CN117363210A - 一种金属面水性多彩乳液聚合组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种金属面水性多彩乳液聚合组合物及其制备方法，包括硅酮树脂、聚氨酯树脂、有机颜料、增稠剂、分散剂、消泡剂、金属离子交联剂、有机溶剂和水，本发明的配方体系中采用硅酮树脂和聚氨酯树脂两种树脂，可以使得产品具有良好的的耐候性，能够抵御日晒、紫外线和气候变化导致的降解和褪色，并且可以增加涂膜的耐候性，有助于防止涂层龟裂和剥落，还能够提供涂膜良好的粘结力、硬度、耐磨性和耐刮擦性，还能实现更好的颜色稳定性，提供色彩的保持性；本发明的配方体系中还添加了金属离子交联剂通过与树脂中的官能基发生交联反应，形成三维网络结构，涂膜的硬度、强度、耐磨性和耐刮擦性能得到提升，从而增加涂膜的耐久性和抗损伤能力。
Description
技术领域
本发明涉及水性多彩乳液技术领域，尤其涉及一种金属面水性多彩乳液聚合组合物及其制备方法。
背景技术
金属面水性多彩乳液是一种特殊的涂料产品，它可应用于金属表面，提供具有多彩效果的涂层。这种涂料通常基于水性乳液技术，具有环保、易于施工和干燥快等特点。
下面是关于金属面水性多彩乳液的一些特点和应用：
多彩效果：金属面水性多彩乳液具有丰富的色彩效果，可呈现出金属光泽、磨砂、金粉或其他艳丽的外观效果。
适用于金属表面：这种涂料适用于各种金属表面，如钢铁、铝、铜、不锈钢等，能够为金属制品提供美观、防锈和防腐的保护。
水性乳液：金属面水性多彩乳液采用水作为稀释剂，不含有害溶剂，不产生有害气体，对人体和环境更加友好。
易于施工和清洗：这种涂料具有较低的挥发性，涂装时无需使用有害的溶剂或稀释剂，且易于使用和清洗，降低了施工的复杂性和工作人员的健康风险。
干燥快速：金属面水性多彩乳液通常具有较快的干燥时间，能够快速形成坚固的涂层，以便尽早投入使用。
涂装应用：金属面水性多彩乳液广泛应用于工业制品、家居装饰品、工艺品等各种金属制品的涂装，为其增添美观度和保护性。
尽管金属面水性多彩乳液具有多种优点和应用前景，但也存在一些潜在的缺点，包括：
耐候性较低：与传统溶剂型涂料相比，金属面水性多彩乳液的耐候性可能较低。在受到极端气候条件或长时间暴露于紫外线照射下，涂层可能出现色彩褪色、表面粉化或降解的问题。
物理性能相对较弱：金属面水性多彩乳液可能相对于其他涂料系统在硬度、耐磨性和抗刮擦性等物理性能方面稍逊一筹。这可能限制了其在某些应用领域的使用范围。
颜色稳定性有限：一些金属面水性多彩乳液的颜色稳定性可能不如溶剂型涂料。在长期使用或暴露于化学物质、清洁剂或强酸碱等环境中，颜色可能会发生变化或褪色。
发明内容
本发明提供了一种金属面水性多彩乳液聚合组合物及其制备方法，以解决现有技术耐候性较低、物理性能相对较弱和颜色稳定性有限的技术问题，本发明的内容如下：
本发明的第一个目的在提供一种金属面水性多彩乳液聚合组合物，其技术点在于，按照重量份数计，包括20-30重量份的硅酮树脂、10-20重量份的聚氨酯树脂、5-10重量份的有机颜料、0.5-2重量份的增稠剂、0.5-2重量份的分散剂、0.1-0.5重量份的消泡剂、0.2-1重量份的金属离子交联剂、2-5重量份的有机溶剂和20-30重量份的水。
为了更好的实现上述技术方案，本发明的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的有机颜料为偶氮颜料、酞菁颜料和蒽醌中的至少一种。
为了更好的实现上述技术方案，本发明的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的增稠剂为黄原胶、羟乙基纤维素和卡波姆中的至少一种。
为了更好的实现上述技术方案，本发明的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的分散剂为烷基苯聚醚磺酸钠、聚磷酸盐和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。
为了更好的实现上述技术方案，本发明的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的消泡剂为硅油类消泡剂、非离子型消泡剂和非离子型消泡剂中的至少一种。
为了更好的实现上述技术方案，本发明的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的金属离子交联剂为锌离子络合物和铝离子络合物中的任意一种。
为了更好的实现上述技术方案，本发明的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的有机溶剂为甲苯、庚烷和己烷中的至少一种。
本发明的第二个目的在于提供一种金属面水性多彩乳液的制备方法，其技术点在于，包括以下步骤：
步骤一，精确称取各个组分的含量，在反应容器中加入适量的水后加入硅酮树脂和聚氨酯树脂以为200-300rmp的转速，搅拌20-40min；
步骤二，在步骤一的基础上加入增稠剂和分散剂搅拌均匀后加入有机颜料；
步骤三，在步骤二的基础上加入消泡剂以为1000-1400rmp的转速，搅拌10-20min；
步骤四，在步骤三的基础上加入金属离子交联剂，搅拌均匀；
步骤五，在步骤四的基础上加入有机溶剂搅拌以调整涂料的粘度和稳定性。
与现有技术相比，本发明的一种金属面水性多彩乳液聚合组合物及其制备方法有以下有益效果：
