一种水性双组份亮光面漆及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料技术领域，尤其是涉及一种水性双组份亮光面漆及其制备方法。


背景技术：

2.随着社会的发展，人们的环保和健康意识不断增强，高污染、高能耗、涉voc排放的化工企业都处在面临转型的关键时期。水性双组份面漆作为木器涂料，实现了木器涂料水性化，正在慢慢替代溶剂型涂料。
3.相关技术中公开了一种水性双组份涂料，所述涂料包括第一组份和第二组份，所述第一组份包括水性羟基丙烯酸分散体、有机硅改性的聚乙烯蜡乳液、聚醚改性含丙烯酸类官能团的聚二甲基硅氧烷溶液、助剂以及水，所述第二组份包括水性脂肪族异氰酸酯，其中，所述第一组份中的羟基与所述第二组份中的异氰酸酯基的摩尔比为1:1.5-1:1.3。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为上述的双组份涂料在厚涂时，容易出现暗泡和橘皮现象。


技术实现要素：

5.为了在厚涂的同时降低面漆出现暗泡和橘皮的概率，本技术提供一种水性双组份亮光面漆及其制备方法。
6.第一方面，本技术提供一种水性双组份亮光面漆，采用如下的技术方案：一种水性双组份亮光面漆，其原料包括质量比为100：(20-30)的a组分和b组分；a组分包括如下重量份的原料：水性羟基聚丙烯酸分散体15-45份；阴离子聚丙烯酸酯分散体15-45份；助剂0-25份；水1-10份；b组分包括如下重量份的原料：六亚甲基二异氰酸酯2-4份；异佛尔酮二异氰酸6-8份。
7.通过采用上述技术方案，水性双组份亮光面漆在使用时，为了获得与油性漆相似的光泽度、丰满度和硬度等性能，一般需要厚涂，市售的水性双组份亮光面漆在保证漆膜性能的前提下，仅能喷涂80-100g/m2，如果喷涂过厚，容易产生气泡、暗泡、橘皮等缺陷，本技术的水性双组份亮光面漆能够在满足漆膜性能的前提下，使喷涂量达到140-160g/m2，获得与油性漆相媲美的综合性能。水性羟基聚丙烯酸分散体，具有高光泽、饱满度好的优点，在反应过程中容易产生大量的二氧化碳气体，如果不能及时排出，漆膜表面会产生大量的气泡，影响漆膜的美观性，漆膜内部会存在较多的暗泡，降低漆膜的硬度和致密度；阴离子聚丙烯酸酯分散体光泽略低于水性羟基聚丙烯酸分散体，在反应过程中减少的二氧化碳气体少，在与水性羟基聚丙烯酸分散体配合使用时，还可以降低水性羟基聚丙烯酸分散体的反
应速率，进而降低二氧化碳气体的产生速率，减少气泡和暗泡的数量；六亚甲基二异氰酸酯作为固化剂，能够使漆膜具有高丰满度、高光泽、高硬度的优点，但是在固化时难以较好的控制二氧化碳产生速率，异佛尔酮二异氰酸与六亚甲基二异氰酸酯配合使用时，能够较好的控制反应时间，降低二氧化碳产生的速率，进而减少气泡和暗泡的数量。
8.可选的，所述水性羟基聚丙烯酸分散体为拜耳a2470或拜耳a2770；所述阴离子聚丙烯酸酯分散体为拜耳2646。
9.通过采用上述技术方案，拜耳a2770是一种用dmea中和的丙烯酸水分散体，与固化剂反应得到的漆膜具有硬度高、干燥快、透明度高、丰满度高的优点，但是在厚涂时依然存在一定的气泡和暗泡；拜耳2470是一种含羟基官能团聚丙烯酸水性分散体，与固化剂反应得到的漆膜具有光泽度高、硬度高、防水性好和耐候性好的优点，但是在厚涂时依然存在一定的气泡和暗泡，效果略好于a2770；拜耳2646作为阴离子聚丙烯酸酯分散体，与拜耳a2470或拜耳a2770配合使用时，均能够减少气泡和暗泡的数量。
10.可选的，所述六亚甲基二异氰酸酯为拜耳xp2655，所述异佛尔酮二异氰酸为拜耳401-60。
11.通过采用上述技术方案，拜耳xp2655作为固化剂，能够使漆膜获得较高的丰满度、光泽度、硬度和交联密度，拜耳401-60作为固化剂，与拜耳xp2655配合，能够控制反应时间，降低二氧化碳产生的速率，进而降低气泡和暗泡数量。
12.可选的，所述助剂包括质量比为(0.6-4)：(0.1-1)：(6-20)的润湿流平剂、消泡剂、成膜助剂。
13.通过采用上述技术方案，在上述配比范围内，润湿流平剂、消泡剂、成膜助剂能够改善面漆的润湿性、流动性、成膜性，从而减少气泡和暗泡数量。
