CN113045987A - 一种水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料,所述涂料由A组分和B组分组成,所述A组分由以下重量份数的原材料构成:生物基水性乳液20‑40份,羟基丙烯酸乳液5‑20份,消光粉1‑2份、氟化石墨1‑2份、氟化石墨烯1‑2份、去离子水7‑10份、成膜助剂1‑4份、消泡剂0.1‑0.4份、防沉剂0.1‑0.5份、增稠剂0.2‑0.4份、分散剂0.5‑2份、润湿剂0.2‑0.5份、防霉剂0.05‑0.1份、功能助剂3‑5份、颜料15‑25份、填料4‑8份;所述B组分为:异氢酸酯15‑20份。该发明主体乳液以可再生生物材料为原料合成,使涂料具有较低VOC,环保无毒等特点,同时解决了现有水性防涂鸦抗粘贴涂料在防涂鸦性能上的长效性和环保性的问题。涂层具有较高致密性和防涂鸦性能,油性记号笔和喷漆的可清洗级别≤3级,兼具优异的抗粘贴性。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域,具体涉及一种水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料,同时,该发明还涉及该涂料的制备方法。
背景技术
我国现在“涂鸦”现象已严重泛滥,相关部门雇佣了大量人工,采用手工铲除、擦拭,以及用高压水冲刷等方法来清除,但效果不太理想。为了克服这种情况,部分涂料公司开发了防涂鸦抗粘贴涂料。这类涂料是具有涂层表面张力低,成膜致密的功能涂料,广泛应用于由于乱写、乱贴、乱画对市容市貌产生不良影响的基材表面的防护。
溶剂型防涂鸦涂料是由有机硅改性聚氨酯树脂和溶剂型防涂鸦助剂组成。有着良好的防涂鸦性能和长效防护的性能,但其树脂本身含有大量溶剂,使涂料体系有着较高的VOC,在施工和干燥过程中会有大量有机溶剂挥发,对施工人员造成危害并对环境造成污染。现有水性防涂鸦抗粘贴涂料,主体乳液由石化资源等非生物基产品制备,属于不可再生资源,从长远角度不利于资源的循环使用和可持续发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料,该涂料具有良好的防涂鸦性、耐溶剂擦拭性和抗粘贴性,且有长效防护的作用。
一种水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料,所述涂料由A组分和B组分组成,所述A组分由以下重量份数的原材料构成:生物基水性乳液20-40份,羟基丙烯酸乳液5-20份,消光粉1-2份、氟化石墨1-2份、氟化石墨烯1-2份、去离子水7-10份、成膜助剂1-4份、消泡剂0.1-0.4份、防沉剂0.1-0.5份、增稠剂0.2-0.4份、分散剂0.5-2份、润湿剂0.2-0.5份、防霉剂0.05-0.1份、功能助剂3-5份、颜料15-25份、填料4-8份;
所述B组分为:异氢酸酯15-20份。
进一步的,所述生物基水性乳液的生物基含量为20-95%。
进一步的,所述生物基含量为20-95%的生物基水性乳液,由以下方法制备得到:
在反应釜内加入20-40份豆油酸,7-10份季戊四醇,3-7份单羟基封端聚二甲基硅氧烷,升温至240℃反应2h,降温至150℃以下加入10-15份苯酐和5-9份二甲苯,升温至220℃反应3-4h,测定酸值小于10mgKOH/g,停止加热,温度降至120℃后减压1h将二甲苯抽出,降温至80℃加入2-3份HDI及0.01份催干剂DMDEE,保温2h,加入0.5-1份聚乙烯醇保护胶及3-6份乳化剂,在高速搅拌下加入去离子水进行乳化,得到生物基水性乳液。
进一步的,所述羟基丙烯酸乳液的羟基含量为3.5-5.0%。
进一步的,所述羟基含量为3.5-5.0%的乳液为:羟基含量为5.0%的富漆森8251乳液和羟基含量为4.0%的嘉智信诺8700两种乳液的混合物。
进一步的,所述消光粉为德国德固赛消光粉ACEMATT TS100。
进一步的,所述氟化石墨、氟化石墨烯为:山东重山光电材料股份有限公司氟化石墨和氟化石墨烯。
进一步的,所述功能助剂为嘉智信诺化工股份有限公司的聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液(WE-D9750R)、TEGO-5100N羟基聚二甲基硅氧烷乳液的混合物。
进一步的,所述一种异氢酸酯为:有机硅改性的二异氢酸酯(Aquolin 269)、异弗尔同二异氢酸酯(Bayhydur401-70)的混合物且两者质量比为2:1。
上述的水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料的制备方法,包括以下步骤:
步骤1:按重量分数计,取以下原料:去离子水7-10份、成膜助剂1-4份和消泡剂0.1-0.4份、分散剂0.5-2份、润湿剂0.2-0.5份、防沉剂0.1-0.5份、防霉剂0.05-0.1份、颜料15-25份、填料4-8份。通过高速搅拌均匀,主机转速300-500r/min,再经卧式砂磨机研磨得到细度为20-40μm的水浆。
