CN111777926A - 一种家电彩板皮纹面漆涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种家电彩板皮纹面漆涂料及其制备方法，属于彩涂钢板涂料领域。所述涂料包括以下重量份的组分：饱和聚酯树脂55~60份；氨基树脂10~15份；消泡助剂0.5~1份；酸催化剂0.5~1份；聚硅氧烷0.4~0.8份；气相二氧化硅0.3~0.5份；铝粉5~10份；溶剂8~10份；色浆5~10份。本申请的家电彩板皮纹面漆涂料通过与不同颜色底漆搭配，可以形成不同表面纹理效果，且成膜后涂层皮纹效果均匀，无短线产生，能够满足辊涂的施工方式及用途性能。另外，本申请的家电彩板皮纹面漆涂料形成的漆膜硬度高、抗划伤性强，且易加工，具有广阔的使用前景。

Description

一种家电彩板皮纹面漆涂料及其制备方法

技术领域

本申请涉及彩涂钢板涂料领域，特别涉及一种家电彩板皮纹面漆涂料及其制备方法。

背景技术

彩涂钢板是一种有机涂层钢板，具有强度高、耐蚀性好、加工成型方便、色彩鲜艳、美观等优点。彩涂钢板在国际上已广泛用于建筑业、家用电器、交通运输工具、家具和办公器具等领域，而在我国彩涂钢板主要应用于工业建筑领域，民用建筑使用彩板还很少，交通运输业则处于启动阶段，家电行业使用彩板也刚刚开始加速，同时我国是家电产品生产大国，彩涂钢板在家电行业的应用有着广泛的前景。

家电彩板一般以电镀锌和冷板为基板，在基板上形成聚酯、硅改性聚酯、偏聚二氟乙烯或塑料溶胶等材质的涂层，用于生产洗衣机、空调、冰箱、微波炉、热水器、面包机等。目前，在家电彩板的生产过程中通常采用辊涂的方式将涂料涂覆在基板表面。辊涂是以转辊作涂料的载体，涂料在转辊表面形成一定厚度的湿膜，然后借助转辊在转动过程中与基板接触，将涂料涂覆在基板表面。辊涂的施工方式具有涂装速度快，生产效率高，不产生漆雾，没有漆雾飞溅，可以较准确的控制漆膜厚度，且厚度均匀等优点。但是，现有的皮纹面漆涂料在采用转辊施工时极易在漆膜表面形成短线，严重影响家电彩板的美观度和客户的满意度。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本申请的目的是提供一种家电彩板皮纹面漆涂料，以使涂料成膜后表面纹理均匀可控，与不同颜色底漆搭配，可以产生不同效果的表面皮纹。

本申请的目的二是，提供一种家电彩板皮纹面漆涂料的制备方法，以达到通过简单的制备方法便可获得涂层皮纹效果均匀的家电彩板皮纹面漆涂料。

本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种家电彩板皮纹面漆涂料，包括以下重量份的组分：

饱和聚酯树脂 55~60份；

氨基树脂 10~15份；

消泡助剂 0.5~1份；

酸催化剂 0.5~1份；

聚硅氧烷 0.4~0.8份；

气相二氧化硅 0.3~0.5份；

铝粉 5~10份；

溶剂 8~10份；

色浆 5~10份。

通过采用上述技术方案，采用不同的多元酸和多元醇可合成出不同类型、不同特性的饱和聚酯树脂。若使用的都是直链结构的二元醇和二元酸，产生的就是只含直链结构的聚酯树脂，若使用的多元酸中含苯环产生的就是含有苯环结构的聚酯树脂。涂料行业最常用的饱和聚酯树脂是含端羟基官能团的聚酯树脂，通过与异氰酸酯、氨基树脂等树脂交联固化成膜。本申请采用用于生产卷材涂料的饱和聚酯树脂，其在基板上形成的涂膜具有良好的装饰性、保护性、耐久性、施工性及加工成型性。

