CN106752244A - 水性双组分原子灰及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于原子灰技术领域，具体涉及一种水性双组分原子灰及其制备方法。该水性双组分原子灰包括甲组分和乙组分，所述甲组分包括如下成分：羟基丙烯酸树脂、润湿剂、成膜助剂、分散剂、防锈剂、防沉触变剂、消泡剂、催干剂、增稠剂、钛白粉、滑石粉、重钙、水；所述乙组分包括如下成分：固化剂、吸水剂、二氧化硅。本发明提供的水性双组分原子灰具有低气味、耐冲击的特点，而且具有很好的收缩率、附着力，并且对施工人员无危害，可广泛用于家具、墙体、木门、汽车等领域。

Description

水性双组分原子灰及其制备方法

技术领域

本发明属于原子灰技术领域，具体涉及一种水性双组分原子灰及其制备方法。

背景技术

原子灰俗称腻子，又称不饱和聚酯树脂腻子，英文名：Poly-Putty Base，是发展较快的一种新型嵌填材料，能很好地附着在物体表面，并在干燥过程中不产生裂纹。原子灰可广泛用于家具、墙体、木门、汽车等领域的填平和修补。在全球热效应加剧的今天，节能减排是世界涂料行业普遍面临的问题，涂料水性化势在必行。目前中国各地区已相继出台相关挥发性有机化合物(VOC)排放法规，限制油性涂料的使用，因此，原子灰作为家具、汽修的辅料，水性化势在必行。

传统原子灰是由不饱和树脂、粉料、促进剂、稳定剂、触变剂、苯乙烯等组成，固化剂为异丙苯过氧化氢(CHPO)、过氧化二苯甲酰(BPO)等过氧化物组成。传统原子灰不仅气味大，单体多，毒性大，对施工人员的身心健康造成了极大的影响，而且过氧化物为易燃物品，容易自燃，使用不安全。目前，市面上有少数水性原子灰均为单组分，即为普通的水性腻子，收缩率大，而且不能厚涂，附着力差，很难满足实际需求。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种水性双组分原子灰及其制备方法，旨在解决现有技术中，原子灰附着力差、不耐冲击，以及施工时对人体不安全等问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种水性双组分原子灰，包括甲组分和乙组分，所述甲组分包括如下质量百分含量的成分：

所述乙组分包括如下质量百分含量的成分：

固化剂 80-90％；

吸水剂 1-2％；

二氧化硅 8-19％。

本发明提供的水性双组分原子灰中，甲组分和乙组分中的各成分按不同的比例配比组合，并在该双组分原子灰使用过程中各成分之间共同协效作用，使其具有很好的收缩率、附着力，并且对施工人员无危害。与现有技术相比，其低气味、耐冲击，可广泛用于家具、墙体、木门、汽车等领域。

本发明另一方面，提供一种制备上述水性双组分原子灰的方法，所述甲组分的制备方法包括如下步骤：

将所述羟基丙烯酸树脂、消泡剂、分散剂、润湿剂和防沉触变剂进行第一混料处理，得第一混料物；

将所述第一混料物中加入所述钛白粉、滑石粉和重钙进行第二混料处理，得第二混料物；

将所述第二混料物中加入所述防锈剂、成膜助剂、催干剂、增稠剂和水，压缩抽真空，得所述甲组份；

所述乙组分的制备方法包括如下步骤：将所述固化剂和所述吸水剂混合后，加入所述二氧化硅并搅拌得乙组份。

本发明所提供的水性双组分原子灰制备方法，其工艺简单，成本低，易于操作和控制工艺条件，而且该方法制备的水性双组分原子灰低气味、耐冲击，具有很好的收缩率、附着力，并且对施工人员无危害，可广泛用于家具、墙体、木门、汽车等领域。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例一方面提供一种水性双组分原子灰，包括甲组分和乙组分，其中，甲组分包括如下质量百分含量的成分：

乙组分包括如下质量百分含量的成分：

固化剂 80-90％；

吸水剂 1-2％；

二氧化硅 8-19％。

本发明实施例提供的水性双组分原子灰具有低气味、耐冲击的特点。该水性双组分原子灰中，甲组分和乙组分中的成分按不同的比例配比组合成本实施例的双组分原子灰，各成分之间共同协效作用，使其具有很好的收缩率、附着力，并且对施工人员无危害，特别是当甲组分和乙组分的质量比为10：(1-2)时，其性能达到最佳，可广泛用于家具、墙体、木门、汽车等领域。

