CN116042046A - 一种水性单组分环氧塑料件涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及IPC C09D127领域，更具体地，涉及一种水性单组分环氧塑料件涂料及其制备方法。所述水性单组分环氧塑料件涂料，至少包括以下原料：水性树脂、颜填料、消泡剂、湿润分散剂、防沉触变剂、中和剂、流平剂、基材润湿剂、附着力促进剂、助溶剂、硅烷偶联剂、增稠剂、去离子水。本发明中通过特定的原料和工艺制备了水性单组分环氧塑料件涂料，工艺简单，操作方便，具有使用方便、能耗降低、耐化学品性优异、绿色环保、柔韧性好、附着力强，工艺简便等优点，解决了现有塑料件涂料存在的柔韧性差、附着力低、成本较高，污染环境及使用能耗高的问题，使得制备得到的涂料非常适合应用于塑料件涂覆领域。

Description

一种水性单组分环氧塑料件涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及IPC C09D127领域，更具体地，涉及一种水性单组分环氧塑料件涂料及其制备方法。
背景技术
塑料是一类具有可塑性的合成高分子材料，与其他材料相比较，因具有质量轻、化学稳定性和电绝缘性能优良等特点在建筑、家电、汽车等领域被广泛应用。但是，塑料本身耐紫外光等环境老化性不够理想，并且在加工成型过程中表面也常会产生各种缺陷，因此需要对其进行表面涂饰；一方面可增加塑料本身使用寿命、弥补表面缺陷造成的不良效果，另一方面也可以满足不同行业所需要的不同外观效果及性能要求。
塑料件涂料，利用树脂或者固化剂本身特殊结构在塑料件上面具有极其强的粘结力、柔韧性及强度兼顾的特殊性能，成为一种性能极佳、使用方便的塑料件涂料。在传统的溶剂型塑料件涂料中，因其中含有大量的有机溶剂，在施工过程中产生大量的有机挥发性气体，不仅造成环境污染，而且对现场作业人员也会造成身心健康方面的损害；因为涂料中含有大量的有机溶剂，对涂料本身的储存要求也比较高，不能遇见明火、高温环境中存放，否则很可能造成爆炸的危险，从而造成巨大的经济损失。
目前，一般采用水性丙烯酸聚氨酯双组份、水性单组分有机硅改性丙烯酸乳液、水性单组分氟改性丙烯酸乳液的方法来制备塑料件涂料；一方面，由于水性丙烯酸聚氨酯双组份涂料中所使用的异氰酸酯固化剂可以与塑料件表面产生一部分化学交联从而增强涂料与基材的附着力。但是这种涂料造价比较高，由于是双组份使用时需要配比固化剂从而造成使用时不方便，而且配比时容易产生错误配比，而增加使用成本；另一方面单组分有机硅改性丙烯酸乳液、氟改性丙烯酸乳液利用本身具有超低的表面张力而在塑料件表面能够产生附着力，但是这种采用低表面能附着的方法所产生的附着力强度是有限的，随着时间的延长就会产生附着力丧失的问题，而且这种采用有机硅改性的本体使其具有较高的玻璃化温度，这就造成了涂料本身具有较高的硬度而降低了涂料本身的柔韧性，从而容易产生发脆、开裂、脱粉等弊端，而氟改性的丙烯酸乳液造成了涂料本身具有重涂性差的缺陷，从而丧失产品本身与同类竞品的竞争能力问题。
申请号为CN201711487669.8的专利文件，公开了塑料用粉末涂料及其制备方法，通过加入改性的环氧树脂、抗氧剂、光稳定剂，在较低的温度下也能固话化但是其无法兼顾涂层的粘结力、柔韧性及强度。
申请号为CN201410475747.2的专利文件，公开了一种水性塑料涂料及其制备方法，通过采用聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液兼具聚氨酯、丙烯酸酯的特点，使得涂层具有耐磨、耐水性佳和力学性能好等优点，但是其无法兼顾涂层的粘结力、柔韧性及强度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一方面，提供了一种水性单组分环氧塑料件涂料，按重量份计，至少包括以下原料：水性树脂35-60份、颜填料20-25份、消泡剂0.1-0.5份、湿润分散剂0.1-1.5份、防沉触变剂0.1-1份、中和剂0.1-0.5份、流平剂0.5-1份、基材润湿剂0.5-1份、附着力促进剂0.1-1份、助溶剂1-5份、硅烷偶联剂0.1-0.5份、增稠剂1-5份、去离子水2-30份。
优选的，所述水性树脂为水性单组分环氧树脂乳液。
优选的，所述水性单组份环氧树脂乳液在25℃下的粘度为100-10000mPa·s，固含量为35-60wt％。
在一些优选的方案中，所述水性单组份环氧乳液为上海征玺材料科技有限公司生产的ZX-6021、日本爱迪生生产的DIC502-42W和武汉仕全兴生产的SQX-4001中的一种或多种。