用氨基树脂作交联剂的漆膜具有优良的光泽、保色性、硬度、耐药品性、耐水及耐侯性等优点。作为漆膜若单独用氨基树脂，制得漆膜太硬，而且发脆，对底材附着力差，所以通常和能与氨基树脂相容，并且可交联的其它类型树脂合用，也可以作为饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、环氧酯等的交联剂。本申请将氨基树脂作为饱和聚酯树脂的交联剂，饱和聚酯树脂在氨基树脂的作用下固化成膜。

消泡助剂一方面可以防止涂料在生产和施工过程中泡沫的产生，另一方面可以快速处理过程中产生的泡沫，保证了制备获得的涂料在基材上的平整度。

涂料中加入酸催化剂能够催化饱和聚酯树脂和氨基树脂的反应，为饱和聚酯树脂和氨基树脂之间的交联固化成膜提供了反应条件。

聚硅氧烷是一种不同聚合度链状结构的聚有机硅氧烷。其具有卓越的耐热性、电绝缘性、耐候性、疏水性、生理惰性和较小的表面张力，此外还具有低的粘温系数、较高的抗压缩性。本申请将聚硅氧烷加入涂料体系中，聚硅氧烷和涂料体系不相溶，附在涂层表面，在固化过程中，表面张力不同，产生皮纹效果。同时，聚硅氧烷改变了表面的硬度和滑爽性，对其表面硬度及抗划性有很大的提高。

气相二氧化硅是极其重要的高科技超微细无机新材料之一，其粒径很小、比表面积大、表面吸附力强、表面能大、化学纯度高、分散性能好。本申请在涂料成分中加入气相二氧化硅可以改善聚硅氧烷的分散性，使其在涂料体系中充分分散，避免了硅氧烷重聚导致的在辊涂施工时破坏皮纹效果现象的发生，减少了短线的形成。同时，在保持涂料加工性的情况下，进一步提升了漆膜的硬度和抗划伤性。

铝粉，俗称"银粉"，即银色的金属颜料。颜料用的铝粉粒子是鳞片状的，也正是由于这种鳞片状的粒子状态，铝粉才具有金属色泽和屏蔽功能。含有普通铝粉的彩板涂料在酸性和碱性环境中，铝粉均会与环境中的酸和碱发生反应，降低彩涂钢板的美观度和使用寿命。所以本申请选用树脂包覆型铝粉，将铝粉外用树脂包覆，从而将铝粉与酸和碱进行隔绝，降低了铝粉与酸和碱反应的几率。

优选的，一种家电彩板皮纹面漆涂料，包括以下重量份的组分：

饱和聚酯树脂 56~58份；

氨基树脂 12~14份；

消泡助剂 0.6~0.8份；

酸催化剂 0.6~0.9份；

聚硅氧烷 0.5~0.7份；

气相二氧化硅 0.35~0.45份；

铝粉 6~9份；

溶剂 8.5~9.5份；

色浆 6~8。

优选的，一种家电彩板皮纹面漆涂料，包括以下重量份的组分：

饱和聚酯树脂 57份；

氨基树脂 13份；

消泡助剂 0.7份；

酸催化剂 0.8份；

聚硅氧烷 0.6份；

气相二氧化硅 0.4份；

铝粉 8份；

溶剂 9份；

色浆 7份。

优选的，所述饱和聚酯树脂选用NL345、NL385、NL396型饱和聚酯树脂中的一种或多种。更优选的，所述饱和聚酯树脂选用NL345型饱和聚酯树脂。

通过采用上述技术方案，本申请选用的NL345、NL385、NL396型饱和聚酯树脂硬度与韧性平衡性好、耐候性好，能够与氨基树脂相容，从而在氨基树脂的作用下，相互交联固化成膜。

优选的，所述氨基树脂选用CYMEL303LF、CYMEL308和CYMEL327型氨基树脂中的一种或多种。更优选的，所述氨基树脂选用CYMEL303LF型氨基树脂。

通过采用上述技术方案，CYMEL303LF、CYMEL308和CYMEL327型氨基树脂是非常有效的交联剂，尤其是与聚酯树脂交联时，能够为漆膜提供良好的柔韧性和成型性。另外，CYMEL303LF、CYMEL308和CYMEL327型氨基树脂还具有优异的重量保持能力、不含挥发性溶剂、良好的混溶性和溶解性、优异的催化稳定性、优异的硬度/柔韧性的平衡、快速催化固化、成本经济等优点。

