CN103642343A - 水性汽车烤漆及其制备方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

一种水性汽车烤漆及制备方法和使用方法，水性汽车烤漆由水性蓖麻油改性醇酸树脂、水性丙烯酸树脂、水性色浆、氨基树脂A、氨基树脂B、成膜助剂、去离子水、分散剂、润湿剂、PH调节剂、消泡剂、防沉浆、防腐剂、增稠剂、附着力促进剂、流平剂组成。制备方法是：将上述原料依次加入搅拌均匀即可。使用方法是：按水性汽车烤漆：水=1：0.1~0.3比例混合搅拌均匀后，喷涂、放置、烘烤固化得到烤漆涂层。利用本发明的水性汽车烤漆取代溶剂型烤漆。在金属表面上能形成附着力为0级、柔韧性为1mm、耐候性优、丰满度高、色泽鲜艳的具有优秀保护性和装饰性的完整涂膜，烘烤温度低；且生产工序安全、环保、简单，施工比较环保方便。

Description

水性汽车烤漆及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及水性汽车烤漆及其制备方法和使用方法，特别是卡车、运输车、农用车、货车车箱、机械设备、五金构件等各种金属表面的水性烤漆的制备方法和使用方法。

背景技术

目前卡车、运输车、农用车、货车车箱、机械设备、五金构件等金属表面的涂装所采用的涂料主要以溶剂型涂料为主。溶剂型涂料不仅对环境造成严重污染，而且生产不安全，对员工健康也有一定的伤害。所以以上工件的涂装势必需要水性化。

目前，性能和溶剂型烤漆相当的水性烤漆存在以下问题：1、烘烤温度偏高，至少160℃以上，浪费能源；2、由于国内水性树脂发展比较晚，主要依赖进口，所做的水性烤漆成本比较高；3、亮光实色漆光泽不够高，需要罩光才能达到要求；4、一般的水性烤漆用水稀释时，光泽不稳定，光泽往往会降低很多。

发明内容

本发明的目的是提供一种水性汽车烤漆及其制备与使用方法，利用本发明的水性汽车烤漆取代溶剂型烤漆。在金属表面上能形成附着力为0级、柔韧性为1mm、耐候性优、丰满度高、色泽鲜艳的具有优秀保护性和装饰性的完整涂膜，且烘烤温度低；利用本发明的制备方法，生产工序安全、环保、简单，施工比较环保方便。

为达到上述目的，一种水性汽车烤漆，以重量份数计，由以下组份组成：

水性蓖麻油改性醇酸树脂               10~20份             

水性丙烯酸树脂                       20~40份   

水性色浆                             20~35份

氨基树脂A                           4~8份

氨基树脂B                           1~2份

成膜助剂                             3~6份          

去离子水                             5~10份

分散剂                               0.5~0.8份

润湿剂                               0.1~0.3份

PH调节剂                            0.1~0.5份

消泡剂                               0.2~0.8份

防沉浆                               1~3   份

防腐剂                               0.1~0.2份

增稠剂                               0.2~0.5份

附着力促进剂                         1.0~2.0份

流平剂                               0.1~0.3份

其中，水性蓖麻油改性醇酸树脂固体含量为50+2%， 羟基含量1.8~2.5%, PH值为7.0~9.0 ；水性丙烯酸树脂固体含量为44+2%， 羟基含量3.5~4.0%, PH值为7.0~9.0。

制备上述水性汽车烤漆的方法步骤是：

（1）将水性蓖麻油改性醇酸树脂、水性丙烯酸树脂、消泡剂、分散剂、润湿剂及部分去离子水依次加入到搅拌釜中，在400~800r/min转速条件下，搅拌10~30分钟；

（2）加入PH调节剂，将PH调节到8~9，在400~800r/min转速条件下,搅拌10~30分钟；

（3）依次加入水性色浆、防沉浆、成膜助剂、氨基树脂A、氨基树脂B、防腐剂、附着力促进剂、增稠剂，在600~1000r/min转速条件下，搅拌分散20~30分钟；

（4）加入流平剂，在400~600r/min转速条件下，搅拌分散5~10分钟；

（5）最后加入剩余的去离子水，调节粘度，在400~600r/min转速条件下,搅拌10~15分钟,即可完成整个水性汽车烤漆的制备过程。

上述水性汽车烤漆的使用方法是：

称取水性汽车烤漆，以重量份数计，按水性汽车烤漆：水=1：0.1~0.3搅拌均匀后，喷涂在基材上，然后放置10~20分钟，最后在130℃~150℃条件下烘烤20~30分钟，烘烤固化得到烤漆涂层。

