CN114410162B - 一种能够低温固化的水性铝粉烤漆及其制备方法和应用 - Google Patents

一种能够低温固化的水性铝粉烤漆及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够低温固化的水性铝粉烤漆及其制备方法和应用。其水性铝粉烤漆包括如下按重量份计算的组分：水性丙烯酸树脂30～35份；部分甲醚化氨基树脂10～13份；胺中和剂1.3～2份；水性银排助剂2～5份；铝粉浆料5～7份；成膜助溶剂5～7份；乙醇10～15份；助剂1.1～5.3份；水20～25份；所述水性丙烯酸树脂的分子量为10000～20000；所述水性丙烯酸树脂的羟值为80～90mgKOH/g；所述铝粉浆料通过磷酸酯将铝粉钝化得到。采用特定分子量和羟值的水性丙烯酸树脂和磷酸酯钝化的铝粉得到水性铝粉烤漆，既能够在低温固化的条件下达到性能要求，也能够在过温烘烤重复喷涂固化时达到性能要求。

Description

一种能够低温固化的水性铝粉烤漆及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于烤漆技术领域，更具体地涉及一种能够低温固化的水性铝粉烤漆及其制备方法和应用。
背景技术
目前随着经济的增长，环境保护越来越重要以及越严格，市面上很多溶剂型涂料已经切换为水性环保涂料，此举从源头控制了VOCs的排放，据测算，更换为水性涂料后，整体涂料行业将降低70-90％的VOCs，水性铝粉烤漆施工性、性能、外观与溶剂型铝粉烤漆差异不大，因此，水性铝粉烤漆已经受到市场的欢迎。然而，水性铝粉烤漆中采用的水性铝粉，因为需要长期储存在以水为稀释剂的涂料中，为避免金属铝与水的反应，必须在铝表面做出包裹处理，而此类表面包裹物质大多为硅烷、二氧化硅或蜡之类的改性化合物，在烘烤固化后会析出到涂膜的表面，当工件出现有颗粒或者色差等品质不良需要重新喷涂时，铝粉表面包裹中的改性化合物迁移到涂膜表面，就会影响与重新喷涂的面漆之间的层间附着力不良，导致涂层脱落、剥离等问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种能够低温固化的水性铝粉烤漆，所述能够低温固化的水性铝粉烤漆可以重新喷涂多次且不会出现附着力不良和涂层脱落的缺陷。
本发明还提供了所述能够低温固化的水性铝粉烤漆的制备方法。
本发明还提供了所述能够低温固化的水性铝粉烤漆的应用。
本发明的第一方面提供了一种能够低温固化的水性铝粉烤漆，包括如下按重量份计算的组分，
水性丙烯酸树脂30～35份；部分甲醚化氨基树脂10～13份；胺中和剂1.3～2份；水性银排助剂2～5份；铝粉浆料5～7份；成膜助溶剂5～7份；乙醇10～15份；助剂1.1～3.3份；水20～25份；
所述水性丙烯酸树脂的数均分子量为10000～20000；所述水性丙烯酸树脂的羟值为80～90mgKOH/g；
所述铝粉浆料通过磷酸酯将铝粉钝化得到。
所述水性丙烯酸酯的羟值通过GB/T 7383-2007国标测定。
目前相关文献中，对能够低温固化的水性铝粉烤漆的重复喷涂一般会采用高温固化处理，但是现有的铝粉和丙烯酸树脂都不能实现重复喷涂且具有好的附着力性能。
在本发明中，选择了水性丙烯酸树脂的数均分子量为10000～20000和羟值为80～90mgKOH/g；并且采用了磷酸酯钝化的铝粉浆料实现了在低温固化的条件下，能够重复喷涂且具有较好的附着力效果。这是因为水性丙烯酸树脂的分子量在10000～20000可以有效提高喷涂适应性，提高湿膜对基材的润湿铺展，有助于附着力的提高；羟值官能团能够对底材起到一个很好的锚定；采用磷酸酯钝化铝粉喷涂时不会出现析出现象，能够避免传统的硅包覆铝粉对层间附着力的影响。
所述高温固化是指温度大于150℃。
所述低温固化是指温度在120～130℃之间。
本发明关于能够低温固化的水性铝粉烤漆的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
本发明提供了一种能够低温固化的水性铝粉烤漆，采用特定分子量和羟值的水性丙烯酸树脂和磷酸酯钝化的铝粉得到水性铝粉烤漆能够在低温固化的条件下实现重复喷涂的效果，且具有较好的附着力效果、硬度和冲击性能。
根据本发明的一些实施方式，所述助剂包括附着力促进剂、防沉剂、润湿剂或消泡剂中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述附着力促进剂为1.5～2份；乙醇10～15份；防沉剂0.5～2份；润湿剂0.2～0.5份；消泡剂0.4～0.8份。