优选的，所述消泡助剂选用BYK057、BYK070和BYK077型消泡助剂中的一种或多种。更优选的，所述消泡助剂选用BYK057型消泡助剂。

通过采用上述技术方案，本申请的BYK054、BYK055和BYK057型消泡助剂可以防止溶剂型涂料和无溶剂型涂料在生产、装料和应用期间生成泡沫。另外，BYK054、BYK055和BYK057型消泡助剂展现了自发的消泡性能且在重涂时对层间附着力无不利影响。

优选的，所述酸催化剂选用King N2500、King N5225和King N5228型酸催化剂中的一种或多种。更优选的，所述酸催化剂选用King N2500酸催化剂。

通过采用上述技术方案，本申请选用的King N2500、King N5225和King N5228型酸催化剂不与颜料相互作用，对涂层的密着性、耐腐蚀性、柔韧性和抗冲击性均有良好的影响。

优选的，所述聚硅氧烷选自DEU ADD HM-6、SRE-011和SRE-012型聚硅氧烷中的一种或多种。更优选的，所述聚硅氧烷选自DEU ADD HM-6型聚硅氧烷。

通过采用上述技术方案，本申请采用的DEU ADD HM-6、SRE-011和SRE-012型聚硅氧烷锤纹剂，以较低的添加量即可使涂料产生更细致的立体效果，使彩涂钢板表面装饰性更强。同时，可以显著提升漆膜的的硬度和抗划伤性。

优选的，所述气相二氧化硅选用R972、R974、R812型气相二氧化硅中的一种或多种。更优选的，所述所述气相二氧化硅选用R972型气相二氧化硅。

通过采用上述技术方案，本申请采用的R972、R974、R812型气相二氧化硅粒度更小，比表面积更大，可以有效的协助聚硅氧烷分散在涂料体系中，保证了彩涂钢板表面皮纹效果，降低短线的形成率，同时进一步提升漆膜的硬度和抗划伤性。

优选的，所述铝粉选用FZ-EV120、FZ-EV170、FZ-EV190型铝粉中的一种或多种。更优选的，所述树脂包覆型铝粉选用FZ-EV120型铝粉。

通过采用上述技术方案，本发明的FZ-EV120、FZ-EV170、FZ-EV190型铝粉是对铝鳞片表面使用丙烯酸树脂进行包覆处理而得，具有良好的包覆性，有效的降低了涂料中的铝粉与酸和碱的反应率。

优选的，所述溶剂选用环己酮、S-150芳烃溶剂和PMA溶剂中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，本申请中的饱和聚酯树脂、氨基树脂、聚硅氧烷、气相二氧化硅、铝粉和色浆在环己酮、S-150芳烃溶剂和PMA溶剂中均具有很好的分散性，使获得的涂料较好的均一性。

本发明的目的二是：提供一种家电彩板皮纹面漆涂料的制备方法，包括以下步骤：

a. 将铝粉在溶剂中浸泡3-5小时；

b. 将饱和聚酯树脂、氨基树脂、气相二氧化硅和聚硅氧烷进行混合，并在1000-1500r/min条件下分散20-40分钟；

c.对步骤b中分散好的混合物进行研磨，控制流量90-110升/小时；

d.边搅拌边向步骤c中研磨好的混合物中加入步骤a中浸泡后的铝粉、色浆、消泡助剂和酸催化剂。

通过采用上述技术方案，制备获得的家电彩板皮纹面漆涂料能够满足客户的施工方式及用途性能，且加工性良好。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请的家电彩板皮纹面漆涂料通过与不同颜色底漆搭配，可以形成不同表面纹理效果，且成膜后涂层皮纹效果均匀，表面无短线产生，装饰性非常好；

2、在保持涂料加工性的情况下，本申请的家电彩板皮纹面漆涂料形成的漆膜硬度高、抗划伤性强；

3、本申请的家电彩板皮纹面漆涂料的制备方法步骤简单，能够批量化生产。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请的NL345、NL385、NL396型饱和聚酯树脂购自上海康铭化工有限公司；

