CN114907751A - 一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其包括如下质量比例成份：45～60份高低羟值搭配的水性聚酯树脂、10～25份氨基树脂、5～20份颜填料、0.2～1份封闭型催化剂、0.2～1份开放型催化剂、2～4份分散剂、0.5～1.5份附着力促进剂、0.3～1份流平剂、0.3～0.8份消泡剂、0.2～1.5份抗盐雾助剂、1～10份成膜助剂、10～40份去离子水、1～6份氨类调节剂。本发明采用由高低羟值搭配的水性聚酯树脂作为主体树脂，辅以氨基树脂，再搭配不同类型的催化剂，可以制成明显降低反应温度的水性聚酯卷钢涂料，该产品有着极好的各项理化性能。本发明可以明显降低彩钢生产线的制造成本，具有良好的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于工业涂料技术领域，具体为一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法。
背景技术
金属卷钢涂料在我国的生产、发展已有几十年的历史，这种涂布方法最早起源于20世纪30年代的美国，这种金属卷材由于其多变的色彩、轻便、易加工及优异的机械性能，得到了广泛的应用。目前，油性聚酯树脂体系卷材涂料是卷材涂料用量中最大的品种。对于目前的涂料产品，油性聚酯卷材涂料固化板温较高(常规固化板温220～260℃，30～90s，烤炉温度一般在350～450℃)，而且还含有大量的有机溶剂，生产彩涂板所需能耗高、污染大，既浪费电力能源及天然气，又不是很环保。如果能降低漆膜的固化温度及VOC的含量，则可减少电能及天然气的消耗成本，达到节能减排的目的，因此，本发明提出一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，以解决现有工艺技术中的不足之处。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，以解决背景技术中所遇到的各种问题。
为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：45～60份高低羟值搭配的水性聚酯树脂、10～25份氨基树脂、5～20份颜填料、0.2～1份封闭型催化剂、0.2～1份开放型催化剂、2～4份分散剂、0.5～1.5份附着力促进剂、0.3～1份流平剂、0.3～0.8份消泡剂、0.2～1.5份抗盐雾助剂、1～10份成膜助剂、10～40份去离子水、1～6份氨类调节剂。
作为本发明的优选技术方案，一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其组成为：15～30份低羟值水性聚酯树脂、25～40份高羟值水性聚酯树脂、10～20份氨基树脂、5～20份颜填料、0.2～1份封闭型催化剂、0.2～1份开放型催化剂、2～3份分散剂、0.5～1份附着力促进剂、0.3～1份流平剂、0.3～0.8份消泡剂、0.2～1.2份抗盐雾助剂、1～8份成膜助剂、10～35份去离子水、1～5份氨类调节剂。
作为本发明的进一步优选技术方案，一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其组成为：20份低羟值(80mgKOH/g)水性聚酯树脂、35份高羟值(280mgKOH/g)水性聚酯树脂、15份氨基树脂、15份颜料、10份填料、0.3份封闭型催化剂、0.8份开放型催化剂、3份分散剂、0.5份附着力促进剂、0.3份流平剂、0.3份消泡剂、0.8份抗盐雾助剂、6份成膜助剂、30份去离子水、2份氨类调节剂。
作为本发明的优选技术方案，所述的氨基树脂为：全甲醚化氨基树脂、部分甲醚化氨基树脂、丁醚化氨基树脂、甲基丁基混合醚化氨基树脂中的至少一种，且具体为湛新323、湛新325、青田AA-9077中的一种或多种。
作为本发明的优选技术方案，所述分散剂为Efka-1502、埃夫科纳6506、埃夫科纳5065中的一种。
作为本发明的优选技术方案，所述消泡剂为磷酸酯类、矿物油类、聚醚硅氧烷、丙烯酸酯、聚醚改性二甲基硅氧烷、聚酯改性聚硅氧烷中的任意一种，且具体为气体化学Surfynol MD-20、Airase 4500、Airase 5200、SurfynolDF-62中的一种。
作为本发明的优选技术方案，所述颜填料为：酞青蓝颜料、酞青绿颜料、紫色、有机红色颜料、铁红颜料、铁黄颜料、钛白粉、碳黑、硫酸钡、消光粉、磷酸锌、三聚磷酸铝、云母粉、滑石粉中的一种或多种混合。
