CN103923549A - 丙烯酸氨基树脂的水性罩光单组份涂料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种丙烯酸氨基树脂的水性罩光单组份涂料，原料中包括的丙烯酸树脂采用聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂，用量为每100重量份涂料中含有20-40重量份的聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂，并且该涂料中不添加蜡乳液。本发明的水性罩光涂料采用聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂代替通过添加蜡乳液的方式，提高涂层的耐磨性，力学性能等性能，而且采用聚乙烯蜡直接加入反应釜中，可以显著提高聚乙烯蜡接枝到丙烯酸树脂分子链上，接枝率≥97%，该涂料为水性涂料，制备及使用安全、环保；具有高光泽、高丰满度、优异的力学性能。
Description
[技术领域]
本发明属于丙烯酸氨基树脂涂料技术领域，涉及一种具有高耐磨高耐划伤高耐候型的丙烯酸氨基树脂的水性罩光单组份涂料及制备方法。
[背景技术]
随着人们对环保的要求越来越高，溶剂型涂料逐渐被水性涂料取代，水性底漆（如电泳涂料）、水性中涂逐渐出现，但水性罩光涂料由于外观光泽、丰满度、耐划伤性、耐磨性等性能很难达到溶剂型罩光漆的性能，所以还没有大面积推广。但经过从业者的不懈努力，逐渐制备出达到溶剂型罩光漆性能的水性罩光涂料，环保安全。
发明专利（CN103305043A）公开了一种热固性丙烯酸轮毂专用罩光漆，漆膜平整、成膜厚、流平好、丰满度高、光泽高、硬度高和耐候性优异，但此罩光漆是溶剂型的，VOC含量高，不环保，施工也不安全。
所以急需开发出一款具有高耐磨高耐划伤高耐候型的水性罩光涂料，达到甚至超过溶剂型罩光漆的性能。
[发明内容]
本发明的目的是提供一种高耐磨高耐划伤高耐候型水性罩光涂料及其制备方法，该产品具有高光泽、高丰满度、优异的力学性能和耐划伤性，水性环保安全，高耐磨性（1000g/800转）失重≤0.010g，还具有非常优异的耐候性能，经2500小时QUV老化试验，失光率≤10%，ΔE≤1.0。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种丙烯酸氨基树脂的水性罩光单组份涂料，原料中包括的丙烯酸树脂采用聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂，用量为每100重量份涂料中含有20-40重量份的聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂，有并且该涂料中不添加蜡乳液。
本发明还包括该涂料的制备方法，所述涂料制备方法是将20-40重量份聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂和6-12重量份氨基树脂加入反应容器中搅拌30分钟混合均匀，然后加入0.4-0.8重量份中和剂搅拌30分钟，再将46-72.8重量份去离子水一次性加入反应容器中搅拌1小时，然后加入0.1-0.4重量份流平剂、0.2-0.5重量份增稠剂和0.1-0.3重量份催干剂，搅拌1小时，整个制备过程反应容器温度控制在30-45℃，采用过滤网过滤出料，获得所述的水性罩光涂料。
本发明的水性罩光涂料的有益效果是：采用聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂，代替通过添加蜡乳液的方式，提高涂层的耐磨性，力学性能等性能，而且采用聚乙烯蜡直接加入反应釜中，可以显著提高聚乙烯蜡接枝到丙烯酸树脂分子链上，接枝率≥97%，该涂料为水性涂料，制备及使用安全、环保；具有高光泽、高丰满度、优异的力学性能和耐划伤性；具有高耐磨性（1000g/800转）失重≤0.010g，还具有非常优异的耐候性能，经2500小时QUV老化试验，失光率≤10%，ΔE≤1.0。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下具体的优化。
进一步，聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂由聚乙烯蜡与丙烯酸树脂通过自由基反应制备得到，其制备方案如下：
将5-7重量份丙烯酸，9-13重量份甲基丙烯酸羟丙酯，10-16重量份甲基丙烯酸甲酯，11-19重量份丙烯酸正丁酯，3-4.5重量份叔丁基过氧化氢混合均匀得到混合液a，待用；
将1-1.5重量份的叔丁基过氧化氢和3-9重量份乙二醇单丁醚混合均匀得到混合液b，待用；
