CN114752267A - 一种水性单组分高丰满辊涂白底漆及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及IPC C09D133/00领域，尤其涉及一种水性单组分高丰满辊涂白底漆及其制备方法和应用。其原料包括，按照重量百分比计：水性乳液10‑45％，颜填料5‑70％，助剂0.5‑12％，助成膜剂2‑8％，溶剂补充余量。本发明提供一种辊涂白底漆，采用水性单组分配方体系，以丙烯酸乳液和水性聚氨酯分散体共同作用，配合特定助剂作用，提升了辊涂操作时的上油量，且得到的漆膜具有优异的流平性、细腻度，涂抹的机械性能增强，丰满度显著提升，且手感顺滑，本发明适宜在水性涂料领域广泛推广。
Description
技术领域
本发明涉及IPC C09D133/00领域，尤其涉及一种水性单组分高丰满辊涂白 底漆及其制备方法和应用。
背景技术
随着国民经济和工业技术的发展，涂料从传统的高能耗、高污染品种逐渐发 展为高性能、低污染型产品。与传统的溶剂型涂料对比，水性木器涂料在施工现 场用清水稀释即可进行涂装工作，操作更加便利，同时水性木器涂料低VOC， 低毒，不易燃，不含甲醛、苯等有机溶剂，气味更加清淡，使用更为安全。在性 能方面，水性木器涂料的耐黄性、装修性能比较突出。但是在丰满度方面，水性 涂料较溶剂型涂料稍差，丰满度不够直接影响到着木质产品的手感以及美观问题， 在油改水的大环境下如何解决水性漆丰满度的问题便成为了大家关注的重点。
水性木器涂料分为单组分、双组分、水性UV涂料几类，双组分涂料施工调 漆繁琐，调配好之后的涂料可使用时间短，施工操作性较差；水性UV涂料各方 面性能较优异，生产效率较高，但是设备投资较大，生产成本很高，而且不适用 于辊涂工艺；水性单组分施工方便、操作简单，更加适用于辊涂工艺。水性辊涂 涂料和普通水性涂料的差别在于：普通水性涂料主要施工方式是喷涂，靠高气压 将涂料喷涂成细小的雾滴并送到工作表面，从而获得连续均匀的漆膜，漆膜的丰 满度主要来自于喷涂量的控制，仅从漆膜厚度的角度看，普通水性涂料是几乎是 没有上限的，高丰满度是可以通过调整施工方式得到的；而水性辊涂涂料是借吸 有涂料的辊筒在在表面上的滚动把涂料转涂到被涂工件表面，单辊的上油量最高， 往后每增加一个辊轮，辊轮的上油量都会递减，辊涂涂料无法通过调整施工方式 得到高丰满度的漆膜。
中国专利CN201811012317.1公开了一种水性双组分木器涂料，采用丙烯酸 乳液，水性聚氨酯分散体等与氰酸酯混合物作用，得到硬度高、抗划伤的木器涂 料；中国专利CN201511024800.8公开了一种高丰满度环保内墙涂料及其制备方 法，采用特定的醋丙乳液和聚氨酯增稠剂等物质共同作用，得到丰满度高的内墙 面漆。但是这些现有技术都未解决现有技术中辊涂涂料丰满度低的技术问题。
发明内容
本发明通过提供一种水性单组分高丰满辊涂白底漆，解决了现有技术中存 在的水性辊涂白底漆辊轮上油量不够，遮盖较差，容易露底透青等问题，实现了 一种水性单组分高丰满辊涂白底漆。
为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种水性单组分高丰满辊涂白 底漆，其原料包括，按照重量百分比计：水性乳液10-45％，颜填料5-70％，助 剂0.5-12％，助成膜剂2-8％，溶剂补充余量。
在一些优选的实施方式中，所述水性乳液包括水性丙烯酸乳液，水性聚氨 酯乳液，水性环氧树脂乳液，水性硝化纤维乳液，水性苯丙乳液中的一种或多种 的组合。
进一步优选，所述水性乳液至少包括水性丙烯酸乳液，所述水性丙烯酸乳 液的固含量为30-50wt％，最低成膜温度为26-40℃。
更进一步优选，所述水性丙烯酸乳液具体为丙烯酸聚合物乳液，固含量为 40±1wt％，最低成膜温度为32℃，来源于万华化学集团股份有限公司生，型号 为
4501。
在一些优选的实施方式中，所述水性乳液至少包括水性聚氨酯乳液，所述 水性聚氨酯乳液的固含量为35-45wt％，最低成膜温度为32-50℃。