本发明的金属面水性多彩乳液聚合组合物包括硅酮树脂、聚氨酯树脂、有机颜料、增稠剂、分散剂、消泡剂、金属离子交联剂、有机溶剂和水，本发明的配方体系中采用硅酮树脂和聚氨酯树脂两种树脂，可以使得产品具有良好的的耐候性，能够抵御日晒、紫外线和气候变化导致的降解和褪色，并且可以增加涂膜的耐候性，有助于防止涂层龟裂和剥落，还能够提供涂膜良好的粘结力、硬度、耐磨性和耐刮擦性，还能实现更好的颜色稳定性，提供色彩的保持性；本发明的配方体系中还添加了金属离子交联剂通过与树脂中的官能基发生交联反应，形成三维网络结构，涂膜的硬度、强度、耐磨性和耐刮擦性能得到提升，从而增加涂膜的耐久性和抗损伤能力。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种金属面水性多彩乳液聚合组合物包括25kg的硅酮树脂、15kg的聚氨酯树脂、7.5kg的有机颜料、1kg的增稠剂、1kg的分散剂、0.3kg的消泡剂、0.6kg的金属离子交联剂、3.5kg的有机溶剂和25kg的水。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的有机颜料为偶氮颜料。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的增稠剂为黄原胶。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的分散剂为烷基苯聚醚磺酸钠。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的消泡剂为硅油类消泡剂。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的金属离子交联剂为锌离子络合物。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的有机溶剂为甲苯。
按照上述配方体系，本发明的一种金属面水性多彩乳液的制备方法包括以下步骤：
步骤一，精确称取各个组分的含量，在反应容器中加入适量的水后加入硅酮树脂和聚氨酯树脂以为250rmp的转速，搅拌30min；
步骤二，在步骤一的基础上加入增稠剂和分散剂搅拌均匀后加入有机颜料；
步骤三，在步骤二的基础上加入消泡剂以为1200rmp的转速，搅拌15min；
步骤四，在步骤三的基础上加入金属离子交联剂，搅拌均匀；
步骤五，在步骤四的基础上加入有机溶剂搅拌以调整涂料的粘度和稳定性。
实施例2
一种金属面水性多彩乳液聚合组合物包括20kg的硅酮树脂、10kg的聚氨酯树脂、5kg的有机颜料、0.5kg的增稠剂、0.5kg的分散剂、0.1kg的消泡剂、0.2kg的金属离子交联剂、2kg的有机溶剂和20kg的水。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的有机颜料为酞菁颜料。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的增稠剂为羟乙基纤维素。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的分散剂为聚磷酸盐。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的消泡剂为非离子型消泡剂。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的金属离子交联剂为铝离子络合物。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的有机溶剂为庚烷。
按照上述配方体系，本发明的一种金属面水性多彩乳液的制备方法包括以下步骤：
步骤一，精确称取各个组分的含量，在反应容器中加入适量的水后加入硅酮树脂和聚氨酯树脂以为200rmp的转速，搅拌40min；
步骤二，在步骤一的基础上加入增稠剂和分散剂搅拌均匀后加入有机颜料；
步骤三，在步骤二的基础上加入消泡剂以为1000rmp的转速，搅拌20min；
步骤四，在步骤三的基础上加入金属离子交联剂，搅拌均匀；
步骤五，在步骤四的基础上加入有机溶剂搅拌以调整涂料的粘度和稳定性。
实施例3
一种金属面水性多彩乳液聚合组合物包括30kg的硅酮树脂、20kg的聚氨酯树脂、10kg的有机颜料、2kg的增稠剂、2kg的分散剂、0.5kg的消泡剂、1kg的金属离子交联剂、5kg的有机溶剂和30kg的水。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的有机颜料为蒽醌。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的增稠剂为卡波姆。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的分散剂为十二烷基苯磺酸钠。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的消泡剂为非离子型消泡剂。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的金属离子交联剂为锌离子络合物。
进一步的，本实施例的金属面水性多彩乳液聚合组合物中的有机溶剂为己烷。
按照上述配方体系，本发明的一种金属面水性多彩乳液的制备方法包括以下步骤：
步骤一，精确称取各个组分的含量，在反应容器中加入适量的水后加入硅酮树脂和聚氨酯树脂以为300rmp的转速，搅拌20min；
