CN114621643A - 一种稳定性好的水性氨基烤漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种稳定性好的水性氨基烤漆，包含如下组分：水性羟基丙烯酸乳液、氨基树脂、乙二醇丁醚、pH调节剂、酸催化剂、防锈颜料、引发剂、流平剂、消泡抑泡剂、防流挂剂、附着力促进剂和余量纯水，通过采用水性丙烯酸树脂与氨基树脂树脂反应形成交联网状结构，并通过控制两者的添加量、氨基树脂的酸值，以及酸催化剂、光引发剂和pH调节剂的添加量，使烤漆的PH值在8左右，克服了水溶性聚酯氨基烤漆抗迁移性差的缺陷，稳定性好，同时烤漆中采用磷酸盐系防锈颜料，可在金属基材生成钝化膜层，提高了烤漆应用性能；同时，本发明的制备方案操作简便，制备容易，加工简单，可更好地进行产业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别是涉及一种稳定性好的水性氨基烤漆及其制备方法。
背景技术
涂料的发展以无毒、环保、无气味及安全等方向为主要发展方向，随着人们安全意识的逐渐增强，越来越受欢迎。烤漆作为一种常见的工业涂料，广泛应用于机械制造、机电和五金等行业，其优异的光泽度、硬度及耐热性等特点使其成为重要的工业涂料。目前国内烤漆市场上，使用广泛的为溶剂型烤漆，但是随着各国对环保要求的日趋严格，人们对传统涂料中有机挥发物的含量越来越关注。因此，水性烤漆应用而生。
虽然近年来水性烤漆产品占领了一部分市场，但是水性产品的高温稳定性能以及耐迁移性差，尤其是水性氨基烤漆的耐迁移性能，故，限制了其在更高性能要求场合中的应用。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种稳定性好的水性氨基烤漆及其制备方法，其通过交联反应形成致密的漆膜，有效提高了其稳定性能以及耐迁移性，同时本发明的制备方案操作简便，制备容易，加工简单，可更好地进行产业化应用。
本发明采用的技术方案是：
一种稳定性好的水性氨基烤漆，包含如下质量百分数的组分：
水性羟基丙烯酸乳液 40-50％；
氨基树脂 6-8.5％；
乙二醇丁醚 8-12％；
pH调节剂 3-5％；
酸催化剂 1-1.5％；
防锈颜料 6-10％；
引发剂 3-6％；
流平剂 1-2％；
消泡抑泡剂 1-2％；
防流挂剂 5-8％；
附着力促进剂 1.5-3％；
余量纯水；
其中，所述氨基树脂的酸值为40-50mgKOH/g；所述防锈颜料为磷酸盐系。
进一步地，所述水性羟基丙烯酸乳液为8222，所述氨基树脂为5747。
进一步地，所述水性羟基丙烯酸乳液与所述氨基树脂的质量比为6：1～1.2。
进一步地，所述pH调节剂为三乙胺、三乙醇胺和DMAE中的任一种。
进一步地，所述酸催化剂为X49-110；所述引发剂为TBPB。
进一步地，所述防锈颜料为三聚磷酸铝，所述三聚磷酸铝平均粒径为100nm。
进一步地，所述流平剂为BYK-306或BYK-371；所述附着力促进剂为2063、6063和6105中的任一种；所述防流挂剂为LB-10。
进一步地，所述消泡抑泡剂为BYK-020或BYK-022与AP-7015混合剂。
上述稳定性好的水性氨基烤漆的制备方法，包含如下制备步骤：
S1：按照质量配比称取各组分备用；
S2：将水性丙烯酸树脂、乙二醇丁醚和防锈颜料按比例投入配漆罐中混合，并研磨至细度达20-25μm后，过滤，制得树脂浆；
S3：在树脂浆中加入氨基树脂和其余各组分，先预混合后，再分散均匀，配制成水性丙烯酸氨基烤漆。
进一步地，S3中，在700～1000转速下分散10-30分钟。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的水性氨基烤漆，采用水性丙烯酸树脂与氨基树脂树脂反应形成交联网状结构，并通过控制两者的添加量、氨基树脂的酸值，以及酸催化剂的添加量，使烤漆的PH值在8左右，克服了水溶性聚酯氨基烤漆抗迁移性差的缺陷(可到达4-5级)，稳定性更好，同时烤漆中采用磷酸盐系防锈颜料，可在金属基材生成钝化膜层，提高了烤漆应用性能，可以更好地满足应用需求。同时，本发明的制备方案操作简便，制备容易，加工简单，可更好地进行产业化应用。
