CN112143317A - 一种水性轮毂环保漆及其制备方法 - Google Patents

一种水性轮毂环保漆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于涂料制备技术领域，具体涉及一种水性轮毂环保漆及其制备方法。原料包括：水性树脂20‑30份；水性包覆型纳米金属颜料20‑30份；去离子水20‑50份；还包括以下重量份的组分：水性助剂3‑5份；水性溶剂20‑50份。本发明选用水性丙烯酸树脂与水性氨基树脂交联，形成一层性能优异的漆膜，具有性能优异，耐物理性，化学性强的性能；并且使用自制的多功能泡沫消除剂BYK022消泡剂，不仅能有效的消除泡沫，还能提高表面效果，并且本发明用去离子水替代苯等有害溶剂与水性漆合理搭配，低碳环保，不会造成周围环境的污染。

Description

一种水性轮毂环保漆及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料制备技术领域，尤其涉及一种可应用于汽车轮毂、金属制品的涂装的水性环保轮毂漆及其制备方法与用途。
背景技术
水性轮毂油漆，现有国内的水性环保漆制作的过程，都不需要添任何含苯溶剂，因含苯溶剂对身体、环境等造成影响。由于在油漆中不添加苯类等助溶剂，达不到其较好的溶解性，会污染油漆生产、施工环境，导致在喷涂除水性环保漆外的其他油漆，产生漆膜橘皮、油点、缩孔等弊病。因此，在生产、施工过程中，需要调用专门的设备、厂房，并且施工后还需要用大量溶剂清洗，既浪费资源、污染环境，又增加产品生产、施工成本。有鉴于此，有必要提供一种水性环保漆及其制备方法。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种水性环保轮毂漆替代油性轮毂漆。本发明用去离子水替代苯等有害助溶剂与水性漆合理搭配。该水性助剂及助溶剂产生的机理是：涂料在流平时，由于水性的表面张力小于正常的涂料涂膜的表面张力，分散于涂膜各点的活性聚合物改变了涂膜的局部张力，并实现了环保的效果。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种水性轮毂漆，可应用于汽车内饰、金属制品的涂装，包括以下重量份的组分：
水性树脂 20-30份；
水性包覆型纳米金属颜料 20-30份；
去离子水 20-50份
进一步地，还包括以下重量份的组分：
水性助剂 3-5份；
水性溶剂 20-50份；
上述原料均可由市售获得。
优选地，所述水性树脂为水性丙烯酸树脂、水性饱和聚酯树脂、水性醋酸纤维素树脂、水性氨基树脂、水性醇酸树脂中的一种或几种；
优选地，所述水性溶剂为去离子水，二丙二醇甲醚，二乙二醇丁醚，二丙二醇丁醚，磷酸一铵，磷酸二氢铵，丙二醇甲醚，乙二醇丁醚中的一种或几种。
优选地，所述的水性助剂包括水性平流剂，水性消泡剂，水性润湿分散剂，水性防沉降剂中的一种或几种。
优选地，所述的水性助剂包括以下重量份成分组成：
Figure BDA0002731168710000021
优选地，所述水性表面活性聚合物为水性聚丙烯酸脂聚合物、水性高碳脂肪酸甲酯、水性三聚磷酸盐、水性烷基糖苷盐、水性氟改性丙烯酸脂聚合物、水性硅氧烷聚合物中的一种或几种；
所述水性助剂还包括BYK022消泡剂；该助剂购买自德国毕克化学。反应机理：
本特殊消泡助剂是以微粒的形式渗入到泡沫的体系中，当泡沫要产生时，存在于体系中的消泡剂微粒能迅速破坏气泡的弹性膜，抑制泡沫的产生。如果泡沫已经产生，添加的泡沫剂接触泡沫后，即捕获泡沫表面的憎水链端，经迅速铺展，形成很薄的双膜层，进一步扩散，层状侵入，取代原泡沫的膜壁。消泡剂本身的表面张力很低，能使含有消泡剂部分的泡膜的膜壁逐渐变薄。
而被周围表面张力大的膜层强力牵引，整个气泡就会产生应力的不平衡，从而导致气泡破裂。消泡剂必须是易于在溶液表面铺展的液体，消泡剂进入泡沫的双分子定向膜。破坏定向膜的力学平衡而起到破泡的效果。消泡剂在溶液表面铺展越快，则使液膜变得越薄，迅速达到临界厚度，泡沫破坏加快，消泡作用加强。性能优秀的消泡剂必须兼有消泡和抑泡作用，它不仅能使泡沫迅速破灭，而且能在相当长的时间内防止泡沫生成。
由于配方中树脂生产过程中易产生较多泡沫，所以用本发明中的多功能泡沫消除剂特殊助剂BYK022消泡剂，不仅能有效的消除泡沫，还能解决掉平时市面上所用的泡沫消除剂对漆膜光泽影响所带来的困扰，使其表面效果更为优越。
本发明的另一个目的是提供一种水性环保轮毂漆的制备方法，该方法制备工艺简单，适宜工业化生产。
一种水性环保轮毂漆的制备，包括以下步骤：
步骤S1颜料配置：将(水性包覆型纳米金属颜料)2192铝粉与TW8325铝粉浸泡于乙醇中溶解待用
步骤S2预混：
步骤S21将(水性树脂)indulor德国水性树脂与50％DMAE进行预混，1200r/min分散5分钟使其PH到7.8-8.5之间，
步骤S22再加入(水性树脂)NECOWEL750水性树脂与美国氰特氨基树脂800r/min混合搅拌均匀；
步骤S23然后800r/min依次缓慢加入(水性助剂)1.91重量份IPA，1.91重量份BCS分散均匀
步骤S24以1200r/min依次加入(水性助剂)1.15重量份ADP，2.77重量份XZW1011，3.05重量份30％HV30分散10分钟，
步骤S25在800r/min下依次加入(水性助剂)0.46重量份BYK346，0.16重量份BYK028，0.16重量份BYK022，0.16重量份104E,0.31重量份BYK270，搅拌20分钟(min)；再加入44重量份去离子水。
步骤S3制漆：降低转速，将事先溶解好的步骤S1水性包覆型纳米金属颜料缓慢地加入步骤S2获得的基料中在研磨后的料浆中。
步骤S2所述搅拌速度为：1200r/min；步骤S3所述搅拌速度为：600-800r/min。
所述水性环保轮毂漆用于汽车轮毂、金属制品的涂装，包括以下步骤：
