一种复合型水性高温氨基烤漆及其制备方法与流程

1.本发明属于涂料领域，尤其是涉及一种复合型水性高温氨基烤漆及其制备方法。


背景技术：

2.作为一种环保型水性涂料，水性氨基烤漆具有装饰效果良好、硬度高、制漆及施工过程容易清洗且voc排放低等优点，应用广泛。
3.水性氨基烤漆主要由水性树脂、水、水性助剂和助溶剂组成。随着各国环保法规的健全和人们环保意识的增强，传统溶剂型高温氨基烤漆中的挥发性有机化合物(voc)的排放量受到愈来愈严格的限制。开发低污染、高性能、多功能的环保型水性涂料成为涂料技术发展的主要方向。水性高温氨基烤漆将溶剂型高温氨基烤漆的高性能和水性涂料的低voc排放相结合，成为涂料工业研究的热点。
4.目前水性高温烤漆与溶剂型高温氨基烤漆相比较机械性能及耐化学品性能方面存在的缺陷，如何提供更好的机械性能，更优的耐化学品性等物化性能，以满足日常工业生产以及环保的要求，是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了改善水溶性氨基烤漆机械性能及耐化学品性能方面存在的缺陷，而提供一种复合型水性氨基烤漆，具有更高的交联密度、更优的耐水耐盐雾等性能，更好的施工性，以达到绿色环保的要求。
6.本发明的目的通过以下技术方案实现：
7.一种复合型水性高温氨基烤漆，其包括主剂和稀释剂，
8.所述主剂包括如下制备原料：
[0009][0010]
所述稀释剂由以下重量份的组分组成：
[0011]
去离子水
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
100份。
[0012]
优选地，所述主剂由如下重量份的制备原料制成：
[0013][0014]
优选地，所述主剂由如下重量份的制备原料制成：
[0015][0016][0017]
优选地，所述水性丙烯酸分散体选用羟基含量为4.0％，固含量为40％的二级分散
体。
[0018]
优选地，所述水溶性丙烯酸树脂选用的是酸值为60mgkoh/g，固含量为60％的水溶性丙烯酸树脂。
[0019]
优选地，所述水溶性氨基树脂选用的是高亚氨基甲醚化三聚氰胺树脂，固含量为80％。
[0020]
优选地，所述水溶性封闭型异氰酸酯选用叔醇作为封闭剂制得的封闭型异氰酸酯，nco含量为9％，解封温度为110℃。。
[0021]
优选地，所述氨中和剂选用dmea，n上有孤对电子，是一种路易斯碱，容易结合水中的h
+
使得oh-增加，与丙烯酸中的羧基反应成为胺盐，起到潜催化剂的作用，在高温下挥发后释放出羧基催化三聚氰胺树脂与羟基等基团的醚交换反应。
[0022]
本发明还提供了一种复合型水性高温氨基烤漆的制备方法，所述主剂的制备包括以下步骤：
[0023]
1)中和丙烯酸树脂
[0024]
a，按照配方配备好原料；
[0025]
b，分散容器中加入配方量水溶性丙烯酸树脂，水性丙烯酸分散体，在搅拌下慢慢加入配方量的中和剂n，n-二甲基乙醇胺，搅拌分散至均匀状态；
[0026]
c，用ph计测量ph值，调整中和剂用量，直至将ph值调整至8.5～9.5之间；
[0027]
2)混合阶段
[0028]
a，在搅拌下，缓慢加入第1)步中和过的丙烯酸树脂
[0029]
b，在搅拌下，缓慢加入水溶性氨基树脂；
[0030]
c，在搅拌下，缓慢加入水溶性封闭型异氰酸酯；
[0031]
d，在搅拌下，缓慢加入配方量的去离子水，分散剂，水性纳米炭黑浆；
[0032]
e，在搅拌下，缓慢加入配方量的滑石粉；
[0033]
f，在搅拌下，缓慢加入配方量的消泡剂，流平剂，基材润湿剂，助溶剂；
[0034]
g，在搅拌下，缓慢加入配方量的增稠剂，调节粘度至70～80ku，用200目滤网过滤，即得复合型水性高温氨基烤漆的主剂成分；
[0035]
优选地，所述主剂的制备在混合阶段的步骤e，加入配方量的滑石粉后在1200-1800r/min分散速度下搅拌10-20min；步骤g在400-800r/min的分散速度分散。