步骤二，在步骤一的基础上加入增稠剂和分散剂搅拌均匀后加入有机颜料；
步骤三，在步骤二的基础上加入消泡剂以为1400rmp的转速，搅拌10min；
步骤四，在步骤三的基础上加入金属离子交联剂，搅拌均匀；
步骤五，在步骤四的基础上加入有机溶剂搅拌以调整涂料的粘度和稳定性。
对比例1
本对比例中将实施例1中的“25kg的硅酮树脂、15kg的聚氨酯树脂、7.5kg的有机颜料、1kg的增稠剂、1kg的分散剂、0.3kg的消泡剂、0.6kg的金属离子交联剂、3.5kg的有机溶剂和25kg的水”改成“40kg的硅酮树脂、7.5kg的有机颜料、1kg的增稠剂、1kg的分散剂、0.3kg的消泡剂、0.6kg的金属离子交联剂、3.5kg的有机溶剂和25kg的水”，其余操作同实施例1。
对比例2
本对比例中将实施例1中的“25kg的硅酮树脂、15kg的聚氨酯树脂、7.5kg的有机颜料、1kg的增稠剂、1kg的分散剂、0.3kg的消泡剂、0.6kg的金属离子交联剂、3.5kg的有机溶剂和25kg的水”改成“40kg的聚氨酯树脂、7.5kg的有机颜料、1kg的增稠剂、1kg的分散剂、0.3kg的消泡剂、0.6kg的金属离子交联剂、3.5kg的有机溶剂和25kg的水”，其余操作同实施例1。
对比例3
本对比例中将实施例1中的“25kg的硅酮树脂、15kg的聚氨酯树脂、7.5kg的有机颜料、1kg的增稠剂、1kg的分散剂、0.3kg的消泡剂、0.6kg的金属离子交联剂、3.5kg的有机溶剂和25kg的水”改成“25kg的硅酮树脂、15kg的聚氨酯树脂、7.5kg的有机颜料、1kg的增稠剂、1kg的分散剂、0.3kg的消泡剂、3.5kg的有机溶剂和25kg的水”，其余操作同实施例1。
试验例
将实施例1-3和对比例1-3制备得到的金属面水性多彩乳液进行耐候性、物理性和颜色稳定性测试，测试方法和结果(表1)如下：
1、耐候性/颜色稳定性测试
将涂有样品的金属板暴露在UV紫外加速老化试验箱中进行老化操作，通过观察和测量涂层的颜色变化、状态变化来评估耐候性。
2、物理性测试
对涂有样品的金属板进行硬度(铅笔硬度检测)、耐磨性(Taber耐磨测试)和抗刮擦性测试(指甲刮痕测试)。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 颜色变化 | 无变化 | 无变化 | 无变化 | 无变化 | 无变化 | 褪色 |
| 状态变化 | 无变化 | 无变化 | 无变化 | 无变化 | 无变化 | 表面粉化 |
| 硬度 | 5H | 5H | 5H | 4H | 4H | 5H |
| 耐磨性/1000转失重 | 0.0045g | 0.0055g | 0.0065g | 0.045g | 0.055g | 0.15g |
| 抗刮擦性 | 无变化 | 无变化 | 无变化 | 轻微划痕 | 轻微划痕 | 划痕较多 |
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (8)
1.一种金属面水性多彩乳液聚合组合物，其特征在于，按照重量份数计，包括20-30重量份的硅酮树脂、10-20重量份的聚氨酯树脂、5-10重量份的有机颜料、0.5-2重量份的增稠剂、0.5-2重量份的分散剂、0.1-0.5重量份的消泡剂、0.2-1重量份的金属离子交联剂、2-5重量份的有机溶剂和20-30重量份的水。
2.根据权利要求1所述的一种金属面水性多彩乳液聚合组合物，其特征在于，所述有机颜料为偶氮颜料、酞菁颜料和蒽醌中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种金属面水性多彩乳液聚合组合物，其特征在于，所述增稠剂为黄原胶、羟乙基纤维素和卡波姆中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种金属面水性多彩乳液聚合组合物，其特征在于，所述分散剂为烷基苯聚醚磺酸钠、聚磷酸盐和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种金属面水性多彩乳液聚合组合物，其特征在于，所述消泡剂为硅油类消泡剂、非离子型消泡剂和非离子型消泡剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种金属面水性多彩乳液聚合组合物，其特征在于，所述金属离子交联剂为锌离子络合物和铝离子络合物中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种金属面水性多彩乳液聚合组合物，其特征在于，所述有机溶剂为甲苯、庚烷和己烷中的至少一种。
8.根据权利要求1-7任意所述一种金属面水性多彩乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，精确称取各个组分的含量，在反应容器中加入适量的水后加入硅酮树脂和聚氨酯树脂以为200-300rmp的转速，搅拌20-40min；
步骤二，在步骤一的基础上加入增稠剂和分散剂搅拌均匀后加入有机颜料；
步骤三，在步骤二的基础上加入消泡剂以为1000-1400rmp的转速，搅拌10-20min；
步骤四，在步骤三的基础上加入金属离子交联剂，搅拌均匀；
步骤五，在步骤四的基础上加入有机溶剂搅拌以调整涂料的粘度和稳定性。
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