本发明人创造性的发现，选用特定的水性单组分环氧树脂乳液作为涂料的原料，能够大大提高涂层与基材间的附着力以及其耐化学性。这可能是由于特定的水性单组分环氧树脂乳液中的环氧树脂因含有苯环、环氧基等特殊的分子结构、从而兼具硬度与柔韧性良好的特点，同时具有与塑料件表面活性基团相交联的作用，从而能够大大提高涂层与基材的结合力，附着力及耐化学品性明显优于同类型的产品。此外，由于是单组分的产品，所以现场施工时更方便、快捷，与双组份产品相比干燥性能方面更突出，从而能够降低能耗，节约使用综合成本。
优选的，所述颜填料包括钛白粉、滑石粉、硫酸钡中的一种或多种。
优选的，所述钛白粉的吸油量≤25g/100g，二氧化钛含量≥90wt％；进一步优选的，所述钛白粉的吸油量≤19g/100g，二氧化钛含量≥93wt％。
更进一步的，所述二氧化钛为金红石型二氧化钛。
在一些优选的方案中，所述钛白粉购买自龙蟒佰利联公司生产的钛白粉BLR-895。
优选的，所述滑石粉的粒径D50为1-15μm，白度≥88；进一步优选的，所述滑石粉的粒径D50为5μm，白度≥92。
在一些优选的方案中，所述滑石粉购买自江西广源集团生产的高档微细滑石粉HS-638。
优选的，所述硫酸钡的白度≥90，吸油量为5-30ml/100g；进一步优选的，所述硫酸钡的白度≥93，吸油量为14-16ml/100g。
在一些优选的方案中，所述硫酸钡购买自江西广源集团生产的超细硫酸钡GY-5000。
在一些优选的方案中，所述颜填料为钛白粉和硫酸钡。
优选的，所述钛白粉和硫酸钡的重量比为(3-9)：1；进一步优选的，为21:4。
在另一些优选的方案中，所述颜填料为钛白粉和滑石粉。
优选的，所述钛白粉和滑石粉的重量比为(5-10)：1；进一步优选的，为7:1。
申请人意外发现，选用特定的两种颜填料复配，尤其是钛白粉和硫酸钡复配，能够在提高涂层的耐水性、耐热性、附着力以及耐辐射性能的同时，降低成本。这可能是由于钛白粉对介质的稳定性可起到保护作用，并能增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长漆膜寿命，但是钛白粉的价格昂贵，成本高，而硫酸钡与钛白粉的性质接近，因此在涂料领域中可以适当替代钛白粉的用量，在节约成本的同时保证了涂层的光泽感、附着力以及尺寸稳定性，两者共用还具有一定的协同增效作用。
优选的，所述消泡剂包括矿物油消泡剂、有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、发酵消泡剂中的一种或多种；进一步优选的，为矿物油消泡剂、有机硅消泡剂、聚醚消泡剂中的任一种。
优选的，所述矿物油消泡剂中活性物含量为95-100wt％，255下的粘度为100-500mPa·s；进一步优选的，所述矿物油消泡剂中活性物含量为100wt％，255下的粘度为200-300mPa·s。
在一些优选的方案中，所述矿物油消泡剂购买自济南宇涛化工有限公司生产的矿物油消泡剂YT-502。
优选的，所述有机硅消泡剂的主要成分为改性聚硅氧烷。
在一些优选的方案中，所述有机硅消泡剂购买自河南基材润湿有限公司生产的有机硅消泡剂WS-69521。
优选的，所述聚醚消泡剂为聚醚改性硅氧烷消泡剂。
优选的，所述聚醚改性硅氧烷消泡剂中活性物含量为15-30wt％；进一步优选的，为24wt％。
在一些优选的方案中，所述聚醚改性硅氧烷消泡剂购买迪高生产的TEGO 902W。
优选的，所述湿润分散剂包括阴离子表面活性剂和/或含有亲颜料基的有机高分子聚合物。
优选的，所述阴离子表面活性剂为铵盐类阴离子表面活性剂。
在一些优选的方案中，所述阴离子表面活性剂为河南思德化工生产的湿润分散剂SD-1780或SD-1650。
优选的，所述含有亲颜料基的有机高分子聚合物包括毕克公司生产的BYK-190、迪高生产的TEGO-760W、河南基材润湿公司生产的WS-1930H中的一种或多种。
在一些优选的方案中，所述湿润分散剂为阴离子表面活性剂和含有亲颜料基的有机高分子聚合物。
优选的，所述阴离子表面活性剂和含有亲颜料基的有机高分子聚合物的重量比为1：(0.5-2)。
发明人意外发现，选用特定的阴离子表面活性剂和含有亲颜料基的有机高分子聚合物作为湿润分散剂，且所述阴离子表面活性剂和含有亲颜料基的有机高分子聚合物的重量比为1：(0.5-2)时，能够改善涂层的外观质量，且能提高其抗石击性。这可能是由于两种的湿润分散剂协同作用，一方面降低了发泡性从而改善了涂料的流动性，调节涂料的粘度使得其粘度性能稳定，进而使得涂层光滑平整且稳定性高，具有高抗石击性，而另一方面其相容性好，能够避免颜填料的凝结，进一步增强涂层的稳定性，提高涂层的外观质量。