[0036]
以下为配方中各组分作用的详细介绍：
[0037]
水性羟基丙烯酸二级分散体：涂料体系中的主要成膜物，提供与三聚氰胺甲醛树脂反应的羟基，羧基，与nco基反应的羟基，羧基等等；
[0038]
水溶性丙烯酸树脂：涂料体系中的主要成膜物，提供与三聚氰胺甲醛树脂和nco基反应的羧基，以及作为催化剂催化氨基树脂的醚交换反应；
[0039]
氨中和剂：选用n，n-二甲基乙醇胺作为中和剂，n上有孤对电子，是一种路易斯碱，容易结合水中的h
+
使得oh-增加，与丙烯酸中的羧基反应成为胺盐，起到潜催化剂的作用，在高温下挥发后释放出羧基催化三聚氰胺树脂与羟基等基团的醚交换反应；
[0040]
水溶性氨基树脂：涂料体系中的主要交联剂，选用的是固含量为80％的高亚氨基甲醚化三甲氧基甲基三聚氰胺树脂，主要参与和体系中的羟基，羧基，胺基的反应，形成交联结构；
[0041]
水溶性封闭型异氰酸酯：涂料体系中的重要交联剂，高温下解封释放出nco基与聚合物中的羟基，羧基，胺基，以及涂膜中残余的水反应；
[0042]
分散剂：稳定颜填料的分散体，改性颜填料表面活性，调整颜填料粒子的分子间运动，加入适量的分散剂，能缩短分散时间，增加着色力和遮盖力，改善颜料的展色性和调色性，防止浮色发花，防止絮凝沉降等作用；
[0043]
水性纳米炭黑浆：炭黑粉作为无机颜料，有良好的遮盖力的作用，纳米级的水性炭黑色浆粒径小，粒度分布窄，更易被树脂包裹，提供良好的展色性与遮盖力；
[0044]
滑石粉：滑石粉作为体质颜料，在漆膜中起到填充作用，搭配成膜物提供遮蔽力，消光，以及滑爽的手感；
[0045]
助溶剂：助溶剂课降低整个涂料体系的粘度，提供对颜填料的润湿性，改善了分散的效果，同时也是一种极佳的成膜助剂，降低mfft，使漆膜的成膜性更好；
[0046]
基材润湿剂：降低水性涂料表面张力，降低涂料对基材污染物的敏感度，使涂料能在基材上更好的铺展开来，减少漆膜出现缩孔，针眼等漆膜弊病的概率；
[0047]
消泡剂：防止在分散过程中由于高速分散引起的气泡，以及在包装，喷涂过程中出现气泡；
[0048]
流平剂：能有效地降低涂层的表面张力，提高流平性和均匀性，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；
[0049]
增稠剂：增稠剂是一种流变助剂，在适当的剪切力作用下，可以提高涂料的粘度，防止在施工过程中出现流挂的现象。
[0050]
本发明的核心在于通过选用高羟基含量的水性丙烯酸分散体和高酸值的水溶性丙烯酸树脂来提供过量的-oh与-cooh改善耐水性与耐盐雾性能，同时通过高温下解封后的-nco与羟基丙烯酸分散体中的-oh交联反应生成一定量的氨基甲酸酯键来提供交联密度，改善柔韧性。随着交联密度的增加，耐水性，耐盐雾，耐高温高湿，硬度，柔韧性等等机械性能和耐化学品性能能够得到很大的提升。
[0051]
与现有的技术相比，本发明的有益效果在于：
[0052]
本发明选用高羟基含量的水性丙烯酸分散体和高羧基含量的水溶性丙烯酸树脂，从根本上获得与氨基树脂很高的交联强度，从而拥有强劲的机械性能，过量的-oh和-cooh又能通过解封后的-nco进一步交联，剩余的-cooh有部分和-oh反应，该反应极大地消除了涂料体系的亲水性，改善涂膜的耐水性。
[0053]
与传统的水性丙烯酸分散体氨基烤漆相比，复合型氨基烤漆具备更多的羧基参与交联反应，更多的羧基参与交联反应，一定程度上提供了更高的交联密度，加强了机械性能，也使得涂膜的耐水性更好。
[0054]
与传统的水溶性丙烯酸氨基烤漆相比，复合型氨基烤漆具备更多的羟基参与交联反应，成膜物中有更多的氨基甲酸酯链段生成，硬度与柔韧性取得很好的平衡，同时主体树脂中醇醚类溶剂极少，voc极低，更加符合日趋严格的环保要求。
具体实施方式
[0055]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但绝不是对本发明的限制。
