CN114181602A - 水性双组分清面漆及其制备方法 - Google Patents
水性双组分清面漆及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种水性双组分清面漆及其制备方法，所述清底漆包括以下重量百分含量的组分：水性聚氨酯树脂50‑65％、羟基丙烯酸树脂15‑30％、成膜助剂3‑6％、消泡剂0.5‑1％、润湿剂0.8‑1.2％、消光粉1‑2％、手感助剂0.2‑0.5％、抗流挂助剂0.3‑0.5％、流平剂0.3‑0.5％和增稠剂0.5‑1％，余量为水。本发明提供的水性双组分清面漆涂料丰满度高，丰满度可以与PU面漆相媲美，并且表面细腻度极高，漆膜十分连续，在耐性上耐水、耐醇、耐酸、耐盐、耐碱等耐性都可以达到2级的标准，在市场上达到领先水平。
Description
技术领域
本发明涉及属于涂料领域，具体地说，涉及一种水性双组分清面漆及其制备方法。
背景技术
随着人类环保意识的增强，各国对挥发性有机化合物(VOC)的排放相继制定了环保法规，且限定排放标准日趋严格，旨在鼓励推广使用绿色环保、节能减排的新产品。因此，在涂料涂装领域，安全和低VOC的水性、粉末和高固体分等环境友好型涂料的开发和应用势在必行。但是目前的水性涂料施工后得到的干膜普遍存在着在丰满度较差的问题。整体而言，水性单组分的面漆丰满度不如水性双组分的面漆，水性聚氨酯树脂的丰满度比水性丙烯酸树脂要高，因此提高漆膜的丰满度可以从水性双组分着手。水性双组分所采用的羟丙树脂中，高羟基含量的丰满度要比中低羟基含量的丰满度要高，但会存在干燥慢，施工固化剂配比高，表面容易产生痱子等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种水性双组分清面漆及其制备方法，特别是一种高丰满、耐性好、细腻度好的水性双组分清面漆的制备。
为了实现本发明目的，本发明采用丰满度较高的水性聚氨酯树脂和水性高羟丙烯酸树脂按特定比例复配，既可以解决干燥问题，又可以保证漆膜的丰满度。
第一方面，本发明提供一种水性双组分清面漆，包括以下重量百分含量的组分：
其中，所述水性聚氨酯树脂为玻璃化温度在20℃～40℃，固体含量为30％～50％。如DSM公司的NeoRez E-129、NeoRez R-2180等。
所述羟基丙烯酸树脂的玻璃化温度为45℃～50℃，固体含量为40％～50％，羟基含量为2.5～3.5％。如万华化学集团股份有限公司的
2035、
2701。
优选地，所述水性双组分清面漆包括以下重量百分含量的组分：
所述成膜助剂为醇醚类具有成膜性的溶剂。如(美国)陶氏化学公司(DOW)的DPM和/或DPNB等。
所述消泡剂为有机硅类消泡剂、聚醚改性硅氧烷类消泡剂中的任一种或两种以上。如(德国)毕克公司的BYK024、迪高公司的Foamex 810、Airex 902W等中的一种或几种以上的混合物。
所述润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。如(德国)毕克公司的BYK349等。
所述消光粉为表面经过蜡处理的无定形二氧化硅，平均粒径为4～6微米。如格雷斯公司的SY-7000等。
所述手感助剂为超高分子量(分子量为200～800万)的硅酮水分散液，提高滑爽和抗粘连，有效成分含量为55％～70％。如(美国)陶氏化学公司的DOWSIL 210S等。
所述抗流挂助剂为与天然汉脱石具有相似结构的合成的片状硅酸盐。如(德国)毕克公司的Laponite RDS等。
所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚物，有效成分含量为100％，具有极佳的流动流平性。如毕克公司的BYK346和/或迪高公司的Glide 450等。
所述增稠剂为聚醚改性的聚氨酯缔合型增稠剂，有效成分含量为25％～50％。如(美国)海明斯公司的RHEOLATE 350D和/或RHEOLATE 299等。
优选地，所述增稠剂为RHEOLATE 350D和RHEOLATE 299按质量比1:1的混合物。
第二方面，本发明提供所述水性双组分清面漆的制备方法，所述方法包括：按比例称取各组分，先将水性聚氨酯树脂与羟基丙烯酸树脂混合，700～900rpm中速分散5～10min，依次加入消泡剂、润湿剂、成膜助剂、消光粉和手感助剂，1000～1200rpm高速分散15～25min至无缩孔，最后加入抗流挂助剂、流平剂、增稠剂和水，700～900rpm中速分散至(25℃)标准粘度77～83KU。
借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：
本发明提供的水性双组分清面漆涂料丰满度高，丰满度可以与PU面漆相媲美，并且表面细腻度极高，漆膜十分连续，在耐性上耐水、耐醇、耐酸、耐盐、耐碱等耐性都可以达到至少2级的标准，在市场上达到领先水平。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。