14.可选的，所述润湿流平剂选自迪高4100、byk3455、byk349中的任意一种或几种。
15.可选的，所述消泡剂为迪高825或byk-093。
16.可选的，所述润湿流平剂由迪高4100、byk3455、byk349组成，所述迪高4100、byk3455、byk349的质量比为1：(0.2-1.2)：(0.2-1)。
17.通过采用上述技术方案，当润湿流平剂采用上述三种原料复配使用时，能够进一步减少漆膜的气泡和暗泡数量。
18.可选的，所述a组分还包括20-30份的钛白粉分散液，所述钛白粉分散液的原料包括质量比为(10-40)：(2-10)：(0.1-1)：(60-80)的水、分散剂、消泡剂、钛白粉。
19.通过采用上述技术方案，分散剂改善了钛白粉在漆膜中的分散性，消泡剂配合改善了钛白粉表面与漆膜的相容性，钛白粉在漆膜中作为颜料和填料的同时，也进一步降低了漆膜上的气泡和暗泡。
20.可选的，所述钛白粉分散液的制备方法包括以下步骤：在搅拌状态下将分散剂、消泡剂和钛白粉混合，分散均匀，研磨至细度小于25微米。
21.通过采用上述技术方案，研磨处理降低了钛白粉的细度，使得漆膜能够获得较高的白度和光泽度。
22.可选的，所述成膜助剂由二丙二醇丁醚和乙二醇丁醚组成，所述二丙二醇丁醚和乙二醇丁醚的质量比为1：(0.5-1.5)。
23.可选的，a组分还包括如下重量份的原料：
流变助剂0.05-1份；水性聚乙烯蜡乳液2-10份；杀菌防霉剂0.05-1份。
24.第二方面，本技术提供一种水性双组份亮光面漆的制备方法，采用如下的技术方案：一种水性双组份亮光面漆的制备方法，包括以下步骤：a组分的制备：在搅拌状态下加入水性羟基聚丙烯酸分散体，再加入阴离子聚丙烯酸酯分散体和润湿流平剂，混合均匀，得到第一混合液；将成膜助剂与适量水混合均匀，得到成膜助剂溶液；将成膜助剂溶液与第一混合液混合均匀，加入消泡剂、水，分散均匀；b组分的制备：将六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸混合均匀。
25.通过采用上述技术方案，在使用时，按a组分：b组分：水＝100：(20-30)：(20-40)的质量比调漆后即可使用。
26.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、由于本技术采用阴离子聚丙烯酸酯分散体与水性羟基聚丙烯酸分散体配合使用，能够降低水性羟基聚丙烯酸分散体的反应速率，进而降低二氧化碳气体的产生速率，减少气泡和暗泡的数量；采用异佛尔酮二异氰酸与六亚甲基二异氰酸酯配合使用时，能够较好的控制反应时间，降低二氧化碳产生的速率，进而减少气泡和暗泡的数量。
27.2、本技术中优选采用迪高4100、byk3455、byk349三种原料复配作为润湿流平剂，能够进一步减少漆膜的气泡和暗泡数量。
28.3、本技术中优选采用钛白粉分散液，分散剂改善了钛白粉在漆膜中的分散性，消泡剂配合改善了钛白粉表面与漆膜的相容性，钛白粉在漆膜中作为颜料和填料的同时，也进一步降低了漆膜上的气泡和暗泡。
具体实施方式
29.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
30.钛白粉分散液的制备例制备例1钛白粉分散液，其原料包括10kg水、2kg分散剂、0.1kg消泡剂、60kg钛白粉，分散剂是byk190，消泡剂是迪高825，钛白粉是杜邦r-706；钛白粉分散液的制备方法包括以下步骤：向容器内加入水，在400rpm搅拌速度下加入分散剂、消泡剂和钛白粉，搅拌均匀，在1200rpm转速下分散40min，研磨至细度小于25微米。
31.制备例2钛白粉分散液，其原料包括25kg水、6kg分散剂、0.5kg消泡剂、70kg钛白粉，分散剂是byk190，消泡剂是迪高825，钛白粉是杜邦r-706；钛白粉分散液的制备方法包括以下步骤：向容器内加入水，在500rpm搅拌速度下加入分散剂、消泡剂和钛白粉，搅拌均匀，在1300rpm转速下分散30min，研磨至细度小于25微米。
32.制备例3
