CN114854258A - 一种电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆及其制备方法 - Google Patents
一种电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于水性涂料技术领域，具体公开了一种电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆及其制备方法。该烤漆由以下重量比的组分组成：水分散性特殊环氧改性丙烯酸树脂20～36％；水性丙烯酸改性聚氨酯树脂10～20％；中和剂0.2～0.6％；助溶剂1.8～3.2％；水性颜填料中间体34～50％；后段消泡剂0.1～0.3％；高效抗油润湿剂0.1～0.3％；部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂2～3％；高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂1.5～2.5％；环氧磷酸酯类附着力促进剂1～3％；流平剂0.1～0.5％；纳米抗划耐磨助剂0.2～0.8％；抗划伤蜡助剂0.1～0.5％；哑粉0.1～0.5％；水及其它组分2～5.6％。本申请所述产品的漆膜具有硬度高、耐冲击性好、耐磨性优异、超低而精准的哑光光泽，可广泛应用于电脑机箱金属底材的表面涂装。
Description
技术领域
本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及一种电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆及其制备方法。
背景技术
电脑机箱的金属底材表面，大部分使用氨基烤漆来进行涂装。随着涂料水性化进程的推进，电脑机箱的表面涂装正处在从传统的油性氨基烤漆往水性氨基烤漆的转型升级阶段。氨基烤漆是当前水性化最为成功的涂料品种之一，其主要优势在于：(1)涂装企业油转水无需大幅设备改造，节约转型成本；(2)烘烤干燥工艺可有效规避水性涂料干燥速度慢、水分易残留等天然弊病。目前，金属用水性氨基烤漆已逐步在汽车、自行车、家用电器、五金工具、仪器、仪表、测量工具等轻工产品的涂装上获得认可。
从当前电脑机箱用水性氨基烤漆的实际应用情况来看，水性氨基烤漆的具有滑爽的漆膜手感、优异的底材附着力、较低的VOC(挥发性有机化合物)含量、不因季节性气温变化而影响水性涂料的施工工艺与干燥速度等特点，深受相关涂料工作者与一线施工人员的认同与欢迎。然而，市场上现有的该类水性金属烤漆产品在硬度(GB/T6739：≥2H)、抗冲击(GB/T1732：≥50cm)与耐磨性(ASTM F2357：≥80cycle)、超低而精准的哑光光泽(4°±2°)等方面还有待进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆，其漆膜具有硬度高、耐冲击性好、耐磨性优异、附着力强、超低而精准的哑光光泽，且该水性金属哑光烤漆具有健康环保、施工方便等性能优势，可广泛应用于电脑机箱金属底材的表面涂装；本发明另一目的在于提供所述水性金属哑光烤漆的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆，由以下重量百分比的组分组成：
其中各组分的重量百分比之和为百分之百。
本发明中所用树脂为水分散性特殊环氧改性丙烯酸树脂与水性丙烯酸改性聚氨酯树脂的混合物,所述水分散性特殊环氧改性丙烯酸树脂为湖南智涂环保科技有限公司提供的ZTC－01水分散性特殊环氧改性丙烯酸树脂；所述水性丙烯酸改性聚氨酯树脂为广东彤德新材料有限公司提供的3UA49W水性丙烯酸改性聚氨酯树脂；所述环氧改性羟丙分散体与所述水性丙烯酸改性聚氨酯分散体的重量配比为1.8～3.0:1。
所述ZTC－01水分散性特殊环氧改性丙烯酸树脂，对各种颜料具有非常好的润湿分散作用，与各类颜料的相容性非常好；该树脂配漆烘烤成膜后具有极好硬度、附着力、耐酒性、耐水性、耐溶剂性和耐候性能，并且树脂中含有一定量柔性链段(醚键)，使得漆膜兼具高硬度及良好柔韧性。本发明产品中所述3UA49W水性丙烯酸改性聚氨酯树脂具有卓越的漆膜柔韧度，较强的附着力，较好的颜填料润湿性，表干速度快，耐候性优异等特点；相比较于PUD体系，3UA49W丙烯酸共聚物价格低廉，具有明显的成本优势。3UA49W丙烯酸改性聚氨酯树脂与ZTC－01环氧改性丙烯酸树脂混拼使用，两种树脂的相容性好，且混拼后的树脂混合物具有性能上的协同效果，可明显提升漆膜的硬度与柔韧度，并因为硬度与柔韧度的提升而进一步改善漆膜的耐冲击性与耐磨性、耐划伤性等机械力学性能，增强漆膜与各类特殊金属底材(如：镀锌板、铝板、不锈钢板等)的附着力。
本发明中，所述的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂为美国氰特公司生产的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂CYMEL 325。CYMEL 325氨基树脂是一种含高亚氨基的甲醚化氨基树脂,无需强酸催化剂便能快速固化。该树脂具有高反应活性，能与含有羟基、酰胺基、羧基的聚合物反应，并且具有较高的自缩合倾向，因而使得其相关的膜产品具有非常好的硬度，光泽，耐化学性和室外耐久性。但单独使用该树脂作为氨基固化剂的烤漆产品，其漆膜的耐冲击性与柔韧度尚需进一步提高。
