CN114854296A - 一种abs塑料专用涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种ABS塑料专用涂料，所述ABS塑料专用涂料由A组分和B组分组成，A组分和B组分的重量比为（8～12）:1；其中，按重量份计，A组分的成分组成为：改性低羟丙烯酸树脂50～60份、炭黑4～5份、分散剂5～6份、防沉剂1～2份、稀释剂15～20份、助剂0.2～0.4份；所述B组分为N75固化剂。本发明ABS塑料专用涂料喷涂后形成的涂膜致密性高，丰满度优良，具有良好的硬度，耐化学品性能优良，而且，与ABS塑料的附着力好，不开裂，不易起皮，不脱落。
Description
技术领域
本发明涉及一种ABS塑料专用涂料及其制备方法，属于涂料制备技术领域。
背景技术
ABS塑料由丙烯晴、丁二烯、α-甲基苯乙烯组成的三元共聚物，优良的抗冲击、耐热、耐化学品及电气性能被广泛用于汽车配饰件的涂装。为得到更好的视觉效果，增强ABS塑料表面的耐化学性和延长其使用寿命，需要对ABS塑料素材表面喷涂一层涂料，以此来提高ABS塑料制品的质量。ABS塑料表面张力高，极性强，为了提高涂料的附着力，选用含羟基、羧基、环氧基的涂料产品。
ABS塑件涂装市场上大部分选用热塑性丙烯酸涂料。热塑性丙烯酸涂料是靠溶剂挥发成膜，树脂本身不再交联，受热受潮时易发粘，喷涂时易拉丝；而且，不易制成高固体分涂料，影响了形成的漆膜丰满度。此外，ABS塑件喷涂前处理常泛有油污、手汗和脱膜剂，严重影响了喷涂涂料的涂膜附着力，特别对于要求高黑度底漆，通常需要采用3涂2烘工艺进行涂膜，这一操作极大地增加了VOC的排放量，污染环境。
发明内容
针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的旨在提供一种ABS塑料专用涂料及其制备方法。
为实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明第一方面提供了一种ABS塑料专用涂料，所述ABS塑料专用涂料由A组分和B组分组成，A组分和B组分的重量比为（8～12）:1；其中，按重量份计，A组分的成分组成为：改性低羟丙烯酸树脂50～60份、炭黑4～5份、分散剂5～6份、防沉剂1～2份、稀释剂15～20份、助剂0.2～0.4份；所述B组分为N75固化剂。
根据上述的ABS塑料专用涂料，优选地，A组分和B组分的重量比为10:1；按重量份计，A组分的成分组成为：改性低羟丙烯酸树脂55份、炭黑5份、分散剂5.5份、防沉剂1.5份、稀释剂18份、助剂0.3份。
根据上述的ABS塑料专用涂料，优选地，所述改性低羟丙烯酸树脂的粘度为2300～2500，改性低羟丙烯酸树脂的总羟值为50～60，改性低羟丙烯酸树脂的分子量为15000～20000。
根据上述的ABS塑料专用涂料，优选地，所述改性低羟丙烯酸树脂的Tg值为50℃。
根据上述的ABS塑料专用涂料，优选地，所述改性低羟丙烯酸树脂的制备方法为：
a、将丙烯酸单体、α-甲基苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、TBPB（过苯甲酸叔丁酯）按质量比5:1:2:1.3:0.1混合均匀，得到混合液，将混合液滴加至溶剂中，在120～130℃保温反应2～4h；所述混合液和溶剂的质量比为6:4；
b、向步骤a的向反应体系中加入 TBPB醋酸丁酯溶液，120～130℃保温反应0.5～1.5h；
c、向步骤b的反应体系中再次加入TBPB醋酸丁酯溶液，120～130℃保温反应2.5～3.5h，即得改性低羟丙烯酸树脂。
根据上述的ABS塑料专用涂料，优选地，步骤b和步骤c中，所述TBPB醋酸丁酯溶液中TBPB的质量分数为1%，所述TBPB醋酸丁酯溶液的用量为混合液和溶剂总重的1%。
根据上述的ABS塑料专用涂料，优选地，步骤a中所述溶剂为二甲苯、醋酸丁酯按质量比1:1混合得到的混合物。