钛白粉分散液，其原料包括40kg水、10kg分散剂、1kg消泡剂、80kg钛白粉，分散剂是byk190，消泡剂是迪高825，钛白粉是杜邦r-706；钛白粉分散液的制备方法包括以下步骤：向容器内加入水，在600rpm搅拌速度下加入分散剂、消泡剂和钛白粉，搅拌均匀，在1500rpm转速下分散20min，研磨至细度小于25微米。
33.制备例4钛白粉分散液，与制备例2的不同之处在于，钛白粉是亨斯迈tr 81。
34.对比制备例1钛白粉分散液，其制备方法包括以下步骤：将25kg水和70kg钛白粉混合，搅拌均匀，钛白粉是杜邦r-706。实施例
35.实施例1水性双组份亮光面漆，其原料包括100kg的a组分和20kg的b组分；a组分包括如下重量份的原料：水性羟基聚丙烯酸分散体15kg，牌号为拜耳a2770；阴离子聚丙烯酸酯分散体15kg，牌号为拜耳2646；润湿流平剂6kg，牌号为迪高4100；消泡剂0.1kg，牌号为迪高825；成膜助剂6kg，成膜助剂由质量比1:1的二丙二醇丁醚和乙二醇丁醚组成；水1kg；b组分包括如下重量份的原料：六亚甲基二异氰酸酯2kg，牌号为拜耳xp2655；异佛尔酮二异氰酸6kg，牌号为拜耳401-60；水性双组份亮光面漆的制备方法，包括以下步骤：a组分的制备：在400rpm的搅拌转速下加入水性羟基聚丙烯酸分散体，再加入阴离子聚丙烯酸酯分散体和润湿流平剂，搅拌均匀，得到第一混合液；将成膜助剂与0.5kg水在600rpm转速下搅拌5min，得到成膜助剂溶液；将成膜助剂溶液与第一混合液混合均匀，加入消泡剂、0.5kg水，在800rpm转速下分散20min，控制细度小于25微米；b组分的制备：将六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸在600rpm转速下搅拌均匀。
36.实施例2水性双组份亮光面漆，与实施例1的不同之处在于，其原料包括100kg的a组分和25kg的b组分；a组分包括如下重量份的原料：水性羟基聚丙烯酸分散体30kg；阴离子聚丙烯酸酯分散体30kg；润湿流平剂6kg；消泡剂0.5kg；成膜助剂12kg，成膜助剂由质量比1:1的二丙二醇丁醚和乙二醇丁醚组成；
水6kg；水性双组份亮光面漆的制备方法，包括以下步骤：a组分的制备：在600rpm的搅拌转速下加入水性羟基聚丙烯酸分散体，再加入阴离子聚丙烯酸酯分散体和润湿流平剂，搅拌均匀，得到第一混合液；将成膜助剂与3kg水在800rpm转速下搅拌6min，得到成膜助剂溶液；将成膜助剂溶液与第一混合液混合均匀，加入消泡剂、3kg水，在1000rpm转速下分散18min，控制细度小于25微米；b组分的制备：将六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸在800rpm转速下搅拌均匀。
37.实施例3水性双组份亮光面漆，与实施例1的不同之处在于，其原料包括100kg的a组分和30kg的b组分；a组分包括如下重量份的原料：水性羟基聚丙烯酸分散体45kg；阴离子聚丙烯酸酯分散体45kg；润湿流平剂6kg；消泡剂1kg；成膜助剂20kg，成膜助剂由质量比1:1的二丙二醇丁醚和乙二醇丁醚组成；水10kg。
38.实施例4水性双组份亮光面漆，与实施例2的不同之处在于，水性羟基聚丙烯酸分散体的牌号为拜耳a2470。
39.实施例5水性双组份亮光面漆，与实施例4的不同之处在于，b组分包括如下重量份的原料：六亚甲基二异氰酸酯3kg，异佛尔酮二异氰酸7kg。
40.实施例6水性双组份亮光面漆，与实施例4的不同之处在于，b组分包括如下重量份的原料：六亚甲基二异氰酸酯4kg，异佛尔酮二异氰酸8kg。
41.实施例7水性双组份亮光面漆，与实施例5的不同之处在于，润湿流平剂由迪高4100和byk3455组成，迪高4100和byk3455的质量比为1:1。
42.实施例8水性双组份亮光面漆，与实施例5的不同之处在于，润湿流平剂由迪高4100、byk3455、byk349组成，迪高4100、byk3455、byk349的质量比为0.6：0.1：6。
43.实施例9水性双组份亮光面漆，与实施例5的不同之处在于，润湿流平剂由迪高4100、byk3455、byk349组成，迪高4100、byk3455、byk349的质量比为3：0.5：10。