进一步的，所述氨基树脂A固体含量为80+2%，所述氨基树脂B固体含量为98+2%。

进一步的，所述水性色浆是由所述的水性蓖麻油改性醇酸树脂和耐候性高的颜料研磨而成。

进一步的，所述成膜助剂为丙二醇甲醚、丙二醇***、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丁醇、乙醇或异丙醇。

进一步的，所述消泡剂为改性聚硅氧烷乳液，分散剂为含亲和颜料基团的高分子量嵌段共聚物，润湿剂为低分子量不饱和多元羧酸聚合物，流平剂为氟改性丙烯酸脂流平剂，防沉浆为气相二氧化硅类防沉剂，增稠剂为聚氨酯类增稠剂，PH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇, 防腐剂为杂环化合物,附着力促进剂为以聚酯为主链的磷酸脂化合物。

本发明的有益效果是：

（1）采用本发明中的水性蓖麻油改性醇酸和水性丙烯酸两种树脂混合使用，在金属表面上能形成附着力为0级、柔韧性为1mm、耐候性优、丰满度高、色泽鲜艳的具有优秀保护性和装饰性的完整涂膜。  

（2）本发明中的水性蓖麻油改性醇酸和水性丙烯酸两种树脂相溶性好，所做的亮光实色漆不但流平性好，丰满度佳，而且光泽度高，不需要罩光就能满足许多涂装的光泽要求，从而减少了一道工艺，为客户节约了时间和人力物力，降低了生产成本。

（3）可低温烘烤，130℃烘烤30分钟漆膜的综合性能完全能达到相应油性烤漆的要求。

（4）用水稀释时，不会像其他水性漆加水时光泽降低，而是会升高一点。

（5）由于以去离子水为介质，因此，清洗简单，使用的工具简单；贮存、运输和使用过程中防火安全措施简单，防毒健康措施简单。

（6）由于以去离子水为介质，无毒、无味对人体不会造成危害。

（7）由于以去离子水为介质，避免或者大大减少了含碳有机溶剂，比如二甲苯、甲苯、三甲苯、环己酮、200#汽油、醋酸乙酯、醋酸丁酯等等在大气中的排放，也就是大大减少了碳排放，既减少大气污染，又节省了大量资源。

（8）本发明中的水性蓖麻油改性醇酸树脂具有润湿性强、柔韧性好、伸展性良好的特点，可以做为颜料的载体用来制作水性色浆，而且成本比较低，相比之下，制成的水性无机颜料色浆成本可降低50%，水性有机颜料色浆降低100%，且贮存稳定。

（9）利用本发明的制备方法，生产工序安全、环保、简单，施工比较环保方便，因为以水为稀释剂，不排放有机溶剂，也就是减少了碳的排放，节省了大量资源，所以本发明属低碳环保型产品。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。

以重量份数计，水性汽车烤漆由10~20份的水性蓖麻油改性醇酸树脂、20~40份的水性丙烯酸树脂、20~35份的水性色浆、4~8份的氨基树脂A、1~2份的氨基树脂B、3~6份的成膜助剂、5~10份的去离子水、0.5~0.8份的分散剂、0.1~0.3份的润湿剂、0.1~0.5份的PH调节剂、0.2~0.8份的消泡剂、1~3份的防沉浆、0.1~0.2份的防腐剂、0.2~0.5份的增稠剂、1.0~2.0份的附着力促进剂、0.1~0.3份的流平剂组成。其中，水性蓖麻油改性醇酸树脂固体含量为50+2%， 羟基含量1.8~2.5%, PH值为7.0~9.0 ；水性丙烯酸树脂固体含量为44+2%， 羟基含量3.5~4.0%, PH值为7.0~9.0。所述氨基树脂A固体含量为80+2%，所述氨基树脂B固体含量为98+2%。所述水性色浆是由所述的水性蓖麻油改性醇酸树脂和耐候性高的颜料如进口钛白粉、进口酞菁蓝色粉、进口254红色粉、进口180黄色粉等等研磨而成。所述成膜助剂为丙二醇甲醚、丙二醇***、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丁醇、乙醇或异丙醇。所述消泡剂为改性聚硅氧烷乳液，型号为W810；分散剂为含亲和颜料基团的高分子量嵌段共聚物，型号为W719或W760；润湿剂为低分子量不饱和多元羧酸聚合物，型号为W416；流平剂为氟改性丙烯酸脂流平剂，型号为F812；防沉浆为气相二氧化硅类防沉剂，型号为AS20；增稠剂为聚氨酯类增稠剂，型号为PU40；PH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇, 型号为AMP-95；防腐剂为杂环化合物，型号为RS01；附着力促进剂为以聚酯为主链的磷酸脂化合物，型号为AR108。