根据上述的ABS塑料专用涂料，优选地，所述分散剂丙烯酸嵌段共聚物。更加优选地，所述分散剂为EFKA-4310。
根据上述的ABS塑料专用涂料，优选地，所述防沉剂为聚酰胺蜡防沉剂。更加优选地，所述防沉剂为防沉剂6900-20X。
根据上述的ABS塑料专用涂料，优选地，所述助剂为氟改性丙烯酸流平剂。更加优选地，所述助剂为EFKA-3773。
根据上述的ABS塑料专用涂料，优选地，所述稀释剂为二甲苯、醋酸丁酯按质量比1:1混合得到的混合物。
根据上述的ABS塑料专用涂料，优选地，所述炭黑为高色素炭黑。
本发明第二方面提供了一种上述第一方面所述ABS塑料专用涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将炭黑加入部分稀释剂中，浸泡12～36h，然后依次加入改性低羟丙烯酸树脂、分散剂和防沉剂，搅拌至分散均匀，得到混合料；
（2）将步骤（1）得到的混合料进行研磨，研磨后向混合料中加入助剂，分散均匀后再加入剩余稀释剂，混合均匀，得到A组分；
（3）将A组分和B组分按比例混合均匀，得到ABS塑料专用涂料。
根据上述的制备方法，优选地，步骤（1）中所述搅拌转速为1200～1500转/分。
根据上述的制备方法，优选地，步骤（2）中研磨后混合料的粒径≤10微米。
根据上述的制备方法，优选地，步骤（3）中在喷涂施工时，将A组分和B组分按比例混合均匀。
与现有技术相比，本发明取得的积极有益效果如下：
（1）本发明采用粘度为2300CP～2500CP、总羟值为50～60、分子量为15000～20000、Tg值为50℃的改性低羟丙烯酸树脂作为原料来制备ABS塑料专用涂料，该改性低羟丙烯酸树与N75固化剂经化学固化反应后能够形成高分子材料，本发明以为低羟基丙烯酸树酯与N75固化剂反应形成的高分子材料作为主体成膜物，提高了涂料喷涂后形成的漆膜的致密性、干性、硬度和丰满度，同时也极大地了漆膜与ABS塑料之间的附着力，制备得到的ABS塑料专用涂料与ABS塑料的附着力好，不开裂，不易起皮，不脱落。
（2）现有ABS塑料涂料与ABS塑料的附着力差，直接喷涂在ABS塑料表面后形成的涂膜极易脱落，在喷涂前通常需要在ABS塑料上喷涂一层底漆，然后再喷涂ABS塑料涂料，以增加涂料与ABS塑料的附着力。本发明制备的ABS塑料专用涂料附着力强，在使时可直接喷涂在ABS塑料表面，无需喷涂底漆，而且喷涂后形成的漆膜不开裂，不脱落；因此，与现有的ABS塑料涂料相比，本发明ABS塑料专用涂料附着力强，使用时无需喷涂底漆，降低了涂膜成本，且喷涂工艺更简单，喷涂过程能极大地减少VOC排放。
（3）本发明改性低羟丙烯酸树脂制备过程中，引发剂TBPB分三次加入反应体系，通过TBPB加入次数及加入量的控制，能够实现丙烯酸树脂聚合合成反应速率和反应程度的控制，从而制备得到一种2300～2500、总羟值为50～60、分子量为15000～20000、Tg值为50℃的改性低羟丙烯酸树脂。
（4）本发明ABS塑料专用涂料时，先将炭黑加入部分稀释剂中进行浸泡处理，浸泡处理能够使炭黑充分润湿、溶胀，便于后续研磨，缩短研磨时间，而且能确保研磨过程色相、黑度不会因研磨而发生变化，从而制备得到一种高黑度蓝相涂料，能满足客户高黑度底漆要求。
（5）本发明ABS塑料专用涂料喷涂后形成的漆膜性能测试结果表1所示，由表1可知，本发明制备的ABS塑料专用涂料的附着力强，喷涂后形成的漆膜平整光滑，硬度高，耐化学品性能优良。
表1 本发明ABS塑料专用涂料测试结果。
| 项目 | 指标 | 本发明ABS塑料专用涂料测试结果 |
| 漆膜外观 | 平整光滑 | 平整光滑 |
| 细度（微米） | ≤10 | ≤10 |
| 粘度（25℃涂-4杯秒） | 100～150 | 110～150 |
| 附着力（划格）级 | 0 | ≤0 |
| 硬度（铅笔） | HB | ≥HB |
| 耐乙醇性：（擦试次） | 100 | 120～150 |
