一种抗铅痕的水性双组分实色面漆及其制备方法与流程

本技术涉及水性面漆领域，尤其是涉及一种抗铅痕的水性双组分实色面漆及其制备方法。

背景技术：

1、随着环保意识的不断增强，水性面漆逐渐占据市场，其中水性实色面漆由于其良好的遮盖力被应用不同场合，如家具涂装等，起到装饰美观以及保护物体不容易被破坏的作用。同时双组分的水性面漆由于是化学成膜，相较于单组分的水性面漆的综合性能也得到了一定程度的提升。

2、但是一些金属工具或者在家具组装过程中所使用的金属部件在接触漆膜表面时常常会在漆膜上留下一条黑色的印记，即为铅痕，会严重影响成品的外观，造成成品质量不过关，而市面中鲜有记载关于抗铅痕的实色面漆。

技术实现思路

1、为解决金属物件常会在漆膜表面留下铅痕，从而影响成品外观的问题，本技术提供了一种抗铅痕的水性双组分实色面漆及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供了一种抗铅痕的水性双组分实色面漆，包括a组分和b组分，所述a组分和b组分分别包括以下质量份数的原料：

3、a组分：

4、水性丙烯酸乳液55～65份；

5、消泡剂0.4～0.6份；

6、成膜助剂3～5份；

7、润湿剂0.1～0.2份；

8、增稠剂1～1.2份；

9、哑粉0.8～1.2份；

10、手感助剂0.8～1.2份；

11、白浆18～22份；

12、去离子水10～15份；

13、耐磨剂2～3份；

14、改性poss复合材料4～6份；

15、b组分：

16、水性异氰酸酯固化剂75～85份；

17、环保溶剂18～22份；

18、吸水剂0.1～0.3份；

19、所述改性poss复合材料包含氨基和羟基。

20、优选的，所述消泡剂包括含气相二氧化硅的聚醚硅氧烷、含气相二氧化硅的聚硅氧烷中的一种或几种的组合。

21、优选的，所述成膜助剂包括二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚中的一种或几种。

22、优选的，润湿剂为有机硅双生结构表面活性剂。

23、优选的，增稠剂为非离子缔合型聚氨酯增稠剂。

24、优选的，手感助剂为改性聚硅氧烷类化合物。

25、优选的，环保溶剂为乙二醇二醋酸酯。

26、优选的，吸水剂为酯类改性吸水剂。

27、通过采用上述技术方案，poss即笼型聚倍半硅氧烷是一种包含有机-无机杂化的核壳结构的纳米材料，其表面含有的r基为氨基和羟基，与水性丙烯酸乳液有良好的相容性，能够均匀分散在水性丙烯酸乳液当中，笼型结构也使得poss材料的结构稳定，可以保持水性丙烯酸乳液的性质不被破坏。

28、水性双组分实色面漆以去离子水为介质，改性poss复合材料中含有的氨基基团能够在去离子水的参与下逐渐与水性丙烯酸乳液中含有的羟基之间形成氢键，与水性丙烯酸乳液中的分子链段紧密结合，参与和强化体系交联结构的建立，有助于提高体系韧性、增加表面的光泽度以及增强面漆的耐磨性，同时保护体系中二氧化硅等刚性粒子，使其在遇到金属工具刮擦后不容易发生脱落，留下铅痕。并且改性poss复合材料中还含有羟基基团，可以在施工过程中与b组分中的异氰酸酯基团发生化学反应，形成交联结构，增强改性poss复合材料在体系中的稳定性，并且能够增加体系中的交联密度，增强得到的实色面漆的抗铅痕性能。

29、优选的，所述水性丙烯酸乳液包括质量比为(0.1～0.3)：1的水性聚氨酯丙烯酸乳液和水性羟基丙烯酸乳液。

30、通过采用上述技术方案，水性聚氨酯丙烯酸乳液具备高分子量和高玻璃化转变温度，具有高耐候性和耐溶剂性，在与b组分中的水性异氰酸酯固化剂混合后，能够在发生化学交联反应之前就在室温下完成物理干燥，可以显著提高施工效率。但是水性聚氨酯丙烯酸乳液与水性异氰酸酯固化剂之间的相容性不佳，使得到的实色面漆形成的漆膜达不到相应外观要求，同时水性聚氨酯丙烯酸乳液还容易发生水相成核反应，其中含有的羟基基团分布不均，对面漆中粉体的包裹性不佳，大大缩短了漆膜的活化期，在工具划伤漆膜表面时，漆膜的粉体排列不均匀而留下铅痕。水性羟基丙烯酸乳液虽固化时间慢，但是加入水性羟基丙烯酸乳液之后其中含有的羟基基团能够很好调控水性聚氨酯丙烯酸乳液中羟基的分布情况，从而加强水性丙烯酸乳液的稳定性，便于水性聚氨酯丙烯酸乳液与b组分中的异氰酸酯基团反应形成氨基甲酸酯聚合物，提高漆膜的交联密度，从而增加漆膜的耐磨性，提高面漆的抗铅痕性能，大量的羟基基团的加入也使得面漆与基材的附着力大大增强。

31、两种水性丙烯酸乳液混合之后，改性poss复合材料中含有的极性基团能够同时与水性聚氨酯丙烯酸乳液和水性羟基丙烯酸乳液之间形成氢键，增强两者之间的交联网络结构，提高水性丙烯酸乳液的内聚强度和粉体包裹性，进而提高面漆的耐磨性和硬度，抗铅痕能力大大提升；同时改性poss复合材料的加入还有利于在分子水平上增强聚合物链段的链运动，提高混合后水性丙烯酸乳液的玻璃化转变温度，弥补水性羟基丙烯酸乳液固化慢的缺陷，同时维持混合后水性聚氨酯丙烯酸溶液的优异性能。