优选的，所述防沉触变剂包括聚酰胺蜡、有机膨润土、凹凸棒土和气相二氧化硅中的一种或多种。
优选的，所述聚酰胺蜡的不挥发份为10-35wt％，酸价为5-20mgKOH/g；进一步优选的，所述聚酰胺蜡的不挥发份为16-20wt％，酸价为11-14mgKOH/g。
在一些优选的方案中，所述聚酰胺蜡购买海明斯生产的
Figure BDA0003898671270000061
P2100W。
优选的，所述有机膨润土的密度为1.5-2.0g/cm3，粒径≤5μm；进一步优选的，所述有机膨润土的密度为1.62g/cm3，粒径≤1μm。
在一些优选的方案中，所述有机膨润土购买海明斯生产的BENTONE SD-2。
在一些优选的方案中，所述凹凸棒土和气相二氧化硅均购买自海明斯。
在一些优选的方案中，所述防沉触变剂为有机膨润土和气相二氧化硅。
优选的，所述有机膨润土和气相二氧化硅的重量比为(1-5)：1。
优选的，所述中和剂在15℃下的粘度为100-200cp，表面张力为30-45达因/厘泊；进一步优选的，所述中和剂在15℃下的粘度为147cp，表面张力为37达因/厘泊。
在一些优选的方案中，所述中和剂购买自美国陶氏生产的AMP-95胺中和剂。
优选的，所述流平剂为聚丙烯酸酯流平剂、聚醚改性有机硅氧烷类流平剂、聚酯改性有机硅氧烷类流平剂、有机硅表面活性流平剂中的一种或多种；进一步优选的，为聚丙烯酸酯流平剂、聚醚改性有机硅氧烷类流平剂、有机硅表面活性流平剂中的一种或多种；更进一步的，为聚醚改性有机硅氧烷类流平剂。
优选的，所述聚丙烯酸酯流平剂的密度为0.95-1.05g/ml，不挥发份为45-55wt％；进一步优选的，所述聚丙烯酸酯流平剂的密度为1.03g/ml，不挥发份为52wt％。
在一些优选的方案中，所述聚丙烯酸酯流平剂购买自德国毕克生产的BYK-381。
优选的，所述聚醚改性有机硅氧烷类流平剂中有效物质含量≥98wt％；进一步优选的，为100wt％。
在一些优选的方案中，所述聚醚改性有机硅氧烷类流平剂购买自德国迪高生产的TEGO 450。
优选的，所述有机硅表面活性流平剂的不挥发份为40-50wt％，闪点为70-90℃；进一步优选的，所述有机硅表面活性流平剂的不挥发份为45wt％，闪点为81℃。
在一些优选的方案中，所述有机硅表面活性流平剂购买自德国毕克生产的BYK-346。
优选的，所述基材润湿剂为有机硅氧烷共聚物。
优选的，所述基材润湿剂包括德国迪高生产的TEGO-4100，麦尔化工生产的HY-6085、HY-6086、H-71中的一种或多种；进一步优选的，为TEGO-4100。
优选的，所述附着力促进剂包括磷酸酯类附着力促进剂、环氧基改性硅氧烷偶联剂附着力促进剂、高支化聚酯类附着力促进剂中的一种或多种；进一步优选的，为磷酸酯类附着力促进剂。
优选的，所述磷酸类附着力促进剂包括上海深竹化工科技有限公司生产的SN-7072A、SN-7063、2063中的一种或多种。
优选的，所述附着力促进剂和水性树脂的重量比为1：(60-90)。
本发明人创造性的发现，选用特定的附着力促进剂，且当所述附着力促进剂和水性树脂的重量比为1：(60-90)时，能够在提高涂料与基材间附着力的同时，还能够提高涂料的硬度、耐冲击性和耐化学品性能。这可能是由于选用特定的磷酸酯类附着力促进剂，其与水性单组分环氧树脂乳液之间的相容性好，同时分子结构上多个锚固基团具有对基材极强的粘接力，而特殊的羟基也可以参与树脂体系的交联反应，从而能够辅助提升涂层在基材上面的附着力，同时增加涂层的硬度、延展性、耐冲击性及耐化学品性能。
优选的，所述助溶剂包括丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚和乙二醇丁醚中的一种或多种；进一步优选的，为二丙二醇丁醚和乙二醇丁醚。
优选的，所述二丙二醇丁醚和乙二醇丁醚的重量比为1：(0.5-2)。
优选的，所述硅烷偶联剂为磷酸酯改性的硅烷偶联剂。
在一些优选的方案中，所述磷酸酯改性的硅烷偶联剂购买自武汉安瑞科生产的UM-536、UM-956、UM-554、UM-996中的一种或多种；进一步优选的，为UM-536和UM-996。
优选的，所述UM-536和UM-996的重量比为1：(1-2)。
优选的，所述增稠剂包括碱溶胀类增稠剂、低剪切聚氨酯类增稠剂、中高剪切聚氨酯类增稠剂中的一种或多种；进一步优选的，为低剪切聚氨酯类增稠剂和中高剪切聚氨酯类增稠剂。
优选的，所述低剪切聚氨酯类增稠剂和中高剪切聚氨酯类增稠剂的重量比为1：(0.5-2)。
在一些优选的方案中，所述碱溶胀类增稠剂、低剪切聚氨酯类增稠剂、中高剪切聚氨酯类增稠剂均购买自河南思德化工。