本发明中，所述的高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂为美国氰特公司生产的高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂CYMEL 303LF。CYMEL 303LF氨基树脂是一种固含量高于98％的高度甲醚化的三聚氰胺交联剂，因其主要含有甲氧基甲基官能团，使其可以用于含有羟基、羧基或酰胺基官能团的主链聚合物树脂(如醇酸树脂、聚酯树脂或丙烯酸树脂)的高度有效的交联剂。该树脂在氨基烤漆用作氨基固化剂，可获得硬度与柔韧度高度平衡的烤漆漆膜。
本发明中，所述的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂与高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂的复配使用，具有显著的协同效果，在确保漆膜的高硬度、高光泽、优异的耐化学品性的同时，获得优异的漆膜的柔韧性，进而显著提升漆膜的耐冲击性能。
本发明中，所述的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂与高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂的重量配比为(0.9～1.8):1。
本发明中，所述的中和剂为二甲基乙醇胺。
本发明中，所述的助溶剂由十二碳酯醇、乙二醇单丁醚按(1.0～2.3):1的重量比组成。
本发明中按一定重量比例混拼的混合助溶剂，既体现了乙二醇单丁醚对水溶性树脂的高溶解力，增强了水性烤漆喷漆施工时的雾化效果，提升了产品的易施工性，又充分发挥了十二碳酯醇在电脑机箱中的“异形部位”的涂料的抗流挂性，如阴阳角部位、机箱曲面部位，避免了漆液的流挂与堆积。
本发明中，所述水性颜填料中间体由以下重量百分比的组分组成：
所述水性颜填料中间体中各组分重量百分比之和为百分之百。
所述分散剂为BYK-190分散剂。
所述前段消泡剂为TEGO FOAMEX 810消泡剂。
所述润湿剂为TEGO WET 270基材润湿剂。该润湿剂对各类金属基材均具有极好的润湿铺展性，与水性涂料体系中其他材料组份具有良好的宽容性，并有助于进一步提升漆膜在基材上的附着力。
所述防锈颜料为广西新晶科技有限公司自主研发的专利产品“磷钼酸铝锌”，这是一种功能性无机化工环保防锈新材料，具有无毒、防锈性好、易于调色、分散性好等优点，对基料的适用性广，价格适中，可取代国外同类型产品，特别是取代红丹等有毒防锈颜料。磷钼酸铝锌在配方中的应用，可较大程度地改善漆膜的防锈防腐性能。
所述着色颜料为钛白粉、炭黑粉、酞菁蓝、酞菁绿、大红、永固紫、或菊黄中的一种或多种。
所述防沉剂为华挺纳米科技(上海)有限公司提供的气相二氧化硅HT-A001。
本发明中，所述后段消泡剂为BYK-024消泡剂。
本发明中，所述高效抗油润湿剂为广州赛诺环保材料有限公司提供的SN-1070抗油润湿剂。
SN-1070抗油润湿剂是一种非硅聚合物型抗油剂，对消泡剂及脱模剂、底材表面油污等引致的油窝缩孔有特效，能强烈降低体系表面张力，从而提供很强的基材润湿和抗污染能力，在绝大多数污染环境里提供可靠的润湿流平效果，且不影响重涂性。
本发明中，所述环氧磷酸酯类附着力促进剂为广东顺德盈固化工科技有限公司提供的EP 805附着力促进剂。
本发明中，所述流平剂为BYK-333流平剂。
本发明中，所述纳米抗划耐磨助剂为纳米氧化铝抗划耐磨助剂，利用无机氧化铝的纳米材料技术，强势提高漆膜的硬度和耐磨性能。
本发明中，所述抗划伤蜡助剂为改性聚乙烯蜡抗划伤助剂，在本发明产品配方中引进蜡助剂，以改善漆膜的手感与抗划伤性能。
本发明中，所述纳米抗划耐磨助剂与所述抗划伤蜡助剂按重量配比为1.0～3.5:1混合时，在提升漆膜的物理力学性能上具有较好的协同效果，体现了最为优异的漆膜硬度与耐冲击性能。
本发明中，所述哑粉为Evonik赢创消光粉ACEMATT TS 100。
本发明还提供了所述电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆的制备方法，具体步骤如下：
a.制备水性颜填料中间体
根据水性颜填料中间体的配方，在分散缸中依次加入水、分散剂、前段消泡剂、润湿剂、超细硫酸钡、防锈颜料、着色颜料、防沉剂、乙二醇及其它组份，高速分散30～50min，高速分散的速度为1200～1500r/min，浆料细度≤20μm时即可；
b.制备高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆
在分散缸中依次加入水分散性特殊环氧改性丙烯酸树脂、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂、中和剂、乙二醇单丁醚、十二碳酯醇、水性颜填料中间体、后段消泡剂、高效抗油润湿剂、部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、环氧磷酸酯类附着力促进剂、流平剂、纳米抗划耐磨助剂、抗划伤蜡助剂、哑粉、水及其它组份，高速分散30～50min，若成品细度≤20μm、粘度为100～150s即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)具有优异的抗冲击性、抗划伤性与耐磨性，漆膜硬度高(3H)，附着力强，重涂性好；
2)本水性烤漆产品具有精准而超低的哑光光泽；