32、优选的，所述耐磨剂包括纳米氧化铝、玻璃粉中的一种或几种的组合。

33、通过采用上述技术方案，金属工具在漆膜表面留下铅痕的一个重要原因就在于漆膜的耐磨性和耐刮擦性能不佳，纳米氧化铝或玻璃粉等耐磨剂可以显著提升面漆的耐磨性，可以在一定程度上提高漆膜的耐磨性，但是还是不能够有效防止金属工具等留下铅痕，漆膜中含有的粒子也会在刮擦过程中脱落，使漆膜的耐磨性随之下降。而添加的改性poss复合材料的笼型结构的臂上均含有改性后的氨基或羟基基团，可以进一步与耐磨剂表面的羟基进行反应，固定耐磨剂粒子，使耐磨剂进入到与水性丙烯酸乳液的交联网络结构当中，在提高耐磨性的同时也不会轻易发生脱落，粒子均匀分布，也提高的所形成漆膜的光泽度。

34、优选的，所述改性poss复合材料的原料包括质量比为(0.02～0.04)：(0.5～1)：1的笼型八乙烯基倍半硅氧烷、丙烯酸羟丙酯和丙烯酰胺。

35、优选的，所述改性poss复合材料的制备方法如下：将poss添加到溶剂中超声分散10～20min后加入引发剂，并升高温度至60～80℃，搅拌混合5～10min，得到混合溶液；将丙烯酰胺与丙烯酸羟丙酯溶解在去离子水中，然后滴加到得到的混合溶液中，并调节溶液ph值为7～8，搅拌反应3～4h，即得改性poss复合材料。

36、优选的，所述引发剂包括过硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或几种的组合；所述引发剂的添加量为丙烯酰胺质量的1.5％～2.5％。

37、优选的，溶剂为质量分数为5％的四氢呋喃的水溶液；溶剂与笼型八乙烯基倍半聚硅氧烷的质量比为(4～4.5):0.01。

38、通过采用上述技术方案，以笼型八乙烯基倍半硅氧烷、丙烯酰胺和丙烯酸羟丙酯为原料，通过自由基聚合法，得到具有多侧链结构的含氨基和羟基的改性poss复合材料，通过改性后的笼型八乙烯基倍半硅氧烷与水性丙烯酸乳液具有良好的相容性，还可以作为纳米填料均匀分散在水性丙烯酸乳液当中，增加面漆的硬度和韧性；含有的氨基和羟基可以与水性丙烯酸乳液中的含有的羟基形成交联网络结构，增强水性丙烯酸乳液的内聚强度和交联密度，羟基的添加也提高的a组分中羟基含量，在与b组分混合时，能够与异氰酸酯集团发生反应，与b组分之间也能够形成交联结构，从而提高形成漆膜的交联密度，使得面漆中含有粉体不易脱落且分布均匀，在受到工具刮擦时，不易在漆膜上留下铅痕。

39、优选的，所述面漆中a组分：b组分：水＝100：(8～12)：(8～12)。

40、第二方面，本技术还提供了一种抗铅痕的水性双组分实色面漆的制备方法，按照以下方法制备得到：

41、a组分的制备：在水性丙烯酸乳液中加入消泡剂和改性poss复合材料，在400～600rpm转速下搅拌混合10～20min，并调节溶液ph值为7～9，得到预混物a；将成膜助剂、润湿剂、部分去离子水以及部分增稠剂混合均匀后加入到预混物a中，在800～1000rpm转速下分散20～30min得到预混物b；在预混物b中加入哑粉和耐磨剂，在1000～1200rpm转速下分散20～30min，得到预混物c；在得到的预混物c中依次加入手感助剂、增稠剂余量、白浆和去离子水余量，在500～700rpm转速下搅拌混合10～20min即得a组分；

42、b组分的制备：将水性异氰酸酯固化剂添加到环保溶剂中，在600～800rpm转速下搅拌分散20～30min，再添加吸水剂，调整转速至400～600rpm，搅拌分散10～20min即得b组分。

43、优选的，a组分在制备过程中调节溶液ph值所用到的ph调节剂包括三乙醇胺、异丁醇胺中的一种或几种的组合。

44、综上所述，本技术具有如下有益效果：

45、1.本技术中采用的水性丙烯酸乳液为水性聚氨酯丙烯酸乳液与水性羟基丙烯酸乳液的混合乳液，其中水性聚氨酯丙烯酸可以弥补水性羟基丙烯酸乳液固化速度慢的缺陷，水性羟基丙烯酸乳液可以弥补水性聚氨酯丙烯酸乳液羟基排列不均匀的问题，便于水性聚氨酯丙烯酸乳液与b组分中的异氰酸酯基团反应形成氨基甲酸酯聚合物，提高漆膜的交联密度，从而增加漆膜的耐磨性，提高面漆的抗铅痕性能。

46、2.本技术的a组分还添加有改性poss复合材料，该改性poss复合材料中含有氨基和羟基基团，一方面，在去离子水为介质下，改性poss复合材料能够与水性丙烯酸乳液之间形成交联网络结构，提高水性丙烯酸乳液的内聚强度和粉体包裹性，进而提高面漆的耐磨性和硬度，抗铅痕能力大大提升，同时还能够提高水性丙烯酸乳液的玻璃化转变温度，加快固化；另一方面，改性poss复合材料可以进一步与耐磨剂表面的羟基进行反应，固定耐磨剂粒子，使耐磨剂进入到与水性丙烯酸乳液的交联网络结构当中，在提高耐磨性的同时也不会轻易发生脱落，粒子均匀分布，有效防止在工具划伤漆膜表面时，漆膜的粉体排列不均匀而留下铅痕。