附图说明
图1为本发明的实施例1-5中的制备流程图。
图2为本发明的实施例2提供的烤漆在铝合金板上的照片图(两种色粉)。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照实施例对本发明进行更全面的描述，以下给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。实施例中使用到的各类原料，除非另有说明，均为常见市售产品。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明实施例中揭露的数值是近似值，而并非确定值。在误差或者实验条件允许的情况下，可以包括在误差范围内的所有值而不限于本发明实施例中公开的具体数值。
本发明实施例中揭露的数值范围用于表示在混合物中的组分的相对量以及其他方法实施例中列举的温度或者其他参数的范围。
此处需要说明的是，本申请中所指的“材料的总质量”，即就是整个体系物料质量之和。
本申请提供的稳定性好的水性氨基烤漆，具体通过使用酸值为40-50mgKOH/g的氨基树脂的，具体采用以上范围的酸值，可以在确保与水性羟基丙烯酸乳液交联程度、以及与金属底材附着力的同时，对颜料的分散性好，并能够提升储存的稳定性；
通过选用磷酸盐系防锈颜料，具体优选纳米粒径磷酸盐系防锈颜料，其中的磷酸根可与金属基材发生复合反应，生成钝化膜层，以提高了烤漆防护性能，并有效降低烤漆固化温度，更利于施工。
本申请通过选用羟基丙烯酸乳液为原料，氨基树脂为交联剂，采用共混法制备了丙烯酸氨基烤漆，可以形成网状交联结构，从而提高涂层的耐水以及耐迁移等级，且成膜性好；
其中，通过烤漆组分中加入pH调节剂，具体优选DMAE，以保证体系的稳定，避免烤漆在应用过程中气泡的情况发生；
通过酸催化剂的加入，可以催化羟基丙烯酸乳液与交联剂氨基树脂反应，降低水性氨基烤漆固化温度，并提升涂层密着性、耐腐蚀性、柔韧性、耐迁移等级和抗冲击性能；
通过引发剂的加入，有效降低了体系黏度，施工性好；
通过流平剂的加入，可以有效解决漆膜出现缩孔的问题，成膜稳定性好；
通过消泡抑泡剂的加入，本申请中具体是通过消泡剂与抑泡剂的复合使用，以起到稳泡作用，避免在制漆以及在涂装过程中产生大量气泡，影响到正常使用，此外，本申请中通过消泡剂与抑泡剂的复合使用，可以消除由于水性氨基烤漆中水的挥发速度远远滞后于成膜速度，引起漆膜起泡的情况发生，成膜性好；
通过防流挂剂的加入，可以进一步增加储存的稳定性；
通过附着力促进剂的使用，可以增加涂层附着力，并提升耐冲击、耐水、耐盐雾等性能，少量的添加量，就可以使烤漆的稳定性得到极大的改善。
请参见图1，下面为本申请的具体实施例：
实施例1：
本实施例提供的水性氨基烤漆，包含如下质量百分数的组分：
水性羟基丙烯酸乳液8222 42％；
氨基树脂5747 7％；
乙二醇丁醚 8％；
pH调节剂DMAE 3％；
酸催化剂X49-110 1％；
防锈颜料三聚磷酸铝 6％；
引发剂TBPB 3％；
流平剂BYK-306 2％；
消泡抑泡剂BYK-022 1％、AP-70152 1％；
防流挂剂LB-10 8％；
附着力促进剂6063 2％；
纯水16％；以及色粉，色粉含量为上述材料总重量的2％左右。
采用如下制备方法，配制成烤漆：
S1：按照质量配比称取各组分备用；
S2：将水性丙烯酸树脂、乙二醇丁醚和防锈颜料按比例投入配漆罐中混合，并研磨至细度达20-25μm后，过滤，制得树脂浆；
S3：在树脂浆中加入氨基树脂和其余各组分，先预混合后，再在700～1000转速下分散10-30分钟，分散均匀，配制成水性丙烯酸氨基烤漆。
实施例2：
与实施例1的区别在于，其中的组分酸催化剂X49-110的含量1.2％，其余增量或减量用纯水替换。制备方法同实施例1。
实施例3：
与实施例1的区别在于，其中的组分酸催化剂X49-110的含量1.5％，其余增量或减量用纯水替换。制备方法同实施例1。