根据本发明的一些实施方式，所述水性丙烯酸树脂包括牌号为KT2071、KT2072或KT2073中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述部分甲醚化氨基树脂包括牌号为湛新cytec325、英力士Resimene 717或三木SM5717中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述铝粉浆料包括牌号为爱卡AD11077、爱卡AD8990、旭阳8216或曼特博318D中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述胺中和剂包括氨水、N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺或三乙醇胺中至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述附着力促进剂包括环氧磷酸酯密着剂、钛酸酯密着剂或高分子聚酯密着剂中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述防沉剂包括聚酰胺蜡、EVA蜡、有机膨润土或气相二氧化硅中至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述润湿剂包括牌号为Wet 270、BYK349、104E或TWIN4100中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述消泡剂包括牌号为BYK028、AD01或TEGO425中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述水性银排助剂包括BYK8421、LH227B、3050D中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述成膜助溶剂为乙二醇丁醚、丙二醇甲醚或二乙二醇丁醚中的至少一种。
本发明的第二方面提供了一种能够低温固化的水性铝粉烤漆的制备方法，包括如下步骤：
将水性丙烯酸树脂、部分甲醚化氨基树脂、胺中和剂、水性银排助剂、铝粉浆料、成膜助溶剂、乙醇、水和助剂共混分散得到能够低温固化的水性铝粉烤漆。
根据本发明的一些实施方式，所述共混的转速为300～800r/min。
本发明的第三方面提供了一种涂层，所述涂层由上述能够低温固化的水性铝粉烤漆通过低温固化制备得到。
根据本发明的一些实施方式，所述低温固化的温度为120～140℃。
本发明的第四方面提供了一种能够低温固化的水性铝粉烤漆在钢轮中的应用。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备，可以直接购买或通过已知文献方法合成。
以下实施例及对比例中采用的部分原料如下：
水性丙烯酸树脂A：分子量为10000，羟值为85，牌号为KT2071；广州擎天；
水性丙烯酸树脂B：分子量为15000，羟值为85，牌号为KT2072；广州擎天；
水性丙烯酸树脂C：分子量为20000，羟值为85，牌号为KT2073；广州擎天；
水性丙烯酸树脂D：分子量为15000，羟值为80，牌号为ND2670；广州洛驰；
水性丙烯酸树脂E：分子量为15000，羟值为90，牌号为3670-70；广州洛驰；
水性丙烯酸树脂F：分子量为5000，羟值为80，牌号为6250-60；江门树脂；
水性丙烯酸树脂G：分子量为15000，羟值为70，牌号为3565-65；江门树脂；
部分甲醚化氨基树脂A：牌号为湛新cytec325；
部分甲醚化氨基树脂B：牌号为英力士Resimene 717；
部分甲醚化氨基树脂C：牌号为三木SM5717；
铝粉浆料A：经过磷酸酯钝化处理得到；牌号为AD11077；
铝粉浆料B：经过二氧化硅包覆得到；牌号为3315B；
铝粉浆料C：经过硅烷包覆得到；牌号为JL313。
实施例1～5
实施例1～5提供了一系列能够低温固化的水性铝粉烤漆，制备方法如下，具体组分见表1。
将水性丙烯酸树脂、部分甲醚化氨基树脂、胺中和剂、水性银排助剂、铝粉浆料、成膜助溶剂、乙醇、水和助剂共混分散得到能够低温固化的水性铝粉烤漆，共混的转速为400r/min。
表1实施例1～5的组分含量(份)
Figure BDA0003482369470000051
实施例6～9
