CN115895386B - 一种水性双组分环氧银粉漆及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂料技术领域，提供了一种水性双组分环氧银粉漆及其制备方法和应用，本发明提供的水性双组分环氧银粉漆包括A组分和B组分，A组分包括水溶性环氧树脂、水性颜填料、第一增稠剂、第二增稠剂、助溶剂、第一溶剂，其中助溶剂包括二丙二醇甲醚，第一增稠剂包括非离子聚丙烯酸类增稠剂和/或非离子聚氨酯类增稠剂，第二增稠剂包括缔合型疏水改性碱溶胀型增稠剂和/或非缔合型疏水改性碱溶胀型增稠剂，B组分包括水溶性多元胺固化剂和第二溶剂，通过各原料组分的调整，使得水性双组分环氧银粉漆漆膜具有良好的流平性、防流挂、机械性能和防腐性，且能够显示出优异的银粉排列效果和金属质感，可以用于金属材料的涂饰或防腐中。

Description

一种水性双组分环氧银粉漆及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，更具体地，涉及一种水性双组分环氧银粉漆及其制备方法和应用。

背景技术

汽车减震器的作用是使车架与车身的震动迅速衰减，改善汽车行驶的平顺性和舒适性的装置，目前广泛采用的是双向作用筒式汽车减震器。为了装饰和保护汽车减震器不被快速腐蚀，延长其使用寿命，须在表面涂装一层防腐涂料。传统的溶剂型涂料不环保，已不适应市场需求，水性涂料的使用势在必行。

欧米伽旋碟式静电涂装工艺的效率高、使用方便，广泛应用于汽车减震器的涂装。由于汽车减震器为双向作用筒式结构，在工件经过前处理烘干后，有液压油的一段散热更慢，所以在涂装时工件两段存在明显的温度差异，对涂料的涂装造成很大影响，温度低(10-20℃)的一端漆膜表干慢易流挂，温度高(40-50℃)的一端漆膜表干快易橘皮。溶剂型涂料可通过不同有机溶剂的搭配来调整涂料的施工性和漆膜外观，但是水性涂料的主体为水，无法有效调节挥发速率，尤其是水性银粉漆，其本身排列效果和金属质感与溶剂型银粉漆相比有很大差距，加上采用欧米伽旋碟式的施工工艺，在涂装汽车减震器时，更易出现一段的银粉漆流挂下垂，另一段粗糙毛刺的问题，流平性和防流挂效果差，整体很难达到与溶剂型涂料同等水平。

因此针对目前汽车减震器的涂装工艺，亟需开发一种水性双组分环氧银粉漆，在不改变涂装工艺、保证其机械和防腐性能的条件下，克服双向作用筒式结构汽车减震器在经过前处理烘干后两段温差带来的对施工不利的影响，兼顾漆膜的流平性和防流挂，保证银粉漆的金属质感。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种水性双组分环氧银粉漆及其制备方法和应用，本发明提供的水性双组分环氧银粉漆的漆膜硬度达到1H，附着力达到1级，机械性能优异，在360h耐中性盐雾测试中表现良好，防腐性好，润湿流平性为优，无流挂现象，具有优异的银粉排列效果和金属质感，水溶性优良，可以在不改变现有涂装工艺的条件下满足金属材料的涂装需求，尤其是汽车减震器。

本发明的第一方面提供一种水性双组分环氧银粉漆。

具体地，一种水性双组分环氧银粉漆，包括A组分和B组分，所述A组分包括如下组分：

水溶性环氧树脂、

水性颜填料、

第一增稠剂、

第二增稠剂、

助溶剂、

第一溶剂；

所述助溶剂为二丙二醇甲醚；

所述第一增稠剂包括非离子聚丙烯酸类增稠剂和/或非离子聚氨酯类增稠剂；

所述第二增稠剂包括缔合型疏水改性碱溶胀型增稠剂(HASE)和/或非缔合型疏水改性碱溶胀型增稠剂(ASE)；

所述B组分包括如下组分：

水溶性多元胺固化剂、

第二溶剂。

本发明的水性双组分环氧银粉漆，包括A组分和B组分，A组分中主要包括水溶性环氧树脂，B组分中主要包括水溶性多元胺固化剂，利用水溶性环氧树脂和水溶性多元胺固化剂交联反应制得漆膜，并通过添加两种不同的增稠剂，使得涂料在施工过程中能够兼顾流平性和防流挂，而且利用增稠剂和助溶剂以及其他组分相互配合，使得水性双组分环氧银粉漆在挥发性有机化合物(VOC)含量低的情况下，能够显示出优异的排列效果和金属质感，达到与溶剂型涂料同等的外观和性能。