本申请的R972、R974、R812型气相二氧化硅购自赢创德固赛(中国)投资有限公司；

本申请的DEU ADD HM-6型聚硅氧烷购自德谦（上海）化学有限公司/海名斯德谦（上海）化工有限公司；

本申请的施锐SRE-011、SRE-012型聚硅氧烷购自广州市侗富贵化工原材料有限公司；

本申请的FZ-EV120、FZ-EV170、FZ-EV190型铝粉购自东洋铝业株式会社。

实施例1

一种家电彩板皮纹面漆涂料的制备方法，包括以下步骤：

a. 10kg FZ-EV120型铝粉在8kg环己酮中浸泡3小时；

b. 将55kg NL345型饱和聚酯树脂、15kg CYMEL308型氨基树脂、0.5kg R972型气相二氧化硅和0.4kg SRE-011型聚硅氧烷进行混合，并在1000r/min条件下分散40分钟；

c.对步骤b中分散好的混合物放入砂磨机研磨一遍，控制流量90升/小时；

d.边搅拌边向步骤c中研磨好的混合物中加入步骤a中浸泡后的铝粉、5kg色浆、1kgBYK057型消泡助剂和0.5kg King N2500型酸催化剂。

实施例2

一种家电彩板皮纹面漆涂料的制备方法，包括以下步骤：

a. 5kg FZ-EV170型铝粉在10kg S-150芳烃溶剂中浸泡5小时；

b. 将60kg NL345型饱和聚酯树脂、10kg CYMEL308型氨基树脂、0.3kg R972型气相二氧化硅和0.8kg SRE-012型聚硅氧烷进行混合，并在1500r/min条件下分散20分钟；

c.对步骤b中分散好的混合物放入砂磨机研磨一遍，控制流量110升/小时；

d.边搅拌边向步骤c中研磨好的混合物中加入步骤a中浸泡后的铝粉、10kg色浆、0.5kgBYK070型消泡助剂和1kg King N5225型酸催化剂。

实施例3

一种家电彩板皮纹面漆涂料的制备方法，包括以下步骤：

a. 9kg FZ-EV170型铝粉在8.5kg S-150芳烃溶剂中浸泡3.5小时；

b. 将56kg NL385型饱和聚酯树脂、14kg CYMEL327型氨基树脂、0.45kg R974型气相二氧化硅和0.5kg DEU ADD HM-6型聚硅氧烷进行混合，并在1300r/min条件下分散25分钟；

c.对步骤b中分散好的混合物放入砂磨机研磨一遍，控制流量95升/小时；

d.边搅拌边向步骤c中研磨好的混合物中加入步骤a中浸泡后的铝粉、6kg色浆、0.8kgBYK057型消泡助剂和0.6kg King N2500型酸催化剂。

实施例4

一种家电彩板皮纹面漆涂料的制备方法，包括以下步骤：

a. 6kg FZ-EV190型铝粉在9.5kg PMA溶剂中浸泡4.5小时；

b. 将58kg NL396型饱和聚酯树脂、12kg CYMEL303LF型氨基树脂、0.35kg R812型气相二氧化硅和0.7kg DEU ADD HM-6型聚硅氧烷进行混合，并在1200r/min条件下分散35分钟；

c.对步骤b中分散好的混合物放入砂磨机研磨一遍，控制流量105升/小时；

d.边搅拌边向步骤c中研磨好的混合物中加入步骤a中浸泡后的铝粉、8kg色浆、0.6kgBYK077型消泡助剂和0.9kg King N5228型酸催化剂。

实施例5

一种家电彩板皮纹面漆涂料的制备方法，包括以下步骤：

a. 8kg FZ-EV120型铝粉在9kg PMA溶剂中浸泡4小时；

b. 将57kg NL345型饱和聚酯树脂、13kg CYMEL303LF型氨基树脂、0.4kg R972型气相二氧化硅和0.6kg DEU ADD HM-6型聚硅氧烷进行混合，并在1250r/min条件下分散30分钟；