实施例1。

水性汽车烤漆的制备方法如下： 

（1）将100kg的水性蓖麻油改性醇酸树脂、400kg的水性丙烯酸树脂、2kg型号为W810的改性聚硅氧烷乳液、5kg型号为W719的含亲和颜料基团的高分子量嵌段共聚物、1kg型号为W416的低分子量不饱和多元羧酸聚合物及20kg去离子水依次加入到搅拌釜中，在400r/min转速条件下，搅拌10分钟。

（2）加入1kg型号为AMP-95的2-氨基-2-甲基-1-丙醇，将PH调节到8，在800r/min转速条件下，搅拌10分钟。

（3）依次加入337kg的水性红色浆、10kg型号为AS20的气相二氧化硅类防沉剂、30kg的丙二醇甲醚、40kg的氨基树脂A、10kg的氨基树脂B、1kg型号为RS01的杂环化合物、10kg型号为AR108的以聚酯为主链的磷酸脂化合物、2kg型号为PU40的聚氨酯类增稠剂，在600r/min转速条件下，搅拌分散30分钟。

（4）加入1kg型号为F812的氟改性丙烯酸脂流平剂，在600r/min转速条件下，搅拌分散10分钟。

（5）最后加入30kg去离子水，调节粘度，在400r/min转速条件下，搅拌15分钟，即可完成整个水性汽车烤漆的制备过程。

上述水性汽车烤漆的使用方法为：称取水性汽车烤漆，按水性汽车烤漆：水=1：0.2（以重量份数计）搅拌均匀后，喷涂在基材上，然后放置20分钟，最后在140℃条件下烘烤25分钟，烘烤固化得到烤漆涂层。

实施例2。

水性汽车烤漆的制备方法如下： 

（1）将200kg的水性蓖麻油改性醇酸树脂、200kg的水性丙烯酸树脂、8kg型号为W810的改性聚硅氧烷乳液、8kg型号为W760的含亲和颜料基团的高分子量嵌段共聚物、3kg型号为W416的低分子量不饱和多元羧酸聚合物及26kg去离子水依次加入到搅拌釜中，在800r/min转速条件下，搅拌15分钟。

（2）加入5kg型号为AMP-95的2-氨基-2-甲基-1-丙醇，将PH调节到9，在400r/min转速条件下，搅拌15分钟。

（3）依次加入300kg的水性蓝色浆、30kg型号为AS20的气相二氧化硅类防沉剂、60kg的异丙醇、60kg的氨基树脂A、20kg的氨基树脂B、2kg型号为RS01的杂环化合物、20kg型号为AR108的以聚酯为主链的磷酸脂化合物、5kg型号为PU40的聚氨酯类增稠剂，在1000r/min转速条件下，搅拌分散20分钟。

（4）加入3kg型号为F812的氟改性丙烯酸脂流平剂，在400r/min转速条件下，搅拌分散10分钟。

（5）最后加入50kg去离子水，调节粘度，在600r/min转速条件下，搅拌10分钟，即可完成整个水性汽车烤漆的制备过程。

上述水性汽车烤漆的使用方法为：称取水性汽车烤漆，按水性汽车烤漆：水=1：0.3（以重量份数计）搅拌均匀后，喷涂在基材上，然后放置30分钟，最后在150℃条件下烘烤20分钟，烘烤固化得到烤漆涂层。

实施例3。

水性汽车烤漆的制备方法如下： 

（1）将150kg的水性蓖麻油改性醇酸树脂、352kg的水性丙烯酸树脂、5kg型号为W810的改性聚硅氧烷乳液、6kg型号为W760的含亲和颜料基团的高分子量嵌段共聚物、2kg型号为W416的低分子量不饱和多元羧酸聚合物及50kg去离子水依次加入到搅拌釜中，在600r/min转速条件下，搅拌20分钟。

（2）加入3kg型号为AMP-95的2-氨基-2-甲基-1-丙醇，将PH调节到8，在600r/min转速条件下，搅拌12分钟。

（3）依次加入200kg的水性白色浆、20kg型号为AS20的气相二氧化硅类防沉剂、45kg的二丙二醇丁醚、80kg的氨基树脂A、15kg的氨基树脂B、2kg型号为RS01的杂环化合物、15kg型号为AR108的以聚酯为主链的磷酸脂化合物、3kg型号为PU40的聚氨酯类增稠剂，在800r/min转速条件下，搅拌分散25分钟。