优选地，所述第一增稠剂为非离子聚氨酯类增稠剂。

优选地，所述非离子聚氨酯类增稠剂为Gel0620增稠剂。

优选地，第二增稠剂包括缔合型疏水改性碱溶胀型增稠剂。

优选地，所述缔合型疏水改性碱溶胀型增稠剂为Rheolate150增稠剂。

优选地，按照重量份计，所述A组分包括如下组分：

更优选地，按照重量份计，所述A组分包括如下组分：

优选地，按照重量份计，所述B组分包括如下组分：

水溶性多元胺固化剂 30-60份

第二溶剂 30-60份。

更优选地，按照重量份计，所述B组分包括如下组分：

水溶性多元胺固化剂 40-50份

第二溶剂 40-50份。

优选地，所述B组分质量为A组分质量的10-30％。

更优选地，所述B组分质量为A组分质量的20-30％。

优选地，所述助溶剂和水性铝银浆的质量比为1-3：1-3。

更优选地，所述助溶剂和水性铝银浆的质量比为1：1。

优选地，所述A组分还包括助剂，所述助剂包括润湿剂、消泡剂、中和剂中的一种或几种。

优选地，按照重量份计，所述助剂包括：

润湿剂 0.1-0.5份

消泡剂 0.1-0.3份

中和剂 0.1-0.5份。

更优选地，按照重量份计，所述助剂包括：

润湿剂 0.2-0.5份

消泡剂 0.1-0.3份

中和剂 0.2-0.4份。

优选地，所述第一溶剂和第二溶剂为去离子水。

优选地，所述水溶性环氧树脂为有机硅杂化改性环氧树脂。

优选地，所述水溶性多元胺固化剂为脂肪胺和聚酰胺的混合物。

优选地，所述脂肪胺和聚酰胺的质量比为1-3：1。

更优选地，所述脂肪胺和聚酰胺的质量比为2：1。

优选地，所述水溶性多元胺固化剂的活波氢当量为110-120g/eq。

优选地，所述水性颜填料为水性铝银浆。

优选地，所述水性铝银浆为ECKART Hydrolan235和/或曼特博5506D。

优选地，所述润湿剂为毕克BYK348和/或毕克BYK349。

优选地，所述消泡剂为毕克BYK022和/或毕克BYK028。

优选地，所述中和剂为二乙醇胺。中和剂用于调节涂料体系的pH值。

本发明的第二方面提供一种水性双组分环氧银粉漆的制备方法。

一种水性双组分环氧银粉漆的制备方法，包括如下步骤：

先用助溶剂溶解水性铝银浆，制得溶解后的水性铝银浆，将水溶性环氧树脂加入第一溶剂中，然后依次加入第一增稠剂、第二增稠剂、溶解后的水性铝银浆混合，制得所述A组分；将水溶性多元胺固化剂和第二溶剂混合，制得所述B组分。

优选地，所述加入第一增稠剂、第二增稠剂为在中速搅拌下加入，所述中速为400-600r/min。

优选地，所述将水溶性环氧树脂加入第一溶剂后，还包括加入润湿剂和/或消泡剂。

优选地，所述加入润湿剂和/或消泡剂为在低速搅拌下加入，所述低速为200-300r/min。

优选地，所述依次加入第一增稠剂、第二增稠剂、溶解后的水性铝银浆混合后，还包括加入中和剂，并调节pH值至8.0-10.0。

优选地，所述将水溶性多元胺固化剂和第二溶剂混合后，还包括过滤的步骤。

本发明的第三方面提供一种水性双组分环氧银粉漆的应用。

一种水性双组分环氧银粉漆在金属材料涂饰或防腐中的应用。

优选地，所述金属材料为汽车减震器。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

(1)本发明提供的水性双组分环氧银粉漆包括A组分和B组分，利用A组分中的水性环氧树脂和B组分中的水性多元胺固化剂进行固化交联反应制得漆膜，还通过添加第一增稠剂和第二增稠剂，配合助溶剂以及其他组分，使得水性双组分环氧银粉漆不仅具有良好的流平性、防流挂、机械性能和防腐性，漆膜硬度达到1H，附着力达到1级，在360h耐中性盐雾测试中表现良好，而且能够显示出优异的银粉排列效果和金属质感，达到与溶剂型涂料同等的外观和性能，同时水溶性优良，还具有挥发性有机化合物(VOC)含量低的优势，更加环保；

