CN108047848A - 一种环保型水性单组份铝色涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型水性单组份铝色涂料及其制备方法,所述水性单组份铝色涂料由以下重量百分比的原料组成:水性丙烯酸乳液75%~80%、水性铝粉浆5.0%~8.0%、银粉排列助剂3.0%~6.0%、润湿剂0.3%~0.5%、消泡剂0.5%~0.8%、附着力促进剂0.1%~0.5%、增稠剂0.2%~0.6%、胺中和剂0.2%~0.5%、助溶剂5.0%~9.0%、分散剂0.1%‑0.3%。本发明所制得水性单组份铝色涂料是一款安全环保型涂料,具有干燥速度快、耐候性好等性能,涂膜外观平整,色泽柔和,有较好的耐热性,及对金属材料有较好的附着力等优点,可用于铝合金等轻金属材料的涂装和保护,也可与防锈底漆搭配用于钢、铁等底材获得良好的防锈装饰效果。
Description
技术领域
本发明属于环保涂料技术领域,具体涉及一种环保型水性单组份铝色涂料及其制备方法。
背景技术
为了获得良好的银粉排列效果,常规的方法是在配方中选用一些增强低剪切粘度的流变助剂来调整体系的假塑性,从而增强银粉排列效果。但这些方法施工窗口窄,往往在空气湿度大、喷涂膜厚较高时,依然出现银粉发黑的状况,特别是在选用一些水溶性树脂或者高羟基含量的水分散体树脂时,由于体系内含有大量的亲水基团,使得水性流变助剂的增稠效率极低,达不到强假塑性的要求。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题,本发明提供了一种环保型水性单组份铝色涂料及其制备方法。
本发明的技术方案如下:
一种环保型水性单组份铝色涂料,由以下重量百分比的原料组成:水性丙烯酸乳液75%~80%、水性铝粉浆5.0%~8.0%、银粉排列助剂3.0%~6.0%、润湿剂0.3%~0.5%、消泡剂0.5%~0.8%、附着力促进剂0.1%~0.5%、增稠剂0.2%~0.6%、胺中和剂0.2%~0.5%、助溶剂5.0%~9.0%、分散剂0.1%-0.3%。
所述银粉排列助剂为不挥发份含量>20wt%的聚酰胺蜡流变助剂。
所述润湿剂为不挥发份含量>95wt%的聚醚硅氧烷共聚物润湿剂。
所述消泡剂为不挥发份含量100wt%的聚醚硅氧烷共聚物消泡剂。
所述附着力促进剂为硅烷偶联剂。
所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂,所述聚氨酯缔合型增稠剂的不挥发份含量为25~40wt%。
所述胺中和剂为PH调节剂。
所述助溶剂为乙二醇丁醚。
所述分散剂为不挥发份100wt%的含颜料亲和基团的共聚物。
所述的环保型水性单组份铝色涂料的制备方法,包括以下步骤:
1)将配方量的助溶剂加入到配料釜中,依次在搅拌条件下将配方量的水性铝粉浆、胺中和剂、银粉排列助剂、分散剂加入到配料釜中,搅拌10-20分钟后停止搅拌,浸泡24h备用;
2)依次在搅拌条件下将配方量的水性丙烯酸乳液、润湿剂、消泡剂、附着力促进剂加入干净的调浆釜搅拌20~30分钟,再将预先浸泡好的步骤1)所得浆液加入调浆釜,搅拌5~10分钟;最后加入配方量的增稠剂调整粘度,搅拌均匀即得所述环保型水性单组份铝色涂料。
所述搅拌速度为500~600转/分。
本发明具有以下优点:
本发明选用的水性丙烯酸乳液用胺中和剂调整后pH达到8以上,具有极强的假塑性,不需要使用任何流变助剂,极大简化了配方工作量;选用环保型的水性铝粉,水性铝粉通过表面二氧化硅包覆处理(纳米二氧化硅表面沉积包覆),使铝粉表面总体包覆一层厚度在50-100纳米的致密保护膜,它是通过化学反应的方式将纳米二氧化硅颗粒沉积膜吸附在铝粉表面来阻止水、酸根离子、碱性离子、氧化剂等腐蚀物的侵蚀;获得了以下优点:较高的耐酸碱性,稳定性抗氧化效果好,并能保持长时间不变色、不发泡;同时本发明用水取代有机溶剂,降低VOC的排放,减少有机溶剂对大气层的破坏和人体的危害,所得水性单组份铝色涂料是一款安全环保型涂料,可用于铝合金等轻金属材料的涂装和保护,也可与防锈底漆搭配用于钢、铁等底材获得良好的防锈装饰效果,该产品的主要特性是干燥速度快、耐候性好等性能,涂膜外观平整,色泽柔和,有较好的耐热性,及具有对金属材料有较好的附着力等物理特性。