44.实施例10
水性双组份亮光面漆，与实施例5的不同之处在于，润湿流平剂由迪高4100、byk3455、byk349组成，迪高4100、byk3455、byk349的质量比为4：1：20。
45.实施例11水性双组份亮光面漆，与实施例9的不同之处在于，a组分还包括20kg的钛白粉分散液，钛白粉分散液由制备例1制得；水性双组份亮光面漆的制备方法，包括以下步骤：a组分的制备：在600rpm的搅拌转速下加入水性羟基聚丙烯酸分散体，再加入阴离子聚丙烯酸酯分散体和润湿流平剂，搅拌均匀，得到第一混合液；将成膜助剂与3kg水在800rpm转速下搅拌6min，得到成膜助剂溶液；将成膜助剂溶液与第一混合液混合均匀，加入消泡剂，在1000rpm转速下分散18min，控制细度小于25微米，在800rpm转速下加入3kg水和钛白粉分散液，分散10min；b组分的制备：将六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸在800rpm转速下搅拌均匀。
46.实施例12-14水性双组份亮光面漆，与实施例11的不同之处在于，钛白粉分散液依次由制备例2-4制得。
47.实施例15水性双组份亮光面漆，与实施例11的不同之处在于，a组分还包括30kg的钛白粉分散液。
48.实施例16水性双组份亮光面漆，与实施例11的不同之处在于，钛白粉分散液由对比制备例1制得。
49.实施例17水性双组份亮光面漆，与实施例14的不同之处在于，a组分还包括如下重量份的原料：流变助剂0.5kg，牌号为明凌pur44；水性聚乙烯蜡乳液5kg；杀菌防霉剂0.5kg，牌号为陶氏rocima 342；水性双组份亮光面漆的制备方法，包括以下步骤：a组分的制备：在600rpm的搅拌转速下加入水性羟基聚丙烯酸分散体，再加入阴离子聚丙烯酸酯分散体和润湿流平剂，搅拌均匀，得到第一混合液；将成膜助剂与3kg水在800rpm转速下搅拌6min，得到成膜助剂溶液；将成膜助剂溶液与第一混合液混合均匀，加入消泡剂和流变助剂，在1000rpm转速下分散18min，控制细度小于25微米，在800rpm转速下加入3kg水、钛白粉分散液、水性聚乙烯蜡乳液和杀菌防霉剂，分散10min；b组分的制备：将六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸在800rpm转速下搅拌均匀。
50.对比例对比例1水性双组份亮光面漆，与实施例2的不同之处在于，将牌号为拜耳2646的阴离子聚
丙烯酸酯分散体替换为等质量的牌号为拜耳a2770的水性羟基聚丙烯酸分散体。
51.对比例2水性双组份亮光面漆，与实施例2的不同之处在于，将异佛尔酮二异氰酸替换为等质量的六亚甲基二异氰酸酯。
52.对比例3水性双组份亮光面漆，与实施例2的不同之处在于，将牌号为拜耳2646的阴离子聚丙烯酸酯分散体替换为等质量的牌号为拜耳a2770的水性羟基聚丙烯酸分散体；将异佛尔酮二异氰酸替换为等质量的六亚甲基二异氰酸酯。
53.对比例4水性双组份亮光面漆，与实施例2的不同之处在于，b组分包括如下重量份的原料：六亚甲基二异氰酸酯6kg；异佛尔酮二异氰酸2kg。
54.性能检测试验试验方法(1)取实施例1-17和对比例1-4中的水性双组份亮光面漆，按质量计，以a组分：b组分：水＝100:25:30比例调漆，将b组分与适量水混合，再加入a组分中，分散均匀，粘度调整为岩田2#杯40s，采用“十字”交叉法喷涂至准备好的中纤板上，涂布量控制在120-130g/m2，喷涂完后放入晾板房，温湿度在30℃/70％rh，表干1h，放入烘箱，35-40℃烤12h，观察并记录漆膜表面1cm2面积内的气泡数量，然后将漆膜切开，观察断面1cm2面积内暗泡的数量。
55.(2)按照gb/t 23999-2009室内装饰装修用水性木器涂料中的要求，测试实施例2、4、9、12和14的各项性能。
56.表1实施例1-17和对比例1-4的气泡试验结果实施例/对比例编号气泡数量/个暗泡数量/个总数量/个实施例18816实施例27714实施例39716实施例45611实施例5459实施例65712实施例7347实施例8246实施例9145实施例10336实施例11033实施例12022实施例13033实施例14000实施例15123实施例16358