(2)本发明将水溶性环氧树脂加入溶剂中，然后依次加入第一增稠剂、第二增稠剂、预先用助溶剂溶解的水性铝银浆，混合，制得A组分；将水溶性多元胺固化剂和溶剂混合，制得B组分，本发明涂料的制备方法简便易操作，无需使用有机溶剂，减少污染；

(3)本发明提供的水性双组分环氧银粉漆可以用于金属材料的涂饰或防腐中，尤其是汽车减震器的涂装工艺中，水溶性优良，能够对工件进行润湿，克服双向作用筒式结构汽车减震器在经过前处理烘干后两段温差带来的对施工效果不利的影响，在不改变涂装工艺、保证漆膜机械和防腐性能的条件下，兼顾流平性、防流挂、防腐性，保证漆膜的银粉排列效果和金属质感。

具体实施方式

为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。

以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。

以下各实施例和对比例中采用的原料：

水溶性环氧树脂和水溶性多元胺固化剂均为自制产品，具体如下：

水溶性环氧树脂：有机硅杂化改性环氧树脂。采用自乳化方法，在环氧树脂主体链中引入环氧改性硅烷偶联剂，制得有机硅杂化改性环氧树脂。有机硅杂化改性环氧树脂有助于增加涂层耐腐蚀性，采用自乳化方法可降低乳化剂含量的影响。

水溶性多元胺固化剂：质量比为2：1的脂肪胺和聚酰胺的混合物，脂肪胺：EPlKURE3292-FX-60，聚酰胺：ARADUR 38-1，活波氢当量为125g/eq。

消泡剂：BYK028、BYK349采购于毕克化学公司，

水性铝银浆：Hydrolan235采购于爱卡公司；

第一增稠剂：Gel0620增稠剂，采购于OMG公司；

第二增稠剂：Rheolate150增稠剂，采购于海明斯公司。

实施例1

一种水性双组分环氧银粉漆，包括A组分和B组分；

按照重量份计，A组分包括如下组分：

按照重量份计，B组分包括如下组分：

水溶性多元胺固化剂 50份

去离子水 50份。

上述水性双组分环氧银粉的制备方法，包括如下步骤：

将8份Hydrolan235水性铝银浆用8份二丙二醇甲醚溶解完全，备用；称取50份水溶性环氧树脂，在低速搅拌(250r/min)下加入去离子水20份、0.2份BYK028、0.3份BYK349、0.3份二乙醇胺，在中速搅拌下(500r/min)加入1份Gel0620、1份Rheolate150，搅拌均匀，制得混合液，再将溶解好的水性铝银浆加入上述混合液中，制得A组分；称取50份水溶性多元胺固化剂、去离子水50份，搅拌均匀，过滤，制得B组分。

实施例2

一种水性双组分环氧银粉漆，包括A组分和B组分；

按照重量份计，A组分包括如下组分：

按照重量份计，B组分包括如下组分：

水溶性多元胺固化剂 50份

去离子水 50份。

上述水性双组分环氧银粉的制备方法，包括如下步骤：

将8份Hydrolan235水性铝银浆用10份二丙二醇甲醚溶解完全，备用；称取50份水溶性环氧树脂，在低速搅拌(300r/min)下加入去离子水20份、0.2份BYK028、0.3份BYK349、0.3份二乙醇胺，在中速搅拌下(600r/min)加入2份Gel0620、0.5份Rheolate150，搅拌均匀，再将溶解好的铝银浆加入上述混合液中，制得A组分；称取50份水溶性多元胺固化剂、去离子水50份，搅拌均匀，制得B组分。

实施例3

与实施例1的区别在于，将水溶性环氧树脂的重量份替换为40份。

实施例4

与实施例1的区别在于，将水溶性环氧树脂的重量份替换为60份。

对比例1

与实施例1的区别在于，将实施例1中助溶剂二丙二醇甲醚替换为等重量份的丙二醇丁醚，其余原料与制备方法同实施例1。

对比例2

与实施例1的区别在于，将实施例1中助溶剂二丙二醇甲醚替换为等重量份的二丙二醇丁醚，其余原料与制备方法同实施例1。

对比例3

与实施例1的区别在于，将实施例1中助溶剂二丙二醇甲醚替换为等重量份的丙二醇甲醚，其余原料与制备方法同实施例1。

对比例4

与实施例2的区别在于，不添加Rheolate150，其余原料与制备方法同实施例2。

对比例5

与实施例1的区别在于，不添加Gel0620，其余原料与制备方法同实施例1。

应用例1

将实施例1制得的水性环氧银粉漆中的A组分和B组分混合，经调节施工粘度至岩田2#杯的流出时间为25秒，上汽车减震器生产线进行涂装，其中B组分质量为A组分质量的20％。