具体实施方式
实施例1
一种环保型水性单组份铝色涂料,由以下重量百分比的原料组成:水性丙烯酸乳液75%~80%、水性铝粉浆5.0%~8.0%、银粉排列助剂3.0%~6.0%、润湿剂0.3%~0.5%、消泡剂0.5%~0.8%、附着力促进剂0.1%~0.5%、增稠剂0.2%~0.6%、胺中和剂0.2%~0.5%、助溶剂5.0%~9.0%、分散剂0.1%-0.3%。
本发明选用的水性丙烯酸乳液为大分子型、低羟基含量(%)的热塑型产品,用胺中和剂调整后pH达到8以上,具有极强的假塑性,不需要使用任何流变助剂,极大简化了配方工作量;选用环保型的水性铝粉,水性铝粉通过表面二氧化硅包覆处理(纳米二氧化硅表面沉积包覆),使铝粉表面总体包覆一层厚度在50-100纳米的致密保护膜,它是通过化学反应的方式将纳米二氧化硅颗粒沉积膜吸附在铝粉表面来阻止水、酸根离子、碱性离子、氧化剂等腐蚀物的侵蚀;获得了以下优点:较高的耐酸碱性,稳定性抗氧化效果好,并能保持长时间不变色、不发泡。
实施例2
在实施例1的基础上,所述水性丙烯酸乳液的生产厂家为联固精细化学有限公司;所述水性铝粉浆的生产厂家为合肥旭阳铝颜料有限公司。
所述银粉排列助剂为不挥发份含量>20wt%的聚酰胺蜡流变助剂,如BYK-8421(工业级德国毕克公司)、东莞市隆海新材料科技有限公司生产的的水性聚酰胺蜡助剂7800;所述银粉排列助剂对铝粉有很好的定向作用,避免光泽不均匀、漆膜发黑的现象。
所述润湿剂为不挥发份含量>95wt%的聚醚硅氧烷共聚物润湿剂,如加得润公司生产的润湿剂ADDSIL 3078B、迪高生产的TEGO-4100;所述润湿剂主要用于降低表面张力,并使产品能均匀涂覆。
所述消泡剂为不挥发份含量100wt%的聚醚硅氧烷共聚物消泡剂,其作用是抑制和消除体系产生的气泡;如美国气体公司生产的Surfynol MD-20、Surfynol DF75。
所述附着力促进剂为硅烷偶联剂,如TEGO ADDID 900;道康宁6040,其主要用于提高产品在基材上的附着力,。
所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂,所述聚氨酯缔合型增稠剂的不挥发份含量为25~40wt%,对产品的粘度进行调整,同时对储存性及施工的流挂性有改善;如法国高泰生产的COAPUR-6050增稠剂、美国OMG公司生产的0620增稠剂。
所述胺中和剂为pH调节剂,如德生产的DMAE、陶氏生产的AMP-95,胺中和剂用于调节体系pH,避免铝粉发黑。
所述助溶剂为乙二醇丁醚,乙二醇丁醚作为体系的成膜助剂,主要用于溶解铝粉浆。
所述分散剂为不挥发份100wt%的含颜料亲和基团的共聚物,如BYK-180(工业级德国毕克公司),BYK-192(工业级德国毕克公司)。
实施例3
所述的环保型水性单组份铝色涂料的制备方法,包括以下步骤:
1)将配方量的助溶剂加入到配料釜中,依次在搅拌条件下将配方量的水性铝粉浆、胺中和剂、银粉排列助剂、分散剂加入到配料釜中,搅拌10-20分钟后停止搅拌,浸泡24h备用;
2)依次在搅拌条件下将配方量的水性丙烯酸乳液、润湿剂、消泡剂、附着力促进剂加入干净的调浆釜搅拌20~30分钟,再将预先浸泡好的步骤1)所得浆液加入调浆釜,搅拌5~10分钟;最后加入配方量的增稠剂调整粘度,搅拌均匀即得所述环保型水性单组份铝色涂料。
实施例4
一种环保型水性单组份铝色涂料,由以下重量百分比的原料组成:乙二醇丁醚5.0%、水性铝粉浆8.0%、PH调节剂(陶氏AMP-95)0.5%、银粉排列助剂(BYK-8421)6.0%、水性丙烯酸乳液78.2%、润湿剂0.5%、消泡剂(Surfynol MD-20)0.5%、附着力促进剂(道康宁6040)0.5%、增稠剂(COAPUR-6050)0.5%、分散剂(BYK-180)0.3%。
上述环保型水性单组份铝色涂料的制备方法,包括以下步骤:
1)将重量百分比5.0%的乙二醇丁醚加入到配料釜中,在500-600转/分的转速下依次将重量百分比8.0%的水性铝粉浆、重量百分比0.5%的陶氏AMP-95、重量百分比6.0%的BYK-8421、0.3%的BYK-180加入到配料釜中,搅拌10-20分钟后停止搅拌,浸泡24h备用;
