CN103937360B

CN103937360B - 一种低温固化水性玻璃烤漆的制备方法

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Publication number: CN103937360B
Application number: CN201310495875.9A
Authority: CN
Inventors: 许钧强; 李传才
Original assignee: SHENZHEN LAI LI YA ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN LAI LI YA ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2033-10-21
Also published as: CN103937360A

Abstract

本发明涉及一种低温固化水性玻璃烤漆的制备方法，由丙烯酸树脂、氨基树脂、羟基树脂、颜料或着色剂、润湿剂、密着剂、酸催化剂、成膜助剂、消泡剂、抗划流平剂、增稠剂、杀菌剂、PH调节剂、助溶剂和水组成；本发明制成的低温固化水性玻璃烤漆低VOC，对环境无污染，对操作人员无毒害，涂膜附着力强、柔韧性好及高硬度，优异的耐磨性、耐水性、耐醇性及耐盐雾性，施工简单，贮存稳定；本发明制成的漆膜硬度可达到2H以上，具有优良的抗划伤耐磨性能，广泛用于酒瓶、香水瓶、玻璃制品、灯具、木器、金属、塑料等制品的作表面保护装饰用。

Description

一种低温固化水性玻璃烤漆的制备方法

技术领域

本发明涉及一种水性玻璃漆的制备方法，尤其涉及一种适用于各种玻璃基材的低温固化的水性玻烤漆。

背景技术

玻璃及玻璃制品的涂装保护与装饰在工业和民用领域有着广泛的需求，水性丙烯酸氨基烤漆由于具有高光泽、硬度、保色保光、耐热等优点成为重要的工业涂料，广泛应用于酒瓶、香水瓶、灯饰、家装玻璃制品和玻璃仪器等都需要在表面涂覆保护层和装饰涂层。

2010年，我国VOC的排放量约为1800万t，其中近1／4来自涂料涂装行业。传统溶剂型涂料大量VOC的排放对环境和人类身体健康造成了一定程度上的危害。随着人类对其危害性的认识和对环境保护的重视，世界各国纷纷出台法规严格限制VOC的排放，如欧盟Directive.99／13／CE法规，德国AT--lufl法规（大气净化法，1992），美国的66法规，CAA（空气洁净法，1970）、CAAA法规。目前，我国正在制订PM2.5空气环境质量标准，对VOC的排放将有严格的规定。水性涂料、无溶剂涂料、高固体份涂料、UV光固化涂料和粉末涂料等是未来涂料工业发展的主要方向。目前市面上大多水性玻璃烤漆固化温度高达180～200℃，不符合低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济发展模式；另外对树脂、着色剂颜料等材料的耐温要求越来越高，选择性少且成本高，不能满足现代玻璃制品如酒瓶、香水瓶、玻璃工艺品等客户的工艺要求。

发明内容

本发明选用自交联型、核壳共聚的热固性水溶性羟基丙烯酸酯树脂，由于树脂含羟基较多，有利于提高涂层的交联度，使成膜固化温度低，且成膜后具有极强的附着力和耐冲击性能，具有良好的装饰性、耐蚀性、耐水性和耐醇性。

氨基树脂选取用聚合高羟甲基型部分甲醚化三聚氰胺树脂，含有烷氧基甲基和羟甲基，还有极少量的亚氨基。由于烷氧基甲基主要是交联反应的基团，需要较高温度才能发生交联反应，而羟甲基的反应活性大于烷氧基甲基，氨基树脂中羟甲基含量的增加，可以提高固化反应速度和降低烘烤温度，同时它含有极少量的亚氨基，可以减少自聚反应；低甲醚化氨基树脂固化后形成的涂膜具有优异的耐醇性、硬度和光泽。

羟基树脂能提高漆膜的光泽、硬度、耐乙醇性和耐水性。含有较多亲水基团的羟基树脂对颜料有较好的分散作用，对乳液有较好的稳定作用，成膜时能填充乳胶粒之间的空隙，因而提高了涂膜的致密性、平整性和耐水性。羟基树脂含有较多的交联基团-COOH和-OH，交联基团含量越高，涂膜的交联密度越大，因而涂膜的玻璃化温度越高，硬度也越大；羟基树脂分子量小，在水中的分散性好，和固化剂氨基树脂的相容性好，有利于交联。