实施例6～9提供一系列能够低温固化的水性铝粉烤漆，具体组分含量见表2。
表2实施例6～9的组分含量(份)
Figure BDA0003482369470000052
Figure BDA0003482369470000061
对比例1～4
对比例1～4提供一系列能够低温固化的水性铝粉烤漆，具体组分含量见表3。
表3对比例1～4的组分含量(份)
Figure BDA0003482369470000062
性能测试
将实施例1～9和对比例1～4的能够低温固化的水性铝粉烤漆进行重复喷涂测试，具体步骤为：
先将实施例1～9的能够低温固化的水性铝粉烤漆稀释至25秒喷涂，干膜控制在15-20um之间，同时制板两块：一块120度固化30分钟，检测涂膜性能，另外一块160度烘烤固化30分钟，取出后冷却至室温，再次用对应实施例的水性铝粉烤漆正常喷涂，干膜控制在15-20um之间，再次160度烘烤固化30分钟。
将重复喷涂好的产品进行如下性能测试；
层间附着力：根据GB/T9286-98测定；0级为合格；
硬度：根据GB/T6739-2006测定；2H为合格；
冲击性能：根据GB/T1732-93测定；50kg为合格；
是否脱落：按照百格测试法，掉漆的百分比例测定，无掉漆脱落为合格。
表4实施例1～9和对比例1～4的测试结果
160度层间附着力 120度硬度 120度冲击性能 是否脱落
实施例1 0级 2H 50kg.cm 无
实施例2 0级 2H 50kg.cm 无
实施例3 0级 2H 50kg.cm 无
实施例4 0级 2H 50kg.cm 无
实施例5 0级 3H 50kg.cm 无
实施例6 0级 2H 50kg.cm 无
实施例7 0级 2H 50kg.cm 无
实施例8 0级 2H 50kg.cm 无
实施例9 0级 2H 50kg.cm 无
对比例1 3级 2H 50kg.cm 有
对比例2 3级 2H 50kg.cm 有
对比例3 3级 2H 50kg.cm 有
对比例4 5级 3H 40kg.cm 有
从对比例1～4的数据上看，160度层间附着力为3级或5级，且均出现了脱落的情况。不满足要求。
上面结合实施例对本发明作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种能够低温固化的水性铝粉烤漆，其特征在于，包括如下按重量份计算的组分：
水性丙烯酸树脂30～35份；部分甲醚化氨基树脂10～13份；胺中和剂1.3～2份；水性银排助剂2～5份；铝粉浆料5～7份；成膜助溶剂5～7份；乙醇10～15份；助剂1.1～5.3份；水20～25份；
所述水性丙烯酸树脂的数均分子量为10000～20000；所述水性丙烯酸树脂的羟值为80～90mgKOH/g；
所述铝粉浆料通过磷酸酯将铝粉钝化得到。
2.根据权利要求1所述能够低温固化的水性铝粉烤漆，其特征在于，所述助剂包括附着力促进剂、防沉剂、润湿剂或消泡剂中的至少一种。
3.根据权利要求2所述能够低温固化的水性铝粉烤漆，其特征在于，所述附着力促进剂为1.5～2份；防沉剂0.5～2份；润湿剂0.2～0.5份；消泡剂0.4～0.8份。
4.根据权利要求1所述能够低温固化的水性铝粉烤漆，其特征在于，所述胺中和剂包括氨水、N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺或三乙醇胺中至少一种。
5.根据权利要求3所述能够低温固化的水性铝粉烤漆，其特征在于，所述附着力促进剂包括环氧磷酸酯密着剂、钛酸酯密着剂或高分子聚酯密着剂中的至少一种。
6.根据权利要求3所述能够低温固化的水性铝粉烤漆，其特征在于，所述防沉剂包括聚酰胺蜡、EVA蜡、有机膨润土或气相二氧化硅中至少一种。
7.根据权利要求1～6任一项所述能够低温固化的水性铝粉烤漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将水性丙烯酸树脂、部分甲醚化氨基树脂、胺中和剂、水性银排助剂、铝粉浆料、成膜助溶剂、乙醇、水和助剂共混分散得到水性铝粉烤漆。
8.一种涂层，其特征在于，所述涂层由权利要求1～6任一项能够低温固化的水性铝粉烤漆通过低温固化制备得到。
9.根据权利要求8所述的涂层，其特征在于，所述低温固化的温度为120～140℃。
10.根据权利要求1～6任一项所述的能够低温固化的水性铝粉烤漆在钢轮中的应用。
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