本发明第二方面提供了所述水性单组分塑料件涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按组分中重量比将去离子水、环氧乳液、中和剂、消泡剂、分散剂、助溶剂加入到配漆罐中混合，搅拌；
(2)加入防沉触变剂，搅拌；
(3)加入颜填料，搅拌；
(4)加入基材润湿剂、附着力促进剂、流平剂、硅烷偶联剂，搅拌；
(5)加入增稠剂搅拌；经搅拌均匀后过滤即得水性单组分塑料件涂料。
进一步优选的，所述水性单组分塑料件涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按组分重量比将去离子水、水性单组分环氧乳液、AMP-95胺中和剂、消泡剂、分散剂、助溶剂加入到配漆罐中混合，搅拌15-30min；
(2)加入防沉触变剂，搅拌15-20min；
(3)加入颜填料，搅拌30-40min；
(4)加入基材润湿剂、附着力促进剂、流平剂、硅烷偶联剂，搅拌15-20min；
(5)加入增稠剂搅拌10-15min；经搅拌均匀后过滤即得水性单组分环氧塑料件涂料。
所述步骤(1)中，搅拌速率为300-500r/min，所述步骤(2)中，搅拌速率为600-800r/min；所述步骤(3)中，搅拌速率为1000-1500r/min；所述步骤(4)中，搅拌速率为300-500r/min；所述步骤(5)中，搅拌速率为600-800r/min。
有益效果：
1、本发明通过选用特定的水性单组分环氧树脂乳液作为涂料的原料，能够大大提高涂层与基材间的附着力以及其耐化学性。
2、本发明通过选用特定的附着力促进剂，且当所述附着力促进剂和水性树脂的重量比为1：(60-90)时，能够在提高涂料与基材间附着力的同时，还能够提高涂料的硬度、耐冲击性和耐化学品性能。
3、本发明通过选用特定的阴离子表面活性剂和含有亲颜料基的有机高分子聚合物作为湿润分散剂，且所述阴离子表面活性剂和含有亲颜料基的有机高分子聚合物的重量比为1：(0.5-2)时，能够改善涂层的外观质量，且能提高其抗石击性。
4、本发明通过选用改性的硅烷偶联剂，在涂料里面的贮存稳定性能更优，同时能够提升涂层的粘结力、耐水性能等优点。
5、本发明中通过特定的原料和工艺制备了水性单组分环氧塑料件涂料，工艺简单，操作方便，具有使用方便、能耗降低、耐化学品性优异、绿色环保、柔韧性好、附着力强，工艺简便等优点，解决了现有塑料件涂料存在的柔韧性差、附着力低、成本较高，污染环境及使用能耗高的问题，使得制备得到的涂料非常适合应用于塑料件涂覆领域。
具体实施方式
实施例
实施例1
实施例1提供了一种水性单组分环氧塑料件涂料，按重量份计，包括以下原料：水性树脂50份、颜填料25份、消泡剂0.3份、湿润分散剂0.6份、防沉触变剂0.4份、中和剂0.3份、流平剂0.6份、基材润湿剂0.5份、附着力促进剂0.7份、助溶剂4份、硅烷偶联剂0.5份、增稠剂3份、去离子水15份。
所述水性树脂为水性单组分环氧树脂乳液。
所述水性单组份环氧树脂乳液在25℃下的粘度为500-10000mPa·s，固含量为51-55wt％。
所述水性单组份环氧乳液为上海征玺材料科技有限公司生产的ZX-6021。
所述颜填料为钛白粉和硫酸钡。
所述钛白粉的吸油量≤19g/100g，二氧化钛含量≥93wt％。
所述二氧化钛为金红石型二氧化钛。
所述钛白粉购买自龙蟒佰利联公司生产的钛白粉BLR-895。
所述硫酸钡的白度≥93，吸油量为14-16ml/100g。
所述硫酸钡购买自江西广源集团生产的超细硫酸钡GY-5000。
所述钛白粉和硫酸钡的重量比为21:4。
所述消泡剂为聚醚消泡剂。
所述聚醚消泡剂为聚醚改性硅氧烷消泡剂。
所述聚醚改性硅氧烷消泡剂中活性物含量为24wt％。
所述聚醚改性硅氧烷消泡剂购买迪高生产的TEGO 902W。
所述湿润分散剂为阴离子表面活性剂和含有亲颜料基的有机高分子聚合物。
所述阴离子表面活性剂为铵盐类阴离子表面活性剂。
所述阴离子表面活性剂为河南思德化工生产的湿润分散剂SD-1650。
所述含有亲颜料基的有机高分子聚合物为迪高生产的TEGO-760W。
所述阴离子表面活性剂和含有亲颜料基的有机高分子聚合物的重量比为1：1。
所述防沉触变剂为有机膨润土和气相二氧化硅。
所述有机膨润土和气相二氧化硅的重量比为3：1。
所述有机膨润土的密度为1.62g/cm3，粒径≤1μm。
所述有机膨润土购买海明斯生产的BENTONE SD-2。
所述气相二氧化硅购买自海明斯。
所述中和剂在15℃下的粘度为147cp，表面张力为37达因/厘泊。
所述中和剂购买自美国陶氏生产的AMP-95胺中和剂。
所述流平剂为聚醚改性有机硅氧烷类流平剂。
所述聚醚改性有机硅氧烷类流平剂中有效物质含量为100wt％。