酸催化剂的加入有利于增加树脂的交联成膜速度及交联密度，降低固化温度，提高固化程度，从而提高漆膜的耐水性和硬度。

为了解决上面所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：本发明涉及一种低温固化水性玻璃烤漆，其基本配方是：丙烯酸树脂40%～60%、氨基树脂7～15%、羟基树脂7～20%、颜料或着色剂0%～30%、润湿剂0.1%～0.6%、密着剂0.2%～1.5%、酸催化剂0.2%～1%、成膜助剂2%～12%、消泡剂0.1%～0.5%、抗划流平剂0.1%～0.5%、增稠剂0.2%～1.0%、杀菌剂0.1%～0.3%、PH调节剂0.3%～5%、助溶剂2%～10%、去离子水2%～25%。

其中，水溶性树脂选用玻璃化温度较低的自交联型、核壳共聚的热固性水溶性羟基丙烯酸酯树脂。

氨基树脂选用聚合高羟甲基型部分甲醚化三聚氰胺树脂。

羟基树脂选用硅丙树脂、水性环氧丙烯酸树脂、纯丙树脂的一种或其组合。

颜料或着色剂选用相容性好、耐高温、耐老化性、环保、细度≤15μ的钛白粉、碳黑、有机颜料、染料、透明颜料、珠光颜料、多角效应颜料和金属颜料水性色浆中的一种或其组合。

密着剂选用氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂。

成膜助剂选用乙醇、异丙醇、丙二醇、仲丁醇、正丁醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、醇酯-12、丙二醇苯醚、二乙二醇丁醚的一种或其组合。

酸催化剂选用对甲基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二壬基萘磺酸、二壬基萘二磺酸的一种。

PH调节剂选取用氨水、三乙胺、三乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、AMP的一种。

本发明提出一种低温固化水性玻璃烤漆的制备方法，其制备工艺如下：按配方重量百分比计，把去离子水、润湿剂、消泡剂混合搅拌均匀，加入丙烯酸树脂、氨基树脂、羟基树脂，再加入成膜助剂、酸催化剂、流平剂、增稠剂、防沉剂、PH调节剂搅拌均匀，根据需要加入颜料或着色剂，补水、消泡、调到规定的粘度，制得一种低温固化水性玻璃烤漆。

本发明还提供一种低温固化水性玻璃烤漆的涂装方法，包括以下步骤：涂装前必须对底材进行清洁处理，用腻子填平缝隙和小孔，干燥后打磨平整；将水性玻璃烤漆涂刷、滚涂或喷涂到处理好的底材上，控制干膜厚度在8～12μm之间；在室温放置5～15min或表干后；涂刷或喷涂第二道水性烤漆，控制干膜厚度在8～12μm之间；根据需要或喷涂膜的表面状况决定是否喷第三道，控制干膜厚度10～50μm；待表干后放在110～130℃的烘箱中烘烤15～25min。

本发明制得的低温固化水性玻璃烤漆低VOC，对环境无污染，对操作人员无毒害，涂膜附着力强、柔韧性好及高硬度，优异的耐磨性、耐水性、耐醇性及耐盐雾性，施工简单，贮存稳定。本发明制成的漆膜硬度高达到2H以上，具有优良的抗划伤耐磨性能，广泛用于酒瓶、香水瓶、玻璃制品、灯具、木器、金属、塑料等制品的作表面保护装饰用。

具体实施方式

低温固化水性玻璃烤漆按照表1的组分配方准备材料实施。

表1四个低温固化水性玻璃烤漆实施例组分配方

实施例1：

按照表1中实例1低温固化水性白色玻璃烤漆按配方重量比，把去离子水、润湿剂、消泡剂混合搅拌均匀，加入丙烯酸树脂、氨基树脂、羟基树脂，再加入成膜助剂、酸催化剂、钛白浆、流平剂、增稠剂、防沉剂、PH调节剂搅拌均匀，补水、消泡、调到规定的粘度，过滤包装制得一种低温固化的水性白色玻璃烤漆。