步骤2:按重量分数计,将以下原材料通过高速搅拌加入步骤1所述水浆中,主机转速500-800r/min:生物基水性乳液20-40份,羟基丙烯酸乳液5-20份,增稠剂0.2-0.4份、氟化石墨1-2份、氟化石墨烯1-2份、功能助剂3-5份。搅拌均匀,出料,得到一种生物基水性防涂鸦抗粘贴涂料A组分。
本发明所述的水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料具有以下有益效果:
所述特殊填料,氟化石墨、氟化石墨烯是由氟原子接到石墨或石墨烯片层上的纳米材料,具有极低的表面能和疏水性。在涂料成膜过程中向漆膜表面迁移,由于特殊填料表面分子间范德华力和库仑力的作用,最终在涂层表面形成有序定向的粗糙微观结构,较低的表面张力,与功能助剂和乳液致密的成膜性协同作用,降低了涂层对油性记号笔的渗透和胶粘物的附着,强化了涂层的防涂鸦抗粘贴效果。
所述功能助剂中的有机硅链段会向漆膜表面迁移,富集在表面的甲基基团降低了漆膜表面张力,具有疏水、疏油性,使漆膜有良好的防涂鸦和抗粘贴性能。功能助剂中含有的羟基官能团与B组分发生反应,助剂不止存在于表面,进而提高漆膜的耐溶剂擦拭性和长效性。
本发明采用一种或几种生物基水性乳液,在涂层具有优异防涂鸦抗粘贴效果的同时,从原材料上利用可再生资源,减少对不可再生资源的消耗。本发明采用一种或几种水性生物基乳液与一种或几种异氢酸酯进行交联反应,通过降低基团之间的空间位阻效应增大了涂层交联密度,漆膜更加致密使得溶剂难以渗透,耐丁酮擦拭100次不露底。
本发明采用一种或多种水性生物基乳液与反应型功能助剂的添加,具有的甲基基团较低表面能,防涂鸦性能优异,且延长了涂层的有效防护时效。特殊填料与防涂鸦助剂的协同效应,降低涂层表面张力,使涂层具有疏水、疏油性,强化了涂层的防涂鸦抗粘贴效果。
本发明制备的产品与溶剂型产品相比,有害物质限量满足标准GB 18582-2009室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量中水性墙面涂料和GB 24408-2009建筑用外墙涂料中有害物质限量中水性外墙涂料面漆产品的要求。有害物质含量均远小于溶剂型涂料标准要求,性能优势显著,可广泛应用于楼道、路灯杆、变电箱、教室等领域。
生物基可再生材料代替石油衍生物合成主体乳液,属于可再生资源,含有较低VOC,有害物质含量均远小于溶剂型涂料标准要求。添加的特种填料成膜后会在涂层表面形成一层具有较低表面张力的微观结构,与乳液和功能助剂协同作用使涂层兼具溶剂型防涂鸦抗粘贴涂料的优异性能。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
实施例1-5
生物基水性乳液的制备
采用下表所示的配方重量组成,制备生物基水性乳液a、生物基水性乳液b、生物基水性乳液c。
生物基水性乳液制备方法如下:
按配方量在反应釜内加入豆油酸,季戊四醇和单羟基封端聚二甲基硅氧烷,升温至240℃反应2h,降温至150℃以下加入苯酐和二甲苯,升温至220℃反应3-4h,测定酸值小于10mgKOH/g,停止加热,温度降至120℃后减压1h将二甲苯抽出,降温至80℃加入HDI及催干剂DMDEE,保温2h,加入聚乙烯醇保护胶及乳化剂,在高速搅拌下加入去离子水进行乳化,得到生物基水性乳液。
将上述制备的生物基水性乳液a、生物基水性乳液b、生物基水性乳液c添加到涂料中,制备生物基水性防涂鸦抗粘贴涂料。
水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料的制备方法,包括以下内容:
步骤1:按重量分数计,取以下原料:去离子水、成膜助剂、消泡剂、分散剂、润湿剂、防沉剂、防霉剂、颜料和填料。通过高速搅拌均匀,主机转速300-500r/min,再经卧式砂磨机研磨得到细度为30μm的水浆。
步骤2:按重量分数计,将以下原材料通过高速搅拌加入步骤1所述水浆中,转速500-800r/min:生物基水性乳液、羟基丙烯酸乳液,增稠剂、氟化石墨、氟化石墨烯、消光粉和功能助剂。搅拌均匀,出料,得到一种生物基水性防涂鸦抗粘贴涂料A组分。
步骤3:将B组分:异氢酸酯边搅拌边加入A组分中,加水调至施工粘度,制得水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料。
实施例1-5制备的水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料的铅笔硬度、防涂鸦性能、耐溶剂擦拭性和耐水性进行测试,测试结果见下表。