应用例2

将实施例2制得的水性环氧银粉漆中的A组分和B组混合，经调节施工粘度至岩田2#杯的流出时间为25秒，上汽车减震器生产线进行涂装，其中B组分质量为A组分质量的20％。

产品效果测试

将上述各实施例和对比例制得的水性双组分环氧银粉漆的性能测试效果，具体见表1。

表1各实施例和对比例的产品性能测试结果

由上表的结果可知，本发明实施例1-4制得的水性双组分环氧银粉漆硬度达到1H，附着力达到1级，具有良好的机械性能，在360h耐中性盐雾测试中表现良好，防腐性好，光泽度(60°)为99-102，润湿流平性为优，无流挂现象，具有优异的银粉排列效果和金属质感。

而对比例1将助溶剂替换为丙二醇丁醚后，导致润湿流平性下降、银粉排列效果和金属质感下降。对比例2将助溶剂替换为二丙二醇丁醚后，导致流挂现象严重、银粉排列效果和金属质感下降。对比例3将助溶剂替换为丙二醇甲醚后，导致润湿流平性下降、银粉效果排列和金属质感下降。以上对比例1-3的漆膜性能下降，主要是因为铝粉的排列主要是依靠强氢键及表干速度来控制金属铝粉的定向排向，对比例1和对比例2较实施例1和2来说，溶剂的挥发梯度变慢，亲水性变弱，导致金属铝粉定向排列变差；对比例3较实验例1和实施例2来说，溶剂的溶解力变弱，影响涂料的雾化效果，因此导致银粉排列效果下降。

对比例4和对比例5的涂料分别不添加第二增稠剂、第一增稠剂，均导致流挂现象严重，而且银粉排列效果和金属质感很差，这主要是因为银粉的排列主要是依靠强氢键和表干速度来控制，第一增稠剂和第二增稠剂发挥相互作用，可以在涂料体系中能够形成强大的氢键网络结构，对银粉有定向锚固作用，同时，有助于避免涂料在储存过程中出现银粉结团、返粗、变黑等问题，如不添加其中一种增稠剂，将会导致涂层金属质感下降。

Claims (8)

1.一种水性双组分环氧银粉漆，其特征在于，包括A组分和B组分，按照重量份计，所述A组分包括如下组分：

所述助溶剂为二丙二醇甲醚；

所述第一增稠剂包括非离子聚氨酯类增稠剂；

所述第二增稠剂包括缔合型疏水改性碱溶胀型增稠剂；

按照重量份计，所述B组分包括如下组分：

水溶性多元胺固化剂 30-60份

第二溶剂 30-60份；

所述第一溶剂和第二溶剂为去离子水。

2.根据权利要求1所述的水性双组分环氧银粉漆，其特征在于，所述B组分质量为A组分质量的10-30％。

3.根据权利要求1所述的水性双组分环氧银粉漆，其特征在于，所述助溶剂和水性铝银浆的质量比为1-3：1-3。

4.根据权利要求1所述的水性双组分环氧银粉漆，其特征在于，所述A组分还包括助剂，所述助剂包括润湿剂、消泡剂、中和剂中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述的水性双组分环氧银粉漆，其特征在于，按照重量份计，所述助剂包括：

润湿剂 0.1-0.5份

消泡剂 0.1-0.3份

中和剂 0.1-0.5份。

6.权利要求1-5任一项所述水性双组分环氧银粉漆的制备方法，包括如下步骤：

先用助溶剂溶解水性铝银浆，制得溶解后的水性铝银浆，将水溶性环氧树脂加入第一溶剂中，然后依次加入第一增稠剂、第二增稠剂、溶解后的水性铝银浆混合，制得所述A组分；将水溶性多元胺固化剂和第二溶剂混合，制得所述B组分。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述依次加入第一增稠剂、第二增稠剂、溶解后的水性铝银浆混合后，还包括加入中和剂，并调节pH值至8.0-10.0。

8.权利要求1-5任一项所述水性双组分环氧银粉漆在金属材料涂饰或防腐中的应用。