作为本发明的优选技术方案，所述催化剂为：对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、异辛酸、改性的二壬基萘二磺酸、改性二壬基萘磺酸中的一种或多种组合。具体为AD3325、AD3302、AD3302、BD7722、BD7723、BD7725中的一种或多种。
作为本发明的优选技术方案，所述附着力促进剂为：硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的任意一种或多种混合。
一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份依次称取水性低羟值聚酯树脂30～40份、分散剂2～6份、水10～40份、消泡剂0.2～0.5份、一乙醇胺1～4份到分散缸里面，在600～800r/min的条件下将以上物料分散40min左右直到将其分散均匀；
(2)将颜料15～20份、填料5～10份加入以上分散好的物料中，在600～800r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀。之后将以上物料用砂磨机研磨到细度≤15μm；
(3)将以上步骤的物料取出一定的份数到分散缸里面，在转速为800～1300转/分的搅拌条件下按重量份依次称取水性高羟值聚酯树脂20～40份、10～25份氨基树脂、1～6份氨类调节剂，0.2～1份封闭型催化剂、0.2～1份开放型催化剂、0.3～1润湿流平剂、0.3～1附着力促进剂、0.3～1消泡剂、0.2～1.5份抗盐雾助剂、1-3份成膜助剂、10～30水，将以上物料分散均匀；
(4)用1～5水、0.1～0.6份氨将以上物料调节到一定粘度及pH，即得到一种低温固化水性聚酯卷钢涂料。
一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其施工工艺在于，用滚涂涂布的方式，将涂料涂覆于卷钢基材并于130℃～180℃烘烤20秒～60秒。其涂覆厚度为3-30μm。
本发明的一种低温固化水性聚酯卷钢涂料可以用于冷轧钢板、镀锌钢板、镀铝锌板以及不锈钢板材等。
本发明的一种低温固化水性聚酯卷钢涂料，既能够减少电能及天然气的消耗成本，又能够降低VOC的排放，可以使企业达到节能减排降本增效的目的。
本发明的一种低温固化水性聚酯卷钢涂料是一种环境友好型水性卷钢涂料，具有良好的耐酸耐碱性能、良好的耐uv、高耐T弯、高涂布率的水性卷钢涂料。
相对于现有的油性高温固化产品，本发明具有如下优良效果：
(1)本发明的一种低温固化水性聚酯卷钢涂料具有高耐T弯性能、耐冲压、后加工性能优良、高柔韧性、耐酸、耐碱、耐盐雾、耐uv性能好、良好的快干性等。
(2)本发明解决了普通的水性卷钢涂料固化温度高、耐折弯等性能不如油性产品的缺点。
(3)本发明通过选用不同特性的附着力促进剂，既解决了对底材的附着力问题，又能达到对涂层高性能的要求。
(4)本发明通过高低羟值的水性聚酯树脂与氨基的合理配比，以及对不同类型酸催化剂的品种选用，特别是在不同氨基树脂配比时与酸催化剂种类和用量的合理选取，成功解决了油性卷钢涂料所需烘烤时间过长的问题，优于油性同类涂料所需固化时间。
(5)本发明的水性卷钢涂料属于水性产品，VOC低，对生产人员的健康也起到了很大的保护作用，具有极高的经济和社会效益，促进了社会和企业的健康发展。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，下面将结合本发明实施例中的例子，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，其所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方法，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
(1)按重量份依次称取低羟值为70mgKOH/g的水性聚酯树脂35份、分散剂3份、水25份、消泡剂0.2份、一乙醇胺2份到分散缸里面，在600～800r/min的条件下将以上物料分散40min左右直到将其分散均匀；
(2)将蓝色颜料7份、三聚磷酸铝7份、钛白粉20.8份加入以上分散好的物料中，在600～800r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到细度≤15μm；
(3)将以上步骤的物料取出25份到分散缸里面，在转速为800～1300转/分的搅拌条件下按重量份依次称取羟值为270mgKOH/g的水性聚酯树脂40份、10份氨基树脂、2份氨类调节剂，0.3份封闭型催化剂、0.7份开放型催化剂、0.3份润湿流平剂、0.3份附着力促进剂、0.3份消泡剂、0.5份抗盐雾助剂3份成膜助剂、30份水，将以上物料分散均匀；