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1：
一种ABS塑料专用涂料，由A组分和B组分组成，A组分和B组分的重量比为10:1；按重量份计，A组分的成分组成为：改性低羟丙烯酸树脂55份、炭黑5份、分散剂5.5份、防沉剂1.5份、稀释剂18份、助剂0.3份。
其中，所述改性低羟丙烯酸树脂的粘度为2300CP～2500CP，总羟值为50～60，分子量为15000～20000，Tg值为50℃。所述分散剂为EFKA-4310，所述防沉剂为帝司巴隆防沉剂6900-20X ，所述助剂为氟改性丙烯酸流平剂EFKA-3773，所述稀释剂为二甲苯、醋酸丁酯按质量比1:1混合得到的混合物。所述B组分为N75固化剂。
本实施例中所述改性低羟丙烯酸树脂的制备方法为：
a、将丙烯酸单体、α-甲基苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、TBPB按质量比5:1:2:1.3:0.1混合均匀，得到混合液，将混合液滴加至溶剂中，在125℃保温反应3h；所述混合液和溶剂的质量比为6:4；所述溶剂为二甲苯、醋酸丁酯按质量比1:1混合得到的混合物；
b、向步骤a的向反应体系中加入 TBPB醋酸丁酯溶液，125℃保温反应1h；
c、向步骤b的反应体系中再次加入TBPB醋酸丁酯溶液，125℃保温反应3h，即得改性低羟丙烯酸树脂；
步骤b和步骤c中，所述TBPB醋酸丁酯溶液中TBPB的质量分数为1%，所述TBPB醋酸丁酯溶液的用量为混合液和溶剂总重的1%。
本实施例所述ABS塑料专用涂料的制备方法，具体步骤为：
（1）将炭黑加入部分稀释剂中浸泡24h，然后依次加入改性低羟丙烯酸树脂、分散剂和防沉剂，搅拌（搅拌转速为1200～1500转/分）至分散均匀，得到混合料；
（2）将步骤（1）得到的混合料进行研磨至混合料的粒径≤10微米，研磨后向混合料中加入助剂，分散均匀后再加入剩余稀释剂，混合均匀，得到A组分；
（3）将A组分和B组分按比例混合均匀，得到ABS塑料专用涂料。
本实施例所述ABS塑料专用涂料的使用方法为：喷涂施工前，将A组分和B组分按比例混合均匀，然后开始喷涂。
实施例2：
一种ABS塑料专用涂料，由A组分和B组分组成，A组分和B组分的重量比为8:1；按重量份计，A组分的成分组成为：改性低羟丙烯酸树脂50份、炭黑4份、分散剂5份、防沉剂1份、稀释剂15份、助剂0.2份。
其中，所述改性低羟丙烯酸树脂的粘度为2300CP～2500CP，总羟值为50～60，分子量为15000～20000，Tg值为50℃。所述分散剂为EFKA-4310，所述防沉剂为帝司巴隆防沉剂6900-20X ，所述助剂为氟改性丙烯酸流平剂EFKA-3773，所述稀释剂为二甲苯、醋酸丁酯按质量比1:1混合得到的混合物。所述B组分为N75固化剂。
本实施例中所述改性低羟丙烯酸树脂的制备方法为：
a、将丙烯酸单体、α-甲基苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、TBPB按质量比5:1:2:1.3:0.1混合均匀，得到混合液，将混合液滴加至溶剂中，在120℃保温反应4h；所述混合液和溶剂的质量比为6:4；所述溶剂为二甲苯、醋酸丁酯按质量比1:1混合得到的混合物；
b、向步骤a的向反应体系中加入 TBPB醋酸丁酯溶液，120℃保温反应1.5h；
c、向步骤b的反应体系中再次加入TBPB醋酸丁酯溶液，120℃保温反应3.5h，即得改性低羟丙烯酸树脂；
步骤b和步骤c中，所述TBPB醋酸丁酯溶液中TBPB的质量分数为1%，所述TBPB醋酸丁酯溶液的用量为混合液和溶剂总重的1%。
本实施例所述ABS塑料专用涂料的制备方法与实施例1基本相同，其不同之处在于：步骤（1）中：将炭黑加入部分稀释剂中浸泡12h。
本实施例所述ABS塑料专用涂料的使用方法与实施例1相同。
实施例3：
