CN112852271A - 一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水及其制备方法，组成由包树脂、正戊醇、助溶剂、基材润湿剂及助剂等组成，该水性调合水配套相应的金属漆或素色漆，实用喷枪气压范围广，实用温度湿度范围广，而且开稀后喷涂粘度低后仍可进行正常喷涂，不影响金属漆的排列、表面效果等，应用范围比较广。

Description

一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水及其制备方法。

技术背景

涂料一般由成膜物质、填料（颜填料）、溶剂、助剂（如增稠剂）等四部分组成。产品生产过程中，往往加入增稠剂，提高体系的粘度到一定范围，这样使物系保持均匀的稳定的悬浮状态或乳浊状态，正式使用时，按照一定比例加入调合水，调整到施工粘度，在进行喷涂等。水性漆由于其特殊性，生产过程中，体系的粘度往往比油性粘度高很多，施工中加入调合水必不可少。另外水性漆中含有大量去离子水，水的蒸发热比较高，挥发慢，水性漆对施工时喷枪气压、空气温度、空气湿度、施工粘度等条件有一定的要求，喷涂气压过低，金属漆雾化不好，湿度过高出现流挂，施工粘度低金属漆排列差等等，这也间接限值水性漆的推广使用。

中国专利号“CN105820643A”公开了一种水性单组份汽车漆专用稀释剂，包括以下重量百分比的组分：树脂、去离子水、胺中和剂、分散剂、消泡剂、流平剂、流变助剂及助溶剂，该发明的调合水具有极强的触变性，能够在降低水性漆施工粘度的同时而不改变其触变性，使水性漆能够顺畅施工，避免漆膜出现缩孔、流挂和缩边等弊病。该专利的配合对应的金属进行开稀后，施工粘度≥47s（温度25℃，湿度65%），施工粘度比较高，配方中含有消泡剂、胺中和剂及流平剂多种助剂，配方复杂，对于低粘度（涂-4杯，≤30s）、低温、高温、低湿及高湿条件下，测试不是太理想。

发明内容

本发明的目的是开发一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水及其制备方法，该水性调合水配套相应的金属漆或素色漆，实用喷枪气压范围广（气压范围为：0.4-2.0bar），金属漆雾化效果好，银粉排列均匀，不发花，不起云等；实用温度湿度范围广（温度：0℃-40℃），湿度≤20%或≥85%时，金属漆不起颗粒，不毛糙，排列均匀等；而且开稀后喷涂粘度≤20s（涂-4杯，25℃）仍可进行正常喷涂，不影响金属漆的排列等，应用范围比较广。

一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，包含以下组分（重量比）：树脂15-30份，正戊醇5-10份，助溶剂2-10份，分散剂0.2-1份，基材润湿剂0.2-1份，助剂1.5-3，去离子水45-76份。

一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，树脂与相配套使用的水性漆的主体树脂具有良好的相容性，比如水性丙烯酸树脂、水性改性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性改性聚氨酯树脂、水性醇酸树脂等。

一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，助剂由流变助剂与增稠剂组成，其中增稠剂占比≤30%（重量比），其中流变助剂为具有溶胀而不溶解的且能形成“卡屋”结构的流变助剂，如合成片状硅酸镁锂、锂蒙脱石粘土等中的一种；增稠剂为缔合型增稠剂或溶胀型增稠剂。

一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，助溶剂由聚丙二醇与二丙二醇甲醚组成，比例为：1:0-1，其中聚丙二醇的分子量≤200。

一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，润湿剂为具有超细雾化的润湿剂，如Tego® Wet-280。

一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，包含以下组分（重量比）：树脂25份，正戊醇8份，聚丙二醇4份，二丙二醇甲醚3份，分散剂0.5份，基材润湿剂0.3份，硅酸镁锂2份，增稠剂0.6份，去离子水56.6。

一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，包含以下组分（重量比）：树脂20份，正戊醇5份，聚丙二醇4份，分散剂0.5份，基材润湿剂0.3份，硅酸镁锂2份，增稠剂0.6份，去离子水67.6。

一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，包含以下组分（重量比）：树脂20份，正戊醇5份，聚丙二醇2.5份，分散剂1份，基材润湿剂0.4份，锂蒙脱石粘土1.5份，去离子水69.6。