(4)用2份水、0.3份一乙醇胺将以上物料调节到一定粘度及pH，即得到一种低温固化水性聚酯卷钢涂料。
实施例二：
(1)按重量份依次称取羟值为75mgKOH/g的水性聚酯树脂32份、分散剂4份、水26份、消泡剂0.3份、2份AMP95到分散缸里面，在600～800r/min的条件下将以上物料分散40min左右直到将其分散均匀；
(2)将蓝色颜料8份、硫酸钡10份、钛白粉25份加入以上分散好的物料中，在600～800r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到细度≤15μm；
(3)将以上步骤的物料取出28份到分散缸里面，在转速为800～1300转/分的搅拌条件下按重量份依次称取羟值为290mgKOH/g的水性聚酯树脂45份、12份氨基树脂、2份AMP95、0.3份封闭型催化剂、0.7份开放型催化剂、0.3份润湿流平剂、0.3份附着力促进剂、0.3份消泡剂、0.6份抗盐雾助剂、3份成膜助剂、28份水，将以上物料分散均匀；
(4)用2份水、0.3份AMP95将以上物料调节到一定粘度及pH，即得到一种低温固化水性聚酯卷钢涂料。
实施例三：
(1)按重量份依次称取羟值为85mgKOH/g的水性聚酯树脂40份、分散剂4份、水30份、消泡剂0.3份、2份AMP95到分散缸里面，在600～800r/min的条件下将以上物料分散40min左右直到将其分散均匀；
(2)将红色颜料10份、云母粉10份、钛白粉25份加入以上分散好的物料中，在600～800r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到细度≤15μm；
(3)将以上步骤的物料取出30份到分散缸里面，在转速为800～1300转/分的搅拌条件下按重量份依次称取高羟值为292mgKOH/g的水性聚酯树脂40份、10份氨基树脂、2份氨类调节剂，0.3份封闭型催化剂、0.7份开放型催化剂、0.3份润湿流平剂、0.3份附着力促进剂、0.3份消泡剂、0.6份抗盐雾助剂、3份成膜助剂、28份水，将以上物料分散均匀；
(4)用2份水、0.3份AMP95将以上物料调节到一定粘度及pH，即得到一种低温固化水性聚酯卷钢涂料。
实施例四：
(1)按重量份依次称取羟值为87mgKOH/g的水性聚酯树脂37份、分散剂2份、水27份、消泡剂0.3份、2份氨水到分散缸里面，在600～800r/min的条件下将以上物料分散40min左右直到将其分散均匀；
(2)将铁红色颜料30份、云母粉8份、钛白粉15份加入以上分散好的物料中，在600～800r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到细度≤15μm；
(3)将以上步骤的物料取出30份到分散缸里面，在转速为800～1300转/分的搅拌条件下按重量份依次称取高羟值为293mgKOH/g的水性聚酯树脂37份、10份氨基树脂、2份氨类调节剂，0.3份封闭型催化剂、0.8份开放型催化剂、0.3份润湿流平剂、0.3份附着力促进剂、0.3份消泡剂、0.6份抗盐雾助剂、3份成膜助剂、28份水，将以上物料分散均匀；
(4)用2份水、0.3份氨水将以上物料调节到一定粘度及pH，即得到一种低温固化水性聚酯卷钢涂料。
参照GB/T 13448-2019的测试方法，对实施例一～四所述产品制得漆膜涂层的性能进行测试，测试结果如附表1所示。
附表1
| 测试项目 | 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 |
| 涂料固化温度/时间 | 180℃/20S | 170℃/23S | 183℃/18S | 175℃/21S |
| T弯 | 2T | 1T | 2T | 2T |
| 铅笔硬度 | ≥2H | ≥2H | ≥2H | ≥2H |
| 杯突(mm) | 7.8 | 7.6 | 8 | 8 |
| 划格附着力/级 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 耐MEK擦拭(次) | 120 | 115 | 120 | 118 |
| 耐划痕(g) | 1300G | 1300G | 1300G | 1300G |
| 沸水浸泡试验(2h) | 不起泡不剥离 | 不起泡不剥离 | 不起泡不剥离 | 不起泡不剥离 |
| 反向冲击 | 9J | 9J | 9J | 9J |
| 耐中性盐雾(600h) | OK | OK | OK | OK |
| 耐人工老化(700h) | 无变化 | 无变化 | 无变化 | 无变化 |