具体地，在本发明一实施中，该水性双组分原子灰甲组分中的羟基丙烯酸树脂由-OH含量为1-2％的聚丙烯酸酯与环氧改性丙烯酸混合而成。-OH含量为1-2％的水性羟基丙烯酸树脂的固化速度快，节省施工时间，此外，其混拼的部分环氧改性丙烯酸树脂大大改善了该体系在铁件、铝板、镀锌板上的附着力。在本发明实施例提供的羟基丙烯酸树脂质量百分含量为25-40％范围内，优选25％、30％或40％，可使该水性双组分原子灰使用时的固化速度，即附着性能达到最优。

具体地，在本发明一实施中，水性双组分原子灰甲组分中的润湿剂为脂肪族聚氧乙烯醚。该润湿剂对粉料有较好的润湿性，适用于高PVC体系。在本发明实施例提供的润湿剂质量百分含量为0.3-1％范围内，优选0.3％、0.5％或1％，可使该水性双组分原子灰的湿润性能达到最优。

具体地，在本发明一实施中，水性双组分原子灰甲组分中的成膜助剂为二丙二醇甲醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚中的一种或多种；在本发明实施例提供的成膜助剂质量百分含量为1-2％范围内，优选1％或2％，可使该水性双组分原子灰使用过程的易成膜性达到最优。

具体地，在本发明一实施中，水性双组分原子灰甲组分中的分散剂为氨盐类分散剂。该类分散剂分散效率较高，有利于粉料的分散稳定。在本发明实施例提供的分散剂质量百分含量为0.2-0.8％范围内，优选0.2％、0.5％或0.8％，可使该水性双组分原子灰使用时，各成分的分散性达到最优。

具体地，在本发明一实施中，水性双组分原子灰甲组分中的防沉触变剂由水性膨润土与水性气相二氧化硅混合而成。具体由水性膨润土BASF ATTAGEL50与水性气相二氧化硅(德固赛A200)混合制得，该防沉触变剂具有良好的触变性，方便施工涂刮，同时提到防沉的效果。在本发明实施例提供的防沉触变剂质量百分含量为1-2％范围内，优选1％或2％，可使该水性双组分原子灰使用后的防尘性能达到最优。

具体地，在本发明一实施中，水性双组分原子灰甲组分中的消泡剂为聚醚类改性有机硅。该类消泡剂能快速消除体系中的气泡，以及两组分混合使用时分散粉料产生的气泡，从而改善最终原子灰的致密性。在本发明实施例提供的消泡剂质量百分含量为0.1-0.3％范围内，优选0.1％、0.2％或0.3％，可最大范围的减少该水性双组分原子灰中的气泡，使其原子灰的致密性达到最优。

具体地，在本发明一实施中，水性双组分原子灰甲组分中的催干剂为有机胺。在本发明实施例提供的催干剂质量百分含量为0.1-0.3％范围内，优选0.1％或0.3％，可使该水性双组分原子灰的催干性能达到最优。

具体地，在本发明一实施中，水性双组分原子灰甲组分中的防锈剂为水性涂料的腐蚀抑制剂，如海明斯的FA-179，可以防止因金属底材与水接触产生锈迹，影响附着力。在本发明实施例提供的防锈剂质量百分含量为0.3-0.5％范围内，优选0.3％或0.5％，可使该水性双组分原子灰使用时，对底材的防锈性能达到最优。

具体地，在本发明一实施中，水性双组分原子灰乙组分中的固化剂为异氰酸酯。高反应活性、低粘度的异氰酸酯可以与水反应，生成惰性的氨化物。通过这一反应，它可以消除体系中微量的水分，从而解决了该固化剂在使用中因潮湿而引起的问题。在本发明实施例提供的固化剂质量百分含量为80-90％范围内，优选80％或90％，可使该水性双组分原子灰的乙组分在使用过程中固化性能达到最优。

总之，本发明实施例提供的上述甲组分和乙组分中的成分组成水性双组分原子灰，在本发明实施例提供的质量百分含量范围内，共同协效作用使水性双组分原子灰气味低、耐冲击，以及有很好的收缩率、附着力，即原子灰材料的性能达到最佳。