一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，制备方法为：

e1: 依次投入配方量的助剂中的流变助剂、去离子水、分散剂后，在500-800r/min，高速搅拌20分钟；

e2：往e1中加入配方量的助溶剂，300-600 r/min，搅拌5分钟；之后加入基材润湿剂，300-600 r/min，搅拌5分钟；

e3:当配方中助剂中有增稠剂时，加入方法为：加入配方量的增稠剂，在500-800 r/min下，搅拌10分钟；之后加入树脂，在500-800 r/min下，搅拌10分钟；

e4:最后加入配方量的正戊醇，300-600 r/min，搅拌20分钟，即得到超细雾化全天候低粘多用途水性调合水。

本发明的技术效果

通常情况下：水性漆的喷涂气压为1.5bar，喷枪口径为1.3，在此条件下施工效果最佳，本专利调合水具有超细雾化效果，可应用于以下情况：1）气压适用范围广，可用于在0.4-2.0bar喷涂，在0.4bar气压下，本专利调合水雾化效果好，银粉排列均一，不发花，不流挂，不起云等现象，与正常气压1.5效果一致，而一般调合水在0.4bar气压下，金属漆效果无法打开，处于聚银状态，不能排列，流挂等，而当气压达到2.0bar，本专利调合水仍有较好雾化效果，不会出现因气压大，漆雾不集中的情况，本专利调合水可达到上漆率高，漆雾少，节省用量，节约成本的功能；2）超细雾化的另一个体现在于，对底材的润湿铺展及上漆率，本专利调合水可以在湿膜膜厚10μ以下仍能对底材有很好的润湿铺展性，上漆率高；3）喷枪口径适应性广，通常情况下，水性漆喷涂需要1.3口径以下才能对金属效果有很好的排列，而本专利调合水可适应大口径喷枪的需求，因超细雾化的作用，大口径仍能达到银粉排列均一，不聚银，不发花，不流挂现象。

通常情况下，水性漆的施工需在温度5-35℃，湿度在20-85%下，才能保持很好的施工性，本专利调合水可满足以下条件施工：1）适应温度为0℃-40℃，施工无障碍，在0℃时不出现冻融情况，可有效降低水性涂料的粘度，使在0℃下仍可达到30s（涂-4杯）内的施工要求，喷涂后的金属漆不出现流挂，润湿不良，流平差等现象；在40℃时，可使水性漆喷涂后不出现起颗粒，毛糙，润湿不良，流平差等现象；2）适应任何湿度喷涂，通常情况下，在湿度低于20%的情况下喷涂，会出现水性漆喷涂障碍，漆膜流平差，不能很好润湿，本调合水能很好的适应在低湿度下（湿度＜20%）也能具有喷涂后漆膜流平好，润湿性好，喷涂不起颗粒，毛糙等现象；而在湿度＞85%时，喷涂水性漆会出现流挂严重，金属排列不均一，发花，起云，聚边，颜色浮色严重等现象，而本专利调合水可有效控制在高湿度状态下（湿度＞85%），仍能保持水性金属漆很好的银粉排列，不起云，不流挂，不发花，不聚边，漆膜平整光滑，颜色均一；3）本专利调合水可同时满足不同温度，不同湿度下喷涂无障碍性，避免施工时因温湿度而导致施工有障碍。

另外，本专利的其它技术效果为：1）可实现低粘度喷涂：通常情况下水性金属漆的施工粘度在25-40s，才能确保水性金属漆不出现发花，流挂，银粉排列均一的情况，而本专利调合水应用在水性金属漆中，加入量为30%-50%的本配方调合水后，在施工粘度在20秒内仍可实现喷涂不发花，不流挂，银粉排列均一的极佳状态；2）可实现连续喷涂：通常情况下水性金属漆，在连续两道中湿喷涂后会出现银粉流淌，发花，立面摆放会出现流挂等现象，本专利调合水应用到水性金属漆中，添加比例为30%-50%后，可实现连续中湿喷涂，湿膜厚度超过200μ以上仍可保持银粉的均一排列，不发花，不流淌，不流挂现象；通常情况下，水性素色漆，在连续喷涂后会出现流挂现象，且一次膜厚不能过厚，本专利调合水可在水性素色漆中加入30%-50%的量后可实现连续喷涂，湿膜膜厚达到200μ而不流挂的功能。

3）本专利调合水应用于水性金属漆和水性素色漆中，作为一种辅助调合水，可同时具备在低粘度喷涂及能连续喷涂不流挂的作用。

具体实施例

选用专利号CN201510050398.4汽车用单组份水性素色漆及其制备工艺或CN201510053941.6

一种汽车用单组份水性金属闪光漆及其制备方法的素色漆或金属漆为实验对象，加入调合水为30-50%，然后测试混合物的粘度，对不同施工温度、湿度、粘度等进行喷板测试测试，检测漆膜流挂、发花、金属漆排列等情况。