(1)将所述水性环保轮毂漆喷涂于用于汽车轮毂、金属制品，流平10-15分钟；
(2)将所述涂有水性环保轮毂漆的金属板在在150℃烘烤15min，烘烤后放至室温下降温至常温，放置24-72小时。
本发明具有以下优点和有益效果：
(1)选用水性丙烯酸树脂与水性氨基树脂交联，形成一层性能优异的漆膜，具有性能优异，耐物理性，化学性强的性能。用去离子水替代苯等有害溶剂与水性漆合理搭配，低碳环保，不会造成周围环境的污染。
(2)由于选用基材的特殊性，对轮毂底材适用性广泛，铝、铁、钢及电泳底材，可以直接喷，不须喷底漆就有优异的附着力和外观。
(3)由于市面供应的助剂大多与水性树脂产生排斥，不相溶等缺陷，优化改质之后加入到本研发的涂料中，排除产生排斥、浑浊、气泡消除不全的弊病。
(4)本涂料具有优异的耐化学性和物理性，干燥性佳。人工加速老化5000h以上，耐石击性>10Kg，硬度≥2H。
(5)本发明所提供的水性环保轮毂漆的制备方法制备工艺简单，适宜工业化生产。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
在通过以下实施例对本发明的目的予以阐明、解释的情形下，所述组合物的组分均以重量份为通用标准予以释明。在无特别说明的情况下，为简明起见，本发明实施例中所述的“份”与重量份具有相同的意义。
本发明实施例中的树脂：indulor德国水性树脂购自佛山市翁开尔贸易有限公司
本发明实施例中的树脂：NECOWEL750水性树脂购自德国ASK化工
本发明实施例中的树脂：CYMEL氰特氨基树脂购自湛新树脂(中国)有限公司
本发明实施例中的颜料：2192铝粉炭黑购自长沙族兴新材料股份有限公司
本发明实施例中的颜料：TW8325铝粉炭黑购自厦门厦门颜钛化工有限公司
本发明实施例中的助剂可选用以下试剂：
本发明实施例中的助剂：BYK346购自德国毕克化学公司
本发明实施例中的助剂：BYK028购自德国毕克化学公司
本发明实施例中的助剂：BYK022购自德国毕克化学公司
本发明实施例中的助剂：BYK270购自德国毕克化学公司
本发明实施例中的助剂：104E购自德固赛有限公司
本发明实施例中的溶剂：ADP购自海明斯特殊化学公司
本发明实施例中的溶剂：IPA购自博远化工有限公司
本发明实施例中的溶剂：BCS购自深圳市江海天化工产品有限公司
本发明实施例中的溶剂：乙醇购自深圳市江海天化工产品有限公司
本发明实施例中的助剂：包括特殊助剂BYK022消泡剂，购买自德国毕克化学。
实施例1
表1原料组成(按照重量份计)
Figure BDA0002731168710000051
本实施例中的水性环保轮毂漆的制备，包括以下步骤：
(1)颜料配置：将2192铝粉与TW8325铝粉浸泡于乙醇中溶解待用
(2)预混：将indulor德国水性树脂与50％DMAE进行预混，使其pH到7.8-8.5之间，再加入NECOWEL750水性树脂与美国氰特氨基树脂混合搅拌均匀；然后依次缓慢加入1.91重量份IPA，1.91重量份BCS，1.15重量份ADP，2.77重量份XZW1011，3.05重量份30％HV30，0.46重量份BYK346，0.16重量份BYK028，0.16重量份BYK022，0.16重量份104E,0.31重量份BYK270，搅拌20分钟(min)；再加入44重量份去离子水。
(3)制漆：降低转速，将事先溶解好的(1)缓慢地加入(2)基料中在研磨后的料浆中。
本实施例1制备的所述水性环保轮毂漆应用于汽车内饰、金属制品的涂装的性能测试方法及结果如下：
1、测试样板制备，包括以下步骤：
(1)将所述水性环保轮毂漆按比例调至喷涂粘度为60S，喷涂于铁板与电源板中待测性能，喷涂膜厚为20μm左右；
(2)将所述涂有水性环保轮毂漆的金属板在150℃烘烤15min，烘烤后放至室温下降温至常温，放置24-72小时。
2、检测性能：
所述水性环保轮毂漆的性能的检测方法见表2：
表2性能检测方法
Figure BDA0002731168710000061
实施例1性能见表3
表3实施例1的性能
Figure BDA0002731168710000062
Figure BDA0002731168710000071
从表3中可以看出，实施例1制备的水性环保轮毂漆漆性能优异，其性能符合汽车内饰、金属制品的涂装工艺要求：即在150℃×15min烘烤后附着力100/100、重涂3次后附着力100/100，循环3次后为100/100。所述耐水性环保轮毂漆进一步经试验水温40℃，时间为10天(40℃×10d)的耐水测试后，所述测试样板金属板的复合涂层不起泡、不变色，所述水性环保轮毂漆附着力达到100/100。
对比例1
表4对比例1原料重量份数
Figure BDA0002731168710000072
对比例1的制备方法同实施例1；
对比例1制备的所述水性环保轮毂漆应用于汽车轮毂、金属制品的涂装的性能测试方法及结果如下：
1、测试样板制备，包括以下步骤：
(1)将所述水性环保轮毂漆按比例调至喷涂粘度为60S，喷涂于铁板与电源板中待测性能，喷涂膜厚为20μm；
(2)将所述涂有水性环保轮毂漆的金属板在150℃烘烤15min，烘烤后放至室温下降温至常温，放置24-72小时。
2、检测性能：
表5对比例性能检测方法
Figure BDA0002731168710000081
表6对比例的性能
Figure BDA0002731168710000082
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，本发明所例举的实施例无法对所有的实施方式予以穷尽，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。在本发明中提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同一篇文献被单独引用为参考那样。