所述聚醚改性有机硅氧烷类流平剂购买自德国迪高生产的TEGO450。
所述基材润湿剂为有机硅氧烷共聚物。
所述基材润湿剂为德国迪高生产的TEGO-4100。
所述附着力促进剂为磷酸酯类附着力促进剂。
所述磷酸类附着力促进剂为上海深竹化工科技有限公司生产的2063。
所述助溶剂为二丙二醇丁醚和乙二醇丁醚。
所述二丙二醇丁醚和乙二醇丁醚的重量比为1：1。
所述硅烷偶联剂为磷酸酯改性的硅烷偶联剂。
所述磷酸酯改性的硅烷偶联剂为武汉安瑞科生产的UM-536和UM-996。
所述UM-536和UM-996的重量比为2：3。
所述增稠剂为低剪切聚氨酯类增稠剂和中高剪切聚氨酯类增稠剂。
所述低剪切聚氨酯类增稠剂和中高剪切聚氨酯类增稠剂的重量比为1：1。
所述低剪切聚氨酯类增稠剂、中高剪切聚氨酯类增稠剂均购买自河南思德化工。
本实施例第二方面提供了所述水性单组分塑料件涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按组分重量比将去离子水、水性单组分环氧乳液、AMP-95胺中和剂、消泡剂、分散剂、助溶剂加入到配漆罐中混合，300r/min搅拌，搅拌15分钟；
(2)加入防沉触变剂，600r/min搅拌，搅拌15分钟；
(3)加入颜填料，1000r/min搅拌30min；
(4)加入基材润湿剂、附着力促进剂、流平剂、硅烷偶联剂，500r/min搅拌15min；
(5)加入增稠剂600r/min搅拌15min；经搅拌均匀后过滤即得水性单组分环氧塑料件涂料。
实施例2
实施例2提供了一种水性单组分环氧塑料件涂料，具体实施方式同实施例1。不同点在于：原料各组分用量不同：水性树脂55份、颜填料25份、消泡剂0.3份、湿润分散剂0.6份、防沉触变剂0.4份、中和剂0.3份、流平剂0.7份、基材润湿剂0.7份、附着力促进剂0.8份、助溶剂3份、硅烷偶联剂0.5份、增稠剂3份、去离子水7份。
所述二丙二醇丁醚和乙二醇丁醚的重量比为3：2。
实施例3
实施例3提供了一种水性单组分环氧塑料件涂料，具体实施方式同实施例1。不同点在于：不同点在于：原料各组分用量不同：水性树脂60份、颜填料25份、消泡剂0.3份、湿润分散剂0.6份、防沉触变剂0.4份、中和剂0.3份、流平剂0.8份、基材润湿剂0.8份、附着力促进剂1份、助溶剂3份、硅烷偶联剂0.5份、增稠剂3份、去离子水2份。
所述二丙二醇丁醚和乙二醇丁醚的重量比为3：2。
对比例1
对比例1提供了一种水性单组分环氧塑料件涂料，按重量份计，包括以下原料：水性树脂40份、颜填料24份、消泡剂0.3份、湿润分散剂0.5份、防沉触变剂0.5份、中和剂0.2份、流平剂0.5份、基材润湿剂0.5份、附着力促进剂0.3份、助溶剂2份、硅烷偶联剂0.3份、增稠剂1.3份、去离子水28份。
所述水性树脂为水性单组分环氧树脂乳液。
所述水性单组份环氧树脂乳液在25℃下的粘度为500-10000mPa·s，固含量为51-55wt％。
所述水性单组份环氧乳液为上海征玺材料科技有限公司生产的ZX-6021。
所述颜填料为钛白粉和滑石粉。
所述钛白粉和滑石粉的重量比为7:1。
所述钛白粉的吸油量≤19g/100g，二氧化钛含量≥93wt％。
所述二氧化钛为金红石型二氧化钛。
所述钛白粉购买自龙蟒佰利联公司生产的钛白粉BLR-895。
所述滑石粉的粒径D50为5μm，白度≥92。
所述滑石粉购买自江西广源集团生产的高档微细滑石粉HS-638。
所述消泡剂为矿物油消泡剂。
所述矿物油消泡剂中活性物含量为100wt％，255下的粘度为200-300mPa·s。
所述矿物油消泡剂购买自济南宇涛化工有限公司生产的矿物油消泡剂YT-502。
所述湿润分散剂为阴离子表面活性剂。
所述阴离子表面活性剂为铵盐类阴离子表面活性剂。
所述阴离子表面活性剂为河南思德化工生产的湿润分散剂SD-1780。
所述防沉触变剂为聚酰胺蜡。
所述聚酰胺蜡的不挥发份为16-20wt％，酸价为11-14mgKOH/g。
所述聚酰胺蜡购买海明斯生产的
Figure BDA0003898671270000151
P2100W。
所述中和剂在15℃下的粘度为147cp，表面张力为37达因/厘泊。
所述中和剂购买自美国陶氏生产的AMP-95胺中和剂。
所述流平剂为聚醚改性有机硅氧烷类流平剂。
所述聚醚改性有机硅氧烷类流平剂中有效物质含量为100wt％。
所述聚醚改性有机硅氧烷类流平剂购买自德国迪高生产的TEGO450。
所述基材润湿剂为有机硅氧烷共聚物。
所述基材润湿剂为麦尔化工生产的HY-6085。
所述附着力促进剂为磷酸酯类附着力促进剂。
所述磷酸类附着力促进剂为上海深竹化工科技有限公司生产的SN-7072A。