一种ABS塑料专用涂料，由A组分和B组分组成，A组分和B组分的重量比为12:1；按重量份计，A组分的成分组成为：改性低羟丙烯酸树脂60份、炭黑5份、分散剂6份、防沉剂2份、稀释剂20份、助剂0.4份。
其中，所述改性低羟丙烯酸树脂的粘度为2300 CP～2500 CP，总羟值为50～60，分子量为15000～20000，Tg值为50℃。所述分散剂为EFKA-4310，所述防沉剂为帝司巴隆防沉剂6900-20X，所述助剂为氟改性丙烯酸流平剂EFKA-3773，所述稀释剂为二甲苯、醋酸丁酯按质量比1:1混合得到的混合物。所述B组分为N75固化剂。
本实施例中所述改性低羟丙烯酸树脂的制备方法为：
a、将丙烯酸单体、α-甲基苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、TBPB按质量比5:1:2:1.3:0.1混合均匀，得到混合液，将混合液滴加至溶剂中，在130℃保温反应2h；所述混合液和溶剂的质量比为6:4；所述溶剂为二甲苯、醋酸丁酯按质量比1:1混合得到的混合物；
b、向步骤a的向反应体系中加入 TBPB醋酸丁酯溶液，130℃保温反应0.5h；
c、向步骤b的反应体系中再次加入TBPB醋酸丁酯溶液，130℃保温反应2.5h，即得改性低羟丙烯酸树脂；
步骤b和步骤c中，所述TBPB醋酸丁酯溶液中TBPB的质量分数为1%，所述TBPB醋酸丁酯溶液的用量为混合液和溶剂总重的1%。
本实施例所述ABS塑料专用涂料的制备方法与实施例1基本相同，其不同之处在于：步骤（1）中：将炭黑加入部分稀释剂中浸泡36h。
本实施例所述ABS塑料专用涂料的使用方法与实施例1相同。
实施例4：
一种ABS塑料专用涂料，由A组分和B组分组成，A组分和B组分的重量比为9:1；按重量份计，A组分的成分组成为：改性低羟丙烯酸树脂58份、炭黑4.5份、分散剂5份、防沉剂1.2份、稀释剂16份、助剂0.4份。
其中，所述改性低羟丙烯酸树脂的粘度为2300 CP～2500 CP，总羟值为50～60，分子量为15000～20000，Tg值为50℃。所述分散剂为EFKA-4310，所述防沉剂为帝司巴隆防沉剂6900-20X，所述助剂为氟改性丙烯酸流平剂EFKA-3773，所述稀释剂为二甲苯、醋酸丁酯按质量比1:1混合得到的混合物。所述B组分为N75固化剂。
本实施例中所述改性低羟丙烯酸树脂的制备方法与实施例1相同。
本实施例所述ABS塑料专用涂料的制备方法与实施例1基本相同，其不同之处在于：步骤（1）中：将炭黑加入部分稀释剂中浸泡36h。
本实施例所述ABS塑料专用涂料的使用方法与实施例1相同。
实施例5：
一种ABS塑料专用涂料，由A组分和B组分组成，A组分和B组分的重量比为10:1；按重量份计，A组分的成分组成为：改性低羟丙烯酸树脂52份、炭黑5份、分散剂5份、防沉剂2份、稀释剂20份、助剂0.2份。
其中，所述改性低羟丙烯酸树脂的粘度为2300 CP～2500 CP，总羟值为50～60，分子量为15000～20000，Tg值为50℃。所述分散剂为EFKA-4310，所述防沉剂为帝司巴隆防沉剂6900-20X，所述助剂为氟改性丙烯酸流平剂EFKA-3773，所述稀释剂为二甲苯、醋酸丁酯按质量比1:1混合得到的混合物。所述B组分为N75固化剂。
本实施例中所述改性低羟丙烯酸树脂的制备方法与实施例1相同。
本实施例所述ABS塑料专用涂料的制备方法与实施例1相同。
本实施例所述ABS塑料专用涂料的使用方法与实施例1相同。
实施例6：
一种ABS塑料专用涂料，由A组分和B组分组成，A组分和B组分的重量比为10:1；按重量份计，A组分的成分组成为：改性低羟丙烯酸树脂56份、炭黑4份、分散剂6份、防沉剂1份、稀释剂15份、助剂0.3份。
其中，所述改性低羟丙烯酸树脂的粘度为2300 CP～2500 CP，总羟值为50～60，分子量为15000～20000，Tg值为50℃。所述分散剂为EFKA-4310，所述防沉剂为帝司巴隆防沉剂6900-20X，所述助剂为氟改性丙烯酸流平剂EFKA-3773，所述稀释剂为二甲苯、醋酸丁酯按质量比1:1混合得到的混合物。所述B组分为N75固化剂。
