和去离子水混合均匀，采用高速分散设备将色浆细度分散至细度≤20μm，出料，与计量的水性丙烯酸乳液、水性丙烯酸分散体、有机硅功能树脂等混合搅拌均匀后，即为A组分；

B组分以市售原料，与丙二醇甲醚醋酸酯按照质量比为7:3混合搅拌均匀即可；

将A、B组分按照8:1搅拌至完全混合均匀后，添加去离子水调节黏度，调节涂4杯黏度至20～40s，即得一种免打磨水性中涂漆。

面漆采用常州穗时新材料有限公司的S-307柔性陶瓷水漆。

基材选用(1)涂有水性双组分环氧底漆的钢板；(2)ABS塑料板，喷涂前用酒精擦拭表面并用800目以上的砂纸对底涂进行粗糙化处理。

采用手动喷涂，中涂膜厚控制在25±5μm。固化条件：在50℃下固化5min；无需打磨直接喷涂配制好的柔性陶瓷面漆。面漆膜厚控制在35±5μm。以涂有水性双组分环氧底漆的钢板为底材的，固化条件为60℃下闪干10min后，置于 160℃下固化20min；以ABS塑料板为底材的，固化条件为80℃下固化60min；固化完全后观察和测试复合涂层的各项性能。实验结果见表2。

表1实施例1-3配方及附着力测试结果。

表2实施例3的涂层技术参数

从表1可以看出，与传统的水性双组分丙烯酸涂料相比，本发明制备的免打磨陶瓷涂料配套中涂漆与底材/底涂层之间有很好的附着力，且无需打磨就与柔性陶瓷涂料有很好的配套性。从表2可以看出,复合涂料的仍保持着陶瓷涂层的高硬度、耐水煮，耐化学介质等性能，且可以进行重涂施工。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域人员能很好的理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆，其特征在于，包括A组分和B组分；

按重量份计，所述A组分由下述原料混合分散制得：水性羟基丙烯酸乳液10～20份，水性羟基丙烯酸分散剂5～20份，有机硅功能树脂5～15份，颜料5～20份，填料10～20份，润湿流平剂1～2份，助剂5～8份，助溶剂0.5～1份，防沉剂0.5～1份，去离子水5～20份；

按重量份计，所述B组分由下述原料混合分散制得：异氰酸酯固化剂70-90份，有机溶剂10-30份；

A组分与B组分搅拌混合均匀后，添加去离子水调节黏度，调节黏度至20～40s，即得陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆。

2.根据权利要求1所述的陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸乳液为30～45％，羟基含量1.0～3.0，PH7～9,粘度100～1000mPa·s，Tg50～70℃；

所述水性羟基丙烯酸分散剂30～42％，羟基含量3.0～4.0，PH6～9,粘度100～300mPa·s，Tg20～40℃；

所述有机硅功能树脂10～30％，PH9～11,粘度<100mPa·s。

3.根据权利要求1所述的陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆，其特征在于，所述颜料为红晶石型钛白粉、氧化铁黄、氧化铁红、炭黑、酞菁蓝、酞菁绿中的一种或几种；

所述填料为晶须硅、硅微粉、硫酸钡、滑石粉、碳酸钡、高岭土、云母粉中的一种或几种；

所述助剂由分散剂、底材润湿剂、流平剂、消泡剂、防锈剂以及附着力促进剂组成。

4.根据权利要求1所述的陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆，其特征在于，所述助剂中各组分的重量百分比为：分散剂50～70％，消泡剂10～20％，防锈剂5～10％，附着力促进剂10～20％。

5.根据权利要求3所述的陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆，其特征在于，

所述分散剂包括以下产品中的一种或几种：埃夫卡公司的EFKA-4310、EFKA-4585；BYK公司的Disperbyk190、Disperbyk182；MUNZING公司EDAPLAN 490、EDAPLAN494；TEGO公司的Tego740W、Tego755W；

所述消泡剂包括以下产品中的一种或几种：BYK公司的BYK024、BYK025；TEGO公司的Tego901W、Tego830；

所述底材润湿剂为BYK公司的BYK347、BYK348；

所述流平剂包括以下产品中的一种或几种：TEGO公司的Tego270、Tego280；德谦化学W-455和W-469；

所述附着力促进剂包括以下产品中的一种或几种：德谦ADP和835、KMT-110、KMT-120、KMT-130。

6.根据权利要求1所述的陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆，其特征在于，所述助溶剂包括以下产品中的一种或几种：异丙醇、乙醇、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇乙醚、丙二醇乙醚、二丙二醇丁醚。

7.根据权利要求1所述的陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆，其特征在于，所述B组分包括以下产品中的一种或几种：拜耳公司的N3390、XP2655；柏斯托公司的WT2102；旭化成公司WT30-100。

8.根据权利要求1所述的陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆的制备方法，其特征在于，由如下步骤组成：

①色浆的制备：按照所述A组分与B组分的配比将分散剂、消泡剂、颜料、填料、防沉剂、助溶剂、部分润湿流平剂和去离子水混合均匀，采用研磨机进行分散至细度≤20μm，制得色浆；

②按照各组分配比将水性羟基丙烯酸乳液、水性羟基丙烯酸分散剂、有机硅功能树脂、附着力促进剂和上述步骤①获得的全部浆料加入调漆缸内，搅拌10～20min，然后加入剩余的润湿流平剂和去离子水，继续搅拌15～30min后，采用100目滤布过滤，固体含量为50～60wt％即为合格物料，即得所述A组分；

9.根据权利要求8所述的陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆的制备方法，其特征在于，所述步骤①中搅拌速度均为2000～2500r/min。

10.根据权利要求8所述的陶瓷面漆配套免打磨水性中涂漆的制备方法，其特征在于，所述步骤③中搅拌速度均为1000～1500r/min。