所述助溶剂为丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚。
所述二丙二醇丁醚和乙二醇丁醚的重量比为1：1。
所述硅烷偶联剂为磷酸酯改性的硅烷偶联剂。
所述磷酸酯改性的硅烷偶联剂购买自武汉安瑞科生产的UM-536。
所述增稠剂为碱溶胀类增稠剂和低剪切聚氨酯类增稠剂。
所述碱溶胀类增稠剂和低剪切聚氨酯类增稠剂的重量比为3：10。
所述碱溶胀类增稠剂、低剪切聚氨酯类增稠剂、中高剪切聚氨酯类增稠剂均购买自河南思德化工。
所述水性单组分塑料件涂料的制备方法同实施例1。
对比例2
对比例2提供了一种水性单组分环氧塑料件涂料，按重量份计，包括以下原料：水性树脂40份、颜填料24份、消泡剂0.3份、湿润分散剂0.5份、防沉触变剂0.2份、中和剂0.2份、流平剂0.5份、基材润湿剂0.5份、附着力促进剂0.3份、助溶剂2份、硅烷偶联剂0.3份、增稠剂1.3份、去离子水28份。
所述水性树脂为水性单组分环氧树脂乳液。
所述水性单组份环氧树脂乳液在25℃下的粘度为4500mPa·s，固含量为42wt％。
所述水性单组份环氧乳液购买自日本爱迪生生产的DIC502-42W。
所述颜填料为钛白粉和滑石粉。
所述钛白粉和滑石粉的重量比为7:1。
所述钛白粉的吸油量≤19g/100g，二氧化钛含量≥93wt％。
所述二氧化钛为金红石型二氧化钛。
所述钛白粉购买自龙蟒佰利联公司生产的钛白粉BLR-895。
所述滑石粉的粒径D50为5μm，白度≥92。
所述滑石粉购买自江西广源集团生产的高档微细滑石粉HS-638。
所述消泡剂为聚醚改性硅氧烷消泡剂。
所述聚醚改性硅氧烷消泡剂中活性物含量为24wt％。
所述聚醚改性硅氧烷消泡剂购买迪高生产的TEGO 902W。
所述湿润分散剂为阴离子表面活性剂。
所述阴离子表面活性剂为铵盐类阴离子表面活性剂。
所述阴离子表面活性剂为河南思德化工生产的湿润分散剂SD-1650。
所述防沉触变剂为有机膨润土。
所述有机膨润土的密度为1.62g/cm3，粒径≤1μm。
所述有机膨润土购买海明斯生产的BENTONE SD-2。
所述中和剂在15℃下的粘度为147cp，表面张力为37达因/厘泊。
所述中和剂购买自美国陶氏生产的AMP-95胺中和剂。
所述流平剂为聚丙烯酸酯流平剂。
所述聚丙烯酸酯流平剂的密度为1.03g/ml，不挥发份为52wt％。
所述聚丙烯酸酯流平剂购买自德国毕克生产的BYK-381。
所述基材润湿剂为有机硅氧烷共聚物。
所述基材润湿剂麦尔化工生产的HY-6085。
所述附着力促进剂为磷酸酯类附着力促进剂。
所述磷酸类附着力促进剂为上海深竹化工科技有限公司生产的SN-7063。
所述助溶剂为二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚。
所述二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚的重量比为1：1。
所述硅烷偶联剂为磷酸酯改性的硅烷偶联剂。
所述磷酸酯改性的硅烷偶联剂购买自武汉安瑞科生产的UM-956。
所述增稠剂为碱溶胀类增稠剂和低剪切聚氨酯类增稠剂。
所述碱溶胀类增稠剂和低剪切聚氨酯类增稠剂的重量比为3：10。
所述碱溶胀类增稠剂、低剪切聚氨酯类增稠剂、中高剪切聚氨酯类增稠剂均购买自河南思德化工。
所述水性单组分塑料件涂料的制备方法同实施例1。
对比例3
对比例3提供了一种水性单组分环氧塑料件涂料，按重量份计，包括以下原料：水性树脂40份、颜填料24份、消泡剂0.3份、湿润分散剂0.5份、防沉触变剂0.2份、中和剂0.2份、流平剂0.5份、基材润湿剂0.5份、附着力促进剂0.3份、助溶剂1.5份、硅烷偶联剂0.3份、增稠剂1.5份、去离子水27份。
所述水性树脂为水性单组分环氧树脂乳液。
所述水性单组份环氧树脂乳液在25℃下的粘度为100-2000mPa·s，固含量为38wt％。
所述水性单组份环氧乳液为武汉仕全兴生产的SQX-4001。
所述颜填料为钛白粉和滑石粉。
所述钛白粉和滑石粉的重量比为7:1。
所述钛白粉的吸油量≤19g/100g，二氧化钛含量≥93wt％。
所述二氧化钛为金红石型二氧化钛。
所述钛白粉购买自龙蟒佰利联公司生产的钛白粉BLR-895。
所述滑石粉的粒径D50为5μm，白度≥92。
所述滑石粉购买自江西广源集团生产的高档微细滑石粉HS-638。
所述消泡剂为有机硅消泡剂。
所述有机硅消泡剂的主要成分为改性聚硅氧烷。
所述有机硅消泡剂购买自河南基材润湿有限公司生产的有机硅消泡剂WS-69521。
所述湿润分散剂为含有亲颜料基的有机高分子聚合物。
所述含有亲颜料基的有机高分子聚合物为毕克公司生产的BYK-190。
