CN112662289A - 一种高配套性高耐候性水性工程机械面漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高配套性高耐候性水性工程机械面漆及其制备方法。该水性工程机械面漆由A组分主剂和B组分固化剂构成；A组分主剂由以下各原料混配而成：水性含羟基丙烯酸分散体、助溶剂、润湿剂、消泡剂、颜填料、分散剂、流平剂、流变助剂和去离子水；B组分固化剂由以下各原料混配而成：水性改性聚异氰酸酯和助溶剂。本发明还包括所述水性工程机械面漆的制备方法。本发明水性工程机械面漆兼具对电泳涂层和常规环氧底漆涂层附着力好，形成的漆膜硬度高、丰满度高、鲜艳性好、光泽高、耐溶剂性能优异和极佳的耐老化性能等优点。

Description

一种高配套性高耐候性水性工程机械面漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水性工程机械面漆，尤其是涉及一种作用于电泳涂层和常规环氧底漆涂层的高配套性高耐候性水性工程机械面漆及其制备方法。

背景技术

目前，我国的工程机械、特殊车辆等的金属表面的涂装，大多采用的是环氧底漆和聚氨酯面漆配套涂装体系。但也有部分厂家采用的是电泳底漆和丙烯酸聚氨酯面漆的涂装体系，采用这种涂装体系的原因主要是，某些结构件结构复杂，采用传统的喷涂方式进行涂装时，涂料的利用率低，造成大量浪费，不利于成本的节约，而采用电泳涂层可以提高涂料利用率，减少涂料浪费。不过，这些复杂结构件采用电泳涂层虽然提高了涂料利用率，也能达到防腐要求，但是，由于电泳涂料配方的特殊性，以及各电泳涂料生产厂家的不同，使得部分水性工程机械面漆无法在此涂层进行有效的附着，无法为工程机械设备提供长效的防腐装饰效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一直与电泳涂层的附着力强，同时又与传统环氧底漆涂层配套性优异，不仅机械性能和耐久性能良好，且具有低VOC的高配套性高耐候性水性工程机械面漆。

本发明进一步要解决的技术问题是，提供一种所述高配套性高耐候性水性工程机械面漆的制备方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种高配套性高耐候性水性工程机械面漆，由A组分主剂和B组分固化剂构成；

A组分主剂由以下各原料混配而成：水性含羟基丙烯酸分散体、助溶剂、润湿剂、消泡剂、颜填料、分散剂、流平剂、流变助剂和去离子水；

B组分固化剂由以下各原料混配而成：水性改性聚异氰酸酯和助溶剂。

进一步，A组分主剂各原料组分的重量份配比为：水性含羟基丙烯酸分散体60～65份，助溶剂3～8份，润湿剂0.2～0.5份，消泡剂0.1～0.3份，颜填料20～25份，分散剂1～5份，流平剂0.3～0.8份，流变助剂0.2～1份，去离子水8～15份,各原料组分重量份之和为100重量份；B组分固化剂两原料组分重量份配比为：水性改性聚异氰酸酯70～80份，助溶剂20～30份，两原料组分重量份之和为100重量份。

进一步，所述A组分中的助溶剂为二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚中的1～3种，B组分中的助溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯、丙二醇二乙酸酯、二丙二醇二甲醚中的1～2种。

进一步，所述消泡剂为MOUSSEX 941PL、TEGO 810、TEGO 901W、BYK 022、BYK 093、TEGO 902W、BYK 028中的1～3种。

进一步，所述颜填料均为常用公知环保颜填料，如环保型有机黄颜料、钛白粉、氧化铁黄、气相二氧化硅、高色素炭黑、氧化铁红、纳米级硫酸钡等。

进一步，所述述流平剂为TEGO 450、TEGO 100、TEGO 410、BYK 333、BYK 331、BYK348、MODAREZ PW336中的1～3种。

进一步，所述流变助剂为ACRYSOL RM-8W、ACRYSOL RM-12W、ACRYSOL RM-2020、Borch Gel 0620、 Borch Gel L75N、BYK 425中的1～3种。

进一步，所述分散剂为BYK 190、BYK 2012、BYK 194N、TEGO 755W、TEGO 760W、TEGO752W、TEGO 750W、EFKA 4560其中的1～3种。

