CN114958106A - 一种无锌无铜环保型水性面漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无锌无铜环保型水性面漆,至少包括按质量份数计的下列组份:主剂50‑85份;固化剂10‑12份;其中,主剂至少包括按质量份数计的下列组份:水性环保树脂30‑50份;颜料8‑15份;填料5‑10份;助剂2‑10份;去离子水3‑10份。还公开了一种无锌无铜环保型水性面漆的制备方法,包括以下步骤:S1、制备主剂;S2、将主剂和固化剂混合均匀。本发明提供了一种无锌无铜环保型水性面漆,该面漆采用了无锌无铜的填料和树脂,确保成品检验达到无锌无铜要求,可从源头上防止金属异物引入电池,有效减少甚至杜绝电池自放电的发生,进而可以满足锂电池行业需求。
Description
技术领域
本发明涉及面漆领域,特别涉及一种无锌无铜环保型水性面漆及其制备方法,主要应用于锂电池行业和需求无锌无铜涂料行业。
背景技术
锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池,正极材料中存在铁(Fe)、铜(Cu)、铬(Cr)、镍(Ni)、锌(Zn)、银(Ag)等金属和其化合物杂质时,电池化成阶段的电压达到这些金属元素的氧化还原电位后,这些金属就会先在正极氧化再到负极还原,当负极处的金属单质累积到一定程度,其沉积金属坚硬的棱角就会刺穿隔膜,造成电池自放电。自放电对锂离子电池会造成致命的影响,因而从源头上防止金属异物的引入就显得格外重要。
涂层作为锂电池生产中不可或缺的原材料,也需控制铜、锌的含量。
现有无锌、无铜油漆主要应用于海洋船舶行业,例如:
1、公开号为CN109486314A的中国发明专利所示,其公布了一种无铜防污涂料及其制备方法,只对铜元素含量进行的控制,其主链可降解聚丙烯酸锌树脂含锌量为0.5%-20%,无法做到无锌的要求;
2、公开号为CN106281020A的中国发明专利所示,其公布了一种无锡、无铜的环保海洋涂料及其制备方法,只对锡、铜元素含量进行的控制,但其组成成分中有15-28%氧化锌,无法做到无锌的要求;
3、公开号为CN111826031A的中国发明专利所示,其公布了一种无铜海洋防污涂料及其制备方法,只对铜元素含量进行的控制,其组成成分中有8-15%氧化锌,无法做到无锌的要求;
4、公开号为CN110467852A的中国发明专利所示,其公布了一种环保型水性无铜防污加强漆及其制备方法,只对铜元素含量进行的控制,其组成成分中有氧化锌分成,无法做到无锌的要求;
5、公开号为CN105255297B的中国发明专利所示,其公布了一种无铜无锡低表面防污漆,只对锡、铜元素含量进行的控制,其树脂成分为丙烯酸锌树脂,无法做到无锌的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种无锌无铜环保型水性面漆及其制备方法和使用方法,无锌无铜环保型水性面漆形成的涂层具有优异的耐磨性能和抗撞击性能,同时能够释放负离子净化空气,具有安全环保的优点,可应用于各种实木家具及实木地板的表面处理,至少能够解决上述问题之一。
根据本发明的第一个方面,提供了一种无锌无铜环保型水性面漆,至少包括按质量份数计的下列组份:
主剂 50-85份;
固化剂 10-12份;
其中,主剂至少包括按质量份数计的下列组份:
水性环保树脂 30-50份;
颜料 8-15份;
填料 5-10份;
助剂 2-10份;
去离子水 3-10份。
由此,本发明提供了一种无锌无铜环保型水性面漆,该面漆采用了无锌无铜的填料和树脂,确保成品检验达到无锌无铜要求,可从源头上防止金属异物引入电池,有效减少甚至杜绝电池自放电的发生,进而可以满足锂电池行业需求。
在一些实施方式中,固化剂为水性固化剂。
在一些实施方式中,水性环保树脂为水性丙烯酸树脂。
在一些实施方式中,助剂至少包括按质量份数计的下列组份:
防沉剂 0.6-1.0份;
成膜助剂 1.0-2.0份;
pH调节剂 0.1-0.2份;
润湿分散剂 0.5-1份;
消泡剂 0.05-0.2份。
在一些实施方式中,防沉剂为亲水性膨润土,成膜助剂为醇醚类溶剂,pH调节剂为中和剂,消泡剂为含硅消泡剂,润湿分散剂为改性聚丙烯酸酯高分子聚合物。
在一些实施方式中,颜料为无锌无铜颜料,填料为无锌无铜填料。
根据本发明的第二个方面,提供了上述无锌无铜环保型水性面漆的制备方法,至少包括以下步骤:
S1、制备主剂:加入成膜助剂、去离子水和全部水性环保树脂乳液中的部分水性环保树脂乳液,搅拌均匀后添加pH调节剂和消泡剂,均匀分散15-25min后加入防沉剂,均匀分散10-20min,再加入颜料和填料,均匀分散10-15min,再向其中加入剩余水性环保树脂乳液,混合均匀后,在搅拌的情况下,加入润湿分散剂和消泡剂,均匀分散20-30min;
S2、将主剂和固化剂混合均匀。
由此,本发明提供了一种全新结构的无锌无铜环保型水性面漆的制备方法,将通过该方法制备得到的无锌无铜环保型水性面漆喷涂于物体表面后,经试验后,在去离子水中浸泡168h后,水漆膜无起泡和起皱现象;经中性盐雾试验240h后,水漆膜单边锈蚀≤2mm,起泡等级≤2(S3)/3(S2),放置24小时后涂层附着力≤1级,本发明的无锌无铜环保型水性面漆不仅各项性能优异,更为重要地是,该无锌无铜环保型水性面漆能够真实达到无锌无铜要求,可从源头上防止金属异物引入电池,有效减少甚至杜绝电池自放电的发生,进而可以满足锂电池行业需求。
在一些实施方式中,在步骤S1中,按质量份数计,第一次加入水性环保树脂乳液与第二次加入水性环保树脂乳液的比为(20-40):(30-45)。
在一些实施方式中,在上步骤S1和S2的制备过程中使用的设备、工具均需无锌无铜。比如:研磨采用不锈钢的砂磨机、搅拌采用不锈钢的搅拌器皿等。由此,可确保工艺稳定性,同时避免带入锌、铜金属。
本发明的有益效果:
本发明提供了一种无锌无铜环保型水性面漆,该面漆采用了无锌无铜的填料和树脂,确保成品检验达到无锌无铜要求,可从源头上防止金属异物引入电池,有效减少甚至杜绝电池自放电的发生,进而可以满足锂电池行业需求。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供了一种无锌无铜环保型水性面漆,该无锌无铜环保型水性面漆至少包括按质量份数计的下列组份:
主剂 50-85份;
固化剂 10-12份;
其中,主剂至少包括按质量份数计的下列组份:
水性环保树脂 30-50份;
颜料 8-15份;
填料 5-10份;
助剂 2-10份;
去离子水 3-10份。
具体的:本实施方式的固化剂为水性固化剂。进一步的,水性固化剂可以为异氰酸酯二聚体或者三聚体。
水性环保树脂为水性丙烯酸树脂。
助剂至少包括按质量份数计的下列组份:
防沉剂 0.6-1.0份;
成膜助剂 1.0-2.0份;
pH调节剂 0.1-0.2份;
润湿分散剂 0.5-1份;
消泡剂 0.05-0.2份。
具体的:防沉剂为亲水性膨润土,成膜助剂为醇醚类溶剂,pH调节剂为中和剂,消泡剂为含硅消泡剂,润湿分散剂为改性聚丙烯酸酯高分子聚合物。
颜料为无锌无铜颜料,填料为无锌无铜填料。具体的,本实施方式的颜料可以为钛白粉、炭黑等无机颜料,也可以为偶氮颜料、三芳甲烷颜料和多环颜料等有机颜料。填料可以为硫酸钡。
本发明还提供了上述无锌无铜环保型水性面漆的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、制备主剂:加入成膜助剂、去离子水和全部水性环保树脂乳液中的部分水性环保树脂乳液,搅拌均匀后添加pH调节剂和消泡剂,均匀分散15-25min后加入防沉剂,均匀分散10-20min,再加入颜料和填料,均匀分散10-15min,再向其中加入剩余水性环保树脂乳液,混合均匀后,在搅拌的情况下,加入润湿分散剂和消泡剂,均匀分散20-30min;
S2、将主剂和固化剂混合均匀。
在步骤S1中,按质量份数计,第一次加入水性环保树脂乳液与第二次加入水性环保树脂乳液的比为(20-40):(30-45)。
在上步骤S1和S2的制备过程中使用的设备、工具均需无锌无铜。比如:研磨采用不锈钢的砂磨机、搅拌采用不锈钢的搅拌器皿等。由此,可确保工艺稳定性,同时避免带入锌、铜金属。
下面通过具体的实施方式来对上述方案进行说明:
本发明通过实施例1和实施例2这两个具体实施例来进行说明。实施例1和实施例2的无锌无铜环保型水性面漆的具体组分和配比如下表1所示。
表1:实施例1和实施例2的无锌无铜环保型水性面漆的配比表
原材料名称 | 实施例1 | 实施例2 |
第一次加入水性树脂乳液 | 33.2 | 34.5 |
第二次加入水性树脂乳液 | 38.8 | 36.5 |
成膜助剂 | 1 | 1 |
去离子水 | 3.45 | 3.65 |
PH调节剂 | 0.15 | 0.15 |
润湿分散剂 | 0.6 | 0.6 |
防沉剂 | 0.7 | 0.8 |
消泡剂 | 0.1 | 0.1 |
颜料 | 12 | 12.3 |