实施例17000对比例1191029对比例2201030对比例3261440对比例4211132表2实施例2、4、9、12和14的性能检测结果表2实施例2、4、9、12和14的性能检测结果结合实施例1-4和对比例1-3并结合表1可以看出，对比例3在没有加入阴离子聚丙烯酸酯分散体和异佛尔酮二异氰酸时，漆膜表面和截面均存在大量气泡和暗泡，对比例2在对比例3的基础上加入阴离子聚丙烯酸酯分散体后，漆膜上的气泡和暗泡明显减少，说明阴离子聚丙烯酸酯分散体与水性羟基聚丙烯酸分散体配合使用时，能够减少漆膜上的气泡和暗泡，可能的原因是阴离子聚丙烯酸酯分散体在反应过程中能够减少气体的产生，从而减少气泡和暗泡；对比例1在对比例3的基础上加入异佛尔酮二异氰酸后，漆膜上的气泡和暗泡明显减少，说明异佛尔酮二异氰酸与六亚甲基二异氰酸酯复配使用时，能够减少漆膜的气泡和暗泡，可能的原因是六亚甲基二异氰酸酯作为固化剂使用时，反应时间和反应速率太快，气泡来不及逃逸出去，异佛尔酮二异氰酸能够更好的控制反应时间，降低反应速率，进而降低气泡产生的速率，与六亚甲基二异氰酸酯配合使用时，效果更佳；实施例2在同时采用水性羟基聚丙烯酸分散体和阴离子聚丙烯酸酯分散体作为成膜主剂、采用异佛尔酮二异氰酸与六亚甲基二异氰酸酯配合作为固化剂时，漆膜上的气泡和暗泡大幅减少，说明上述的两种树脂与2种固化剂在配合使用时，能够进一步减少漆膜的气泡和暗泡。实施例4的水性羟基聚丙烯酸分散体的牌号采用拜耳a2470时，漆膜的气泡和暗泡进一步减少，说明拜耳a2470与拜耳2646配合时，能够进一步减少漆膜的气泡和暗泡。
57.结合实施例2、5-6和对比例4并结合表1可以看出，对比例4中的六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸比例在本技术的范围外时，漆膜的气泡和暗泡远多于实施例2，对比例5-6中的六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸比例在本技术的范围内时，漆膜的气泡和暗泡较少，且当六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸的质量比为3:7时，效果较佳，因此，六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸质量比优选为(2-4)：(6-8)。
58.结合实施例5、7-10并结合表1可以看出，实施例7中的润湿流平剂采用迪高4100和
byk3455复配使用时，漆膜的气泡和暗泡数量进一步减少，说明上述两种润湿流平剂复配使用，能够改善漆膜的润湿性和流平性，从而减少了留在漆膜表面和内部的气泡、暗泡，实施例8-10中的润湿流平剂采用迪高4100、byk3455、byk349复配使用时，漆膜的气泡和暗泡进一步减少，且迪高4100、byk3455、byk349的质量比为3：0.5：10时，漆膜的气泡和暗泡数量较少，说明迪高4100、byk3455、byk349的质量比优选为1：(0.2-1.2)：(0.2-1)。
59.结合实施例9、11-17并结合表1可以看出，实施例11-13在加入钛白粉分散液后，漆膜的气泡和暗泡数量进一步减少，可能的原因是钛白粉在经过处理后，分散剂改善了钛白粉在漆膜中的分散性，消泡剂配合改善了钛白粉表面与漆膜的相容性，研磨处理降低了钛白粉的细度，钛白粉在漆膜中作为颜料和填料的同时，也降低了漆膜上的气泡和暗泡；实施例14中的钛白粉采用亨斯迈tr 81时，漆膜上的气泡和暗泡消失，说明钛白粉的种类也会对漆膜的气泡和暗泡产生影响；实施例16中直接将钛白粉加入漆膜中，漆膜上的气泡和暗泡反而增多，说明钛白粉单独加入漆膜时，由于无机物与有机物的相容性较差，反而会导致漆膜的气泡和暗泡增多，说明采用本技术的钛白粉分散液的制备方法，能够改善钛白粉与漆膜的相容性，进而减少漆膜的气泡和暗泡，提高漆膜的美观度和致密性。
60.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。