CN111440495A - 一种水性氨基烤漆及其制备方法 - Google Patents

一种水性氨基烤漆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种水性氨基烤漆及其制备方法，包括下述重量份数的组分：水性丙烯酸树脂、环氧树脂、氨基树脂、钛白粉、炭黑、硫酸钡、云母粉、防锈颜料、有机膨润土、醇醚类助剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、流平剂、胺中和剂、流变助剂、防闪锈剂、去离子水。该水性氨基烤漆通过特定的原料和重量份数，提高了涂层耐水性及附着力；另外，通过本申请提供的特定制备方法，充分发挥了原料的性能，使原料之间的协同作用更加合理，从而获得了附着力高、成膜速度快且耐水性高的水性氨基烤漆。

Description

一种水性氨基烤漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及水性涂料技术领域，具体涉及一种水性氨基烤漆及其制备方法。
背景技术
涂料的发展以无毒、环保、无气味及安全等方向为主要发展方向，随着人们安全意识的逐渐增强，越来越受欢迎。水性金属烤漆是一种适用于灯具、家用电器、汽车涂装、轻工产品及医疗设备等工业方面的涂料，其优异的光泽度、硬度及耐热性等特点使其成为重要的工业涂料，提高了其使用范围的广泛性。
水性金属烤漆不仅具有低污染、低毒、阻燃及价格低廉等优点，而且在使用时可起到装饰和保护金属表面的作用；在水性金属烤漆中，水性丙烯酸树脂是常用的树脂之一，其是由多种丙烯酸单体共聚而成，分子侧链上有羟基、羧基反应性功能基团，羧基先与胺作用形成胺盐，使树脂具有水溶性。目前的丙烯酸树脂/氨基树脂体常规体系中，因为其丙烯酸树脂本身基材附着力和盐雾性能相比于环氧树脂来说尚有不足，限制了其在更高性能要求场合中的应用。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种水性氨基烤漆及其制备方法，该水性氨基烤漆通过特定的原料和重量份数，提高了涂层耐水性及附着力；另外，通过本申请提供的特定制备方法，充分发挥了原料的性能，使原料之间的协同作用更加合理，从而获得了附着力高、成膜速度快且耐水性高的水性氨基烤漆。
本发明的技术方案如下：
本发明的一个目的是提供一种耐水性好、附着力优异且成膜速度快的水性氨基烤漆，该水性氨基烤漆包括下述重量份数的组分：
水性丙烯酸树脂40-50、环氧树脂5-10、氨基树脂8-15、钛白粉10-15、炭黑0.5-1、硫酸钡5-10、云母粉3-5、防锈颜料10-15、有机膨润土0.5-1、醇醚类助剂5-10、分散剂0.5-1、消泡剂0.3-0.5、润湿剂0.3-0.5、流平剂0.3-0.5、胺中和剂1-1.5、流变助剂0.3-0.5、防闪锈剂0.5-1、去离子水5-10。
优选的，上述水性氨基烤漆，包括下述重量份数的组分：
水性丙烯酸树脂45、环氧树脂7、氨基树脂11、钛白粉13、炭黑0.7、硫酸钡8、云母粉4、防锈颜料12、有机膨润土0.8、醇醚类助剂7、分散剂0.7、消泡剂0.4、润湿剂0.4、流平剂0.4、胺中和剂1.3、流变助剂0.4、防闪锈剂0.8、去离子水7。
优选的，所述水性丙烯酸树脂为一种或多种水性丙烯酸树脂；环氧树脂为一种过多种水性环氧树脂组合；氨基树脂为一种或多种水性氨基树脂，为部分甲醚化氨基树脂。
优选的，所述防锈颜料为磷酸锌、改性三聚磷酸铝、磷酸锌铝等中的一种或多种的组合。
优选的，所述胺中和剂为二甲基乙醇胺(DMEA)。
上述水性氨基烤漆的制备方法，包含以下步骤：
(1)在搅拌条件下，向搅拌装置中依次加入水、分散剂、消泡剂、有机膨润土，在30-50℃条件下，以500-600r/min的速度进行搅拌至混合均匀；
(2)向步骤(1)加入钛白粉、炭黑、硫酸钡、云母粉和防锈颜料，待粉料与液体混合均匀后，加入研磨专用氧化锆珠，转速提升至2800-3200rpm，高速研磨20-30分钟，细度达到20μm以下后停止搅拌，进行过滤得到水浆；
(3)将丙烯酸树脂、环氧树脂和醇醚类溶剂加入到搅拌装置中，在搅拌条件下缓慢加入二甲基乙醇胺，之后加入(2)所得水浆，待混合均匀后，依次加入氨基树脂、润湿剂、流平剂、防闪锈剂和流变助剂，以600-800rpm的速度搅拌混合20-30分钟，最后加入去离子水调节粘度，待完全搅拌均匀后即得到水性氨基烤漆。
优选的，在步骤(1)中，搅拌条件为：在40℃条件下，以550r/min的速度进行搅拌至混合均匀。