填料 | 10 | 10.4 |
上述两个实施例的无锌无铜环保型水性面漆的具体制备过程如下:
加入水性树脂乳液(第一次加入水性树脂乳液)、成膜助剂和去离子水,采用高速分散机以1000r/min的速率搅拌3-5min至搅拌均匀后添加pH调节剂和消泡剂,均匀分散10min后缓慢加入防沉剂,以1000r/min的速率分散10min,之后加入颜料和填料,以1800r/min的速率分散30min。之后再向其中加入剩余水性树脂乳液(第二次加入水性树脂乳液),以1500r/min的速率搅拌20min至混合均匀后,在高速分散机搅拌的情况下,加入润湿分散剂和消泡剂,以2000r/min的速率分散20min。主剂和固化剂的质量配比为100:10的比例进行配漆,然后用高速分散机以1000r/min的速率搅拌2-5min至均匀。
以下是分别对实施例1~2制备的无锌无铜环保型水性面漆喷涂于电池或者金属板等承载表面后的性能进行了相应的实验和测定。
在具体使用时,可加入去5-10%离子水调节粘度以便于喷涂,在本实施例中,粘度调节至15-25s(涂-4粘度计测量);上述实施例制备的水无锌无铜环保型水性面漆的漆膜的附着力、耐水性及盐雾性如下表2所示,其中:漆膜附着力测试标准按ISO 2409;耐水性测试标准按GB/T1733-93;中性盐雾测试标准按ISO 9227进行。
测试结果如下表2:
表2:实施例1和实施例2的无锌无铜环保型水性面漆的各项性能测试结果统计表
由上表2可知:喷涂无锌无铜环保型水性面漆后,在去离子水中浸泡168h后,水漆膜无起泡和起皱现象;在上述技术方案中,喷涂无锌无铜环保型水性面漆后,中性盐雾试验240h后,水漆膜单边锈蚀≤2mm,起泡等级≤2(S3)/3(S2),放置24小时后涂层附着力≤1级。
以上结果表明:本发明的无锌无铜环保型水性面漆不仅各项性能优异,更为重要地是,该无锌无铜环保型水性面漆能够真实达到无锌无铜要求,可从源头上防止金属异物引入电池,有效减少甚至杜绝电池自放电的发生,进而可以满足锂电池行业需求。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,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。
Claims (9)
1.无锌无铜环保型水性面漆,其特征在于,至少包括按质量份数计的下列组份:
主剂50-85份;
固化剂10-12份;
其中,主剂至少包括按质量份数计的下列组份:
水性环保树脂30-50份;
颜料8-15份;
填料5-10份;
助剂2-10份;
去离子水3-10份。
2.根据权利要求1所述的无锌无铜环保型水性面漆,其特征在于,所述固化剂为水性固化剂。
3.根据权利要求1所述的无锌无铜环保型水性面漆,其特征在于,所述水性环保树脂为水性丙烯酸树脂。
4.根据权利要求1所述的无锌无铜环保型水性面漆,其特征在于,所述助剂至少包括按质量份数计的下列组份:
防沉剂0.6-1.0份;
成膜助剂1.0-2.0份;
pH调节剂0.1-0.2份;
润湿分散剂0.5-1份;
消泡剂0.05-0.2份。
5.根据权利要求4所述的无锌无铜环保型水性面漆,其特征在于,所述防沉剂为亲水性膨润土,所述成膜助剂为醇醚类溶剂,所述pH调节剂为中和剂,所述消泡剂为含硅消泡剂,所述润湿分散剂为改性聚丙烯酸酯高分子聚合物。
6.根据权利要求1所述的无锌无铜环保型水性面漆,其特征在于,所述颜料为无锌无铜颜料,填料为无锌无铜填料。
7.一种无锌无铜环保型水性面漆的制备方法,其特征在于,至少包括以下步骤:
S1、制备主剂:加入成膜助剂、去离子水和全部水性环保树脂乳液中的部分水性环保树脂乳液,搅拌均匀后添加pH调节剂和消泡剂,均匀分散15-25min后加入防沉剂,均匀分散10-20min,再加入颜料和填料,均匀分散10-15min,再向其中加入剩余水性环保树脂乳液,混合均匀后,在搅拌的情况下,加入润湿分散剂和消泡剂,均匀分散20-30min;
S2、将主剂和固化剂混合均匀。
8.根据权利要求7所述的无锌无铜环保型水性面漆的制备方法,其特征在于,在步骤S1中,按质量份数计,第一次加入水性环保树脂乳液与第二次加入水性环保树脂乳液的比为(20-40):(30-45)。
9.根据权利要求7所述的无锌无铜环保型水性面漆的制备方法,其特征在于,在上步骤S1和S2的制备过程中使用的设备、工具均需无锌无铜。
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