本发明实施例还提供一种制备上述水性双组分原子灰的方法，在该制备方法中，包括甲组分的制备和乙组分的制备。甲组分的制备过程为：

S01：将羟基丙烯酸树脂、消泡剂、分散剂、润湿剂和防沉触变剂进行第一混料处理，得第一混料物；

S02：将步骤S01得到的第一混料物中加入钛白粉、滑石粉和重钙进行第二混料处理，得第二混料物；

S03：将步骤S02得到的第二混料物中加入防锈剂、成膜助剂、催干剂、增稠剂和水，压缩抽真空，得甲组份；

乙组分的制备过程为：将固化剂和吸水剂混合后，加入二氧化硅并搅拌得乙组份。

本发明所提供的水性双组分原子灰制备方法，其工艺简单，成本低，易于操作和控制工艺条件，而且该方法制备的水性双组分原子灰低气味、耐冲击，具有很好的收缩率、附着力，并且对施工人员无危害，可广泛用于家具、墙体、木门、汽车等领域。

具体地，上述步骤S01中的第一混料处理过程为：200-400转/分钟，搅拌10-20分钟。该条件下可以使第一混料物混合均匀。

具体地，上述步骤S02中的第二混料处理过程为：1000-1200转/分钟，搅拌20-30分钟。该条件下可以使第二混料物混合均匀。

具体地，上述步骤S03中，压缩时间为3-6分钟。

更具体地，上述乙组分的制备过程中加入的二氧化硅为气相。且搅拌过程为：密封环境中，500-600转/分钟，搅拌10-20分钟。该条件下可以使乙组分混合均匀。

本发明实施例提供的水性双组分原子灰制备方法，在优选的原料组成成分，以及制备过程中的转速和时间等工艺参数范围内，可制得性能优异的水性双组分原子灰成品。而且，该制备方法工艺简单，成本低，易于操作和控制工艺条件，最终使制得水性双组分原子灰不仅具有低气味、耐冲击等性能，而且有很好的收缩率、附着力，并且对施工人员无危害，可广泛用于家具、墙体、木门、汽车等领域。

本发明先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考对发明进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。

实施例1

本实施例提供的水性双组分原子灰，各成分和含量见表1和表2。

该水性双组分原子灰的甲组分制备过程为：

S11：将配方用量的水性羟基丙烯酸树脂倒入分散缸内，开动搅拌机，转速在400转/分钟，缓慢加入消泡剂、分散剂、润湿剂、防沉触变剂，搅拌20分钟。

S12：在上述步骤后依次加入钛白粉、325目滑石粉、800目重钙，洗机，在1000转/分钟，搅拌20分钟。

S13：缓慢加入防锈剂、成膜助剂二乙二醇甲醚、催干剂、增稠剂，用少量去离子水洗机，压缩抽真空3分钟，得甲组分。

该水性双组分原子灰的乙组分制备过程为：按照配方用量称取异氰酸酯固化剂，加入吸水剂，边搅拌边加入A-200气相二氧化硅，分散速度维持在500转/分钟，在密封环境下搅拌10分钟，即得乙组分。

水性双组分原子灰使用时，甲与乙按配比为10：1(重量比)进行施工。

表1

甲组分成分	质量百分含量(％)
		水性羟基丙烯酸树脂	30
分散剂	0.5
		润湿剂	0.5
消泡剂	0.2
		防沉触变剂	2
钛白粉	2
		325目滑石粉	25
800目重钙	30
		成膜助剂	2
增稠剂	0.5
		防锈剂	0.5
催干剂	0.3
		去离子水	6.5

表2

乙组分成分	质量百分含量(％)
		多异氰酸酯固化剂	90
吸水剂	2
		二氧化硅A-200(德固赛)	8

最后，对本实施例1制备的水性双组分原子灰进行性能测试，并和现有技术中的普通原子灰、水性单组分原子灰进行性能对比分析，其结果如下表3所示。从表中数据可知，本实施例1制得的水性双组分原子灰的理化性能显著优于现有技术，特别是附着力和抗冲击性能都显著高于现有原子灰技术，具有无可比拟的优越性。