实施例2：

实施例2低温固化水性红色玻璃烤漆制备步骤参照实施例1。

实施例3：

实施例3低温固化水性银色玻璃烤漆制备步骤参照实施例1。

实施例4：

实施例4低温固化水性透明玻璃烤漆制备步骤参照实施例1。

按照国家相关标准，对本发明的低温固化水性玻璃烤漆的涂膜性能进行检测，检测结果如表2所示。

表2低温固化水性玻璃烤漆涂膜性能检测结果

检测项目	检测结果	检测标准
			漆膜外观	平整、光滑、丰满	目测
铅笔硬度	≥2H	GB/T6739-2006
			附着力，划圈法	1级	GB/T9286-1998
柔韧性	≤1mm	GB/T1731-1993
			耐冲击性	50kg·cm	GB/T1732-1993
60°光泽	＞93	GB/T9754-1988
			耐水性	120h无异常	GB/T1733—1993
耐碱性，0.1%NaOH	120h无异常	GB9274
			耐盐水性，3%NaCl	120h无异常	GB/T10834-1989
耐盐雾性	96h无异常	GB/T1771-1991
			耐乙醇性，50%C₂H₅OH	120h无异常	GB/T1763—1979
耐磨性（来回）	＞120次	GB/T1768—1979

尽管本发明已作了详细说明并引证了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。

Claims

1.一种低温固化水性玻璃烤漆，其特征在于：以重量百分比计，包括如下组分：水溶性丙烯酸树脂40％～60％、氨基树脂7～15％、羟基树脂7～20％、颜料或着色剂0％～30％、润湿剂0.1％～0.6％、密着剂0.2％～1.5％、酸催化剂0.2％～1％、成膜助剂2％～12％、消泡剂0.1％～0.5％、抗划流平剂0.1％～0.5％、增稠剂0.2％～1.0％、杀菌剂0.1％～0.3％、pH调节剂0.3％～5％、助溶剂2％～10％、去离子水2％～25％；

其中，所述的水溶性丙烯酸树脂为玻璃化温度较低的自交联型、核壳共聚的热固性水溶性羟基丙烯酸酯树脂；所述的氨基树脂为聚合高羟甲基型部分甲醚化三聚氰胺树脂；所述的羟基树脂为硅丙树脂、水性环氧丙烯酸树脂、纯丙树脂的一种或几种的组合；所述的密着剂为氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂；所述的酸催化剂为对甲基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二壬基萘磺酸、二壬基萘二磺酸的一种。

2.如权利要求1所述的一种低温固化水性玻璃烤漆，其特征在于：所述的颜料或着色剂为相容性好、耐高温、耐老化性、环保、细度≤15μm的钛白粉、碳黑、有机颜料、染料、透明颜料、珠光颜料、多角效应颜料和金属颜料水性色浆中的一种或几种的组合。

3.如权利要求1所述的一种低温固化水性玻璃烤漆，其特征在于：所述的pH调节剂为氨水、三乙胺、三乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇的一种。

4.如权利要求1所述的一种低温固化水性玻璃烤漆，其特征在于：所述的成膜助剂为乙醇、异丙醇、丙二醇、仲丁醇、正丁醇、卡必醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、醇酯-12、丙二醇苯醚、二乙二醇丁醚的一种或几种的组合。

5.一种如权利要求1所述的一种低温固化水性玻璃烤漆的涂装方法，其特征在于：所述的涂装方法，包括以下步骤：涂装前必须对底材进行清洁处理，用腻子填平缝隙和小孔，干燥后打磨平整；将水性玻璃烤漆涂刷、滚涂或喷涂到处理好的底材上，控制干膜厚度在8～12μm之间；在室温放置5～15min或表干后；涂刷或喷涂第二道水性玻璃烤漆，控制干膜厚度在8～12μm之间；根据需要或喷涂膜的表面状况决定是否喷第三道，控制干膜厚度10～50μm；待表干后放在110～130℃的烘箱中烘烤15～25min。