2)在500-600转/分的转速下依次将重量百分比78.2%的水性丙烯酸乳液、重量百分比0.5%的润湿剂ADDSIL 3078B、重量百分比0.5%的Surfynol MD-20、重量百分比0.5%的道康宁6040、0.3%的BYK-180加入干净的调浆釜搅拌20~30分钟,再将预先浸泡好的步骤1)所得浆液加入调浆釜,搅拌5~10分钟;最后加入重量百分比0.5%的COAPUR-6050增稠剂调整粘度,搅拌均匀即得所述水性单组份环保型铝色涂料。
实施例5
一种环保型水性单组份铝色涂料,由以下重量百分比的原料组成:乙二醇丁醚9.0%、水性铝粉浆5.0%、胺中和剂(德谦DMAE)0.2%、银粉排列助剂5.0%、水性丙烯酸乳液79%、润湿剂(TEGO-4100)0.3%、消泡剂(Surfynol DF75)0.8%、附着力促进剂(TEGOADDID 900)0.4%、增稠剂0.2%、0.1分散剂(BYK-192)%。
上述环保型水性单组份铝色涂料的制备方法,包括以下步骤:
1)将重量百分比9.0%的乙二醇丁醚加入到配料釜中,在500-600转/分的转速下依次将重量百分比5.0%的水性铝粉浆、重量百分比0.2%的德谦DMAE、重量百分比5.0%的东莞市隆海新材料科技有限公司生产的的水性聚酰胺蜡助剂7800、0.1%的BYK-192加入到配料釜中,搅拌10-20分钟后停止搅拌,浸泡24h备用;
2)在500-600转/分的转速下依次将重量百分比79%的水性丙烯酸乳液、重量百分比0.3%的润湿剂TEGO-4100、重量百分比0.8%的Surfynol DF75、重量百分比0.4%的TEGOADDID 900加入干净的调浆釜搅拌20~30分钟,再将预先浸泡好的步骤1)所得浆液加入调浆釜,搅拌5~10分钟;最后加入重量百分比0.2%的法国高泰生产的COAPUR-6050增稠剂调整粘度,搅拌均匀即得所述水性单组份环保型铝色涂料。
实施例6
一种环保型水性单组份铝色涂料,由以下重量百分比的原料组成:乙二醇丁醚7.0%、水性铝粉浆8.0%、胺中和剂(陶氏AMP-95)0.2%、银粉排列助剂(BYK-8421)3.0%、水性丙烯酸乳液80%、润湿剂(ADDSIL 3078B)0.3%、消泡剂(Surfynol MD-20)0.7%、附着力促进剂(TEGO ADDID 900)0.1%、增稠剂(COAPUR-6050)0.6%、分散剂(BYK-192)0.1%。
一种环保型水性单组份铝色涂料的制备方法,包括以下步骤:
1)将重量百分比7.0%的乙二醇丁醚加入到配料釜中,在500-600转/分的转速下依次将重量百分比8.0%的水性铝粉浆、重量百分比0.2%的陶氏AMP-95、重量百分比3.0%的BYK-8421、0.1%的BYK-192加入到配料釜中,搅拌10-20分钟后停止搅拌,浸泡24h备用;
2)在500-600转/分的转速下依次将重量百分比80%的水性丙烯酸乳液、重量百分比0.3%的润湿剂ADDSIL 3078B、重量百分比0.7%的美国气体公司生产的Surfynol MD-20、重量百分比0.1%的硅烷偶联剂TEGO ADDID 900加入干净的调浆釜搅拌20~30分钟,再将预先浸泡好的步骤1)所得浆液加入调浆釜,搅拌5~10分钟;最后加入重量百分比0.6%的法国高泰生产的COAPUR-6050增稠剂调整粘度,搅拌均匀即得所述水性单组份环保型铝色涂料。
实施例7
一种环保型水性单组份铝色涂料的制备方法,包括以下步骤:
1)将重量百分比9.0%的乙二醇丁醚加入到配料釜中,在500-600转/分的转速下依次将重量百分比8.0%的水性铝粉浆、重量百分比0.2%的陶生产的AMP-95、重量百分比6.0%的东莞市隆海新材料科技有限公司生产的的水性聚酰胺蜡助剂7800、0.2%的德国毕克公司生产的BYK-180加入到配料釜中,搅拌10-20分钟后停止搅拌,浸泡24h备用;
2)在500-600转/分的转速下依次将重量百分比75%的水性丙烯酸乳液、重量百分比0.4%的迪高生产的TEGO-4100、重量百分比0.6%的美国气体公司生产的SurfynolDF75、重量百分比0.2%的道康宁生产的6040加入干净的调浆釜搅拌20~30分钟,再将预先浸泡好的步骤1)所得浆液加入调浆釜,搅拌5~10分钟;最后加入重量百分比0.4%的美国OMG公司生产的0620增稠剂调整粘度,搅拌均匀即得所述水性单组份环保型铝色涂料。