进一步，所述润湿剂为TEGO 270、TEGO 280、TEGO 4100、TEGO 4000、BYK 346、BYK348、BYK-349中的1～3种。

进一步，所述B组分固化剂中的水性改性聚异氰酸酯为Desmodur N3900、DesmodurN3390、Desmodur N3600、Bayhydur XP 2655、Bayhydur 305、Bayhydur 401-60、Bayhydur401-70、Wannate HT-600、Aquolin 268、Aquolin 269中的1～3种。

进一步，A组份中所含羟基丙烯酸分散体与B组份中所含水性改性异氰酸酯的配比，即n(-NCO):n(-OH)=1.5。

本发明进一步解决其技术问题采用的技术方案是，一种所述高配套性高耐候性水性工程机械面漆的制备方法，包括以下步骤：

① 将去离子水的一部分、助溶剂的一部分、分散剂、润湿剂的一部分、消泡剂、颜填料倒入密闭的反应釜中，高速搅拌15～20分钟，得漆料；

② 将步骤①中制得的漆料研磨至细度为10μm以下，得细度为10μm以下的漆料；

③ 往步骤②所得细度为10μm以下的漆料中添加水性含羟基丙烯酸分散体、剩余部分润湿剂、流平剂、剩余部分助溶剂、流变助剂混合均匀，并用剩余部分去离子水调节粘度，然后过滤，得到A组份主剂；

④ 往水性改性异氰酸酯中添加助溶剂，混合均匀，即得B组份固化剂。

本发明水性工程机械面漆的A组份中所含羟基丙烯酸分散体，与B组份中水性改性异氰酸酯的配比合理（优选配比，n(-NCO):n(-OH)=1.5），成膜之后，漆膜的交联密度高，再加上各种助剂的合理搭配，对底涂能够进行完全润湿，因而形成的漆膜在电泳涂层和常规环氧底漆涂层上均具有优异的附着力；且本发明面漆具有丰满度高、鲜艳性好、光泽高、耐溶剂优异和极佳的耐老化性能。

采用本发明产品，可有效解决聚氨酯面漆与电泳涂层的附着力不良问题，同时又兼顾与常规环氧底漆涂层的配套，可适应于所有工程机械表面涂装，可以达到优异的防腐效果与装饰效果。且本产品为环保水性涂料，在施工时VOC＜200g/L,从而更好的保护环境和操作者。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步说明。

本发明各实施例使用的化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。

实施例1

本实施例高配套性高耐候性水性工程机械面漆各原料组分、配比：按照重量份数计，A组分由含羟基水性丙烯酸分散体60份、去离子水6.2份、钛白粉25、气相二氧化硅0.5、高分子非离子型分散剂2份、非有机硅型消泡剂0.2份、有机硅型润湿剂0.8份、非有机硅型流平剂0.8、缔合型聚氨酯流变助剂0.5、醇醚类助溶剂4份混配而成；B组分由水性改性异氰酸酯17.5份、酯类助溶剂7.5份混配而成；

所述的含羟基水性丙烯酸分散体为德国科思创公司生产的二级分散体；

所述的水性改性异氰酸酯为德国科思创公司生产的亲水型HDI聚异氰酸酯与改性疏水性HDI聚异氰酸酯复配；

本发明实施例所使用的含羟基水性丙烯酸分散体为德国科思创公司生产的二级分散体；水性改性异氰酸酯为德国科思创公司生产的磺酸盐改性亲水型HDI聚异氰酸酯；

所述醇醚类助溶剂为二丙二醇丁醚或/和二丙二醇甲醚，所述酯类助溶剂为丙二醇二乙酸酯。

制备方法：

将5份去离子水、分散剂、0.4份润湿剂、消泡剂、2份助溶剂依次加入分散缸中进行低速分散均匀，然后边搅拌边将钛白粉和气相二氧化硅依次加入，高速搅拌20min；

再进行高速研磨分散，至细度低于10μm；

再将水性含羟基丙烯酸分散体、2份助溶剂、0.4份润湿剂、流平剂、流变助剂边搅拌边加入，混合均匀，再用剩余去离子水将粘度调整至80-90KU；即得A组分主剂制；

另将水性改性聚异氰酸酯固化剂和醚酯类助溶剂混合分散均匀，即得B组分固化剂。

使用时，按照n(-NCO):n(-OH)=1.5，将B组分固化剂按比例加入A组分主剂中，混合均匀，加入去离子水调整至适合施工的粘度，即可开始涂装施工。后续各实施例产品使用方法与本实施例产品用法相同。

本实施例水性工程机械面漆，对于电泳涂层以及常规环氧底漆涂均具有优异的附着力，划格法0级，光泽91.5，该涂料单涂层耐人工加速老化性能到达1500h，失光率为10%，色差值为2.0。