实施例1

一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，制备方法为：

e1: 依次投入配方量的助剂中的流变助剂、去离子水、分散剂后，在500-800r/min，高速搅拌20分钟；

e2：往e1中加入配方量的助溶剂，300-600 r/min，搅拌5分钟；之后加入基材润湿剂，300-600 r/min，搅拌5分钟；

e3:加入配方量的增稠剂，在500-800 r/min下，搅拌10分钟；之后加入树脂，在500-800r/min下，搅拌10分钟；

e4:最后加入配方量的正戊醇，300-600 r/min，搅拌20分钟，即得到超细雾化全天候低粘多用途水性调合水。

其中各物质的用量为：树脂25份，正戊醇8份，聚丙二醇4份，二丙二醇甲醚3份，分散剂0.5份，基材润湿剂0.3份，硅酸镁锂2份，增稠剂0.6份，去离子水56.6；其中树脂选用聚氨酯树脂、润湿剂为具有超细雾化的润湿剂Tego® Wet-280、增稠剂为溶胀型增稠剂。

采用实施例1的调合水，对金属闪光漆进行开稀，开稀后粘度为30s（涂-4杯），用同一口径喷枪（喷枪口径为1.3mm）使用不同气压进行喷板测试，编号为1#、2#、3#、4#，检测银粉排列、雾化效果，从表1可以得知，实施例1对金属漆开稀后，变化喷涂气压从0.4-2bar，使用过程中，金属漆雾化效果、排列、表面效果都和正常气压喷出效果相差不大，这是由于采用超雾化型润湿剂，能够提高雾化效果，实现超雾化；利用低分子量（分子量≤200）的聚丙二醇的 “保湿”及“润湿”作用，间接提高雾化，提高出枪顺畅，保证漆膜的色泽均匀、细腻光滑；另外溶胀型增稠剂与能形成“卡屋”结构的流变助剂硅酸镁锂相互结合，出枪后，在气压的促进下，使油漆能够从假塑性流体瞬间转变为膨胀型流体，促进金属漆排列，色泽均匀。

表 1 实施例1 开稀金属漆，不同气压喷板测试

	1#	2#	3#	4#
					喷涂气压（单位：bar）	0.4	1	1.5	2.0
雾化效果（1-10分，10分最好）	8分	8.5分	8.6分	9分
					出枪情况（1-10分，10分最好）	8.2分，顺畅	8.3分，顺畅	9分，顺畅	8.9分，顺畅
银粉排列（1-10分，10分最好）	8分，排列好	8.5分，排列好	9分，排列好	8.2分，排列好
					雾化效果（1-10分，10分最好）	8.2分	8.5分	8.6分	9.0分
底材润湿（第一道雾喷，1-10分，10分最好）	8.5分，润湿良好	8.6分，润湿良好	9分，润湿良好	8.5分，润湿良好
					色泽（1-10分，10分最好）	8.5分，均匀	9分，均匀	9分，均匀	8.4分，均匀
表面效果（1-10分，10分最好）	8.8分，表面细腻，光滑	8.9分，表面细腻，光滑	9分，表面细腻，光滑	8.8分，表面细腻，光滑

实施例2

一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，制备方法为：

e1: 依次投入配方量的助剂中的流变助剂、去离子水、分散剂后，在500-800r/min，高速搅拌20分钟；

e2：往e1中加入配方量的助溶剂，300-600 r/min，搅拌5分钟；之后加入基材润湿剂，300-600 r/min，搅拌5分钟；

e3:加入配方量的增稠剂，在500-800 r/min下，搅拌10分钟；之后加入树脂，在500-800r/min下，搅拌10分钟；

e4:最后加入配方量的正戊醇，300-600 r/min，搅拌20分钟，即得到超细雾化全天候低粘多用途水性调合水。

其中所用原料及用量为：包含以下组分（重量比）：树脂20份，正戊醇5份，聚丙二醇4份，分散剂0.5份，基材润湿剂0.3份，硅酸镁锂2份，增稠剂0.6份，去离子水67.6，其中树脂选用聚氨酯树脂、润湿剂为具有超细雾化的润湿剂Tego® Wet-280、增稠剂为溶胀型增稠剂。

