CN102181213B - 一种具有荷叶效果的塑胶涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有荷叶效果的塑胶涂料及其制备方法和应用，该塑胶涂料的原料配方，按质量百分比计算，是由3～5％的丙烯酸树脂、12～18％的有机硅憎水剂、0.3～1％的流平剂、10～12％的异丙醇、10～20％的二丙酮醇、12～16％的丙二醇甲醚醋酸酯、9～16％的丙酮、8～13％的丁酮和11～15％的乙酸丁酯组成。本发明的具有荷叶效果的塑胶涂料，其漆膜整体憎水，水珠在漆膜上面滚动自如，无残留和拖尾现象，漆膜的整体憎水效果好，漆膜在塑胶上有足够强的附着力，稳定性好，可用于ABS塑胶材料或HIPS塑胶材料等塑胶底材上。

Description

一种具有荷叶效果的塑胶涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及塑料涂料技术领域，具体涉及一种具有荷叶效果的塑胶涂料及其制备方法和应用。

背景技术

随着涂料业的发展，对于涂料漆膜的性能要求越来越高，漆膜的防污能力是一项新的考核指标。作为玩具行业，漆膜的高疏水性，一方面能提高其防污性能，另一方面可增加观赏性和乐趣，满足广大玩具客户的需求。

目前，已有研究将有机硅憎水剂引入塑胶涂料中从而提高漆膜防污性，但是其成品无法兼顾附着力和憎水性两个性能指标：若漆膜的附着力高，则漆膜的憎水性及防污性能则不好；若漆膜的防污性能好，则其附着力又不够。

在塑胶涂料配方的设计中，最重要的一个内容就是根据性能要求，决定颜填料和基料的比例。颜料体积浓度(PVC)就是塑胶涂料配方中的一个重要参数，其定义为在涂料的干膜中颜料和体质颜料(填料)所占的体积比。当PVC为某值时，成膜剂刚好填满颜料无规则紧密堆积所形成的空隙，此时的PVC被称为临界颜料体积浓度CPVC。

CPVC是涂料配方中的一个重要技术指标：

当塑胶涂料配方的PVC值高于CPVC时，成膜物质不足以填充颜料堆积形成的空隙，涂层的物理及化学性能将出现一个转折点。

当塑胶涂料配方的PVC值低于CPVC时，基料不仅完全包裹了所有的颜料与填料，而且多余的基料填满了所有的空隙；塑胶涂料的保护功能来自于形成的堵塞了毛细孔的类似塑料薄膜的涂层，此种涂料可以很好地降低对外界液态水的吸收，但也阻碍了底材水蒸气的逸出；由于漆膜不具有呼吸功能，底材的水汽很易在涂膜与底材之间形成累积而造成鼓泡等损坏；也由于有机聚合物中含有大量的亲水性表面活性剂，也会对于漆膜表面的憎水性产生负面的影响。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种通过合理搭配原料配方中各组分的用量比，使得塑胶涂料配方的PVC接近CPVC，从而可兼顾漆膜附着力和防污性能的具有荷叶效果的塑胶涂料。

本发明的另一个目的在于提供上述具有荷叶效果的塑胶涂料的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供上述具有荷叶效果的塑胶涂料在ABS塑胶材料或HIPS塑胶材料等塑胶底材上的应用。

本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的：

本发明人通过研究发现，对于憎水的塑胶涂料体系，塑胶涂料配方的PVC值应接近或稍大于CPVC值，具体PVC值约在65％～70％时，漆膜的性能可以达到一个较好的平衡，既漆膜的附着力高，稳定性好，且耐污性能好，因此，本发明人对塑胶涂料的原料配方进行了研究分析，不但研究摸索出合适的丙烯酸树脂与有机硅憎水剂的用量比，而且对配方中所需的溶剂也进行了筛选，最终得到符合本发明要求的具有荷叶效果的塑胶涂料配方。

一种具有荷叶效果的塑胶涂料，其原料配方是由如下质量百分比的各组分组成：

丙烯酸树脂            3～5％；

有机硅憎水剂          12～18％；

流平剂                0.3～1％；

异丙醇                10～12％；

二丙酮醇            10～20％；

丙二醇甲醚醋酸酯    12～16％；

丙酮                9～16％；

丁酮                8～13％；

乙酸丁酯            11～15％。

上述原料配方中，丙烯酸树脂是主体树脂，主要负责提供附着力，有机硅憎水剂的作用是提供漆膜憎水性，鉴于这两种物质的特点，本发明人重点是通过大量方案设计和实验数据分析后对丙烯酸树脂和有机硅憎水剂的用量比进行优化，以其通过调整这两个物质的用量，使得整个涂料配方的PVC接近或稍大于CPVC值，从而使得漆膜性能兼顾这两种物质的特点，也就是使得漆膜的附着力和憎水性能够达到一个较好的平衡；丙烯酸树脂采用本领域技术人员制备塑胶涂料时常用的任何一种丙烯酸树脂均可实现本发明，优选热塑性丙烯酸树脂，更加优选玻璃化温度为60～100C，且分子量为75000～120000的热塑性丙烯酸树脂，如日本三菱的BR-113、日本三菱的MB-2952、帝斯曼的B725等等。