进一步优选，所述水性聚氨酯乳液的固含量为固含量为40±1wt％，最低成 膜温度为44％，来源于万华化学集团股份有限公司生，型号为
4210。
为了提升辊涂白底漆的柔韧性和流平性，更进一步优选，所述水性乳液为 水性丙烯酸乳液和水性聚氨酯乳液；水性丙烯酸乳液和水性聚氨酯乳液的重量比 为(1-4)：1。本发明发现采用上述特性的水性丙烯酸乳液和水性聚氨酯乳液复 配，能够大幅度提升底漆体系的细腻度和表面状态，优化底漆的平滑效果和手感。
在一些优选的实施方式中，所述颜填料包括钛白粉，碳酸钙，滑石粉，高 岭土，硫酸钡，云母粉，硅灰石中的一种或多种的组合。
进一步优选，所述颜填料为钛白粉，碳酸钙，滑石粉和高岭土；钛白粉， 碳酸钙，滑石粉和高岭土的重量比为(10-20)：(10-20)：(10-20)：(5-15)。本 发明发现采用特定颜填料作用于水性乳液体系中，能够提高辊涂白底漆的遮盖能 力和装饰性，更重要的是能够改善涂膜的物化性能，增强涂膜的化学稳定性、消 色力、防腐蚀性、耐光和耐候性，增强涂膜的机械强度和附着力，有效抑制涂膜 的开裂和脱落，防止紫外线和水分透过，延长器件的使用寿命。
优选的，所述钛白粉的衍射角为25-30°；进一步优选为金红石型二氧化钛 (衍射角为27.5°)，更进一步优选为氯化法生产的金红石型二氧化钛。
在一些优选的实施方式中，所述碳酸钙包括重质碳酸钙和/或轻质碳酸钙； 为了提高体系的固含以及填充能力，使漆膜拥有更好的抗张力，抗裂性和热稳定 性，所述碳酸钙优选为重质碳酸钙，进一步优选为200-2000目的重质碳酸钙。
为了进一步提升漆膜的剪切强度、挠曲强度和压力强度，在一些优选的实 施方式中，所述滑石粉的细度为325-2000目；最优细度为1250目。
在一些优选的实施方式中，所述高岭土优选为脱羟基化改性的煅烧高岭土。
在一些优选的实施方式中，所述助成膜剂包括醇类，酯类，醇醚类，烃类 中的一种或多种的组合。
进一步优选，所述助成膜剂优选为醇醚类，所述醇醚类包括二乙二醇单丁 醚，二丙二醇单甲醚，乙二醇叔丁醚，二聚乙二醇单甲基戊基醚，乙二醇乙醚， 1,3-丙二醇单乙醚，二乙二醇单乙醚中的一种或多种的组合。
为了促进水性底漆中原料的相互聚集，优化成膜过程，更进一步优选，所 述助成膜剂为二乙二醇单丁醚和乙二醇叔丁醚，二乙二醇单丁醚和乙二醇叔丁醚 的重量比为1：(0.5-2)，最优选择为1:1。本发明经过大量实验探究发现，采用 直链醇醚和含支链醇醚共同作用，既可以促进特定水性乳液的成膜作用，同时可 以调整体系的干燥速度，提升漆膜对基材(尤其是木器类基材)的润湿性。
在一些优选的实施方式中，所述助剂包括防沉剂0.1-2％，消泡剂0.1-2％， 分散剂1-4％，流平剂0.1-3％和增稠剂0.5-6％。
在一些优选的实施方式中，所述防沉剂包括气相法二氧化硅，锂蒙脱石， 层状硅酸盐，聚酰胺蜡，蓖麻油及其衍生物，聚烯烃蜡，聚脲中的一种或多种的 组合。
进一步优选，所述防沉剂为气相法二氧化硅，具体为亲水型气相二氧化硅， 来源于赢创德固赛，型号为AEROSIL 200。
在一些优选的实施方式中，所述消泡剂包括天然油脂，矿物油，硅酮，脂 肪酸，聚硅氧烷，聚醚硅氧烷共聚物的一种或多种的组合。
优选的，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物，来源于赢创迪高，型号为TEGO Airex902W。
在一些优选的实施方式中，所述分散剂为改性聚醚，来源于赢创迪高，型 号为TEGO Dispers 755W；该改性聚醚中含有颜填料亲和基团，加入体系中有利 于粉体和树脂在生产过程中的分散，同时能够促进漆膜在器件表层的浸润，提高 体系稳定性。
所述流平剂优选为有机硅类化合物，来源于赢创迪高，型号为TEGO Twin 4100。本发明发现有机硅类流平剂的加入能够明显降低水性涂料的表面张力，提 高体系的润湿能力以及流平铺展能力。