表3

实施例2

本实施例提供的水性双组分原子灰，各成分和含量见表4和表5。

该水性双组分原子灰的甲组分制备过程为：

S21：将配方用量的水性羟基丙烯酸树脂倒入分散缸内，开动搅拌机，转速在200转/分钟，缓慢加入消泡剂、分散剂、润湿剂、防沉触变剂，搅拌10分钟。

S22：在上述步骤后依次加入钛白粉、325目滑石粉、800目重钙，洗机，在1200转/分钟，搅拌30分钟。

S23：缓慢加入防锈剂、成膜助剂、催干剂、增稠剂，用少量去离子水洗机，压缩抽真空6分钟，得甲组分。

该水性双组分原子灰的乙组分制备过程为：按照配方用量称取异氰酸酯固化剂，加入吸水剂，边搅拌边加入A-200气相二氧化硅，分散速度维持在600转/分钟，在密封环境下搅拌20分钟，即得乙组分。

水性双组分原子灰使用时，甲与乙按配比为10：1(重量比)进行施工。

表4

甲组分成分	质量百分含量(％)
		水性羟基丙烯酸树脂	40
分散剂	0.2
		润湿剂	0.3
消泡剂	0.1
		防沉触变剂	1
钛白粉	2
		325目滑石粉	25
800目重钙	25
		成膜助剂	1
增稠剂	0.5
		防锈剂	0.3
催干剂	0.1
		去离子水	4.5

表5

乙组分成分	质量百分含量(％)
		多异氰酸酯固化剂	80
吸水剂	1
		A-200(德固赛)	19

最后，对本实施例2制备的水性双组分原子灰进行性能测试，并和现有技术中的普通原子灰、水性单组分原子灰进行性能对比分析，其结果如下表6所示。从表中数据可知，本实施例2制得的水性双组分原子灰的理化性能显著优于现有技术，特别是附着力和抗冲击性能都显著高于现有原子灰技术，具有无可比拟的优越性。

表6

总之，从实施例1和实施例2中水性双组分原子灰的测试和对比结果可以看出：本发明实施例提供的水性双组分原子灰的性能显著优于现有技术。本发明实施例提供的水性双组分原子灰不仅具有低气味、耐冲击的特点，而且具有很好的收缩率、附着力，对施工人员无危害，可广泛用于家具、墙体、木门、汽车等领域。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水性双组分原子灰，包括甲组分和乙组分，其特征在于，所述甲组分包括如下质量百分含量的成分：

所述乙组分包括如下质量百分含量的成分：

固化剂 80-90％；

吸水剂 1-2％；

二氧化硅 8-19％。

2.如权利要求1所述的水性双组分原子灰，其特征在于，所述羟基丙烯酸树脂由-OH含量为1-2％的聚丙烯酸酯与环氧改性丙烯酸混合而成。

3.如权利要求1所述的水性双组分原子灰，其特征在于，所述润湿剂为脂肪族聚氧乙烯醚。

4.如权利要求1所述的水性双组分原子灰，其特征在于，所述成膜助剂为二丙二醇甲醚、乙二醇单丁醚和二乙二醇丁醚中的一种或多种；和/或

所述分散剂为氨盐类分散剂；和/或

所述防沉触变剂由水性膨润土与水性气相二氧化硅混合而成；和/或

所述消泡剂为聚醚类改性有机硅；和/或

所述催干剂为有机胺。

5.如权利要求1所述的水性双组分原子灰，其特征在于，所述固化剂为异氰酸酯。

6.一种制备如权利要求1-5任一所述的水性双组分原子灰的方法，其特征在于，所述甲组分的制备方法包括如下步骤：

将所述羟基丙烯酸树脂、消泡剂、分散剂、润湿剂和防沉触变剂进行第一混料处理，得第一混料物；

将所述第一混料物中加入所述钛白粉、滑石粉和重钙进行第二混料处理，得第二混料物；

将所述第二混料物中加入所述防锈剂、成膜助剂、催干剂、增稠剂和水，压缩抽真空，得所述甲组份；

所述乙组分的制备方法包括如下步骤：将所述固化剂和所述吸水剂混合后，加入所述二氧化硅并搅拌得乙组份。

7.如权利要求6所述的制备水性双组分原子灰的方法，其特征在于，所述第一混料处理过程为：200-400转/分钟，搅拌10-20分钟。

8.如权利要求6所述的制备水性双组分原子灰的方法，其特征在于，所述第二混料处理过程为：1000-1200转/分钟，搅拌20-30分钟。

9.如权利要求6所述的制备水性双组分原子灰的方法，其特征在于，所述乙组分的制备过程中加入的所述二氧化硅为气相二氧化硅。

10.如权利要求9所述的制备水性双组分原子灰的方法，其特征在于，所述二氧化硅加入时的搅拌条件为：密封环境中，500-600转/分钟，搅拌10-20分钟。