CN113045983A - 抗流挂双组分中涂漆及其制备方法 - Google Patents

抗流挂双组分中涂漆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种抗流挂双组分中涂漆及其制备方法,应用于轨道交通车身或内饰及其制备方法，由A组分和B组分组成，其中A组分为：水性多元醇聚酯丙烯酸分散体30‑50份，润湿分散剂1‑3份，润湿剂0.3‑1份，聚醚改性消泡剂0.3‑1份，超细滑石粉1‑5份，超细硫酸钡15‑25份，硅包覆二氧化钛15‑25份,触变剂1‑2份，去离子水20‑30份，溶剂A 10‑20份；B组分为：水分散型聚异氰酸酯（HDI）20‑30份，无溶剂型异氰脲酸酯（HDI）20‑30份,溶剂B 40‑60份，脱水剂0.2份，本发明具有较高光泽度、长活化期，填充性好和优异的施工抗流挂等。

Description

抗流挂双组分中涂漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种抗流挂双组分中涂漆及其制备方法,应用于轨道交通车身或内饰及其制备方法。
背景技术
目前，随着环境的变差和环保要求的提高，涂料产品仅仅满足性能要求是不够的。众所周知，涂料造成的污染主要是大气和土壤，人们感受颇深的是多个城市的雾霾天气。其中，有机挥发物（VOC）的排放量是造成大气污染的主要根源，据不完全统计，每年用于工业领域的涂料为4万t左右，而工业涂料主要使用溶剂型涂料，所以每年排入大气的VOC总量约为25000 t。为了降低污染，减少VOC的排放，使用水性涂料是一种能够有效的减低VOC的排放的技术
中国专利“CN107177299A”公开了一种用于交通工具的水性中涂涂料组合物及其制备方法，该中涂包含甲组分树脂漆和乙组分固化剂，其中甲组分由水性羟基丙烯酸树脂、水性羟基聚氨酯分散体、消泡剂、润湿剂、附着力促进剂等组成，乙组分由异氰酸酯固化剂及溶剂组成，涂膜具有优良的耐水性、柔韧性、耐冲击和附着力,打磨性优异、干燥速度快与底涂、面涂的配套性，该漆膜为水性基础漆配方，但漆膜的光泽、活化期，填充性，施工抗流挂仍不太理想。
专利号“CN 105820737 A”公开了一种性能优异的汽车用水性双组分中涂漆及其制备方法，本发明涉及的水性中涂漆由组分A和组分B组成。组分A是由羟基丙烯酸树脂、粉浆、助剂和助溶剂组成，粉浆中包含了去离子水、胺中和剂、助剂、体质颜料和颜料。组分B包含了固化剂、助剂和助溶剂。按组分A粉浆配方投完料后，高速分散15min，然后进入砂磨机研磨至细度＜30μm，即得粉浆，把羟基丙烯酸树脂、粉浆、助剂和助溶剂混合均匀即得组分A。把组分A和组分B按照一定比例混合，加去离子水调节粘度，喷涂施工即得中涂漆膜。该发明内容实际使用起来光泽极低，而且干速较慢，效率较低。
轨道交通设施领域，客户对漆膜的光泽、填充性、施工性、漆膜表面效果，以及上下层的附着力要求比较严，对其开发一款高固含施工抗流挂的中涂底漆迫在眉睫，本发明开发了一种高固含施工抗流挂双组分中涂底漆及其制备方法，具有施工固含高，光泽高，填充性好，高膜厚要求不易起痱子，在耐性上，有着优良的耐水、耐候，耐酸，耐碱，耐汽油，耐机油性能表现，在物理性能表现上，高填充性，干燥快，硬度和韧性上表现非常好，与上下层漆膜有很好的附着力，以及4个小时以上的双组分涂料适用时间。
发明内容
本发明针对现有技术光泽、活化期，填充性，施工抗流挂等不足，开发了一种抗流挂双组分中涂漆及其制备方法，其技术方案为：