（4）加入2kg型号为F812的氟改性丙烯酸脂流平剂，在500r/min转速条件下，搅拌分散8分钟。

（5）最后加入50kg去离子水，调节粘度，在500r/min转速条件下，搅拌13分钟，即可完成整个水性汽车烤漆的制备过程。

上述水性汽车烤漆的使用方法为：称取水性汽车烤漆，按水性汽车烤漆：水=1：0.1（以重量份数计）搅拌均匀后，喷涂在基材上，然后放置10分钟，最后在130℃条件下烘烤30分钟，烘烤固化得到烤漆涂层。

实施例4。

水性汽车烤漆的制备方法如下： 

（1）将133kg的水性蓖麻油改性醇酸树脂、260kg的水性丙烯酸树脂、3kg型号为W810的改性聚硅氧烷乳液、7kg型号为W760的含亲和颜料基团的高分子量嵌段共聚物、3kg型号为W416的低分子量不饱和多元羧酸聚合物及30kg去离子水依次加入到搅拌釜中，在500r/min转速条件下，搅拌25分钟。

（2）加入4kg型号为AMP-95的2-氨基-2-甲基-1-丙醇，将PH调节到9，在700r/min转速条件下，搅拌10分钟。

（3）依次加入350kg的水性黄色浆、22kg型号为AS20的气相二氧化硅类防沉剂、50kg的乙醇、50kg的氨基树脂A、20kg的氨基树脂B、1kg型号为RS01的杂环化合物、10kg型号为AR108的以聚酯为主链的磷酸脂化合物、4kg型号为PU40的聚氨酯类增稠剂，在700r/min转速条件下，搅拌分散28分钟。

（4）加入3kg型号为F812的氟改性丙烯酸脂流平剂，在500r/min转速条件下，搅拌分散8分钟。

（5）最后加入50kg去离子水，调节粘度，在500r/min转速条件下，搅拌13分钟，即可完成整个水性汽车烤漆的制备过程。

上述水性汽车烤漆的使用方法为：称取水性汽车烤漆，按水性汽车烤漆：水=1：0.2（以重量份数计）搅拌均匀后，喷涂在基材上，然后放置15分钟，最后在140℃条件下烘烤20分钟，烘烤固化得到烤漆涂层。

表1为上述实施例的水性汽车烤漆涂装到马口铁板上形成涂膜后物理性能的测试结果。

   表1

表2为上述实施例的水性汽车烤漆涂装到电泳底上形成涂膜后耐化学性能的测试结果。

   表2

表3为上述实施例的水性汽车烤漆环保性能的测试结果。

   表3

经过上述测试，本发明的水性汽车烤漆在金属表面上能形成附着力为0级、柔韧性为1mm、耐候性优、耐水性好、耐酸碱性好、耐油性好、耐湿性好、耐腐蚀性好、丰满度高、色泽鲜艳的具有优秀保护性和装饰性的完整涂膜。本发明中的水性蓖麻油改性醇酸和水性丙烯酸两种树脂相溶性好，所做的亮光实色漆不但丰满度佳，而且光泽度高，不需要罩光就能满足许多涂装的光泽要求，从而减少了一道工艺，为客户节约了时间和人力物力，降低了生产成本。根据实施例的记载，烘烤的温度低。用水稀释时，不会像其他水性漆加水时光泽降低，而是会升高一点。由于以去离子水为介质，因此，清洗简单，使用的工具简单；贮存、运输和使用过程中防火安全措施简单，防毒健康措施简单；而且无毒、无味对人体不会造成危害；同时也避免或者大大减少了含碳有机溶剂，比如二甲苯、甲苯、三甲苯、环己酮、200#汽油、醋酸乙酯、醋酸丁酯等等在大气中的排放，也就是大大减少了碳排放，既减少大气污染，又节省了大量资源。利用本发明的制备方法，生产工序安全、环保、简单，施工比较环保方便，因为以水为稀释剂，不排放有机溶剂，也就是减少了碳的排放，节省了大量资源，所以本发明属低碳环保型产品。

Claims (10)

1.一种水性汽车烤漆，其特征在于：以重量份数计，由以下组份组成：

水性蓖麻油改性醇酸树脂               10~20份             

水性丙烯酸树脂                       20~40份   

水性色浆                             20~35份

氨基树脂A                           4~8份

氨基树脂B                           1~2份

成膜助剂                             3~6份          

去离子水                             5~10份

分散剂                               0.5~0.8份

润湿剂                               0.1~0.3份

PH调节剂                            0.1~0.5份

消泡剂                               0.2~0.8份

防沉浆                               1~3   份

防腐剂                               0.1~0.2份

增稠剂                               0.2~0.5份

附着力促进剂                         1.0~2.0份

流平剂                               0.1~0.3份

其中，水性蓖麻油改性醇酸树脂固体含量为50+2%， 羟基含量1.8~2.5%, PH值为7.0~9.0 ；水性丙烯酸树脂固体含量为44+2%， 羟基含量3.5~4.0%, PH值为7.0~9.0。