采用实施例2的调合水，对金属闪光漆与色漆进行开稀，开稀后粘度分别为29s与30s（涂-4杯），使用同一口径喷枪（喷枪口径为1.3mm），气压1.5bar进行喷涂，控制喷房的温度、湿度进行实验，编号为5#、6#、7#、8#，表2，检测漆膜流挂、表干、金属漆排列等情况，从表2可以得知，施工温度从3℃-35℃与湿度从20%-90%时，采用该调合水开稀金属漆或色漆，变化施工温湿度，喷出的板面效果，底材润湿、银粉排列、流平效果等，都是能够可以接受的，实现全天候喷涂，这是由于低高温低湿条件下，超细雾化的润湿剂Tego® Wet-280与低分子量（分子量≤200）的聚丙二醇相结合，保证漆膜良好的润湿及保湿作用，保证金属漆的正常排列，避免发灰、起颗粒等情况；而抵高温高湿条件下，溶胀型增稠剂与能形成“卡屋”结构的流变助剂硅酸镁锂相互结合，出枪后，在气压的促进下，使油漆能够从假塑性流体瞬间转变为膨胀型流体，避免流挂，促进金属漆排列， 能够给水分的挥发提供充足的时间，不影响排列。

表 2 实施例2 开稀金属漆与色漆，变化温湿度喷板测试

实施例3

一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，制备方法为：

e1: 依次投入配方量的助剂中的流变助剂、去离子水、分散剂后，在500-800r/min，高速搅拌20分钟；

e2：往e1中加入配方量的助溶剂，300-600 r/min，搅拌5分钟；之后加入基材润湿剂，300-600 r/min，搅拌5分钟；

e3:之后加入树脂，在500-800 r/min下，搅拌10分钟；

e4:最后加入配方量的正戊醇，300-600 r/min，搅拌20分钟，即得到超细雾化全天候低粘多用途水性调合水。

其中实施例3所用的原料及用量为（重量比）：树脂20份，正戊醇5份，聚丙二醇2.5份，分散剂1份，基材润湿剂0.4份，锂蒙脱石粘土1.5份，去离子水69.6，其中树脂选用聚氨酯树脂、润湿剂为具有超细雾化的润湿剂Tego® Wet-280。

采用实施例3的调合水，对金属闪光漆进行开稀，使用同一口径喷枪（喷枪口径为1.3mm），气压1.5bar进行喷涂，条件为25℃，湿度为70%，变化调合水的比例，测定不同的粘度，进行测试，编号为9#、10#、11#、12#表3，检测漆膜流挂、表干、金属漆排列等情况，从表3可以得知，该调合水开始金属漆的喷板粘度总体偏低，甚至低于20s进行喷板测试，板面银粉排列、板面效果、雾化都是可以接受的，粘度过低时对银粉的排列及流挂的影响都是可以接受的，实现低粘喷涂，这是由于低粘的条件下，利用流变助剂锂蒙脱石粘土特殊的“卡屋”结构，在气压的促进下，使油漆能够从假塑性流体瞬间转变为膨胀型流体，避免流挂，促进金属漆排列， 能够给水分的挥发提供充足的时间，不影响排列。

表 3 实施例3 开稀金属漆，不同开稀比例喷板测试

	9#	10#	11#	12#
					开稀比例	30%	36%	43%	50%
施工粘度（涂-4杯）	38s	31s	27s	18s
					雾化效果（1-10分，10分最好）	8分	9分	9.1分	9.5分
出枪情况（1-10分，10分最好）	8.2分，顺畅	8.3分，顺畅	9.2分，顺畅	9.4分，顺畅
					银粉排列（1-10分，10分最好）	8分，排列好	8.9分，排列好	8.8分，排列好	8.2分，排列好
板面流挂情况（1-10分，10分最好）	9.5分，良好	9分，良好	9.1分，良好	8分，极轻微流挂，可接受
					色泽（1-10分，10分最好）	8.5分，均匀	9分，均匀	8.9分，均匀	8.5分，均匀
表面效果（1-10分，10分最好）	8.8分，表面细腻，光滑	8.9分，表面细腻，光滑	9分，表面细腻，光滑	8.2分，表面细腻，光滑

实施例4

其它内容与实施例1一样，变化下实施例1中聚丙二醇，采用分子量≥400的聚丙二醇进行实验，不同气压下，油漆的雾化效果影响较大，尤其是低气压条件下，对底材的润湿严重不足，低压下出枪不顺，间接的影响了银粉的排列、表面效果，总体得分5分及以下。