Claims (10)

1.一种水性轮毂环保漆，其特征在于：原料包括以下重量份的组分：
水性树脂 20-30份；
水性包覆型纳米金属颜料 20-30份；
去离子水 20-50份。
2.根据权利要求1所述的一种水性轮毂环保漆，其特征在于：还包括以下重量份的组分：
水性助剂 3-5份；
水性溶剂 20-50份。
3.根据权利要求1所述的一种水性轮毂环保漆，其特征在于：所述水性树脂为水性丙烯酸树脂、水性饱和聚酯树脂、水性醋酸纤维素树脂、水性氨基树脂、水性醇酸树脂中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的一种水性轮毂环保漆，其特征在于：所述水性溶剂为去离子水，二丙二醇甲醚，二乙二醇丁醚，二丙二醇丁醚，磷酸一铵，磷酸二氢铵，丙二醇甲醚，乙二醇丁醚中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的一种水性轮毂环保漆，其特征在于：所述水性助剂包括水性平流剂，水性消泡剂，水性润湿分散剂，水性防沉降剂中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的一种水性轮毂环保漆，其特征在于：所述水性助剂具体包括以下重量份成分组成：
高分子阳离子促进剂： 0.7-1.2份；
多功能泡沫消除剂： 0.1-0.5份；
水性流平剂： 0.2-0.5份；
水性表面活性聚合物： 0.1-2份。
水性润湿分散剂： 0.2-2份。
7.根据权利要求6所述的一种水性轮毂环保漆，其特征在于：所述水性表面活性聚合物为水性聚丙烯酸脂聚合物、水性高碳脂肪酸甲酯、水性三聚磷酸盐、水性烷基糖苷盐、水性氟改性丙烯酸脂聚合物、水性硅氧烷聚合物中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种水性轮毂环保漆，其特征在于：水性助剂还包括BYK022消泡剂，购自德国毕克化学。
9.一种制备如权利要求1-8任一项所述水性轮毂环保漆的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1颜料配置：将水性包覆型纳米金属颜料浸泡于水性溶剂中包裹待用；
步骤S2预混：将不同牌号水性树脂进行预混；然后加入不同类别的水性助剂分散均匀；
步骤S3制漆：降低转速，将事先溶解好的步骤S1水性包覆型纳米金属颜料缓慢地加入步骤S2获得的基料中在研磨后的料浆中。
10.一种如权利要求1所述水性轮毂环保漆的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：用于汽车轮毂、金属制品的涂装的步骤：
（1）将所述水性环保轮毂漆喷涂于用于汽车轮毂、金属制品，流平10-15分钟；
（2）将所述涂有水性环保轮毂漆的金属板在在150℃烘烤15min，烘烤后放至室温下降温至常温，放置24-72小时。
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