一种聚酯型高光水性卷铝涂料及其制备方法与流程

文档序号:20451015发布日期:2020-04-17 23:04阅读:508来源:国知局
本发明属于涂料
技术领域
,尤其涉及一种聚酯型高光水性卷铝涂料及其制备方法。
背景技术
:卷铝涂料是通过辊涂作业的方法,将涂料涂覆于铝材表面,然后制成彩涂铝板,既有铝板的机械强度高、柔韧性好、易加工成型优点,又具有良好的装饰性及耐腐蚀性,且能容易的进行冲裁、弯曲、深冲等加工。由于产品质轻、性优、价廉而获得广泛应用,诸如工业厂房、车站、机场、体育馆、高档楼房等各类建筑及家电制造业。卷铝涂料一般采用单涂层的的一涂一烘工艺,正面涂底漆,底漆提供附着力、柔韧性及防腐性,此外还需与面漆有良好的层间附着力及配套性;面漆在高档或者要求高的场合才会用到。由于卷铝涂料涂装时要经受高温快速烘烤,使用时要把涂板开卷并直接进行切割、咬合等各种机械加工,因此要求卷铝涂料具有良好的稳定性、机械性能和对基材优异的附着力。目前,综合性能优良的溶剂型卷铝涂料占据了卷铝涂料的绝对地位。但传统溶剂型卷铝涂料和卷铝涂装工艺造成的工业污染如钝化用的六价铬、溶剂型卷铝涂料中的甲醛、苯系物和恶臭的毒害性气体和工业废水的排放,造成了工业环境和社会环境的严重污染,破坏了人类的生存环境,危害了人类的生命健康。现有的卷铝卷材涂料共有两大类底漆,根据成膜树脂不同可分为聚酯-氨基底漆与丙烯酸-氨基底漆。常见的聚酯类底漆价格相对便宜,柔韧性好,但附着力和耐盐雾性相对较差;而丙烯酸类底漆耐盐雾性强,综合性能突出,但附着力相对较差。并且两者均以溶剂型为主,很难达到国家环保部对挥发有机物(voc)含量标准的要求,对环境以及人类的身心健康影响极大。随着日益严峻的环保形势和全国各地voc排放费的征收,高性能的水性卷铝涂料的研究成为了涂料领域新的研究热点,同时随着预涂卷铝涂料技术朝着超长寿命、产品功能化和环境友好型的方向发展,并不断开拓新的应用领域,亟需提供一种附着力、柔韧性好,抗划伤性能优异的水性卷铝涂料。技术实现要素:有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种附着力、柔韧性好,抗划伤性能优异的水性卷铝涂料。本发明提供了一种聚酯型高光水性卷铝涂料,包括:优选的,所述水性聚酯树脂的粘度为300~2000mpa·s;ph值为6.5~7.5;固体份含量为40~60wt%;所述氨基树脂的固体份含量为80~100wt%;所述氨基树脂选自全甲醚化氨基树脂和/或部分甲醚化氨基树脂。优选的,所述水性聚酯树脂选自博兴利金汇新材料有限公司的lh-j05和/或兰鑫lx1632;所述氨基树脂选自cymel325、cymel303、cymel308与cymel385中的一种或多种。优选的,所述颜填料选自金红石型钛白粉、硫酸钡、滑石粉、煅烧高岭土与湿法绢云母粉中的一种或多种。优选的,所述分散剂选自聚氨酯型、丙烯酸型与羧酸盐型分散剂中的一种或多种;所述基材润湿剂选自聚醚硅氧烷、高分子量嵌段共聚物、非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂中的一种或多种;所述流平剂选自丙烯酸酯类流平剂、聚醚硅氧烷类流平剂与非硅类流平剂中的一种或多种。优选的,所述分散剂选自byk190、dego755w、dego760w与德谦fx600中的一种或多种;所述基材润湿剂选自byk190、dego270、dego245与德谦w-77中的一种或多种;所述流平剂选自pw336、dego410、dego450与efka3777中的一种或多种。优选的,所述助溶剂选自乙醇、正丁醇、乙二醇丁醚与丙二醇甲醚中一种或多种;所述水性附着力助剂选自lubrizol2063和/或lubrizol2062;所述酸催化剂选自bd7732、bd7722与bd7719中的一种或多种。优选的,包括:优选的,所述聚酯型高光水性卷铝涂料在铝板板温200℃~250℃下20~30s固化。