一种抗流挂双组分中涂漆，由A组分和B组分组成，其中A组分为：水性多元醇聚酯丙烯酸分散体30-50份，润湿分散剂1-3份，润湿剂0.3-1份， 聚醚改性消泡剂0.3-1份，超细滑石粉1-5份，超细硫酸钡15-25份，硅包覆二氧化钛15-25份, 触变剂1-2份，去离子水20-30份，溶剂A 10-20份；
B组分为：水分散型聚异氰酸酯（HDI）20-30份，无溶剂型异氰脲酸酯（HDI）20-30份,溶剂B 40-60份，脱水剂0.2份。
一种抗流挂双组分中涂漆，由A组分和B组分组成，其中A组分为：水性多元醇聚酯丙烯酸分散体30-40份，润湿分散剂2-3份，润湿剂0.3-0.5份， 聚醚改性消泡剂0.3-0.5份，超细滑石粉1-3份，超细硫酸钡18-23份，硅包覆二氧化钛20-25份, 触变剂1-1.5份，溶剂A8-10份，去离子水6-20份，
B组分为：水分散型聚异氰酸酯（HDI）25-30份，无溶剂型异氰脲酸酯（HDI）25-28份,脱水剂0.2份，溶剂B 41-50份。
一种抗流挂双组分中涂漆，由A组分和B组分组成，其中A组分为：水性多元醇聚酯丙烯酸分散体30份，润湿分散剂2份，润湿剂0.3份， 聚醚改性消泡剂0.3份，超细滑石粉2份，超细硫酸钡21份，硅包覆二氧化钛21份, 触变剂1份，溶剂A 8份，去离子水14.4份；
B组分为：水分散型聚异氰酸酯（HDI）27份，无溶剂型异氰脲酸酯（HDI）27份,脱水剂0.2份，溶剂B45.8份。
进一步的，抗流挂双组分中涂漆，组分B中，水分散型聚异氰酸酯与无溶剂型异氰脲酸酯的比例为1:0.8-1.2。
进一步的，触变剂为有机膨润土、聚酰胺蜡、亲油性气相二氧化硅、亲水性气相二氧化硅中的一种。
进一步的，抗流挂双组分中涂漆，其中A组分和B组分的混合比例为5:1。
进一步的，抗流挂双组分中涂漆，喷涂方式为：无气喷涂或有气喷涂。
进一步的，硅包覆二氧化钛,其制备方法为：
f1:在乙二醇丁醚溶剂中加入二氧化钛，配制质量分数为35-40%的二氧化钛浆液；
f2:将钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂以1:3的比例溶于乙二醇丁醚溶剂中；
f3:将f1升温到85℃，缓慢将f2加入f1中，控制硅烷偶联剂中硅的量为二氧化钛量的4-5%，并用六偏磷酸钠控制pH为10-11，加完后，恒温90-100℃5-6h进行陈化；
f4:将f3水洗过滤干燥，即得到硅包覆二氧化钛。
一种抗流挂双组分中涂漆，其制备方法为：
S1:投入配方量的去离子水、润湿分散剂、润湿剂、聚醚改性消泡剂，在300-600r/min,搅拌5-10min;
S2:往S1中投入配方量的触变剂，在300-600r/min,搅拌5-10min;
S3:往S2中加入配方量的超细滑石粉、超细硫酸钡、硅包覆二氧化钛，在900-1200r/min，搅拌5-10min，在砂磨至细度≤30um，研磨工艺为，温度40-50℃，流量为10-15L/min，得到浆料；
S4:将S3浆料冷却到40℃以下时，往S3中加入配方量的水性多元醇聚酯丙烯酸分散，之后加入配方量的溶剂A，剂得到抗流挂双组分中涂漆A组分；
S5:在一个密闭的搅拌缸里按照配方量加入溶剂B，脱水剂，在300-600转/分，搅拌5-10分钟，依次按配方量投入水分散型聚异氰酸酯，无溶剂型异氰脲酸酯，在300-600转/分，搅拌5-10分钟，得到组份B。
进一步的，抗流挂双组分中涂漆制备方法，S3工艺中，研磨工艺为：温度40-50℃。