对比例1：
与实施例1的区别在于，其中的组分酸催化剂X49-110的含量为0，其余增量或减量用纯水替换。制备方法同实施例1。
对比例2：
与实施例1的区别在于，其中的组分酸催化剂X49-110的含量为0.8％，其余增量或减量用纯水替换。制备方法同实施例1。
对比例3：
与实施例1的区别在于，其中的组分酸催化剂X49-110的含量为1.8％，其余增量或减量用纯水替换。制备方法同实施例1。
将实施例1-3和对比例1-3中制得的氨基烤漆，采用PH测试仪进行PH测试，按GB/T1723-1993标准测定黏度、按GB/T1725-2007标准测定其固含量，50℃测试其储存稳定性，以及进行耐水测试，测试结构如表1所示：
表1
见上表可知，本发明的实施例制备的水性氨基烤漆，其通过稳定性好、硬度高、附着力强、耐水性好，低温贮存不变质，具体地，本发明制备的氨基烤漆，通过采用水性丙烯酸树脂与氨基树脂树脂反应形成交联网状结构，并通过控制两者的添加量、氨基树脂的酸值，以及酸催化剂，使烤漆的PH值在8左右，进而使水溶性聚酯氨基烤漆稳定性更好，同时烤漆中采用磷酸盐系防锈颜料，可在金属基材生成钝化膜层，提高了烤漆应用性能，可以更好地满足应用需求。同时，本发明的制备方案操作简便，制备容易，加工简单，可更好地进行产业化应用。
而参见对比例1-3可知，当本发明提供的配方中的酸催化剂的用量改变时，其组分体系均会被部分破坏，导致最终配制出的烤漆粘度过大或过小，不易于施工成膜，同时耐水性差，稳定性差，并不能很好的满足应用需求，本发明提供的烤漆组分，其通过合理的组分搭配，使各组分间协同作用，有效提升了烤漆的应用性能。
将本申请实施例1-3和对比例1-3中制备的水性氨基烤漆，喷涂至表面已清洗干净的规格为20cm＊20cm＊1mm铝合金板，喷涂厚度为6-8μm，置于烤箱中，先于70-75℃烘烤6-8min，接着于150℃烘烤30min后取出，并根据GB/T 9286—1998测试涂层附着力；根据GB/T6739—2006测试涂层铅笔硬度；根据GB/T 1732—1993测试涂层耐冲击性能；根据GB/T1733—1993测试涂层耐水性；测试结构如下表2所示。另请参见图2，图2为实施例2添加不同色粉的照片。
表2
参见表2可知，将本申请的实施例1-3中配制的氨基烤漆应用于金属材质铝合金板时，其具有优异的附着力、硬度、抗冲击性和耐水稳定性，可满足高性能的烤漆应用需求。
颜料迁移性的测定是将已着色的金属材质铝合金板与含5％钛白粉白色PVC片以1kg/cm3的压力在80℃温度紧密贴合放置24小时后，观察白色PVC片上被沾污程度，并以标准灰卡评判之。
其中，实施例2的耐迁移等级可以达到5级(即，无迁移)；而实施例1和3的耐迁移等级可以达到4级(即，轻微迁移)；对比文件2和3的耐迁移等级仅仅达到3级(即，有迁移)；而对比例1的耐迁移等级仅仅达到2级(即，显著迁移)。
实施例4：
与实施例2的区别在于，其中的组分水性羟基丙烯酸乳液8222的含量40％，其余增量或减量用纯水替换。制备方法同实施例1。
实施例5：
与实施例2的区别在于，其中的组分水性羟基丙烯酸乳液8222的含量50％，其余增量或减量用纯水替换。制备方法同实施例1。
实施例6：
与实施例2的区别在于，其中的组分氨基树脂5747的含量6％，其余增量或减量用纯水替换。制备方法同实施例1。
实施例7：
与实施例2的区别在于，其中的组分氨基树脂5747的含量8.5％，其余增量或减量用纯水替换。制备方法同实施例1。
对比例4：
与实施例2的区别在于，其中的组分水性羟基丙烯酸乳液8222的含量35％，其余增量或减量用纯水替换。制备方法同实施例1。
对比例5：
与实施例2的区别在于，其中的组分水性羟基丙烯酸乳液8222的含量55％，其余增量或减量用纯水替换。制备方法同实施例1。
对比例6：
与实施例2的区别在于，其中的组分氨基树脂5747的含量4％，其余增量或减量用纯水替换。制备方法同实施例1。
对比例7：
与实施例2的区别在于，其中的组分氨基树脂5747的含量10％，其余增量或减量用纯水替换。制备方法同实施例1。