本发明还提供了一种聚酯型高光水性卷铝涂料的制备方法,包括:将40~70重量份的水性聚酯树脂、2~5重量份的助溶剂、0.1~0.5重量份的分散剂、0.1~0.6重量份的基材润湿剂、0~0.5重量份的流平剂、1~5重量份的水性附着力助剂与5~26.4重量份的水混合低速搅拌,然后加入15~30重量份的颜填料、3~8重量份的氨基树脂与0.1~0.5重量份的酸催化剂,高速分散均匀后,得到聚酯型高光水性卷铝涂料。本发明提供了一种聚酯型高光水性卷铝涂料,包括:水性聚酯树脂40~70重量份;颜填料15~30重量份;氨基树脂3~8重量份;分散剂0.1~0.5重量份;基材润湿剂0.1~0.6重量份;流平剂0~0.5重量份;助溶剂2~5重量份;水性附着力助剂1~5重量份;酸催化剂0.1~0.5重量份;水5~26.4重量份。与现有技术相比,本发明通过设计合适的氨基比、颜基比等使其可以在铝板板温200℃~250℃下快速固化,且具有高硬度、附着力好、柔韧性佳、光度高、抗划伤性优异等特点,同时以水为稀释剂也具有易分散、流平性优等特性,再者其属于水性卷铝涂料,属于低voc产品,具有环保、绿色的特点。实验结果表明,本发明提供的聚酯型高光水性卷铝涂料:硬度方面达到中华铅笔3h无划痕;附着力方面划格法附着力0级;柔韧性方面在t弯上能达到1t无剥落;光泽方面60°光泽可达到90以上;抗划伤方面:用铝板进行划伤实验,漆膜表面无划伤且滑爽度较高;耐盐雾时间方面干膜厚度17~20μm,经预处理后普通铝板,耐盐雾时间可达4000h,符合装饰用铝单板的技术要求。具体实施方式下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,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。本发明提供了一种聚酯型高光水性卷铝涂料,包括:本发明提供的聚酯型高光水性卷铝涂料以水性聚酯树脂为主要成膜物质;所述水性聚酯树脂的含量优选为45~65重量份,更优选为45~60重量份,再优选为45~55重量份;在本发明提供的一些实施例中,所述水性聚酯树脂的含量优选为45重量份;在本发明提供的一些实施例中,所述水性聚酯树脂的含量优选为50重量份;在本发明提供的另一些实施例中,所述水性聚酯树脂的含量优选为55重量份;所述水性聚酯树脂的粘度优选为300~2000mpa·s;ph值优选为6.5~7.5;固体份含量优选为40~60wt%;在本发明中,所述水性聚酯树脂最优选为博兴利金汇新材料有限公司的lh-j05和/或兰鑫lx1632。以颜填料为次要成膜物质;所述颜填料的含量优选为20~30重量份,更优选为20~25重量份,再优选为20重量份;所述颜填料优选为金红石型钛白粉、硫酸钡、滑石粉、煅烧高岭土与湿法绢云母粉中的一种或多种;颜填料又称体质颜料主要作用是对涂膜起填充作用以增大涂膜厚度,并提高涂膜的耐久性及硬度等,还可使涂膜具有所需的各种色彩和提供一定的遮盖力,并对涂膜性能有一定的影响。以氨基树脂为交联剂;所述氨基树脂的含量优选为4~7重量份,更优选为5~6重量份;所述氨基树脂优选为全甲醚化氨基树脂和/或部分甲醚化氨基树脂,更优选为cymel325、cymel303、cymel308与cymel385中的一种或多种。氨基树脂作为交联剂可为漆膜提供良好的柔韧性和成型性。本发明提供的聚酯型高光水性卷铝涂料包括分散剂用于对颜填料进行分散,其含量优选为0.2~0.4重量份,更优选为0.2~0.3重量份;所述分散剂优选为聚氨酯型、丙烯酸型与羧酸盐型分散剂中的一种或多种,更优选为byk190、dego755w、dego760w与德谦fx600中的一种或多种。所述基材润湿剂的含量优选为0.1~0.5重量份,更优选为0.2~0.4重量份,再优选为0.2重量份;所述基材润湿剂优选为聚醚硅氧烷、高分子量嵌段共聚物、非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂中的一种或多种,更优选为byk190、dego270、dego245与德谦w-77中的一种或多种;添加基材润湿剂用于改善涂料的表面张力和渗透性,使其能够更好地润湿底材,从而提高涂料的附着力。