使用过程中，将抗流挂双组分中涂漆的A组分和B组分的混合比例为5:1，调节到施工粘度，该中涂漆可以进行无气喷涂或有气喷涂。
本发明效果
本发明的固化剂体系由水分散型聚异氰酸酯与无溶剂型异氰脲酸酯组成，制备的漆膜具有光泽高，而且干速快，无气喷涂或有气喷涂，底材润湿性好。
本发明可以实现高膜厚，中间不闪干一次性达到干膜80um，不起痱子，不流挂，表面效果好。
本发明对打磨过的砂痕印有着很好的填充，干膜后有着优良的打磨性。
本发明采用硅包覆二氧化钛为填料，干膜有一定的光泽，其中60°可以实现60-70°。
本发明在耐性上，有着优良的耐水、耐候，耐酸，耐碱，耐汽油，耐机油性能，物理性能上，具有高填充性，干燥快，硬度和韧性上表现非常好，与上下层漆膜有很好的附着力。
本发明A组分和B组分混合后，活化期长，可以实现4h的使用寿命（25℃）。
具体实施例
实施例1
一种抗流挂双组分中涂漆，通过变化触变剂的种类进行实验，编号为1#，2#，3#，4#，见表1，其中抗流挂双组分中涂漆的B组分配方为：B组分为：水分散型聚异氰酸酯（HDI）27份，无溶剂型异氰脲酸酯（HDI）27份,脱水剂0.2份，溶剂B45.8份。对1-4#方进行漆膜性能检测，见表2，得知，改变触变剂的种类，影响着漆膜的使用效果，其中采用亲水性气相二氧化硅，实现防流挂好，打磨性好，漆膜的耐水好，漆膜适用期长。这是由于亲水性气相二氧化硅在水性体系实现良好的互溶，其它触变剂相容性略差，相容性好的气相二氧化硅在体系中硅氧网络结构完全“伸展”开，形成网络体，促进体系触变的形成，形成较好的防流挂体系。
一种抗流挂双组分中涂漆，其制备方法为：
S1:投入配方量的去离子水、润湿分散剂、润湿剂、聚醚改性消泡剂，在300-600r/min,搅拌5-10min;
S2:往S1中投入配方量的触变剂，在300-600r/min,搅拌5-10min;
S3:往S2中加入配方量的超细滑石粉、超细硫酸钡、硅包覆二氧化钛，在900-1200r/min，搅拌5-10min，在砂磨至细度≤30um，研磨工艺为，温度40-50℃，流量为10-15L/min，得到浆料；
S4:将S3浆料冷却到40℃以下时，往S3中加入配方量的水性多元醇聚酯丙烯酸分散，之后加入配方量的溶剂A，剂得到抗流挂双组分中涂漆A组分；
S5:在一个密闭的搅拌缸里按照配方量加入溶剂B，脱水剂，在300-600转/分，搅拌5-10分钟，依次按配方量投入水分散型聚异氰酸酯，无溶剂型异氰脲酸酯，在300-600转/分，搅拌5-10分钟，得到组份B。
其中，所用的硅包覆二氧化钛,其制备方法为：
f1:在乙二醇丁醚溶剂中加入二氧化钛，配制质量分数为35-40%的二氧化钛浆液；
f2:将钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂以1:3的比例溶于乙二醇丁醚溶剂中；
f3:将f1升温到85℃，缓慢将f2加入f1中，控制硅烷偶联剂中硅的量为二氧化钛量的4-5%，并用六偏磷酸钠控制pH为10-11，加完后，恒温90-100℃5-6h进行陈化；
f4:将f3水洗过滤干燥，即得到硅包覆二氧化钛。
使用过程中，将抗流挂双组分中涂漆的A组分和B组分的混合比例为5:1，调节到施工粘度，该中涂漆可以进行无气喷涂或有气喷涂。
表1实施例1变化触变剂的实验
Figure 557212DEST_PATH_IMAGE002
表2 实施例1漆膜性能检测
1# 2# 3# 4#
光泽/60°,GB/T 9754 65 55 45 52
使用情况 正常 轻微流挂 流挂 正常