所述防沉触变剂为凹凸棒土。
所述凹凸棒土购买自海明斯。
所述中和剂在15℃下的粘度为147cp，表面张力为37达因/厘泊。
所述中和剂购买自美国陶氏生产的AMP-95胺中和剂。
所述流平剂为有机硅表面活性流平剂。
所述有机硅表面活性流平剂的不挥发份为45wt％，闪点为81℃。
所述有机硅表面活性流平剂购买自德国毕克生产的BYK-346。
所述基材润湿剂为有机硅氧烷共聚物。
所述基材润湿剂为麦尔化工生产的HY-6086。
所述附着力促进剂为磷酸酯类附着力促进剂。
所述磷酸类附着力促进剂为上海深竹化工科技有限公司生产的2063。
所述助溶剂为二丙二醇甲醚和乙二醇丁醚。
所述二丙二醇甲醚和乙二醇丁醚的重量比为1：1。
所述硅烷偶联剂为磷酸酯改性的硅烷偶联剂。
所述磷酸酯改性的硅烷偶联剂购买自武汉安瑞科生产的UM-554。
所述增稠剂为碱溶胀类增稠剂和低剪切聚氨酯类增稠剂。
所述碱溶胀类增稠剂和低剪切聚氨酯类增稠剂的重量比为1：2。
所述碱溶胀类增稠剂、低剪切聚氨酯类增稠剂、中高剪切聚氨酯类增稠剂均购买自河南思德化工。
所述水性单组分塑料件涂料的制备方法同实施例1。
对比例4
对比例4提供了一种水性单组分环氧塑料件涂料，按重量份计，包括以下原料：水性树脂45份、颜填料25份、消泡剂0.3份、湿润分散剂0.5份、防沉触变剂0.3份、中和剂0.2份、流平剂0.5份、基材润湿剂0.5份、附着力促进剂0.5份、助溶剂3份、硅烷偶联剂0.3份、增稠剂2.5份、去离子水20份。
所述水性树脂为水性单组分环氧树脂乳液。
所述水性单组份环氧树脂乳液在25℃下的粘度为500-10000mPa·s，固含量为51-55wt％。
所述水性单组份环氧乳液为上海征玺材料科技有限公司生产的ZX-6021。
所述颜填料为钛白粉和硫酸钡。
所述钛白粉的吸油量≤19g/100g，二氧化钛含量≥93wt％。
所述二氧化钛为金红石型二氧化钛。
所述钛白粉购买自龙蟒佰利联公司生产的钛白粉BLR-895。
所述硫酸钡的白度≥93，吸油量为14-16ml/100g。
所述硫酸钡购买自江西广源集团生产的超细硫酸钡GY-5000。
所述钛白粉和硫酸钡的重量比为21:4。
所述消泡剂为聚醚消泡剂。
所述聚醚消泡剂为聚醚改性硅氧烷消泡剂。
所述聚醚改性硅氧烷消泡剂中活性物含量为24wt％。
所述聚醚改性硅氧烷消泡剂购买迪高生产的TEGO 902W。
所述湿润分散剂为含有亲颜料基的有机高分子聚合物。
所述含有亲颜料基的有机高分子聚合物为河南基材润湿公司生产的WS-1930H。
所述防沉触变剂为凹凸棒土和气相二氧化硅。
所述凹凸棒土和气相二氧化硅均购买自海明斯。
所述凹凸棒土和气相二氧化硅的重量比为2：1。
所述中和剂在15℃下的粘度为147cp，表面张力为37达因/厘泊。
所述中和剂购买自美国陶氏生产的AMP-95胺中和剂。
所述流平剂为聚醚改性有机硅氧烷类流平剂。
所述聚醚改性有机硅氧烷类流平剂中有效物质含量为100wt％。
所述聚醚改性有机硅氧烷类流平剂购买自德国迪高生产的TEGO450。
所述基材润湿剂为有机硅氧烷共聚物。
所述基材润湿剂为北京麦尔化工生产的H-71。
所述附着力促进剂为磷酸酯类附着力促进剂。
所述磷酸类附着力促进剂为上海深竹化工科技有限公司生产的2063。
所述助溶剂为二丙二醇甲醚和乙二醇丁醚。
所述二丙二醇甲醚和乙二醇丁醚的重量比为1：2。
所述硅烷偶联剂为磷酸酯改性的硅烷偶联剂。
所述硅烷偶联剂为武汉安瑞科生产的UM-996。
所述增稠剂为低剪切聚氨酯类增稠剂和中高剪切聚氨酯类增稠剂。
所述低剪切聚氨酯类增稠剂和中高剪切聚氨酯类增稠剂的重量比为3：2。
所述碱溶胀类增稠剂、低剪切聚氨酯类增稠剂、中高剪切聚氨酯类增稠剂均购买自河南思德化工。
所述水性单组分塑料件涂料的制备方法同实施例1。
对比例5
对比例5提供了一种水性单组分环氧塑料件涂料，具体实施方式同实施例1。不同点在于：所述颜填料为滑石粉和硫酸钡。
所述滑石粉和硫酸钡的重量比为1:1。
所述滑石粉的粒径D50为5μm，白度≥92。
所述滑石粉购买自江西广源集团生产的高档微细滑石粉HS-638。
所述硫酸钡的白度≥93，吸油量为14-16ml/100g。
所述硫酸钡购买自江西广源集团生产的超细硫酸钡GY-5000。
对比例6
对比例6提供了一种水性单组分环氧塑料件涂料，具体实施方式同实施例1。不同点在于：所述水性树脂为水性单组分丙烯酸树脂。
所述水性单组分丙烯酸树脂在25℃下的粘度为300-2000cps。
所述水性单组分丙烯酸树脂购买自广东叁漆新材料有限公司生产的L-9112W。
性能测试
1、涂膜外观
对实施例1-3和对比例1-6所制备的涂料，参考GB9761-1988观察涂抹外观，结果记入表1。