c.对步骤b中分散好的混合物放入砂磨机研磨一遍，控制流量100升/小时；

d.边搅拌边向步骤c中研磨好的混合物中加入步骤a中浸泡后的铝粉、7kg色浆、0.7kgBYK057型消泡助剂和0.8kg King N2500型酸催化剂。

对比例1

一种家电彩板皮纹面漆涂料的制备方法，与实施例1的区别在于：步骤b中不加入聚硅氧烷。

对比例2

一种家电彩板皮纹面漆涂料的制备方法，与实施例2的区别在于：将步骤b中的聚硅氧烷替换成聚四氟乙烯蜡粉。

对比例3

一种家电彩板皮纹面漆涂料的制备方法，与实施例3的区别在于：步骤b中不加入气相二氧化硅。

对比例4

一种家电彩板皮纹面漆涂料的制备方法，与实施例5的区别在于：步骤b中不加入聚硅氧烷和气相二氧化硅。

性能测试

本申请彩板的硬度参照ASTM D3363进行测试；

本申请彩板的光泽度参照ASTM D523进行测试；

本申请彩板的反向冲击性能参照ASTM D2794进行测试；

本申请彩板的T-弯性能参照ASTM D4145进行测试；

本申请彩板的杯凸性能参照GB/T9753进行测试；

本申请彩板的耐碱性能的测试方法为：在温度23~25℃，5%氢氧化钠浸泡24小时，观察涂层表面是否有起泡及颜色目视是否有明显变化；

本申请彩板的耐酸性能的测试方法为：在温度23~25℃，5%硫酸浸泡24小时，观察涂层表面是否有起泡及颜色目视是否有明显变化。

实验结果参见表1。

从表1可以看出，实施例1-5制备的家电彩板皮纹面漆涂料，除了可以避免在采用辊涂施工过程中形成皮纹效果时产生的短线，使表面纹理均匀可控外，还将漆膜表面铅笔硬度从最初的1H提高到3H，光泽度提高到60度。实验结果表明，聚硅氧烷和气相二氧化硅加入涂料体系后，聚硅氧烷和气相二氧化硅均可以起到增加漆膜表面硬度和抗划伤性的作用。同时，气相二氧化硅本身的粒度比较小，而且其还能够协助聚硅氧烷在溶剂中充分分散，使硅氧烷不发生重聚，一方面，减少了在皮纹形成过程中短线的产生；另一方面，提高了涂料的均一性，从而提高了漆膜表面的光泽度。另外，从表1的T-弯和杯凸性能测试中可以看出，实施例1-5制备的家电彩板皮纹面漆涂料虽然漆膜表面硬度增加，但机械加工性能维持不变，从而保证了彩板后期可以加工成各种形状的产品，满足市场的不同需要。

对比例1与实施例1的区别在于不加入聚硅氧烷。由于涂料体系中不加入聚硅氧烷，所以在采用辊涂施工过程中，无法在漆膜表面形成皮纹效果，装饰效果差，不能满足客户的需要。而且从表1可以看出，由于涂料体系中不加入聚硅氧烷，漆膜的硬度从实施例1中的3H下降到F，光泽度并没有太大改变。实验结果表明，聚硅氧烷可以提高漆膜表面的硬度和抗划伤性。

对比例2与实施例2的区别在于将聚硅氧烷替换成聚四氟乙烯蜡粉。聚四氟乙烯蜡粉加入涂料体系后，可以在涂料成膜后形成特殊的砂纹效果，与聚硅氧烷形成的皮纹效果类似能够起到装饰的效果。从表1可以看出，漆膜的硬度从实施例2中的3H下降到H，光泽度下降到20度。实验结果表明，聚四氟乙烯蜡粉的加入，虽然可以增加涂料的滑爽性，但是对漆膜硬度提高不大，对硬度的提高不如聚硅氧烷显著。另外，聚四氟乙烯蜡粉的加入降低了漆膜的光泽度，这是因为在漆膜干燥过程中，蜡会浮到涂膜的表面，形成雾状，从而减低了漆膜的光泽度。