[0056]
以下实施例中的水性丙烯酸分散体选用羟基含量为4.0％，固含量为40％的二级
分散体，水溶性丙烯酸树脂选用的是酸值为60mgkoh/g，固含量为60％的水溶性丙烯酸树脂，水溶性氨基树脂选用的湛新的325氨基树脂，水溶性封闭型异氰酸酯选用叔醇作为封闭剂制得的封闭型异氰酸酯，nco含量为9％，解封温度为110℃，氨中和剂选用的dmea，分散剂选用德国明淩490，基材润湿剂选用迪高的tego-270，消泡剂选用德国毕克byk-024，流平剂选用美国omg的borchi-1375，增稠剂选用美国omg的borchi-0435。
[0057]
实施例1
[0058]
一种复合型水性高温氨基烤漆，包括主剂和稀释剂，
[0059]
所述主剂由以下重量份的组分组成：
[0060][0061]
所述稀释剂由以下重量份的组分组成：
[0062]
去离子水
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
100份。
[0063]
对比例1
[0064]
一种水性丙烯酸分散体高温氨基烤漆，包括主剂和稀释剂，
[0065]
所述主剂由以下重量份的组分组成：
[0066]
[0067][0068]
所述稀释剂由以下重量份的组分组成：
[0069]
去离子水
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
100份。
[0070]
对比例2
[0071]
一种水溶性丙烯酸高温氨基烤漆，包括主剂和稀释剂，
[0072]
所述主剂由以下重量份的组分组成：
[0073][0074]
所述稀释剂由以下重量份的组分组成：
[0075]
去离子水
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
100份。
[0076]
上述3个实施例的水性高温氨基烤漆通过以下制备方法制得：
[0077]
主剂制备方法包括以下步骤：
[0078]
1)中和丙烯酸树脂
[0079]
a，按照配方配备好原料；
[0080]
b，分散容器中加入配方量水溶性丙烯酸树脂，水性丙烯酸分散体，在搅拌下慢慢
加入配方量的中和剂n，n-二甲基乙醇胺，搅拌分散至均匀状态；
[0081]
c，用ph计测量ph值，调整中和剂用量，直至将ph值调整至8.5～9.5之间；
[0082]
2)混合阶段
[0083]
a，在搅拌下，缓慢加入第1)步中和过的丙烯酸树脂
[0084]
b，在搅拌下，缓慢加入水溶性氨基树脂；
[0085]
c，在搅拌下，缓慢加入水溶性封闭型异氰酸酯；
[0086]
d，在搅拌下，缓慢加入配方量的去离子水，分散剂，水性纳米炭黑浆；
[0087]
e，在搅拌下，缓慢加入配方量的滑石粉；
[0088]
f，在搅拌下，缓慢加入配方量的消泡剂，流平剂，基材润湿剂，助溶剂db；
[0089]
g，在搅拌下，缓慢加入配方量的增稠剂，调节粘度至70～80ku，用200目滤网过滤，即得水性高温氨基烤漆的主剂成分；
[0090]
所述主剂的制备在混合阶段的步骤e，加入配方量的滑石粉后在1200-1800r/min分散速度下搅拌10-20min；步骤g在400-800r/min的分散速度分散。
[0091]
将上述3个实例获得的水性高温氨基烤漆，进行耐水性能，机械性能与耐化学品性能上的对比，结果如下：
[0092]
表1：实施例及对比例产品各项测试结果
[0093]
[0094]
[0095][0096]
由表1可见，相比较水溶性丙烯酸氨基烤漆和水性丙烯酸分散体氨基烤漆，在基本不影响原有的物理性能的前提下，复合型水性高温氨基烤漆结合了两者的优点，在硬度，柔韧性，耐酒精，耐水煮，耐盐雾，耐高温高湿等物化性能上都有显著提升。
[0097]
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。