优选的，在步骤(2)中，研磨条件为：转速3000rpm，高速研磨25分钟，细度达到20μm以下后停止搅拌，进行过滤得到水浆。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明与现有技术相比的优点在于：选用的环氧树脂性能优异，与体系中水性氨基树脂之间也可以发生交联反应形成致密的漆膜，提高了漆膜的耐水性、附着力和耐盐雾性能。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的实施例及对比例中，水性丙烯酸树脂购自湛新树脂有限公司，型号9160；水性环氧树脂购自湛新树脂公司，型号384；水性氨基树脂购自湛新树脂有限公司，型号氰特Cymel 325；有机膨润土和流变助剂以及防闪锈剂购自海明斯，型号分别为LT、R299和FA179；分散剂购自BYK公司，型号为BYK190；消泡剂/润湿剂/流平剂购自迪高,消泡剂型号为902W，润湿剂型号为4100，流平剂型号为100；钛白粉为杜邦706R；；炭黑为三菱的MA100。
实施例1
一种水性氨基烤漆由以下质量的原料组成:
水性丙烯酸树脂400g、水性环氧树脂50g、水性氨基树脂100g、钛白粉100g、炭黑5g、硫酸钡50g、云母粉30g、防锈颜料100g、有机膨润土5g、醇醚类助剂60g、分散剂5g、消泡剂4g、润湿剂3g、流平剂3g、DMEA 10g、流变助剂3g、防闪锈剂10g、去离子水60g。
上述水性氨基烤漆的制备方法，具体过程如下:
(1)在搅拌条件下，向搅拌装置中依次加入水、分散剂、消泡剂、有机膨润土，在40℃条件下，以550r/min的速度进行搅拌至混合均匀；
(2)向步骤(1)加入钛白粉、炭黑、硫酸钡、云母粉和防锈颜料，待粉料与液体混合均匀后，加入研磨专用氧化锆珠，转速提升至3000rpm，高速研磨25分钟，细度达到20μm以下后停止搅拌，进行过滤得到水浆；
(3)将丙烯酸树脂、环氧树脂和醇醚类溶剂加入到搅拌装置中，在搅拌条件下缓慢加入二甲基乙醇胺，之后加入(2)所得水浆，待混合均匀后，依次加入氨基树脂、润湿剂、流平剂、防闪锈剂和流变助剂，以700rpm的速度搅拌混合25分钟，最后加入去离子水调节粘度，待完全搅拌均匀后即得到水性氨基烤漆。
实施例2
一种水性氨基烤漆由以下质量的原料组成:
水性丙烯酸树脂450g、水性环氧树脂75g、水性氨基树脂150g、钛白粉150g、炭黑7g、硫酸钡100g、云母粉35g、防锈颜料120g、有机膨润土7g、醇醚类助剂50g、分散剂10g、消泡剂4g、润湿剂4g、流平剂3g、DMEA 13g、流变助剂3g、防闪锈剂5g、去离子水50g。
上述水性氨基烤漆的制备方法，包含以下步骤：
(1)在搅拌条件下，向搅拌装置中依次加入水、分散剂、消泡剂、有机膨润土，在30℃条件下，以500r/min的速度进行搅拌至混合均匀；
(2)向步骤(1)加入钛白粉、炭黑、硫酸钡、云母粉和防锈颜料，待粉料与液体混合均匀后，加入研磨专用氧化锆珠，转速提升至2800rpm左右，高速研磨20分钟，细度达到20μm以下后停止搅拌，进行过滤得到水浆；
(3)将丙烯酸树脂、环氧树脂和醇醚类溶剂加入到搅拌装置中，在搅拌条件下缓慢加入二甲基乙醇胺，之后加入(2)所得水浆，待混合均匀后，依次加入氨基树脂、润湿剂、流平剂、防闪锈剂和流变助剂，以600rpm的速度搅拌混合20分钟，最后加入去离子水调节粘度，待完全搅拌均匀后即得到水性氨基烤漆。
实施例3
一种水性氨基烤漆由以下质量的原料组成:
水性丙烯酸树脂500g、水性环氧树脂100g、水性氨基树脂80g、钛白粉120g、炭黑10g、硫酸钡70g、云母粉50g、防锈颜料150g、有机膨润土10g、醇醚类助剂100g、分散剂7g、消泡剂5g、润湿剂5g、流平剂5g、DMEA 15g、流变助剂5g、防闪锈剂5g、去离子水100g。
上述水性氨基烤漆的制备方法，包含以下步骤：
(1)在搅拌条件下，向搅拌装置中依次加入水、分散剂、消泡剂、有机膨润土，在50℃条件下，以600r/min的速度进行搅拌至混合均匀；
(2)向步骤(1)加入钛白粉、炭黑、硫酸钡、云母粉和防锈颜料，待粉料与液体混合均匀后，加入研磨专用氧化锆珠，转速提升至3200rpm左右，高速研磨30分钟，细度达到20μm以下后停止搅拌，进行过滤得到水浆；
(3)将丙烯酸树脂、环氧树脂和醇醚类溶剂加入到搅拌装置中，在搅拌条件下缓慢加入二甲基乙醇胺，之后加入(2)所得水浆，待混合均匀后，依次加入氨基树脂、润湿剂、流平剂、防闪锈剂和流变助剂，以800rpm的速度搅拌混合30分钟，最后加入去离子水调节粘度，待完全搅拌均匀后即得到水性氨基烤漆。