实施例5

其它内容与实施例2一样，变化下实施例2中聚丙二醇，采用分子量≥400的聚丙二醇进行实验，不同湿度条件下，油漆的雾化效果影响较大，尤其是低湿条件下，对底材的润湿严重不足，间接的影响了银粉的排列、表面效果，总体得分5分及以下。

实施例6

其它内容与实施例1一样，变化下实施例1中增稠剂为常规增稠剂，不同气压进行实验，尤其是高压条件下，在常规增稠剂下，金属漆的排列严重比较错乱，且表面效果比较粗糙，总体得分5分及以下。

实施例7

其它内容与实施例2一样，变化下实施例2中增稠剂为常规增稠剂，不同温湿度进行实验，尤其高湿条件下，在常规增稠剂下，金属漆的排列严重比较错乱，且表面效果比较粗糙，总体得分5分及以下。

实施例8

其它内容与实施例3一样，变化下实施例3中助剂为常规增稠剂，粘度过低时，金属漆的排列严重比较错乱，表面效果较差，总体得分5分及以下。

实施例9

其它内容与实施例1一样，变化下实施例1中润湿剂为常规润湿剂时，不同气压下，油漆的雾化效果影响较大，尤其是低气压条件下，对底材的润湿严重不足，低压下出枪不顺，间接的影响了银粉的排列、表面效果，总体得分5分及以下。

实施例10

其它内容与实施例2一样，变化下实施例2中润湿剂为常规润湿剂时，不同湿度条件下，油漆的雾化效果影响较大，尤其是低湿条件下，对底材的润湿严重不足，间接的影响了银粉的排列、表面效果，总体得分5分及以下。

实施例11

实施1-3，该发明应用底材不仅为铝板、镀锌板、钢板等金属底材上，且在ABS、PC、PP等各种塑料底材上，配套相应的金属漆或素色漆，在不同温湿度、气压及开稀比例，仍然能够表现金属漆排列均匀、润湿好、雾化好等优异性能。

综上所述，以上所有实施例及所用物质仅为本发明的实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，包含以下组分（重量比）：树脂15-30份，正戊醇5-10份，助溶剂2-10份，分散剂0.2-1份，基材润湿剂0.2-1份，助剂1.5-3，去离子水45-76份。

2.根据权利要求1所述的一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，其特征在于：树脂与相配套使用的水性漆的主体树脂具有良好的相容性。

3.根据权利要求1所述的一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，其特征在于：助剂由流变助剂与增稠剂组成，其中增稠剂占比≤30%（重量比），其中流变助剂为具有溶胀而不溶解的且能形成“卡屋”结构的流变助剂，为合成片状硅酸镁锂、锂蒙脱石粘土等中的一种；增稠剂为缔合型增稠剂或溶胀型增稠剂。

4.根据权利要求1所述的一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，其特征在于：助溶剂由聚丙二醇与二丙二醇甲醚组成，比例为：1:0-1，其中聚丙二醇的分子量≤200。

5.根据权利要求1所述的一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，其特征在于：润湿剂为具有超细雾化的润湿剂。

6.根据权利要求1所述的一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，包含以下组分（重量比）：树脂25份，正戊醇8份，聚丙二醇4份，二丙二醇甲醚3份，分散剂0.5份，基材润湿剂0.3份，硅酸镁锂2份，增稠剂0.6份，去离子水56.6。

7.根据权利要求1所述的一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，包含以下组分（重量比）：树脂20份，正戊醇5份，聚丙二醇4份，分散剂0.5份，基材润湿剂0.3份，硅酸镁锂2份，增稠剂0.6份，去离子水67.6。

8.根据权利要求1所述的一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，包含以下组分（重量比）：树脂20份，正戊醇5份，聚丙二醇2.5份，分散剂1份，基材润湿剂0.4份，锂蒙脱石粘土1.5份，去离子水69.6。

9.根据权利要求1-8所述的一种超细雾化全天候低粘多用途水性调合水，制备方法为：

e1: 依次投入配方量的助剂中的流变助剂、去离子水、分散剂后，在500-800r/min，高速搅拌20分钟；

e2：往e1中加入配方量的助溶剂，300-600 r/min，搅拌5分钟；之后加入基材润湿剂，300-600 r/min，搅拌5分钟；

e3:当配方中助剂中有增稠剂时，加入方法为：加入配方量的增稠剂，在500-800 r/min下，搅拌10分钟；之后加入树脂，在500-800 r/min下，搅拌10分钟；

e4:最后加入配方量的正戊醇，300-600 r/min，搅拌20分钟，即得到超细雾化全天候低粘多用途水性调合水。