本发明中涉及到的百分号“％”，若未特别说明，是指质量百分比；但溶液的百分比，除另有规定外，是指100mL溶液中含有溶质的克数。
以下实施例中使用的各原料具体参数如下：
水性聚氨酯树脂I：固体含量为38～40％，购自DSM公司，NeoRez E-129。
水性聚氨酯树脂II：固体含量为34～36％，购自DSM公司，NeoRez R-2180。
水性高羟基丙烯酸树脂：固体含量为42～44％，购自万华化学集团股份有限公司，
2035。
水性低羟基丙烯酸树脂：固体含量为44～46％，购自万华化学集团股份有限公司，
2701。
成膜助剂：DPM和DPNB按照质量比1:1进行混合，购自美国陶氏化学公司(DOW)。
有机硅类消泡剂购自德国毕克公司BYK024。
聚醚改性硅氧烷类消泡剂(聚醚聚硅氧烷共聚物乳液)：含有气相二氧化硅，有效成分含量为24％，购自迪高(Tego)公司Airex 902W。
润湿剂(聚醚改性聚二甲基硅氧烷)：有效成分含量为100％，购自毕克公司BYK-346。
消光粉购自格雷斯公司SY-7000。
手感助剂为超高分子量(分子量为200～800万)的硅酮水分散液，提高滑爽和抗粘连，有效成分含量为55％～70％。如(美国)陶氏化学公司的DOWSIL 210S等。
抗流挂助剂，与天然汉脱石具有相似结构的合成的片状硅酸盐材料，购自毕克公司Laponite RDS。
流平剂(聚醚硅氧烷共聚物)：有效成分含量为52％，购自迪高公司Glide 450。
增稠剂(聚醚改性的聚氨酯缔合型增稠剂)：购自江苏海明斯新材料科技有限公司的RHEOLATE 350D和RHEOLATE 299，有效成分含量分别为50％和25％。各实施例和对比例中增稠剂混合物中两种增稠剂成分的质量比为1:1。
实施例1水性双组分清面漆的制备
本实施例提供一种水性双组分清面漆涂料，包括以下重量百分含量的组分(总重量百分数之和为100％)：水性聚氨酯树脂I 55％；水性低羟基丙烯酸树脂25％；消泡剂902W0.5％；润湿剂0.8％；消光粉1％；手感助剂0.2％；抗流挂助剂0.4％；流平剂0.3％；增稠剂0.5％；余量为水。
制备方法包括如下步骤：首先按照重量百分比称取各组分，然后将称好质量的树脂混合，700～900rpm中速分散5～10min，依次加入消泡剂、润湿剂、消光粉、手感助剂，1000～1200rpm高速分散15～25min至无缩孔，最后加入抗流挂助剂、流平剂、增稠剂和水，700～900rpm中速分散至标准粘度77～83KU/25℃。
实施例2水性双组分清面漆的制备
本实施例提供一种水性双组分清面漆涂料，包括以下重量百分含量的组分(总重量百分数之和为100％)：水性聚氨酯树脂II 55％；水性高羟基丙烯酸树脂25％；消泡剂BYK024 1％；润湿剂1.2％；消光粉2％；手感助剂0.5％；抗流挂助剂0.4％；流平剂0.5％；增稠剂1％；余量为水。
实施例3水性双组分清面漆的制备
本实施例提供一种水性双组分清面漆涂料，包括以下重量百分含量的组分(总重量百分数之和为100％)：水性低羟丙烯酸树脂55％；水性高羟丙烯酸树脂25％；消泡剂BYK024 0.8％；润湿剂1.0％；消光粉1.5％；手感助剂0.3％；抗流挂助剂0.4％；流平剂0.4％；增稠剂0.7％；余量为水。
实施例1-3水性双组分清面漆的制备方法同实施例1。
对实施例1-3制备得到的水性双组分清面漆涂料进行各种性能测试。耐性测试根据水性国标GB/T 23999-2009和GB/T 3324-2017进行测试。
各实施例涂料的耐性指标测试结果见表1：
表1涂料各项指标测试结果
以上实验结果表明，实施例2制备的涂料丰满度优异，细腻度良好，耐性优异。
通过对比，发现水性聚氨酯树脂混拼羟基聚氨酯能获得比较好的耐性以及丰满度。针对这个发现，筛选了不同的聚氨酯进行对比测试。
测试例1：
一种水性双组分清面漆涂料，包括以下重量百分含量的组分(总重量百分数之和为100％)：帝斯曼水性聚氨酯树脂NeoRez R-2180 55％；万华水性高羟丙烯酸树脂
2035 25％；消泡剂BYK024 0.8％；润湿剂1.0％；消光粉1.5％；手感助剂0.3％；抗流挂助剂0.4％；流平剂0.4％；增稠剂0.7％；余量为水。
制备方法包括如下步骤：首先按照重量百分比称取各组分，然后将称好质量的树脂混合，700～900rpm中速分散5～10min，依次加入消泡剂、润湿剂、消光粉、手感助剂，1000～1200rpm高速分散15～25min至无缩孔，最后加入抗流挂助剂、流平剂、增稠剂和水，700～900rpm中速分散至标准粘度77～83KU/25℃。
测试例2：
一种水性双组分清面漆涂料，包括以下重量百分含量的组分(总重量百分数之和为100％)：万华某水性聚氨酯树脂Lacper 4219 55％；万华水性高羟丙烯酸树脂