将实施例4-7和对比例4-7中制得的氨基烤漆，采用PH测试仪进行PH测试，按GB/T1723-1993标准测定黏度、按GB/T1725-2007标准测定其固含量，50℃测试其储存稳定性，以及进行耐水测试，测试结构如表3所示：
表3
将本申请实施例4-7和对比例4-7中制备的水性氨基烤漆，喷涂至表面已清洗干净的规格为20cm＊20cm＊1mm铝合金板，喷涂厚度为6-8μm，置于烤箱中，先于70-75℃烘烤6-8min，接着于150℃烘烤30min后取出，并根据GB/T 9286—1998测试涂层附着力；根据GB/T6739—2006测试涂层铅笔硬度；根据GB/T 1732—1993测试涂层耐冲击性能；根据GB/T1733—1993测试涂层耐水性；测试结构如下表2所示：
表4
将本申请实施例4-7和对比例4-7中制备进行耐迁移等级测试，其中，实施例4-7的耐迁移等级可以达到4级(即，轻微迁移)；对比文件4-7的耐迁移等级仅仅达到3级(即，有迁移)。
由此可见，当本发明提供的配方中的任一组分或组分的用量改变时，导致组分体系均被破坏，并最终导致配制出的烤漆粘度过大或过小，不易于施工成膜，同时耐水性差，稳定性差，并不能很好的满足应用需求，本发明提供的烤漆组分，其通过合理的组分搭配，使各组分间协同作用，有效提升了烤漆的应用性能。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种稳定性好的水性氨基烤漆，其特征在于，包含如下质量百分数的组分：
水性羟基丙烯酸乳液40－50％；
氨基树脂6－8.5％；
乙二醇丁醚8－12％；
pH调节剂3－5％；
酸催化剂1－1.5％；
防锈颜料6－10％；
引发剂3－6％；
流平剂1－2％；
消泡抑泡剂1－2％；
防流挂剂5－8％；
附着力促进剂1.5－3％；
余量纯水；
其中，所述氨基树脂的酸值为40－50mgKOH/g；所述防锈颜料为磷酸盐系。
2.根据权利要求1所述的一种稳定性好的水性氨基烤漆，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸乳液为8222，所述氨基树脂为5747。
3.根据权利要求1所述的一种稳定性好的水性氨基烤漆，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸乳液与所述氨基树脂的质量比为6：1～1.2。
4.根据权利要求1所述的一种稳定性好的水性氨基烤漆，其特征在于，所述pH调节剂为三乙胺、三乙醇胺和DMAE中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种稳定性好的水性氨基烤漆，其特征在于，所述酸催化剂为X49－110；所述引发剂为TBPB。
6.根据权利要求1所述的一种稳定性好的水性氨基烤漆，其特征在于，所述防锈颜料为三聚磷酸铝，所述三聚磷酸铝平均粒径为100nm。
7.根据权利要求1所述的一种稳定性好的水性氨基烤漆，其特征在于，所述流平剂为BYK－306或BYK－371；所述附着力促进剂为2063、6063和6105中的任一种；所述防流挂剂为LB－10。
8.根据权利要求1所述的一种稳定性好的水性氨基烤漆，其特征在于，所述消泡抑泡剂为BYK－020或BYK－022与AP－7015混合剂。
9.根据权利要求1－8任一项所述的一种稳定性好的水性氨基烤漆的制备方法，其特征在于，包含如下制备步骤：
S1：按照质量配比称取各组分备用；
S2：将水性丙烯酸树脂、乙二醇丁醚和防锈颜料按比例投入配漆罐中混合，并研磨至细度达20－25μm后，过滤，制得树脂浆；
S3：在树脂浆中加入氨基树脂和其余各组分，先预混合后，再分散均匀，配制成水性丙烯酸氨基烤漆。
10.根据权利要求9所述的一种稳定性好的水性氨基烤漆的制备方法，其特征在于，S3中，在700～1000转速下分散10－30分钟，分散均匀。
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