实施例2

本实施例高配套性高耐候性水性工程机械面漆，按照重量份数计，A组分由含羟基水性丙烯酸分散体63份、去离子水9.2份、环保型有机黄颜料4份、钛白粉10份、氧化铁黄4份、气相二氧化硅0.5份、非离子型和阴离子型分散剂3份、有机硅型消泡剂0.2份、有机硅型润湿剂0.8份、有机硅型和丙烯酸酯型流平剂0.8、缔合型聚氨酯流变助剂0.5、助溶剂4份，混配而成；B组分由水性改性异氰酸酯17.5份、酯类助溶剂7.5份混配而成；

所述的含羟基水性丙烯酸分散体为德国科思创公司生产的二级分散体；所述的水性改性异氰酸酯为德国科思创公司生产的亲水型HDI聚异氰酸酯与改性疏水性HDI聚异氰酸酯复配。

所述助溶剂为二丙二醇丁醚或/和二丙二醇甲醚，所述酯类助溶剂为丙二醇二乙酸酯。

制备方法参照实施例1制备方法执行。

本实施例水性工程机械面漆，对于电泳涂层以及常规环氧底漆涂均具有优异的附着力，划格法1级，光泽89.6，该涂料单涂层耐人工加速老化性能到达1200h，失光率15%，色差值2.0。

实施例3

本实施例高配套性高耐候性水性工程机械面漆，按照重量份数计，A组分由含羟基水性丙烯酸分散体62份、去离子水8.5份、高色素炭黑2份、钛白粉5份、氧化铁红1.2份、环保型有机黄颜料1.5份、纳米级硫酸钡10.5份、气相二氧化硅0.5份、高分子非离子型分散剂2.5份、有机硅型消泡剂0.2份、有机硅型润湿剂0.8份、有机硅型流平剂0.8、缔合型聚氨酯流变助剂0.5、醇醚类助溶剂4份混配而成；B组分由水性改性异氰酸酯17.5份，酯类助溶剂7.5份混配而成。

所述的含羟基水性丙烯酸分散体为德国科思创公司生产二级分散体与一级分散体复配；所述的水性改性异氰酸酯为德国科思创公司生产的亲水型HDI聚异氰酸酯与亲水性IPDI聚异氰酸酯复配。

所述醇醚类助溶剂为二丙二醇丁醚或/和二丙二醇甲醚，所述酯类助溶剂为丙二醇二乙酸酯。

制备方法参照实施例1制备方法执行。

本实施例水性工程机械面漆，对于电泳涂层以及常规环氧底漆均具有优异的附着力，划格法1级，光泽86.7，该涂料单涂层耐人工加速老化性能到达1000h，失光率20%，色差值3.0。

对比例

一种作用于电泳涂层和常规环氧底漆涂层的高配套性高耐候性水性工程机械面漆，按照重量份数计，A组分由含羟基水性丙烯酸分散体60份、去离子水7份、钛白粉24、气相二氧化硅0.5、阴离子型分散剂2份、非有机硅型消泡剂0.2份、有机硅润湿剂0.8份、非有机硅流平剂0.8、缔合型聚氨酯流变助剂0.5、醇醚类助溶剂5份混配而成；B组分包含水性改性异氰酸酯17.5份和酯助溶剂2.5份混配而成。

所述的含羟基水性丙烯酸分散体为万华化学生产的一级分散体。所述的水性改性异氰酸酯为德国科思创公司生产的磺酸盐改性亲水型HDI聚异氰酸酯。

所述的助溶剂为二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯。

A组分制备方法：将去离子水、分散剂、消泡剂依次加入分散缸中进行低速分散均匀，然后边搅拌边将钛白粉和气相二氧化硅依次加入，高速搅拌20min后，进行高速研磨分散，至细度低于10μm；色浆研磨完后进行调漆，将水性含羟基丙烯酸分散体、助溶剂、润湿剂、流平剂和流变助剂边搅拌边加入色浆中，控制流变助剂和去离子水的用量，将粘度调整80-90KU之间；最后低速分散20min，即成；B组分制备方法：将水性改性聚异氰酸酯固化剂和助溶剂混合分散即可。

使用时，按照n(-NCO):n(-OH)=1.3，将B组分按比例加入A组分中，混合均匀，加入去离子水调整至合适的粘度即可开始涂装施工。

本对比例涂料，对于常规环氧底漆涂具有优异的附着力，但是在电泳涂层上附着力不良，划格法2级，光泽85.2，该涂料单涂层耐人工加速老化性能到达1000h，失光率20%，色差值3.0。此产品无法满足在电泳涂层和常规环氧底漆涂层上配套面漆的需求。