；有机硅憎水剂采用本领域技术人员制备塑胶涂料时常用的任何一种有机硅憎水剂均可实现本发明。

上述原料配方中，流平剂的加入可使得本发明塑胶涂料涂覆塑料基材后形成平整、光滑、均匀的漆膜；流平剂采用本领域技术人员制备塑胶涂料时常用的流平剂均可实现本发明，如有机硅流平剂、丙烯酸酯流平剂或有机氟流平剂等等。

上述原料配方中，异丙醇的作用是平衡溶解力，二丙酮醇的作用是防止发白，丙二醇甲醚醋酸酯的作用是防止发白并调节挥发速度，丙酮的作用是提供溶解力及促进快速挥发，丁酮的作用是提供溶解力，乙酸丁酯的作用是提供溶解力及促进中速挥发，前述这些溶剂的选择均是发明人通过试验摸索后筛选出来的，利用这些溶剂的特点，优化这些溶剂在本发明原料配方中的用量，从而可很好地将这些溶剂的特点带到本发明的塑料涂料中，使得本发明塑料涂料的性能更加完善。

本发明的具有荷叶效果的塑胶涂料，其制备方法如下所示：

按照上述原料配方称取各组分，然后将各组分混合均匀后高速分散至细度≤25um，从而制备得到所需具有荷叶效果的塑胶涂料。

本发明的具有荷叶效果的塑胶涂料，其附着力高、耐污性能好，漆膜的整体憎水效果好，而且稳定性好，可用于ABS塑胶材料或HIPS塑胶材料等塑胶底材上。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明的塑胶涂料，其原料配方中丙烯酸树脂和有机硅憎水剂的用量经过优化筛选后，可满足涂料PVC值接近或者稍大于CPVC值的要求；而且相比于形成连续封闭膜的丙烯酸涂料，本发明的塑胶涂料是添加了有机硅憎水剂的高涂料的网状结构，因此具有：①更好的可呼吸性和透气性；②对颜、填料的充分包裹和增强连接；③更好的抗污能力；

2.本发明的塑胶涂料，其原料配方不但对丙烯酸树脂和有机硅憎水剂的用量进行了研究，而且还对配方中的各种溶剂进行了选择，通过对多种本领域技术人员进行塑胶涂料制备时常用的溶剂进行筛选后，本发明人在配方中加入的几种溶剂可赋予漆膜良好的物理性能；

3.本发明的塑胶涂料，其漆膜整体憎水，水珠在漆膜上面滚动自如，无残留和拖尾现象，漆膜的整体憎水效果好；此外，保证漆膜在塑胶上有足够强的附着力，而且稳定性好。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步地描述，但具体实施例并不对本发明做任何限定。

为了得到漆膜附着力好且漆膜憎水性好的具有荷叶效果的塑胶涂料，本发明人通过实施例1～5，重点对本发明具有荷叶效果的塑胶涂料的原料配方中丙烯酸树脂和有机硅憎水剂的用量进行了优化。