在一些优选的实施方式中，所述增稠剂包括缔合型聚醚聚氨酯或层状粘土 水溶液。
优选的，所述层状粘土水溶液包括膨润土水溶液、锂蒙脱石水溶液中的至 少一种。
本发明第二方面提供了一种水性单组分高丰满辊涂白底漆的制备方法，所 述水性单组分高丰满辊涂白底漆的制备步骤包括：按照配方量，将原料加入反应 釜中，搅拌均匀，出料即得。
本发明第三方面提供了一种水性单组分高丰满辊涂白底漆在水性木器涂料 中的应用。
现有水性涂料通常基于玻璃化温度对涂料原料和涂抹性质进行调控；但是 玻璃温度高的丙烯酸乳液，存在着硬度较高、成膜助剂添加量较高，单独使用风 险较大的问题，容易出现粘连性差等缺陷，且成膜助剂添加量较高对于环境和操 作人员均存在着较大风险，不符合环保的发展方向。而玻璃化温度较低的树脂涂 料的，硬度较低，虽然成膜助剂添加量较小，但单独使用时涂膜的干燥过程不易 调控，辊涂涂装时回流的涂料容易出现结皮、干硬等问题。
本发明所提供的水性涂料采用丙烯酸乳液搭配聚氨酯分散体作为主成膜物 质，同时搭配特定颜填料、缔合型聚醚聚氨酯等助剂，增强了水性辊涂白底漆在 高剪切力下的流动阻力，使辊轮表面能够吸附更多的涂料，涂装表面的上油量较 常规产品可以提升20％以上，使漆膜的丰满度大大提高，手感油滑，实际生产过 程中不会出现咬底、下陷等弊端，同时涂抹的耐化学品和物理机械性能优异，满 足GB 18581-2020和GB/T 23999-2009等行业标准要求，适宜在水性木器涂料领 域广泛应用。
有益效果：
本发明提供一种辊涂白底漆，采用水性单组分配方体系，以丙烯酸乳液和水 性聚氨酯分散体共同作用，配合特定助剂作用，提升了辊涂操作时的上油量，且 得到的漆膜具有优异的流平性、细腻度，涂抹的机械性能增强，丰满度显著提升， 且手感顺滑，本发明适宜在水性涂料领域广泛推广。
具体实施方式
实施例1.
本实施例提供了一种水性单组分高丰满辊涂白底漆，其原料包括，按照重 量百分比计：水性乳液40％，颜填料45％，助剂7.8％，助成膜剂3％，水4.2％。
所述水性乳液为水性丙烯酸乳液和水性聚氨酯乳液；水性丙烯酸乳液和水 性聚氨酯乳液的重量比为3:1。
所述水性丙烯酸乳液具体为丙烯酸聚合物乳液，固含量为40±1wt％，最低 成膜温度为32℃，来源于万华化学集团股份有限公司生，型号为
4501。
所述水性聚氨酯乳液的固含量为40±1wt％，最低成膜温度为44％，来源于 万华化学集团股份有限公司生，型号为
4210。
所述颜填料为钛白粉，碳酸钙，滑石粉和高岭土；钛白粉，碳酸钙，滑石 粉和高岭土的重量比为20：10:10：5。
所述钛白粉为氯化法生产的金红石型二氧化钛(衍射角为27.5°)。
所述碳酸钙为重质碳酸钙，细度为1000目。
所述滑石粉的细度为1250目。
所述高岭土为脱羟基化改性的煅烧高岭土，来源于凯茵公司，型号为 EckaliteED。
所述助成膜剂为醇醚类，具体为重量比为2:1的二乙二醇单丁醚和乙二醇叔 丁醚。
所述助剂具体为：防沉剂1％，消泡剂1％，分散剂1.8％，流平剂1％和增 稠剂3％。
所述防沉剂为气相法二氧化硅，具体为亲水型气相二氧化硅，来源于赢创 德固赛，型号为AEROSIL 200。
所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物，来源于赢创迪高，型号为TEGO Airex 902W。
所述分散剂为改性聚醚，来源于赢创迪高，型号为TEGO Dispers 755W；
所述流平剂为有机硅类化合物，来源于赢创迪高，型号为TEGO Twin 4100。
所述增稠剂为缔合型聚醚聚氨酯，来源于万华公司，型号是Vesmody U300。
本实施例第二方面提供了一种水性单组分高丰满辊涂白底漆的制备方法， 所述水性单组分高丰满辊涂白底漆的制备步骤包括：按照配方量，将原料加入反 应釜中，搅拌均匀，出料即得。
本实施例第三方面提供了一种水性单组分高丰满辊涂白底漆在水性木器涂 料中的应用。
实施例2.