打磨性,GB/T1770 不粘砂 不粘砂 粘砂 粘砂
耐水性/d,GB/T5209 30 25 20 20
实用期（25℃） 4 4 3 3
干燥时间/25℃,GB/T1728 25 25 30 30
耐冲击性/cm,GB/T 1732 50 50 50 50
耐丁酮（25次）,GB/T2398 正常 正常 正常 正常
实施例2
一种抗流挂双组分中涂漆，采用亲水性气相二氧化硅为触变剂，变化触变剂的量进行实验，用量分别为0.5%，1.2%，1.7%，2.2%，编号为5#，6#，7#，8#，多余或少的量用去离子水进行替换，其它用量与实施例1中1#相同，制备方法与1#相同，对漆膜性能进行检测，见表3，得知，用量为1-2%间，可以实现良好的防流挂性，光泽高，而用量少时，出现流挂现象，过多时，使用不方便且严重影响着光泽度，这是由于亲水性气相二氧化硅过少时，形成的网络结构体比较松散，结构间空间大，出现流挂，过多时，形成的网络结构体互相缠绕，影响使用效果，且大量的气相二氧化硅容易吸潮，影响着光泽度。
表3 实施例2漆膜性能检测
5# 6# 7# 8#
光泽/60°,GB/T 9754 70 65 64 42
使用情况 流挂 正常 正常 出枪不顺
打磨性,GB/T1770 不粘砂 不粘砂 不粘砂 粘砂
耐水性/d,GB/T5209 32 32 30 20
实用期（25℃） 4 4 4 3
耐冲击性/cm,GB/T1732 50 50 50 50
耐丁酮（25次）,GB/T2398 正常 正常 正常 正常
实施例3
一种抗流挂双组分中涂漆，通过改变二氧化钛的种类进行实验，配方与1#相同，其中二氧化钛分别为硅包覆二氧化钛、常规二氧化钛、其它类型二氧化钛，编号为1#，9#，10#，用量及制备过程与1#相同，对漆膜性能进行检测，见表4，得知改变二氧化钛的种类影响着漆膜的光泽度，采用本发明制备的硅包覆二氧化钛，在二氧化钛的表面形成一层致密的硅薄膜，用在该系统，形成较高的光泽度，提高用户的使用感。
表4 实施例3的漆膜性能检测
1# 9# 10#
光泽/60°,GB/T 9754 65 40 45
使用情况 正常 正常 正常
打磨性,GB/T1770 正常 正常 正常
耐水性/d,GB/T5209 30 30 30
实用期（25℃） 4 4 4
干燥时间/25℃,GB/T1728 25 25 25
耐冲击性/cm,GB/T 1732 50 50 50
耐丁酮（25次）,GB/T2398 正常 正常 正常
实施例4
一种抗流挂双组分中涂漆，改变硅包覆二氧化钛的使用量进行实验，用量分别为21%，18%，12%，编号为1#，1-1#，1-2#，1-3#，多余或少的量用去离子水进行替换，其它用量与实施例1中1#相同，制备方法与1#相同，对漆膜性能进行检测，见表5，硅包覆二氧化钛在15-25%间，可以实现高光泽，满足客户需求，过少的话，对光泽影响较大，较多的话影响着漆膜的耐性。
表5 改变硅包覆二氧化钛漆膜性能检测
1# 1-1# 1-2# 1-3#
光泽/60°,GB/T 9754 65 64 45 64
使用情况 正常 正常 正常 正常
打磨性,GB/T1770 正常 正常 正常 正常
耐水性/d,GB/T5209 30 30 30 30
实用期（25℃） 4 4 4 4
干燥时间/25℃,GB/T1728 25 25 25 25
耐冲击性/cm,GB/T 1732 50 50 50 50
耐丁酮（25次）,GB/T2398 正常 正常 正常 不正常
实施例5