为了增强涂料的流动性,本发明提供的聚酯型高光水性卷铝涂料可加入流平剂,所述流平剂的含量优选为0.1~0.3重量份,更优选为0.1~0.2重量份,再优选为0.1重量份;所述流平剂优选为丙烯酸酯类流平剂、聚醚硅氧烷类流平剂与非硅类流平剂中的一种或多种,更优选为pw336、dego410、dego450与efka3777中的一种或多种。流平剂能促使涂料在干燥成膜的过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。为了充分溶解树脂及颜填料,本发明提供的聚酯型高光水性卷铝涂料中加入了助溶剂;所述助溶剂的含量优选为2~4重量份,更优选为2~3重量份,再优选为2重量份;所述助溶剂优选为醇类溶剂和/或醇醚类溶剂,更优选为乙醇、正丁醇、乙二醇丁醚与丙二醇甲醚中一种或多种。本发明中还加入了水性附着力助剂也可称为水性附着力促进剂,以增进涂层漆膜底材之间的结合力,提高漆膜的耐化学品性,解决因涂装过程中出现的掉漆等现象;所述水性附着力助剂的含量优选为1~3重量份,更优选为1~2重量份,再优选为1重量份;所述水性附着力助剂优选为lubrizol2063和/或lubrizol2062。所述酸催化剂的含量优选为0.1~0.4重量份,更优选为0.1~0.3重量份,再优选为0.1~0.2重量份;所述酸催化剂优选为bd7732、bd7722与bd7719中的一种或多种。酸催化剂可加入树脂成膜,缩短固化时间。本发明提供的聚酯型高光水性卷铝涂料以水为稀释剂;所述水的含量优选为10~26.4重量份,更优选为15~26.4重量份,再优选为20~26.4重量份,最优选为20.4~26.4重量份。本发明提供的聚酯型高光水性卷铝涂料优选在铝板板温200℃~250℃下20~30s固化。本发明通过设计合适的氨基比、颜基比等使其可以在铝板板温200℃~250℃下快速固化,且具有高硬度、附着力好、柔韧性佳、光度高、抗划伤性优异等特点,同时以水为稀释剂也具有易分散、流平性优等特性,再者其属于水性卷铝涂料,属于低voc产品,具有环保、绿色的特点。本发明还提供了一种上述聚酯型高光水性卷铝涂料的制备方法,包括:将40~70重量份的水性聚酯树脂、2~5重量份的助溶剂、0.1~0.5重量份的分散剂、0.1~0.6重量份的基材润湿剂、0~0.5重量份的流平剂、1~5重量份的水性附着力助剂与5~26.4重量份的水混合低速搅拌,然后加入15~30重量份的颜填料、3~8重量份的氨基树脂与0.1~0.5重量份的酸催化剂,高速分散均匀后,得到聚酯型高光水性卷铝涂料。其中,本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制,为市售即可;所述水性聚酯树脂、助溶剂、分散剂、基材润湿剂、流平剂、水性附着力助剂、水、颜填料、氨基树脂与酸催化剂均同上所述,在此不再赘述。将40~70重量份的水性聚酯树脂、2~5重量份的助溶剂、0.1~0.5重量份的分散剂、0.1~0.6重量份的基材润湿剂、0~0.5重量份的流平剂、1~5重量份的水性附着力助剂与5~26.4重量份的水混合低速搅拌;所述低速搅拌优选在分散机中进行;所述低速搅拌的转速优选为500~800转/分钟,更优选为500~750转/分钟,再优选为500~690转/分钟。低速搅拌均匀后,加入15~30重量份的颜填料、3~8重量份的氨基树脂与0.1~0.5重量份的酸催化剂,高速分散均匀;所述高速分散优选在分散机中进行;所述高速分散的转速优选为1500~2000转/分钟,更优选为1500~1850转/分钟,再优选为1600~1760转/分钟。高速分散均匀后,优选进行研磨,得到聚酯型高光水性卷铝涂料;所述研磨优选采用篮式砂磨机进行;所述研磨的温度优选控制小于50℃;所述研磨优选至细度小于20μm。