本实施例中所述改性低羟丙烯酸树脂的制备方法与实施例1相同。
本实施例所述ABS塑料专用涂料的制备方法与实施例1相同。
本实施例所述ABS塑料专用涂料的使用方法与实施例1相同。
实施例7：
实施例7的内容与实施例1基本相同，其不同之处在于：ABS塑料专用涂料中A组分和B组分的重量比为9:1。
对上述实施例1-实施例7制备的ABS塑料专用涂料性能进行测试，其具体测试结果如表2所示。
表2 实施例1-实施例7制备的ABS塑料专用涂料测试结果
由表2可知，本发明ABS塑料专用涂料的附着力强，喷涂后形成的漆膜平整光滑，硬度高，耐化学品性能优良。
上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。
Claims (10)
1.一种ABS塑料专用涂料，其特征在于，由A组分和B组分组成，A组分和B组分的重量比为（8～12）:1；
其中，按重量份计，A组分的成分组成为：改性低羟丙烯酸树脂50～60份、炭黑4～5份、分散剂5～6份、防沉剂1～2份、稀释剂15～20份、助剂0.2～0.4份；
所述B组分为N75固化剂。
2.根据权利要求1所述的ABS塑料专用涂料，其特征在于，所述改性低羟丙烯酸树脂的粘度为2300CP～2500CP，改性低羟丙烯酸树脂的总羟值为50～60，改性低羟丙烯酸树脂的分子量为15000～20000。
3.根据权利要求2所述的ABS塑料专用涂料，其特征在于，所述改性低羟丙烯酸树脂的Tg值为50℃。
4.根据权利要求1～3任一所述的ABS塑料专用涂料，其特征在于，所述改性低羟丙烯酸树脂的制备方法为：
a、将丙烯酸单体、α-甲基苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、TBPB按质量比5:1:2:1.3:0.1混合均匀，得到混合液，将混合液滴加至溶剂中，在120～130℃保温反应2～4h；所述混合液和溶剂的质量比为6:4；
b、向步骤a的向反应体系中加入 TBPB醋酸丁酯溶液，120～130℃保温反应0.5～1.5h；
c、向步骤b的反应体系中再次加入TBPB醋酸丁酯溶液，120～130℃保温反应2.5～3.5h，即得改性低羟丙烯酸树脂。
5.根据权利要求4所述的ABS塑料专用涂料，其特征在于，步骤b和步骤c中，所述TBPB醋酸丁酯溶液中TBPB的质量分数为1%，所述TBPB醋酸丁酯溶液的用量为混合液和溶剂总重的1%。
6.根据权利要求5所述的ABS塑料专用涂料，其特征在于，步骤a中所述溶剂为二甲苯、醋酸丁酯按质量比1:1混合得到的混合物。
7.根据权利要求6所述的ABS塑料专用涂料，其特征在于，所述分散剂丙烯酸嵌段共聚物，所述防沉剂为聚酰胺蜡防沉剂，所述助剂为氟改性丙烯酸流平剂。
8.根据权利要求7所述的ABS塑料专用涂料，其特征在于，所述稀释剂为二甲苯、醋酸丁酯按质量比1:1混合得到的混合物。
9.一种权利要求1～8任一所述ABS塑料专用涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将炭黑加入部分稀释剂中，浸泡12～36h，然后依次加入改性低羟丙烯酸树脂、分散剂和防沉剂，搅拌至分散均匀，得到混合料；
（2）将步骤（1）得到的混合料进行研磨，研磨后向混合料中加入助剂，分散均匀后再加入剩余稀释剂，混合均匀，得到A组分；
（3）将A组分和B组分按比例混合均匀，得到ABS塑料专用涂料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述搅拌转速为1200-1500转/分；步骤（2）中研磨后混合料的粒径≤10微米。
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