2.根据权利要求1所述的水性汽车烤漆，其特征在于：所述氨基树脂A固体含量为80+2%，所述氨基树脂B固体含量为98+2%。

3.根据权利要求1所述的水性汽车烤漆，其特征在于：所述水性色浆是由所述的水性蓖麻油改性醇酸树脂和耐候性高的颜料研磨而成。

4.根据权利要求1所述的水性汽车烤漆，其特征在于：所述成膜助剂为丙二醇甲醚、丙二醇***、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丁醇、乙醇或异丙醇。

5.根据权利要求1所述的水性汽车烤漆，其特征在于：所述消泡剂为改性聚硅氧烷乳液，分散剂为含亲和颜料基团的高分子量嵌段共聚物，润湿剂为低分子量不饱和多元羧酸聚合物，流平剂为氟改性丙烯酸脂流平剂，防沉浆为气相二氧化硅类防沉剂，增稠剂为聚氨酯类增稠剂，PH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇, 防腐剂为杂环化合物,附着力促进剂为以聚酯为主链的磷酸脂化合物。

6.一种如权利要求1所述的水性汽车烤漆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将水性蓖麻油改性醇酸树脂、水性丙烯酸树脂、消泡剂、分散剂、润湿剂及部分去离子水依次加入到搅拌釜中，在400~800r/min转速条件下，搅拌10~30分钟；

（2）加入PH调节剂，将PH调节到8~9，在400~800r/min转速条件下,搅拌10~30分钟；

（3）依次加入水性色浆、防沉浆、成膜助剂、氨基树脂A、氨基树脂B、防腐剂、附着力促进剂、增稠剂，在600~1000r/min转速条件下，搅拌分散20~30分钟；

（4）加入流平剂，在400~600r/min转速条件下，搅拌分散5~10分钟；

（5）最后加入剩余的去离子水，调节粘度，在400~600r/min转速条件下,搅拌10~15分钟，即可完成整个水性汽车烤漆的制备过程。

7.根据权利要求6所述的水性汽车烤漆的制备方法，其特征在于：所述氨基树脂A固体含量为80+2%，所述氨基树脂B固体含量为98+2%。

8.根据权利要求6所述的水性汽车烤漆的制备方法，其特征在于：所述水性色浆是由所述的水性蓖麻油改性醇酸树脂和研磨而成；所述成膜助剂为丙二醇甲醚、丙二醇***、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丁醇、乙醇或异丙醇；所述消泡剂为改性聚硅氧烷乳液，分散剂为含亲和颜料基团的高分子量嵌段共聚物，润湿剂为低分子量不饱和多元羧酸聚合物，流平剂为氟改性丙烯酸脂流平剂，防沉浆为气相二氧化硅类防沉剂，增稠剂为聚氨酯类增稠剂，PH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇, 防腐剂为杂环化合物,附着力促进剂为以聚酯为主链的磷酸脂化合物。

9.一种如权利要求1所述的水性汽车烤漆的使用方法，其特征在于：称取水性汽车烤漆，以重量份数计，按水性汽车烤漆：水=1：0.1~0.3搅拌均匀后，喷涂在基材上，然后放置10~20分钟，最后在130℃~150℃条件下烘烤20~30分钟，烘烤固化得到烤漆涂层。

10.根据权利要求9所述的水性汽车烤漆的使用方法，其特征在于：所述氨基树脂A固体含量为80+2%，所述氨基树脂B固体含量为98+2%；所述水性色浆是由所述的水性蓖麻油改性醇酸树脂和研磨而成；所述成膜助剂为丙二醇甲醚、丙二醇***、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丁醇、乙醇或异丙醇；所述消泡剂为改性聚硅氧烷乳液，分散剂为含亲和颜料基团的高分子量嵌段共聚物，润湿剂为低分子量不饱和多元羧酸聚合物，流平剂为氟改性丙烯酸脂流平剂，防沉剂为气相二氧化硅类防沉剂，增稠剂为聚氨酯类增稠剂，PH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇, 防腐剂为杂环化合物,附着力促进剂为以聚酯为主链的磷酸脂化合物。