上述实施例仅仅是为更加清楚地说明本发明所作的举例，而非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的相关技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变动、修改，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于：按重量百分比计，其包括如下质量比例成份：45～60份高低羟值搭配的水性聚酯树脂、10～25份氨基树脂、5～20份颜填料、0.2～1份封闭型催化剂、0.2～1份开放型催化剂、2～4份分散剂、0.5～1.5份附着力促进剂、0.3～1份流平剂、0.3～0.8份消泡剂、0.2～1.5份抗盐雾助剂、1～10份成膜助剂、10～40份去离子水、1～6份氨类调节剂。
2.根据权利要求1所述的一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，包括以下重量份的原料：15份羟值为80mgKOH/g的水性聚酯树脂、30份羟值为280mgKOH/g的水性聚酯树脂、12份氨基树脂、10份颜填料、0.2份封闭型催化剂、0.7份开放型催化剂、3份分散剂、0.5份附着力促进剂、0.3份流平剂、0.3份消泡剂、0.6份抗盐雾助剂、1份成膜助剂、30份去离子水、3份氨类调节剂。
3.根据权利要求1所述的一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，所述颜填料为：有机颜料、铁红颜料、铁黄颜料、钛白粉、碳黑、硫酸钡、消光粉、磷酸锌、三聚磷酸铝、云母粉、滑石粉中的一种或多种混合。
4.根据权利要求1所述的一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，所述氨基树脂为：全甲醚化氨基树脂、部分甲醚化氨基树脂、丁醚化氨基树脂、甲基丁基混合醚化氨基树脂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，所述催化剂为：对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、异辛酸、改性的二壬基萘二磺酸、改性二壬基萘磺酸中的一种或多种组合。
6.根据权利要求1所述的一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，所述消泡剂为：磷酸酯类、矿物油类、聚醚硅氧烷、聚醚改性二甲基硅氧烷、丙烯酸酯、聚酯改性聚硅氧烷中的任意一种或多种混合。
7.根据权利要求1所述的一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，所述润湿分散剂为：非离子型润湿分散剂、阴离子型润湿分散剂、阳离子型润湿分散剂、两性型润湿分散剂、电中性型润湿分散剂中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，所述附着力促进剂为：钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂中的任意一种或多种混合。
9.根据权利要求1所述的一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，所述氨类调节剂为：一乙醇胺、二甲基乙醇胺、氨水、AMP95中的一种或多种。
10.根据权利要求1-9所述的一种低温固化水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份依次称取水性低羟值(80mgKOH/g)聚酯树脂30～40份、分散剂2～6份、水10～40份、消泡剂0.2～0.5份、一乙醇胺1～4份到分散缸里面，在600～800r/min的条件下将以上物料分散40min左右直到将其分散均匀；
(2)将颜料15～20份、填料5～10份加入以上分散好的物料中，在600～800r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀。之后将以上物料用砂磨机研磨到细度≤15μm；
(3)在转速为800～1300转/分的搅拌条件下按重量份依次称取水性高羟值(280mgKOH/g)聚酯树脂20～40份、10～25份氨基树脂、1～6份氨类调节剂、0.2～1份封闭型催化剂、0.2～1份开放型催化剂、0.3～1润湿流平剂、0.3～1附着力促进剂、0.3～1消泡剂、0.2～1份抗盐雾助剂、1-3份成膜助剂、10～30水，将以上物料分散均匀；
(4)用1～5份水、0.1～0.6份氨将以上物料调节到一定粘度及pH，即得到一种低温固化水性聚酯卷钢涂料。
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