2035 25％；消泡剂BYK024 0.8％；润湿剂1.0％；消光粉1.5％；手感助剂0.3％；抗流挂助剂0.4％；流平剂0.4％；增稠剂0.7％；余量为水。
测试例3：
一种水性双组分清面漆涂料，包括以下重量百分含量的组分(总重量百分数之和为100％)：猴圣某水性聚氨酯树脂Houxian U410 55％；万华水性高羟丙烯酸树脂
2035 25％；消泡剂BYK024 0.8％；润湿剂1.0％；消光粉1.5％；手感助剂0.3％；抗流挂助剂0.4％；流平剂0.4％；增稠剂0.7％；余量为水。
测试例4：
一种水性双组分清面漆涂料，包括以下重量百分含量的组分(总重量百分数之和为100％)：祥枫某水性聚氨酯树脂XF-8011 55％；万华水性高羟丙烯酸树脂
2035 25％；消泡剂BYK024 0.8％；润湿剂1.0％；消光粉1.5％；手感助剂0.3％；抗流挂助剂0.4％；流平剂0.4％；增稠剂0.7％；余量为水。
测试例2～4水性木器清底漆的制备方法同测试例1。
各测试例涂料的耐性指标测试结果见表2：
表2涂料各项指标测试结果
| 测试例1 | 测试例2 | 测试例3 | 测试例4 | |
| 耐水 | 1 | 2 | 2 | 2 |
| 耐酸 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 耐碱 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 耐醇 | 2 | 2 | 1 | 2 |
| 耐盐 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 丰满度 | 2 | 3 | 3 | 3 |
| 细腻度 | 2 | 2 | 3 | 3 |
以上实验结果显示，测试例1在整体上具有很好的效果。丰满度、细腻度以及耐性都达到了较高水平。
针对测试例1，与北京展辰新材料有限公司生产的PU面漆ZP5301X系列、ZP5333X系列进行丰满度对比，效果稍差，与ZP5301X系列、ZP5333X效果相当，漆膜细腻度与两种面漆基本相当，针对此对比测试，验证了该产品确实具有很高的丰满度。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (6)
1.水性双组分清面漆，其特征在于，包括以下重量百分含量的组分：
其中，所述水性聚氨酯树脂的玻璃化温度为20℃～40℃，固体含量为30％～50％；
所述羟基丙烯酸树脂的玻璃化温度为45℃～50℃，固体含量为40％～50％，羟基含量为2.5～3.5％。
2.根据权利要求1所述的清面漆，其特征在于，包括以下重量百分含量的组分：
3.根据权利要求1或2所述的清面漆，其特征在于，所述成膜助剂为醇醚类具有成膜性的溶剂；
所述消泡剂为有机硅类消泡剂、炔二醇类消泡剂、聚醚改性硅氧烷类消泡剂中的任一种或两种以上；
所述润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷；
所述消光粉为表面经过蜡处理的无定形二氧化硅，平均粒径为4～6微米；
所述手感助剂为超高分子量的硅酮水分散液；
所述抗流挂助剂为与天然汉脱石具有相似结构的合成的片状硅酸盐；
所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚物；
所述增稠剂为聚醚改性的聚氨酯缔合型增稠剂。
4.根据权利要求3所述的清面漆，其特征在于，所述成膜助剂为陶氏化学公司的DPM和/或DPNB；
所述消泡剂为毕克公司的BYK024、迪高公司的Foamex 810、Airex 902W中的一种或几种以上的混合物；
所述润湿剂为毕克公司的BYK349；
所述消光粉为格雷斯公司的SY-7000；
所述手感助剂为陶氏化学公司的DOWSIL 210S；
所述抗流挂助剂为毕克公司的Laponite RDS；
所述流平剂为毕克公司的BYK346和/或迪高公司的Glide 450；
所述增稠剂为海明斯的RHEOLATE 350D和/或RHEOLATE 299。
5.根据权利要求4所述的清底漆，其特征在于，所述增稠剂为RHEOLATE 350D和RHEOLATE 299按质量比1:1的混合物。
6.根据权利要求1-5任一项所述清底漆的制备方法，其特征在于，所述方法包括：按比例称取各组分，先将水性聚氨酯树脂与羟基丙烯酸树脂混合，700～900rpm中速分散5～10min，依次加入消泡剂、润湿剂、成膜助剂、消光粉和手感助剂，1000～1200rpm高速分散15～25min至无缩孔，最后加入抗流挂助剂、流平剂、增稠剂和水，700～900rpm中速分散至标准粘度77～83KU。
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