对比例1
作为对比例的一种水性氨基烤漆由以下质量的原料组成:
水性丙烯酸树脂400g、水性氨基树脂100g、钛白粉100g、炭黑5g、硫酸钡100g、云母粉30g、防锈颜料100g、有机膨润土5g、醇醚类助剂60g、分散剂5g、消泡剂4g、润湿剂3g、流平剂3g、DMEA 10g、流变助剂3g、防闪锈剂10g、去离子水60g。
具体的制备方法与实施例1的区别在于，在步骤(1)中不添加水性环氧树脂。
对比例2
作为对比例提供的一种水性氨基烤漆，与实施例1的区别在于，水性丙烯酸树脂的添加量为350g，其余同实施例1。
对比例3
作为对比例提供的一种水性氨基烤漆，与实施例1的区别在于，硫酸钡的添加量为12g，其余同实施例1。
对比例4
作为对比例提供的一种水性氨基烤漆，与实施例1的区别在于，防锈颜料的添加量为9g，其余同实施例1。
对比例5
作为对比例提供的一种水性氨基烤漆，与实施例1的区别在于，云母粉的添加量为2.7g，其余同实施例1。
将实施例1-3和对比例1-5获得的烤漆进行性能测试，结果见表1，
表1烤漆性能测试结果
Figure BDA0002456144250000071
通过表中的数据可以看出，本申请提供的水性烤漆，在百格附着力、耐水性和耐盐雾性能的效果明显优异与对比例，表明本发明提供的水性烤漆中，组分之间存在协同作用，且影响效果明显；本申请通过使用特定的成分组成、成分比例，才获得了附着力效果好、耐盐雾性能优良的水性烤漆。
尽管通过参考优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种水性氨基烤漆，其特征在于，包括下述重量份数的组分：
水性丙烯酸树脂40-50、环氧树脂5-10、氨基树脂8-15、钛白粉10-15、炭黑0.5-1、硫酸钡5-10、云母粉3-5、防锈颜料10-15、有机膨润土0.5-1、醇醚类助剂5-10、分散剂0.5-1、消泡剂0.3-0.5、润湿剂0.3-0.5、流平剂0.3-0.5、胺中和剂1-1.5、流变助剂0.3-0.5、防闪锈剂0.5-1、去离子水5-10。
2.如权利要求1所述的水性氨基烤漆，其特征在于，包括下述重量份数的组分：
水性丙烯酸树脂45、环氧树脂7、氨基树脂11、钛白粉13、炭黑0.7、硫酸钡8、云母粉4、防锈颜料12、有机膨润土0.8、醇醚类助剂7、分散剂0.7、消泡剂0.4、润湿剂0.4、流平剂0.4、胺中和剂1.3、流变助剂0.4、防闪锈剂0.8、去离子水7。
3.如权利要求1或2所述的水性氨基烤漆，其特征在于，所述水性丙烯酸树脂为一种或多种水性丙烯酸树脂；环氧树脂为一种过多种水性环氧树脂组合；氨基树脂为一种或多种水性氨基树脂，为部分甲醚化氨基树脂。
4.如权利要求3所述的水性氨基烤漆，其特征在于，所述防锈颜料为磷酸锌、改性三聚磷酸铝、磷酸锌铝等中的一种或多种的组合。
5.如权利要求4所述的水性氨基烤漆，其特征在于，所述胺中和剂为二甲基乙醇胺(DMEA)。
6.如权利要求5所述的水性氨基烤漆的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)在搅拌条件下，向搅拌装置中依次加入水、分散剂、消泡剂、有机膨润土，在30-50℃条件下，以500-600r/min的速度进行搅拌至混合均匀；
(2)向步骤(1)加入钛白粉、炭黑、硫酸钡、云母粉和防锈颜料，待粉料与液体混合均匀后，加入研磨专用氧化锆珠，转速提升至2800-3200rpm，高速研磨20-30分钟，细度达到20μm以下后停止搅拌，进行过滤得到水浆；
(3)将丙烯酸树脂、环氧树脂和醇醚类溶剂加入到搅拌装置中，在搅拌条件下缓慢加入二甲基乙醇胺，之后加入(2)所得水浆，待混合均匀后，依次加入氨基树脂、润湿剂、流平剂、防闪锈剂和流变助剂，以600-800rpm的速度搅拌混合20-30分钟，最后加入去离子水调节粘度，待完全搅拌均匀后即得到水性氨基烤漆。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，搅拌条件为：在40℃条件下，以550r/min的速度进行搅拌至混合均匀。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，研磨条件为：转速3000rpm，高速研磨25分钟，细度达到20μm以下后停止搅拌，进行过滤得到水浆。
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