一种抗流挂双组分中涂漆，改变固化剂的种类进行实验，中涂漆的A组分与1#中的A组分相同，具体编号为11#，12#，13#，见表6，制备方法与实施例1中相同，对漆膜性能进行检测，见表7，得知，改变固化剂的种类进行实验，影响着漆膜的光泽度、实用期及干速等，而水分散性聚异氰酸酯与无溶剂型异氰脲酸酯搭配，可以实现高光泽、实用期长的体系。
表6 实施例5改变固化剂的种类进行实验
Figure 458303DEST_PATH_IMAGE004
表7实施5漆膜性能检测
1# 11# 12# 13#
光泽/60°,GB/T 9754 65 56 47 52
使用情况 正常 正常 润湿性差 差
实用期（25℃） 4 4 2 2
干燥时间/25℃,GB/T1728 25 35 30 40
耐冲击性/cm,GB/T 1732 50 50 50 50
耐丁酮（25次）,GB/T2398 正常 正常 正常 正常
实施例6
一种抗流挂双组分中涂漆，改变固化剂水分散性聚异氰酸酯与无溶剂型异氰脲酸酯的量进行实验，水分散性聚异氰酸酯与无溶剂型异氰脲酸酯比例分别为1:0.6,1:0.9,1:1.3，具体编号为1-4#，1-5#，1-6#，中涂漆的A组分与1#中的A组分相同，制备方法与实施例1中相同，对漆膜性能进行检测，见表8，得知，改变固化剂水分散性聚异氰酸酯与无溶剂型异氰脲酸酯的量影响着漆膜的性能，水分散性聚异氰酸酯与无溶剂型异氰脲酸酯的量在1:0.8-1.2间可以实现漆膜较好的性能，这是由于水分散性聚异氰酸酯可以实现漆膜较好的润湿性，无溶剂型异氰脲酸酯对漆膜的干速较大，比例在1:0.8-1.2间，实现润湿与干速较好的搭配。
表8 实施6漆膜性能检测
1-4# 1-5# 1-6#
光泽/60°,GB/T 9754 66 64 47
使用情况 正常 正常 润湿性差
实用期（25℃） 4 4 4
干燥时间/25℃,GB/T1728 30 25 25
耐冲击性/cm,GB/T 1732 50 50 50
耐丁酮（25次）,GB/T2398 正常 正常 正常
实施例7
一种抗流挂双组分中涂漆，对1#配方，改变制备过程中的S3中研磨工艺中的色浆研磨温度，温度都为35℃，进行配油，并对色油进行储存，发现温度为35℃，制备出的色油储存稳定性极差，易出现分水、结块等情况，而温度控制在40-50℃，色油储存稳定性极好，不分水，这是由于在该稳定区间，可以实现色浆各物料的“活化”，形成“类凝胶”状态，稳定性高。
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)

1.一种抗流挂双组分中涂漆，由A组分和B组分组成，其中A组分为：水性多元醇聚酯丙烯酸分散体30-50份，润湿分散剂1-3份，润湿剂0.3-1份， 聚醚改性消泡剂0.3-1份，超细滑石粉1-5份，超细硫酸钡15-25份，硅包覆二氧化钛15-25份, 触变剂1-2份，去离子水20-30份，溶剂A 10-20份；
B组分为：水分散型聚异氰酸酯（HDI）20-30份，无溶剂型异氰脲酸酯（HDI）20-30份,溶剂B 40-60份，脱水剂0.2份。
2.根据权利要求1所述的抗流挂双组分中涂漆，其特征在于：由A组分和B组分组成，其中A组分为：水性多元醇聚酯丙烯酸分散体30-40份，润湿分散剂2-3份，润湿剂0.3-0.5份，聚醚改性消泡剂0.3-0.5份，超细滑石粉1-3份，超细硫酸钡18-23份，硅包覆二氧化钛20-25份, 触变剂1-1.5份，溶剂A 8-10份，去离子水6-20份.