实施例8
一种环保型水性单组份铝色涂料的制备方法,包括以下步骤:
1)将重量百分比9.0%的乙二醇丁醚加入到配料釜中,在500-600转/分的转速下依次将重量百分比7.0%的水性铝粉浆、重量百分比0.3%的陶氏生产的AMP-9、重量百分比4.5%的银粉排列助剂(德国毕克公司生产的BYK-8421)、0.1%的分散剂(德国毕克公司生产的BYK-192)加入到配料釜中,搅拌10-20分钟后停止搅拌,浸泡24h备用;
2)在500-600转/分的转速下依次将重量百分比77.5%的水性丙烯酸乳液、重量百分比0.4%的加得润公司生产的润湿剂ADDSIL3078B、重量百分比0.6%的美国气体公司生产的Surfynol DF75、重量百分比0.3%的道康宁生产的6040加入干净的调浆釜搅拌20~30分钟,再将预先浸泡好的步骤1)所得浆液加入调浆釜,搅拌5~10分钟;最后加入重量百分比0.3%的法国高泰生产的COAPUR-6050增稠剂调整粘度,搅拌均匀即得所述水性单组份环保型铝色涂料。
实施例9
按照以上生产配方及工艺生产,可制得水性单组份铝色涂料,涂料的技术检测可达到以下技术水平:
本发明用水取代有机溶剂,降低VOC的排放,减少有机溶剂对大气层的破坏和人体的危害,所得水性单组份铝色涂料是一款安全环保型涂料,可用于铝合金等轻金属材料的涂装和保护,也可与防锈底漆搭配用于钢、铁等底材获得良好的防锈装饰效果,该产品的主要特性是干燥速度快、耐候性好等性能,涂膜外观平整,色泽柔和,有较好的耐热性,及具有对金属材料有较好的附着力等物理特性。
本发明所涉及的化学试剂及原料均可以从市场上直接购得。
Claims (10)
1.一种环保型水性单组份铝色涂料,其特征在于,它由以下重量百分比的原料组成:水性丙烯酸乳液75%~80%、水性铝粉浆5.0%~8.0%、银粉排列助剂3.0%~6.0%、润湿剂0.3%~0.5%、消泡剂0.5%~0.8%、附着力促进剂0.1%~0.5%、增稠剂0.2%~0.6%、胺中和剂0.2%~0.5%、助溶剂5.0%~9.0%、分散剂0.1%-0.3%。
2.根据权利要求1所述的一种环保型水性单组份铝色涂料,其特征在于:所述银粉排列助剂为不挥发份含量>20wt%的聚酰胺蜡流变助剂。
3.根据权利要求1所述的一种环保型水性单组份铝色涂料,其特征在于:所述润湿剂为不挥发份含量>95wt%的聚醚硅氧烷共聚物润湿剂。
4.根据权利要求1所述的一种环保型水性单组份铝色涂料,其特征在于:所述消泡剂为不挥发份含量100wt%的聚醚硅氧烷共聚物消泡剂。
5.根据权利要求1所述的一种环保型水性单组份铝色涂料,其特征在于:所述附着力促进剂为硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1所述的一种环保型水性单组份铝色涂料,其特征在于:所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂,所述聚氨酯缔合型增稠剂的不挥发份含量为25~40wt%。
7.根据权利要求1所述的一种环保型水性单组份铝色涂料,其特征在于:所述胺中和剂为PH调节剂。
8.根据权利要求1所述的一种环保型水性单组份铝色涂料,其特征在于:所述助溶剂为乙二醇丁醚。
9.一种权利要求1-8任一项所述的环保型水性单组份铝色涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将配方量的助溶剂加入到配料釜中,依次在搅拌条件下将配方量的水性铝粉浆、胺中和剂、银粉排列助剂、分散剂加入到配料釜中,搅拌10-20分钟后停止搅拌,浸泡24h备用;
2)依次在搅拌条件下将配方量的水性丙烯酸乳液、润湿剂、消泡剂、附着力促进剂加入干净的调浆釜搅拌20~30分钟,再将预先浸泡好的步骤1)所得浆液加入调浆釜,搅拌5~10分钟;最后加入配方量的增稠剂调整粘度,搅拌均匀即得所述环保型水性单组份铝色涂料。
10.根据权利要求9所述的一种环保型水性单组份铝色涂料的制备方法,其特征在于:所述搅拌速度为500~600转/分。
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