将10-18重量份丙二醇单丁醚，14-26重量份二乙二醇单丁醚和8-12重量份聚乙烯蜡加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到145℃，开始滴加混合液a，5小时滴完后保温1小时，然后滴加混合液b，半小时滴完，然后升温到155℃保温3小时，然后降温到45℃以下出料，获得所述的聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂。
该丙烯酸氨基树脂的水性罩光单组份涂料还具体含有6-12重量份氨基树脂、46-72.8重量份去离子水，其余为助剂。
助剂及用量优选为0.4-0.8重量份中和剂、0.1-0.4重量份流平剂、0.2-0.5重量份增稠剂、0.1-0.3重量份催干剂。
中和剂为氨水、三乙醇胺或者N,N-二乙基乙醇胺中的任意一种。水性流平剂选自市售的UNIQFLOW372S、德谦835或BYK354中的任意一种。水性增稠剂选自市售的Tech9040、Borchi Gel0435或BYK420中的任意一种。催干剂选自市售的Nacure1419或Nacure2107中的任意一种。
[具体实施方式]
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
1)所述聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂配方：
按配方量将丙烯酸，甲基丙烯酸羟丙酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸正丁酯和四分之三的叔丁基过氧化氢混合均匀待用，称为混合液a；按配方量将四分之一的叔丁基过氧化氢和乙二醇单丁醚混合均匀待用，称为混合液b。按配方量将丙二醇单丁醚，二乙二醇单丁醚和聚乙烯蜡加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到145℃，开始滴加混合液a，5小时滴完后保温1小时，然后滴加混合液b，半小时滴完，然后升温到155℃保温3小时，然后降温到45℃以下出料，获得所述的聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂。
2)所述水性罩光涂料配方：
按配方量将聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂和苯代氨基树脂加入反应容器中搅拌30分钟混合均匀，然后加入中和剂N,N-二乙基乙醇胺搅拌30分钟，再将去离子水一次性加入反应容器中搅拌1小时，然后加入流平剂德谦835、增稠剂BYK420和催干剂Nacure1419，搅拌1小时，整个制备过程反应容器温度控制在30-45℃。采用过滤网过滤出料，获得所述的水性罩光涂料。
实施例2
1)所述聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂配方：
按配方量将丙烯酸，甲基丙烯酸羟丙酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸正丁酯和四分之三的叔丁基过氧化氢混合均匀待用，称为混合液a；按配方量将四分之一的叔丁基过氧化氢和乙二醇单丁醚混合均匀待用，称为混合液b。按配方量将丙二醇单丁醚，二乙二醇单丁醚和聚乙烯蜡加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到145℃，开始滴加混合液a，5小时滴完后保温1小时，然后滴加混合液b，半小时滴完，然后升温到155℃保温3小时，然后降温到45℃以下出料，获得所述的聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂。
2)所述水性罩光涂料配方：
按配方量将聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂和甲醚化的氨基树脂加入反应容器中搅拌30分钟混合均匀，然后加入中和剂氨水搅拌30分钟，再将去离子水一次性加入反应容器中搅拌1小时，然后加入流平剂UNIQFLOW372S、增稠剂Tech9040和催干剂Nacure2107，搅拌1小时，整个制备过程反应容器温度控制在30-45℃。采用过滤网过滤出料，获得所述的水性罩光涂料。
实施例3
1)所述聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂配方：
按配方量将丙烯酸，甲基丙烯酸羟丙酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸正丁酯和四分之三的叔丁基过氧化氢混合均匀待用，称为混合液a；按配方量将四分之一的叔丁基过氧化氢和乙二醇单丁醚混合均匀待用，称为混合液b。按配方量将丙二醇单丁醚，二乙二醇单丁醚和聚乙烯蜡加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到145℃，开始滴加混合液a，5小时滴完后保温1小时，然后滴加混合液b，半小时滴完，然后升温到155℃保温3小时，然后降温到45℃以下出料，获得所述的聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂。