本实施例提供了一种水性单组分高丰满辊涂白底漆，具体实施方式同实施例 1；不同点在于，水性丙烯酸乳液和水性聚氨酯乳液的重量比为2.5:1.5。
实施例3.
本实施例提供了一种水性单组分高丰满辊涂白底漆，具体实施方式同实施例 1；不同点在于，增稠剂的加入量为1％。
对比例1.
本对比例提供了一种水性单组分高丰满辊涂白底漆，具体实施方式同实施例 1；不同点在于，所述水性乳液为水性丙烯酸乳液；所述助成膜剂为醇醚类，具 体为重量比为2:1的二乙二醇单丁醚和二乙二醇甲醚。
对比例2.
本对比例提供了一种水性单组分高丰满辊涂白底漆，具体实施方式同实施例 1；不同点在于，所述水性乳液为水性聚氨酯乳液。
对比例3.
本对比例3提供了一种水性单组分高丰满辊涂白底漆，具体实施方式同实施 例1；不同点在于，所述水性乳液为水性聚氨酯乳液。所述助成膜剂为醇醚类， 具体为重量比为2:1的二乙二醇单丁醚和二乙二醇甲醚；增稠剂的加入量为1％。
性能测试方法
将实施例和对比例的水性单组分高丰满辊涂白底漆按照如下施工工艺在中 纤板上进行涂装；所述中纤板来源于上海君子兰新材料股份有限公司，中纤板规 格是400×300×12mm，密度为740～750kg/m3。
表1.水性单组分高丰满辊涂白底漆的施工工艺
性能测试数据
表3实施例1～3和对比例1～3的检测数据
注：上油量测试：辊涂底漆后中纤板的重量差；丰满度测试：根据GB/T 13452.2-2008标准测试；冷热循环的循环温度为-20～50摄氏度，湿度80％，十 个循环。
由表3可以看出，实施例1～3均能够满足本领域基本性能的行业要求，采 用丙烯酸乳液搭配聚氨酯分散体作为主成膜物，配合特定助成膜剂，显著提升了 辊涂的单辊上油量，使辊涂板件上的漆膜流平更好，细腻度更高，漆膜的机械性 能得到增强，实现了漆膜的高丰满度。
Claims (10)
1.一种水性单组分高丰满辊涂白底漆，其特征在于，其原料包括，按照重量百分比计：水性乳液10-45％，颜填料5-70％，助剂0.5-12％，助成膜剂2-8％，溶剂补充余量。
2.根据权利要求1所述的一种水性单组分高丰满辊涂白底漆，其特征在于，所述水性乳液包括水性丙烯酸乳液，水性聚氨酯乳液，水性环氧树脂乳液，水性硝化纤维乳液，水性苯丙乳液中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求2所述的一种水性单组分高丰满辊涂白底漆，其特征在于，所述水性乳液至少包括水性丙烯酸乳液，所述水性丙烯酸乳液的固含量为30-50wt％，最低成膜温度为26-40℃。
4.根据权利要求2所述的一种水性单组分高丰满辊涂白底漆，其特征在于，所述水性乳液至少包括水性聚氨酯乳液，所述水性聚氨酯乳液的固含量为35-45wt％，最低成膜温度为32-50℃。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种水性单组分高丰满辊涂白底漆，其特征在于，所述颜填料包括钛白粉，碳酸钙，滑石粉，高岭土，硫酸钡，云母粉，硅灰石中的一种或多种的组合。
6.根据权利要求5所述的一种水性单组分高丰满辊涂白底漆，其特征在于，所述颜填料为钛白粉，碳酸钙，滑石粉和高岭土；钛白粉，碳酸钙，滑石粉和高岭土的重量比为(10-20)：(10-20)：(10-20)：(5-15)。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种水性单组分高丰满辊涂白底漆，其特征在于，所述助剂包括防沉剂0.1-2％，消泡剂0.1-2％，分散剂1-4％，流平剂0.1-3％和增稠剂0.5-6％。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种水性单组分高丰满辊涂白底漆，其特征在于，所述助成膜剂包括醇类，酯类，醇醚类，烃类中的一种或多种的组合。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的水性单组分高丰满辊涂白底漆的制备方法，其特征在于，所述水性单组分高丰满辊涂白底漆的制备步骤包括：按照配方量，将原料加入反应釜中，搅拌均匀，出料即得。
10.一种根据权利要求1-8任一项所述的水性单组分高丰满辊涂白底漆在水性木器涂料中的应用。
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