B组分为：水分散型聚异氰酸酯（HDI）25-30份，无溶剂型异氰脲酸酯（HDI）25-28份,脱水剂0.2份，溶剂B 41-50份。
3.根据权利要求1或2所述的抗流挂双组分中涂漆，其特征在于：由A组分和B组分组成，其中A组分为：水性多元醇聚酯丙烯酸分散体30份，润湿分散剂2份，润湿剂0.3份， 聚醚改性消泡剂0.3份，超细滑石粉2份，超细硫酸钡21份，硅包覆二氧化钛21份, 触变剂1份，溶剂A 8份，去离子水14.4份,
B组分为：水分散型聚异氰酸酯（HDI）27份，无溶剂型异氰脲酸酯（HDI）27份,脱水剂0.2份，溶剂B45.8份。
4.根据权利要求1或2所述的抗流挂双组分中涂漆，其特征在于：组分B中，水分散型聚异氰酸酯与无溶剂型异氰脲酸酯的比例为1:0.8-1.2。
5.根据权利要求1-3所述的抗流挂双组分中涂漆，其特征在于：触变剂为有机膨润土、聚酰胺蜡、亲油性气相二氧化硅、亲水性气相二氧化硅中的一种。
6.根据权利要求1-3所述的抗流挂双组分中涂漆，其特征在于：喷涂方式为：无气喷涂或有气喷涂。
7.根据权利要求1-3所述的抗流挂双组分中涂漆，其特征在于：硅包覆二氧化钛，其制备方法为：
f1:在乙二醇丁醚溶剂中加入二氧化钛，配制质量分数为35-40%的二氧化钛浆液；
f2:将钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂以1:3的比例溶于乙二醇丁醚溶剂中；
f3:将f1升温到85℃，缓慢将f2加入f1中，控制硅烷偶联剂中硅的量为二氧化钛量的4-5%，并用六偏磷酸钠控制pH为10-11，加完后，恒温90-100℃5-6h进行陈化；
f4:将f3水洗过滤干燥，即得到硅包覆二氧化钛。
8.根据权利要求1-3所述的抗流挂双组分中涂漆，其制备方法为：
S1:投入配方量的去离子水、润湿分散剂、润湿剂、聚醚改性消泡剂，在300-600r/min,搅拌5-10min;
S2:往S1中投入配方量的触变剂，在300-600r/min,搅拌5-10min;
S3:往S2中加入配方量的超细滑石粉、超细硫酸钡、硅包覆二氧化钛，在900-1200r/min，搅拌5-10min，在砂磨至细度≤30um，研磨工艺为：温度40-50℃，流量为10-15L/min，得到浆料；
S4:将S3浆料冷却到40℃以下时，往S3中加入配方量的水性多元醇聚酯丙烯酸分散，之后加入配方量的溶剂A，剂得到抗流挂双组分中涂漆A组分；
S5:在一个密闭的搅拌缸里按照配方量加入溶剂B，脱水剂，在300-600转/分，搅拌5-10分钟，依次按配方量投入水分散型聚异氰酸酯，无溶剂型异氰脲酸酯，在300-600转/分，搅拌5-10分钟，得到组份B。
9.根据权利要求8所述的抗流挂双组分中涂漆制备方法，其特征在于：S3工艺中，研磨工艺为：温度40-50℃。
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