2)所述水性罩光涂料配方：
按配方量将聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂和甲基丁基混醚化的氨基树脂加入反应容器中搅拌30分钟混合均匀，然后加入中和剂三乙醇胺搅拌30分钟，再将去离子水一次性加入反应容器中搅拌1小时，然后加入流平剂BYK354、增稠剂Borchi Gel0435和催干剂Nacure1419，搅拌1小时，整个制备过程反应容器温度控制在30-45℃。采用过滤网过滤出料，获得所述的水性罩光涂料。
将上述实施例1-3制得的高耐磨高耐划伤高耐候型水性罩光涂料进行制板测试，板材为磷化板，采用浩力森涂料（上海）有限公司的电泳底面合一HR-4000产品，电泳漆膜厚为25-30um，固化温度为170℃/20分钟，然后喷涂实施例中的水性罩光涂料，膜厚为20-25um，固化温度为120℃/20min。
实施例1-3制得的高耐磨高耐划伤高耐候型水性罩光涂料制备样板的主要技术指标如下表
因而本发明制得的高耐磨高耐划伤高耐候型水性罩光涂料具有高光泽、高丰满度、优异的力学性能和耐划伤性，水性环保安全，高耐磨性（1000g/800转）失重≤0.010g，还具有非常优异的耐候性能，经2500小时QUV老化试验，失光率≤10%，ΔE≤1.0。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种丙烯酸氨基树脂的水性罩光单组份涂料，原料中包括丙烯酸树脂，其特征在于其中的丙烯酸树脂采用聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂，用量为每100重量份涂料中含有20-40重量份的聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂，并且该涂料中不添加蜡乳液。
2.如权利要求1所述的一种丙烯酸氨基树脂的水性罩光涂料，其特征在于聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂由聚乙烯蜡与丙烯酸树脂通过自由基反应制备得到。
3.如权利要求2所述的一种丙烯酸氨基树脂的水性罩光单组份涂料，其特征在于聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂的制备由以下步骤组成：将5-7重量份丙烯酸，9-13重量份甲基丙烯酸羟丙酯，10-16重量份甲基丙烯酸甲酯，11-19重量份丙烯酸正丁酯，3-4.5重量份叔丁基过氧化氢混合均匀得到混合液a，待用；将1-1.5重量份的叔丁基过氧化氢和3-9重量份乙二醇单丁醚混合均匀得到混合液b，待用；
将10-18重量份丙二醇单丁醚，14-26重量份二乙二醇单丁醚和8-12重量份聚乙烯蜡加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到145℃，开始滴加混合液a，5小时滴完后保温1小时，然后滴加混合液b，半小时滴完，然后升温到155℃保温3小时，然后降温到45℃以下出料，获得所述的聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂。
4.如权利要求1所述的丙烯酸氨基树脂的水性罩光单组份涂料，其特征在于还含有6-12重量份氨基树脂、46-72.8重量份去离子水，其余为助剂。
5.如权利要求4所述的丙烯酸氨基树脂的水性罩光单组份涂料，其特征在于所述的助剂及用量为0.4-0.8重量份中和剂、0.1-0.4重量份流平剂、0.2-0.5重量份增稠剂、0.1-0.3重量份催干剂。
6.如权利要求1所述的一种丙烯酸氨基树脂的水性罩光单组份涂料，其特征在于氨基树脂为甲醚化的氨基树脂、苯代氨基树脂或者甲基丁基混醚化的氨基树脂中的任意一种。
7.一种丙烯酸氨基树脂的水性罩光单组份涂料的制备方法，其特征在于将20-40重量份聚乙烯蜡接枝改性丙烯酸树脂和6-12重量份氨基树脂加入反应容器中搅拌30分钟混合均匀，然后加入0.4-0.8重量份中和剂搅拌30分钟，再将46-72.8重量份去离子水一次性加入反应容器中搅拌1小时，然后加入0.1-0.4重量份流平剂、0.2-0.5重量份增稠剂和0.1-0.3重量份催干剂，搅拌1小时，整个制备过程反应容器温度控制在30-45℃，采用过滤网过滤出料，获得所述的水性罩光涂料。
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