3)通过“2喷2烤”涂装工艺所得的产品漆膜，其光泽度在3～5°范围(按GB/T9754规定测定，60°)，完美地达到哑光漆膜指标(4°±2°)。产品抗流挂性优异，贮存稳定性好，健康环保，施工方便，可广泛应用于电脑机箱金属底材的表面涂装。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。
一种电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆，按重量百分比由以下组分组成：
其中各组分的重量百分比之和为百分之百。
本实施例中，所述水性颜填料中间体由以下重量百分比的组分组成：
所述水性颜填料中间体中各组分重量百分比之和为百分之百。
其中，所述水分散性特殊环氧改性丙烯酸树脂为湖南智涂环保科技有限公司提供的ZTC－01水分散性特殊环氧改性丙烯酸树脂；所述水性丙烯酸改性聚氨酯树脂为广东彤德新材料有限公司提供的3UA49W水性丙烯酸改性聚氨酯树脂。
其中，所述的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂为美国氰特公司生产的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂CYMEL 325；所述的高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂为美国氰特公司生产的高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂CYMEL 303LF。
其中，所述的中和剂为二甲基乙醇胺。
其中，所述的助溶剂由十二碳酯醇、乙二醇单丁醚按(1.0～2.3):1的重量比组成。
其中，所述前段消泡剂为TEGO FOAMEX 810消泡剂；所述后段消泡剂为BYK-024消泡剂。
其中，所述分散剂为BYK-190分散剂；所述润湿剂为TEGO WET 270基材润湿剂。
其中，所述防锈颜料为广西新晶科技有限公司自主研发的专利产品“磷钼酸铝锌”；所述着色颜料为钛白粉、炭黑粉、酞菁蓝、酞菁绿、大红、永固紫、或菊黄中的一种或多种。
所述防沉剂为华挺纳米科技(上海)有限公司提供的气相二氧化硅HT-A001。
其中，所述高效抗油润湿剂为广州赛诺环保材料有限公司提供的SN-1070抗油润湿剂；所述环氧磷酸酯类附着力促进剂为广东顺德盈固化工科技有限公司提供的EP 805附着力促进剂；所述流平剂为BYK-333流平剂。
其中，所述纳米抗划耐磨助剂为纳米氧化铝抗划耐磨助剂；所述抗划伤蜡助剂为改性聚乙烯蜡抗划伤助剂。
其中，所述哑粉为Evonik赢创消光粉ACEMATT TS 100。
本发明还提供了所述电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆的制备方法，具体步骤如下：
a.制备水性颜填料中间体
根据水性颜填料中间体的配方，在分散缸中依次加入水、分散剂、前段消泡剂、润湿剂、超细硫酸钡、防锈颜料、着色颜料、防沉剂、乙二醇及其它组份，高速分散30～50min，高速分散的速度为1200～1500r/min，浆料细度≤20μm时即可；
b.制备高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆
在分散缸中依次加入水分散性特殊环氧改性丙烯酸树脂、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂、中和剂、乙二醇单丁醚、十二碳酯醇、水性颜填料中间体、后段消泡剂、高效抗油润湿剂、部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、环氧磷酸酯类附着力促进剂、流平剂、纳米抗划耐磨助剂、抗划伤蜡助剂、哑粉、水及其它组份，高速分散30～50min，若成品细度≤20μm、粘度为100～150s即可。
实施例
本具体实施例中，设置了实施例1～5来制备所述的电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆，其中，水性颜填料中间体的配方见表1，主漆配方见表2，所述表1和表2配方组成以原料质量百分比(％)计：
表1水性颜填料中间体的配方(单位：％)
表2主漆配方组成(单位：％)
根据表1和表2实施例1～5中的原料配方，并按照上述电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆的制备方法制备出实施例1～5的电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆的产品，并做性能测试。
性能测试
将本发明实施例1～5制备的电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆的产品与市售同类产品，进行喷涂施工与性能检测。涂装底材为铝合金或镀锌板；喷涂前需要除油，并保证无尘清洁干燥。喷涂前需将水性烤漆搅拌均匀，并用去离子水将烤漆稀释至粘度为45～50s(盐田2#杯)。实行“2喷2烤的涂装工艺，即喷涂2遍，每喷涂1遍，进行一次烤烘。第1遍烘烤的温度为150℃，第2遍烘烤的温度为180℃，烘烤时间均为25min。漆膜干膜厚度控制为10～20μm/遍。
以上实施例1～5所制备的产品与市售同类产品，主要性能指标的检验结果如表3所示。
表3检验结果
根据表3测试结果可知，本实施例1～5制备的电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆，挥发性有机化合物(VOC)的含量均有效控制在50g/l以内，是真正健康环保的水性涂料产品。具有优异的抗冲击性、抗划伤性与耐磨性，漆膜硬度高(3H)，附着力强，重涂性好。