本发明制备的聚酯型高光水性卷铝涂料以水为分散介质,真正使得产品水性化,达到绿色环保、环境友好型涂料,且以水稀释剂施工方便,性能达到或者超越溶剂型底漆,其具有优异的t弯、90°折弯,正向冲击、耐溶剂擦拭、抗划伤等性能,填补国内水性卷铝涂料空白。为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的聚酯型高光水性卷铝涂料及其制备方法进行详细描述。以下实施例中所用的试剂均为市售,如无特殊说明,实施例中的份均为重量份;实施例中检测所用基材均为普通铝板,厚度为0.5mm,均经过脱脂-水洗-烘干-钝化的预处理过程;所有单层涂料的干膜厚度控制在17-20μm;检测标准均均按照国家检测标准进行。实施例1将利金汇lh-j05水性聚酯树脂45份,助溶剂丙二醇甲醚2份,byk190分散剂0.2份、德谦w77基材润湿剂0.2份,迪高450流平剂0.1份,路博润2043水性附着力助剂1份与水26.4份混合,采用分散机低速搅拌均匀(转速500转/分钟);然后加入龙蟒r996钛白粉20份,325氨基树脂5份,bd7719催干剂0.1份,采用分散机高速分散均匀后(转速1500转/分钟),再利用篮式砂磨机研磨至细度<20μm,研磨温度控制<50℃,得到聚酯型高光水性卷铝涂料。对实施例1中得到的聚酯型高光水性卷铝涂料的性能进检测,得到检测结果见表1。表1实施例1聚酯型高光水性卷铝涂料性能检测结果性能实施例1检测标准耐盐雾时间/h3500gb/t1771t弯2thg/t3830-2006附录b附着力0gb/t9286-1998硬度3hiso15184:1998voc/mg/l<20gb/t23986-2009光泽90gb/t9754稀释剂水/实施例2将利金汇lh-j05水性聚酯树脂55份,助溶剂乙二醇丁醚2份,德谦fx600分散剂0.3份、迪高245基材润湿剂0.2份,迪高450流平剂0.1份,路博润2043水性附着力助剂1份与水26.4份混合,采用分散机低速搅拌均匀(转速600转/分钟);然后加入龙蟒r996钛白粉20份,303氨基树脂5份,bd7722催干剂0.2份,采用分散机高速分散均匀后(转速1600转/分钟),再利用篮式砂磨机研磨至细度<20μm,研磨温度控制<50℃,得到聚酯型高光水性卷铝涂料。对实施例2中得到的聚酯型高光水性卷铝涂料的性能进检测,得到检测结果见表2。表2实施例1聚酯型高光水性卷铝涂料性能检测结果实施例3将利金汇lh-j06水性聚酯树脂50份,助溶剂丙二醇甲醚2份,迪高760w分散剂0.2份、德谦w77基材润湿剂0.2份,迪高410流平剂0.1份,路博润2042水性附着力助剂1份与水20.4份混合,采用分散机低速搅拌均匀(转速750转/分钟);然后加入东佳sr237钛白粉20份,湛新385氨基树脂6份,bd7732催干剂0.1份,采用分散机高速分散均匀后(转速1850转/分钟),再利用篮式砂磨机研磨至细度<20μm,研磨温度控制<50℃,得到聚酯型高光水性卷铝涂料。对实施例3中得到的聚酯型高光水性卷铝涂料的性能进检测,得到检测结果见表3。表3实施例3聚酯型高光水性卷铝涂料性能检测结果性能实施例3检测标准耐盐雾时间/h2500gb/t1771t弯2thg/t3830-2006附录b附着力0gb/t9286-1998硬度2hiso15184:1998voc/mg/l<20gb/t23986-2009光泽91.4gb/t9754稀释剂水/实施例4将利金汇lh-j06水性聚酯树脂55份,助溶剂丙二醇甲醚1份,迪高755w分散剂0.2份、德谦w77基材润湿剂0.4份,迪埃夫卡3777流平剂0.2份,路博润2042水性附着力助剂1份与水13.1份混合,采用分散机低速搅拌均匀(转速690转/分钟);然后加入东佳sr237钛白粉22份,湛新303氨基树脂7份,bd7722催干剂0.1份,采用分散机高速分散均匀后(转速1760转/分钟),再利用篮式砂磨机研磨至细度<20μm,研磨温度控制<50℃,得到聚酯型高光水性卷铝涂料。对实施例4中得到的聚酯型高光水性卷铝涂料的性能进检测,得到检测结果见表4。