2、干燥时间
对实施例1-3和对比例1-6所制备的涂料，参考GB/T1728测试其表干时间和实干时间，结果记入表1。
3、附着力
对实施例1-3和对比例1-6所制备的涂料，采用GB/T9286测量其附着力等级，结果记入表1。
4、抗石击
对实施例1-3和对比例1-6所制备的涂料，采用Q/CAM-64.3-2011A法测量其抗石击等级，结果记入表1。
5、柔韧性
对实施例1-3和对比例1-6所制备的涂料，采用GB/T1731测量其柔韧性，结果记入表1。
6、硬度
对实施例1-3和对比例1-6所制备的涂料，采用GB/T6739测量其硬度，结果记入表1。
7、耐水性
对实施例1-3和对比例1-6所制备的涂料，采用GB/T1733，将其放在水中浸泡7天后取出，观察漆膜外观是否无变化，结果记入表1。
8、耐热性能
对实施例1-3和对比例1-6所制备的涂料，参考GB/T1735的方法，涂料形成的涂层在80℃下放置120h后，观察期外观变化情况，若其外观无变化，且划格实验≤1级，则记为通过，结果记入表1。
9、耐表面活性剂性能
对实施例1-3和对比例1-6所制备的涂料，参考GB/T9274-1988中记载的方法，在25℃的中性洗涤液中浸泡8h后，取出观察涂层外观，若涂层无起泡、剥离、溶胀、变软等破坏现象、无明显颜色和光泽变化，则记为通过，结果记入表1。
所述中性洗涤液为奇强牌洗涤液。
10、耐辐射性能
对实施例1-3和对比例1-6所制备的涂料，参考GB/T1766中记载的方法，将涂层在辐射照射下300h，后观察漆膜变化，若漆膜附着力变化≤1级，则记为通过，结果记入表1。
表1
Figure BDA0003898671270000241
Figure BDA0003898671270000251

Claims (10)

1.一种水性单组分环氧塑料件涂料，其特征在于，按重量份计，至少包括以下原料：水性树脂35-60份、颜填料20-25份、消泡剂0.1-0.5份、湿润分散剂0.1-1.5份、防沉触变剂0.1-1份、中和剂0.1-0.5份、流平剂0.5-1份、基材润湿剂0.5-1份、附着力促进剂0.1-1份、助溶剂1-5份、硅烷偶联剂0.1-0.5份、增稠剂1-5份、去离子水2-30份。
2.根据权利要求1所述的一种水性单组分环氧塑料件涂料，其特征在于，所述水性树脂为水性单组分环氧树脂乳液；所述水性单组份环氧树脂乳液在25℃下的粘度为100-10000mPa·s，固含量为35-60wt％。
3.根据权利要求2所述的一种水性单组分环氧塑料件涂料，其特征在于，所述颜填料包括钛白粉、滑石粉、硫酸钡中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种水性单组分环氧塑料件涂料，其特征在于，所述钛白粉的吸油量≤25g/100g，二氧化钛含量≥90wt％。
5.根据权利要求3所述的一种水性单组分环氧塑料件涂料，其特征在于，所述硫酸钡的白度≥90，吸油量为5-30ml/100g。
6.根据权利要求1所述的一种水性单组分环氧塑料件涂料，其特征在于，所述湿润分散剂包括阴离子表面活性剂和/或含有亲颜料基的有机高分子聚合物。
7.根据权利要求6所述的一种水性单组分环氧塑料件涂料，其特征在于，所述防沉触变剂包括聚酰胺蜡、有机膨润土、凹凸棒土和气相二氧化硅中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的一种水性单组分环氧塑料件涂料，其特征在于，所述附着力促进剂包括磷酸酯类附着力促进剂、环氧基改性硅氧烷偶联剂附着力促进剂、高支化聚酯类附着力促进剂中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的一种水性单组分环氧塑料件涂料，其特征在于，所述增稠剂包括碱溶胀类增稠剂、低剪切聚氨酯类增稠剂、中高剪切聚氨酯类增稠剂中的一种或多种。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的水性单组分环氧塑料件涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按组分中重量比将去离子水、环氧乳液、中和剂、消泡剂、分散剂、助溶剂加入到配漆罐中混合，搅拌；
(2)加入防沉触变剂，搅拌；
(3)加入颜填料，搅拌；
(4)加入基材润湿剂、附着力促进剂、流平剂、硅烷偶联剂，搅拌；
(5)加入增稠剂搅拌；经搅拌均匀后过滤即得水性单组分塑料件涂料。
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