各实施例及对比例产品

表1：本发明实施例1-3产品与对比例产品性能检测结果数据

Claims (10)

1.一种高配套性高耐候性水性工程机械面漆，其特征在于，由A组分主剂和B组分固化剂构成；

A组分主剂由以下各原料混配而成：水性含羟基丙烯酸分散体、助溶剂、润湿剂、消泡剂、颜填料、分散剂、流平剂、流变助剂和去离子水；

B组分固化剂由以下各原料混配而成：水性改性聚异氰酸酯和助溶剂。

2.根据权利要求1所述的高配套性高耐候性水性工程机械面漆，其特征在于，A组分主剂各原料组分的重量份配比为：水性含羟基丙烯酸分散体60～65份，助溶剂3～8份，润湿剂0.2～0.5份，消泡剂0.1～0.3份，颜填料20～25份，分散剂1～5份，流平剂0.3～0.8份，流变助剂0.2～1份，去离子水8～15份,各原料组分重量份之和为100重量份；B组分固化剂两原料组分的重量份配比为：水性改性聚异氰酸酯70～80份，助溶剂20～30份，两原料组分的重量份之和为100重量份。

3.根据权利要求1或2所述的高配套性高耐候性水性工程机械面漆，其特征在于，所述A组分和B组分中的助溶剂为二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯、丙二醇二乙酸酯、二丙二醇二甲醚中的1～4种。

4.根据权利要求1-3之一所述的高配套性高耐候性水性工程机械面漆，其特征在于，所述消泡剂为MOUSSEX 941PL、TEGO 810、TEGO 901W、BYK 022、BYK 093、TEGO 902W、BYK 028中的1～3种。

5.根据权利要求1-4之一所述的高配套性高耐候性水性工程机械面漆，其特征在于，所述颜填料为环保型有机黄颜料、钛白粉、氧化铁黄、气相二氧化硅、高色素炭黑、氧化铁红、纳米级硫酸钡中的至少一种。

6.根据权利要求1-5之一所述的高配套性高耐候性水性工程机械面漆，其特征在于，所述述流平剂为TEGO 450、TEGO 100、TEGO 410、BYK 333、BYK 331、BYK 348、MODAREZ PW336中的1～3种。

7.根据权利要求1-6之一所述的高配套性高耐候性水性工程机械面漆，其特征在于，所述流变助剂为ACRYSOL RM-8W，ACRYSOL RM-12W，ACRYSOL RM-2020，Borch Gel 0620 ,Borch Gel L75N，BYK 425中的1～3种。

8.根据权利要求1-7之一所述的高配套性高耐候性水性工程机械面漆，其特征在于：所述分散剂为BYK 190、BYK 2012、BYK 194N、TEGO 755W、TEGO 760W、TEGO 752W、TEGO 750W、EFKA 4560中的1～3种；所述润湿剂为TEGO 270、TEGO 280、TEGO 4100、TEGO 4000、BYK346、YK 348、BYK-349中的1～3种；所述B组分固化剂中的水性改性聚异氰酸酯为DesmodurN3900、Desmodur N3390、Desmodur N3600、Bayhydur XP 2655、Bayhydur 305、Bayhydur401-60、Bayhydur 401-70、Wannate HT-600、Aquolin 268、Aquolin 269中的1～3种。

9.根据权利要求1-8之一所述的高配套性高耐候性水性工程机械面漆，其特征在于，A组份主剂中含的羟基丙烯酸分散体与B组份中水性改性异氰酸酯的配比，即n(-NCO):n(-OH)=1.5。

10.一种如权利要求1-9之一所述高配套性高耐候性水性工程机械面漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将去离子水的一部分、助溶剂的一部分、分散剂、润湿剂的一部分、消泡剂、颜填料倒入密闭的反应釜中，高速搅拌15～20分钟，得漆料；

将步骤①中制得的漆料研磨至细度为10μm以下，得细度为10μm以下的漆料；

往步骤②所得细度为10μm以下的漆料中添加水性含羟基丙烯酸分散体、剩余部分润湿剂、流平剂、剩余部分助溶剂、流变助剂混合均匀，并用剩余部分去离子水调节粘度，然后过滤，得到A组份主剂；

往水性改性聚异氰酸酯中添加助溶剂，混合均匀，即得B组份固化剂。