从上表中性能数据可以看出,采用本发明的方法制备的水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料,硬度≥2H,防涂鸦性(油性记号笔)可清洗级别≤3级,耐溶剂擦拭:耐丁酮擦拭100次不露底,耐水性≥96h,抗粘贴性:≤0.1N/mm。与市售的水性防涂鸦抗粘贴涂料对比,耐水性和耐碱性和抗粘贴性均有了显著提升,说明本发明制备的水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料成膜后具有更致密的交联密度,且表面含有大量甲基基团,使涂层具有较低表面张力。说明本发明制备的水性生物基防涂鸦抗粘贴性能优异等综合性能,其性能的显著提升是与其微观结构息息相关,本发明方法制备的水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料通过添加特殊纳米材料,增大了微观结构的粗糙度,减少了与污染物的接触面积,是一种综合性能优异的水性防涂鸦抗粘贴涂料,可广泛应用于楼道、路灯杆、变电箱、教室等领域。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,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)
1.一种水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料,其特征在于,所述涂料由A组分和B组分组成,所述A组分由以下重量份数的原材料构成:生物基水性乳液20-40份,羟基丙烯酸乳液5-20份,消光粉1-2份、氟化石墨1-2份、氟化石墨烯1-2份、去离子水7-10份、成膜助剂1-4份、消泡剂0.1-0.4份、防沉剂0.1-0.5份、增稠剂0.2-0.4份、分散剂0.5-2份、润湿剂0.2-0.5份、防霉剂0.05-0.1份、功能助剂3-5份、颜料15-25份、填料4-8份;
所述B组分为:异氢酸酯15-20份。
2.根据权利要求1所述的一种水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料,其特征在于,所述生物基水性乳液的生物基含量为20-95%。
3.根据权利要求2所述的一种水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料,其特征在于,所述生物基含量为20-95%的生物基水性乳液,由以下方法制备得到:
在反应釜内加入20-40份豆油酸,7-10份季戊四醇,3-7份单羟基封端聚二甲基硅氧烷,升温至240℃反应2h,降温至150℃以下加入10-15份苯酐和5-9份二甲苯,升温至220℃反应3-4h,测定酸值小于10mgKOH/g,停止加热,温度降至120℃后减压1h将二甲苯抽出,降温至80℃加入2-3份HDI及0.01份催干剂DMDEE,保温2h,加入0.5-1份聚乙烯醇保护胶及3-6份乳化剂,在高速搅拌下加入去离子水进行乳化,得到生物基水性乳液。
4.根据权利要求1所述的一种水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料,其特征在于,所述羟基丙烯酸乳液的羟基含量为3.5-5.0%。
5.根据权利要求4所述的一种水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料,其特征在于,所述羟基丙烯酸乳液为:羟基含量为5.0%的富漆森8251乳液和羟基含量为4.0%的嘉智信诺8700两种乳液的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料,其特征在于,所述消光粉为德国德固赛消光粉ACEMATT TS100。
7.根据权利要求1所述的一种水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料,其特征在于,所述功能助剂为嘉智信诺化工股份有限公司的聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液(WE-D9750R)、TEGO-5100N羟基聚二甲基硅氧烷乳液的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料,其特征在于,所述异氢酸酯为有机硅改性的二异氢酸酯(Aquolin 269)和异弗尔同二异氢酸酯(Bayhydur401-70)的混合物且两者质量比为2:1。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的水性生物基防涂鸦抗粘贴涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤a:按重量份数计,取以下原料:去离子水7-10份、成膜助剂1-4份、消泡剂0.1-0.4份、防沉剂0.1-0.5份、分散剂0.5-2份、润湿剂0.2-0.5份、防霉剂0.05-0.1份、颜料15-25份、填料4-8份,通过高速搅拌均匀,主机转速300-500r/min,再经卧式砂磨机研磨得到细度为20-40μm的水浆;
步骤b:按重量份数计,将以下原材料通过高速搅拌加入步骤a所述水浆中,转速500-800r/min:生物基水性乳液20-40份,羟基丙烯酸乳液5-20份,增稠剂0.2-0.4份、氟化石墨1-2份、氟化石墨烯1-2份、消光粉1-2份、功能助剂3-5份,搅拌均匀,出料,得到一种生物基水性防涂鸦抗粘贴涂料A组分。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210629 |
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