实施例1  具有荷叶效果的塑胶涂料

本实施例的具有荷叶效果的塑胶涂料，其原料配方是由如下质量百分比的各组分组成：

丙烯酸树脂          7％；

有机硅憎水剂        14％；

流平剂              0.3～1％；

异丙醇              10～12％；

二丙酮醇            10～20％；

丙二醇甲醚醋酸酯    12～16％；

丙酮                9～16％；

丁酮                8～13％；

乙酸丁酯            11～15％。

上述丙烯酸树脂为日本三菱的BR-113。

本实施例的具有荷叶效果的塑胶涂料，其制备方法如下所示：

按照上述原料配方称取各组分，然后将各组分混合均匀后高速分散至细度≤25um，从而制备得到所需具有荷叶效果的塑胶涂料。

实施例2  具有荷叶效果的塑胶涂料

本实施例的具有荷叶效果的塑胶涂料，其原料配方是由如下质量百分比的各组分组成：

丙烯酸树脂          5％；

有机硅憎水剂        15％；

流平剂              0.3～1％；

异丙醇              10～12％；

二丙酮醇            10～20％；

丙二醇甲醚醋酸酯    12～16％；

丙酮                9～16％；

丁酮                8～13％；

乙酸丁酯            11～15％。

上述丙烯酸树脂为日本三菱的BR-113。

本实施例的具有荷叶效果的塑胶涂料，其制备方法如下所示：

按照上述原料配方称取各组分，然后将各组分混合均匀后高速分散至细度≤25um，从而制备得到所需具有荷叶效果的塑胶涂料。

实施例3  具有荷叶效果的塑胶涂料

本实施例的具有荷叶效果的塑胶涂料，其原料配方是由如下质量百分比的各组分组成：

丙烯酸树脂       4％；

有机硅憎水剂     16％；

流平剂           0.3～1％；

异丙醇           10～12％；

二丙酮醇         10～20％；

丙二醇甲醚醋酸酯        12～16％；

丙酮                    9～16％；

丁酮                    8～13％；

乙酸丁酯                11～15％。

上述丙烯酸树脂为日本三菱的BR-113。

本实施例的具有荷叶效果的塑胶涂料，其制备方法如下所示：

按照上述原料配方称取各组分，然后将各组分混合均匀后高速分散至细度≤25um，从而制备得到所需具有荷叶效果的塑胶涂料。

实施例4  具有荷叶效果的塑胶涂料

本实施例的具有荷叶效果的塑胶涂料，其原料配方是由如下质量百分比的各组分组成：

丙烯酸树脂        3.5％；

有机硅憎水剂      17.5％；

流平剂            0.3～1％；

异丙醇            10～12％；

二丙酮醇          10～20％；

丙二醇甲醚醋酸酯  12～16％；

丙酮              9～16％；

丁酮              8～13％；

乙酸丁酯          11～15％。

上述丙烯酸树脂为日本三菱的BR-113。

本实施例的具有荷叶效果的塑胶涂料，其制备方法如下所示：

按照上述原料配方称取各组分，然后将各组分混合均匀后高速分散至细度≤25um，从而制备得到所需具有荷叶效果的塑胶涂料。

实施例5  具有荷叶效果的塑胶涂料

本实施例的具有荷叶效果的塑胶涂料，其原料配方是由如下质量百分比的各组分组成：

丙烯酸树脂        3％；

有机硅憎水剂      21％；

流平剂            0.3～1％；

异丙醇            10～12％；

二丙酮醇          10～20％；

丙二醇甲醚醋酸酯  12～16％；

丙酮              9～16％；

丁酮              8～13％；

乙酸丁酯          11～15％。

上述丙烯酸树脂为日本三菱的BR-113。

本实施例的具有荷叶效果的塑胶涂料，其制备方法如下所示：

按照上述原料配方称取各组分，然后将各组分混合均匀后高速分散至细度≤25um，从而制备得到所需具有荷叶效果的塑胶涂料。

实施例6  性能测试

采用本领域技术人员常用的性能测试方法，对实施例1～5的具有荷叶效果的塑胶涂料进行憎水性、附着力和耐污性等性能测试。

1.测试方法

(1)憎水性：根据水珠与涂膜形成的接触角，分为5个等级。1为最好，完全不润湿；5为完全润湿；

(2)附着力：0～1级，100％方格法；

(3)耐沾污性依据GB9755-2001测试。

2.测试结果

实施例1～5的具有荷叶效果的塑胶涂料均具有一定的憎水性和附着力，其中，实施例1的塑胶涂料附着力好，但是憎水性差，实施例5的塑胶涂料憎水性好但是附着力差，实施例2、3和4的塑胶涂料的憎水性和附着力都要比实施例1和5的要好。

实施例3的塑胶涂料其附着力和憎水性最好，实施例2的附着力与实施例3的相同，但憎水性略差一点，实施例4的憎水性和实施例3相同，但附着力略差一点，但是，这三个实施例的塑胶涂料，其憎水性和附着力已经达到行业内要求的较好水平；这三个实施例的塑胶涂料其附着力1～2级，涂膜整体憎水，水珠在涂膜上面滚动自如，无残留和拖尾现象，证明了有机硅憎水剂对颜料、填料的充分包裹，从而使涂膜具备了整体憎水效果，此外，这三个实施例的储藏稳定性也很好。

Claims (5)

1.一种具有荷叶效果的塑胶涂料，其特征在于该塑胶涂料的原料配方是由如下质量百分比的各组分组成：

其中所述的热塑性丙烯酸树脂玻璃化温度为60～100℃，分子量为75000～120000。

2.根据权利要求1所述一种具有荷叶效果的塑胶涂料，其特征在于所述热塑性丙烯酸树脂为日本三菱的BR-113、日本三菱的MB-2952或帝斯曼的B725。

3.根据权利要求1所述一种具有荷叶效果的塑胶涂料，其特征在于所述流平剂为有机硅流平剂、丙烯酸酯流平剂或有机氟流平剂。

4.权利要求1～3所述任一项的一种具有荷叶效果的塑胶涂料的制备方法，其特征在于该制备方法为：按照权利要求1所述原料配方称取各组分，然后将各组分混合均匀后高速分散至细度≤25μm，从而制备得到所需具有荷叶效果的塑胶涂料。

5.权利要求1～3所述任一项的一种具有荷叶效果的塑胶涂料在ABS塑胶材料或HIPS塑胶材料上的应用。