表4卷铝涂料性能检测结果表4中市售水性卷铝涂料厂家及牌号:黄山嘉博瑞科技有限公司,卷铝涂料;市售溶剂型卷铝涂料厂家及牌号:江苏海丰新材料有限公司,卷铝涂料。从表1~表4可以看出,硬度达到中华铅笔3h无划痕;底材附着力0级;t弯能达到1t无剥落;耐盐雾时间方面:本发明的水性卷铝干膜厚度17~20μm,经预处理后普通铝板,耐盐雾时间可达4000h,远高于市售水性卷铝涂料产品,和油性卷铝涂料产品性能几乎一致;本发明的水性卷铝,在水性涂料中属于低voc产品(<20mg/l),具有环保、绿色的特点。比较例1将利金汇lh-j06水性聚酯树脂55份,助溶剂丙二醇甲醚1份,迪高755w分散剂0.2份、德谦w77基材润湿剂0.4份,迪埃夫卡3777流平剂0.2份,路博润2042水性附着力助剂1份与水16.1份混合,采用分散机低速搅拌均匀(转速690转/分钟);然后加入东佳sr237钛白粉22份,湛新303氨基树脂10份,bd7722催干剂0.1份,采用分散机高速分散均匀后(转速1760转/分钟),再利用篮式砂磨机研磨至细度<20μm,研磨温度控制<50℃,得到聚酯型高光水性卷铝涂料。比较例2将利金汇lh-j06水性聚酯树脂50份,助溶剂丙二醇甲醚2份,与迪高760w分散剂0.2份、德谦w77基材润湿剂0.2份,迪高410流平剂0.1份,路博润2042水性附着力助剂1份,水23.4份混合,采用分散机低速搅拌均匀(转速750转/分钟);然后加入东佳sr237钛白粉20份,湛新385氨基树脂3份,bd7732催干剂0.1份,采用分散机高速分散均匀后(转速1850转/分钟),再利用篮式砂磨机研磨至细度<20μm,研磨温度控制<50℃,得到聚酯型高光水性卷铝涂料。对比较例1及比较例2中得到的聚酯型高光水性卷铝涂料进行分析,得到其性能检测结果见表5。表5卷铝涂料性能检测结果性能比较例1比较例2检测标准耐盐雾时间/h50003000gb/t1771t弯3t1thg/t3830-2006附录b附着力10gb/t9286-1998硬度4h2hiso15184:1998由表5可见,氨基比低,耐盐雾时间及硬度会增加,但同时t弯性能下降;氨基比高,耐盐雾时间及硬度会降低,但t弯性能会提高。比较例3将利金汇lh-j06水性聚酯树脂65份,助溶剂丙二醇甲醚1份,与迪高755w分散剂0.2份、德谦w77基材润湿剂0.4份,迪埃夫卡3777流平剂0.2份,路博润2042水性附着力助剂1份,水6.1份混合,采用分散机低速搅拌均匀(转速690转/分钟);然后加入东佳sr237钛白粉22份,湛新303氨基树脂10份,bd7722催干剂0.1份,采用分散机高速分散均匀后(转速1760转/分钟),再利用篮式砂磨机研磨至细度<20μm,研磨温度控制<50℃,得到聚酯型高光水性卷铝涂料。比较例4将利金汇lh-j06水性聚酯树脂35份,助溶剂丙二醇甲醚2份,与迪高760w分散剂0.2份、德谦w77基材润湿剂0.2份,迪高410流平剂0.1份,路博润2042水性附着力助剂1份,水28.4份混合,采用分散机低速搅拌均匀(转速750转/分钟);然后加入东佳sr237钛白粉30份,湛新385氨基树脂3份,bd7732催干剂0.1份,采用分散机高速分散均匀后(转速1850转/分钟),再利用篮式砂磨机研磨至细度<20μm,研磨温度控制<50℃,得到聚酯型高光水性卷铝涂料。对比较例3及比较例4中得到的聚酯型高光水性卷铝涂料进行分析,得到其性能检测结果见表6。表6卷铝涂料性能检测结果性能比较例3比较例4检测标准耐盐雾时间/h50002000gb/t1771t弯1t3thg/t3830-2006附录b附着力01gb/t9286-1998硬度1h2hiso15184:1998光泽9485gb/t9754由表6可知,颜基比低,耐盐雾时间及光泽会提升,但硬度则会降低;颜基比高,耐盐雾时间及光泽会降低,同时t弯性能下降。当前第1页12
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