对比例3和实施例3的区别在于不加入气相二氧化硅。由于不加入气相二氧化硅，聚硅氧烷在涂料中会发生重聚，在辊涂施工过程中，破坏漆膜表面产生的皮纹效果，产生短线，影响装饰效果。另外，从表1可以看出，漆膜的硬度还是3H，而光泽度下降到20度。实验结果表明，虽然涂料体系中不加入气相二氧化硅，但是漆膜的硬度并没有下降，这说明气相二氧化硅虽然也可以增加漆膜的硬度但是效果并不显著。另外，由于体系中不含气相二氧化硅，聚硅氧烷在溶剂中不能均匀分散，从而使制备获得的涂料均一性降低，进而漆膜表面的光泽度下降。

对比例4和实施例5的区别在于不加入聚硅氧烷和气相二氧化硅。首先，由于涂料体系中不加入聚硅氧烷，所以在采用辊涂施工过程中，无法在漆膜表面形成皮纹效果，而且形成的漆膜的硬度也大幅度下降。其次，由于涂料体系中不加入气相二氧化硅，形成的漆膜光泽度下降，硬度也会有所下降。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种家电彩板皮纹面漆涂料，其特征在于：包括以下重量份的组分：

饱和聚酯树脂 55~60份；

氨基树脂 10~15份；

消泡助剂 0.5~1份；

酸催化剂 0.5~1份；

聚硅氧烷 0.4~0.8份；

气相二氧化硅 0.3~0.5份；

铝粉 5~10份；

溶剂 8~10份；

色浆 5~10份。

2.根据权利要求1所述的一种家电彩板皮纹面漆涂料，其特征在于：包括以下重量份的组分：

饱和聚酯树脂 56~58份；

氨基树脂 12~14份；

消泡助剂 0.6~0.8份；

酸催化剂 0.6~0.9份；

聚硅氧烷 0.5~0.7份；

气相二氧化硅 0.35~0.45份；

铝粉 6~9份；

溶剂 8.5~9.5份；

色浆 6~8。

3.根据权利要求1所述的一种家电彩板皮纹面漆涂料，其特征在于：包括以下重量份的组分：

饱和聚酯树脂 57份；

氨基树脂 13份；

消泡助剂 0.7份；

酸催化剂 0.8份；

聚硅氧烷 0.6份；

气相二氧化硅 0.4份；

铝粉 8份；

溶剂 9份；

色浆 7份。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种家电彩板皮纹面漆涂料，其特征在于：所述饱和聚酯树脂选用NL345、NL385、NL396型饱和聚酯树脂中的一种或多种。

5.根据权利要求1-3任一所述的一种家电彩板皮纹面漆涂料，其特征在于：所述氨基树脂选用CYMEL303LF、CYMEL308和CYMEL327型氨基树脂中的一种或多种。

6.根据权利要求1-3任一所述的一种家电彩板皮纹面漆涂料，其特征在于：所述消泡助剂选用BYK057、BYK070和BYK077型消泡助剂中的一种或多种。

7.根据权利要求1-3任一所述的一种家电彩板皮纹面漆涂料，其特征在于：所述聚硅氧烷选自DEU ADD HM-6、SRE-011和SRE-012型聚硅氧烷中的一种或多种。

8.根据权利要求1-3任一所述的一种家电彩板皮纹面漆涂料，其特征在于： 所述气相二氧化硅选用R972、R974、R812型气相二氧化硅中的一种或多种。

9.根据权利要求1-3任一所述的一种家电彩板皮纹面漆涂料，其特征在于：所述溶剂选用环己酮、S-150芳烃溶剂和PMA溶剂中的一种或多种。

10.一种权利要求1-9任一所述家电彩板皮纹面漆涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

a. 将铝粉在溶剂中浸泡3-5小时；

b. 将饱和聚酯树脂、氨基树脂、气相二氧化硅和聚硅氧烷进行混合，并在1000-1500r/min条件下分散20-40分钟；

c.对步骤b中分散好的混合物进行研磨，控制流量90-110升/小时；

d.边搅拌边向步骤c中研磨好的混合物中加入步骤a中浸泡后的铝粉、色浆、消泡助剂和酸催化剂。