本水性烤漆产品具有合乎客户需求的精准而超低的哑光光泽。通过终端用户指定的“2喷2烤”涂装工艺所得的产品漆膜，其光泽度在3～5°范围(按GB/T9754规定测定，60°)，完美地达到哑光漆膜指标(4°±2°)。产品抗流挂性优异，贮存稳定性好，健康环保，施工方便，可广泛应用于电脑机箱金属底材的表面涂装。
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础做出的技术推演、替换、改进等，均应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆，其特征在于由以下重量百分比的组分组成：
其中各组分的重量百分比之和为百分之百。
2.根据权利要求1所述的电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆，其特征在于：所述水分散性特殊环氧改性丙烯酸树脂为湖南智涂环保科技有限公司提供的ZTC－01水分散性特殊环氧改性丙烯酸树脂；所述水性丙烯酸改性聚氨酯树脂为广东彤德新材料有限公司提供的3UA49W水性丙烯酸改性聚氨酯树脂；所述环氧改性羟丙分散体与所述水性丙烯酸改性聚氨酯分散体的重量配比为1.8～3.0:1。
3.根据权利要求1所述的电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆，其特征在于：所述部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂为美国氰特公司生产的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂CYMEL 325；所述高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂为美国氰特公司生产的高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂CYMEL 303LF；所述部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂与高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂的重量配比为(0.9～1.8):1。
4.根据权利要求1所述的电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆，其特征在于：所述的助溶剂由十二碳酯醇、乙二醇单丁醚按(1.0～2.3):1的重量比组成。
5.根据权利要求1所述的电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆，其特征在于所述水性颜填料中间体由以下重量百分比的组分组成：
所述水性颜填料中间体中各组分重量百分比之和为百分之百。
6.根据权利要求5所述的电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆，其特征在于：所述的前段消泡剂为TEGO FOAMEX 810消泡剂；所述润湿剂为TEGO WET 270基材润湿剂。
7.根据权利要求1所述的电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆，其特征在于：所述的后段消泡剂为BYK-024消泡剂；所述高效抗油润湿剂为广州赛诺环保材料有限公司提供的SN-1070抗油润湿剂；所述环氧磷酸酯类附着力促进剂为广东顺德盈固化工科技有限公司提供的EP 805附着力促进剂。
8.根据权利要求1所述的电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆，其特征在于：所述纳米抗划耐磨助剂为纳米氧化铝抗划耐磨助剂；所述抗划伤蜡助剂为改性聚乙烯蜡抗划伤助剂；所述纳米抗划耐磨助剂与所述抗划伤蜡助剂按重量比例1.0～3.5:1。
9.根据权利要求1所述的电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆，其特征在于：所述哑粉为Evonik赢创消光粉ACEMATT TS 100。
10.一种权利要求1-9中任意一项所述的一种电脑机箱用高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a.制备水性颜填料中间体
根据水性颜填料中间体的配方，在分散缸中依次加入水、分散剂、前段消泡剂、润湿剂、超细硫酸钡、防锈颜料、着色颜料、防沉剂、乙二醇及其它组份，高速分散30～50min，高速分散的速度为1200～1500r/min，浆料细度≤20μm时即可；
b.制备高硬度抗冲击水性金属哑光烤漆
在分散缸中依次加入水分散性特殊环氧改性丙烯酸树脂、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂、中和剂、乙二醇单丁醚、十二碳酯醇、水性颜填料中间体、后段消泡剂、高效抗油润湿剂、部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、环氧磷酸酯类附着力促进剂、流平剂、纳米抗划耐磨助剂、抗划伤蜡助剂、哑粉、水及其它组份，高速分散30～50min，若成品细度≤20μm、粘度为100～150s即可。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220805 |