CN109054615A - 双组份水性涂料及其制备方法 - Google Patents

双组份水性涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双组份水性涂料，以重量份计，采用以下A组分和B组分：A组分：水性羟基丙烯酸分散体：40.0‑60.0份；水性功能性树脂：3.0‑6.0份；水性色浆：20.0‑30.0份；功能性助溶剂：3.0‑6.0份；增稠剂：0.3‑0.6份；底材润湿剂：0.2‑0.4份；流平剂：0.1‑0.3份；消泡剂：0.1‑0.3份；蒸馏水：4.0‑10.0份；B组分：水性多异氰酸酯固化剂：15‑25份。利用本发明的方案制备的水性涂料施工窗口较宽，在严苛的高温、低温及高湿度环境中，仍然能够施工并获得良好的漆膜，均表现出良好的性能，漆膜的外观、干燥速度、硬度、耐水性均得到了理想的效果。

Description

双组份水性涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种双组份水性涂料及其制备方法。
背景技术
由于国家政策的推动和民众环保意识的提高，更加环保的水性化涂料取代传统的溶剂型涂料，已成为我国目前涂料行业的发展趋势。与溶剂型涂料相比，水性涂料在使用过程中受施工条件限制极为严格，一般要求在5~35℃，湿度30%~70%条件下施工。在冬日温度较低时，尤其是温度低于5℃时，由于水的蒸发潜热高，水分挥发慢，水性涂料的干燥速度极慢，导致水性涂料无法使用。在雨季高湿度天气下，受饱和蒸汽压影响，水分的挥发也十分缓慢，漆膜不仅干燥慢，而且容易产生气泡、痱子等弊病。过窄的温湿度施工窗口严重阻碍了水性涂料的推广使用，这已经成为水性涂料行业的痛点问题。目前，人们主要通过施工条件的改善来实现水性涂料的正常使用。通过控制施工环境的温湿度、增加涂料的闪干工序，确保水性涂料能够不受气候因素限制进行施工。这种方案可应用于汽车原厂制造、4S店等大型的涂装厂。然而，在多数的涂装场合如汽车的路边店面修补、工农业设备涂装、桥梁涂装等，往往施工条件无法控制，水性涂料在这些场景下的推广也遇到了瓶颈。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种双组份水性涂料，通过引入功能性树脂和功能性助溶剂，对涂料配方进行了合理的改进，由于功能性树脂和助溶剂的特殊性质，使得水性涂料在严苛的施工环境，即低温高湿的环境下，仍然能够获得良好的漆膜效果，从而解决了水性涂料受施工环境影响、低温高湿条件下无法使用的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：本发明公开了一种易施工的双组份水性涂料，以重量份计，采用以下A组分和B组分：
A组分：
水性羟基丙烯酸分散体：40.0-60.0份；水性功能性树脂：3.0-6.0份；水性色浆：20.0-30.0份；功能性助溶剂：3.0-6.0份；增稠剂：0.3-0.6份；底材润湿剂：0.2-0.4份；流平剂：0.1-0.3份；消泡剂：0.1-0.3份；蒸馏水：4.0-10.0份；其中的水性功能性树脂为分子量为1000-2000，羟基含量为3.0%-6.0%，酸值为50-80mgKOH/g的水溶性聚酯树脂;水溶性聚酯树脂是由30份己二酸、15份新戊二醇、20份三羟甲基丙烷和5份偏苯三酸酐在200—220℃下缩合反应，酸值降至80mgKOH/g以下而得。
组分：水性多异氰酸酯固化剂：15-25份。
作为优选，A组分：水性羟基丙烯酸分散体：45-55份；水性功能性树脂： 4-5份；水性色浆：24-28份；功能性助溶剂：4-5份；增稠剂：0.4-0.5份；底材润湿剂:0.25-0.3份,流平剂：0.15-0.2份；消泡剂：0.2-0.25份；蒸馏水：5-8份；
B组分：水性多异氰酸酯固化剂：18-22份。
作为优选，水性羟基丙烯酸分散体为万华化学集团股份有限公司的Antkote2033树脂,常州涂料化工研究院的CTR6014树脂中的一种或两种的混合物。
作为优选，功能性助溶剂为乙醇、丙二醇甲醚或甲乙酮的一种或几种的混合物。
作为优选，增稠剂为德国Borchers公司的增稠剂产品Borchi Gel 0620。
作为优选，底材润湿剂为毕克公司的BYK349。
作为优选，流平剂为迪高公司的Tego100。
作为优选，消泡剂为毕克公司的BYK011。
作为优选，水性多异氰酸酯固化剂为德国科思创Bayhydur XP 2655或万华化学集团股份有限公司的Aquolin 270。
本发明的双组份水性涂料的制备方法为：在搅拌下，将上述A组分的各物料充分混合均匀。在使用前将上述A组分与B组分混合均匀，用蒸馏水调节至喷涂粘度即涂4杯，25-30秒即可使用。
采用上述技术方案后，本发明带来的技术效果是：本发明的核心技术是引入了水性功能性树脂和功能性助溶剂，大幅改善了水性涂料的施工性能。水性功能性树脂具有分子量小、分子链柔软的特点，同时带有一定数量的活性反应基团。在高温环境下，功能性树脂可以起到延长开放时间，促进漆膜流平，促进气泡排出的作用，从而减少水性涂料在高温下易发生的痱子、暗泡等现象，同时功能性树脂能够参与和固化剂的反应，最终成为漆膜交联体系的一部分，不会影响最终涂层的硬度和耐化性。而引入的功能性助溶剂是一些与水相容性好、易挥发的助溶剂，这些溶剂可以在低温和高湿环境下促进水分的挥发，使得水性涂料在低温高湿的环境下仍然能够较快的干燥，获得良好的外观。与传统的水性涂料相比，利用本发明的方案制备的水性涂料施工窗口较宽，在严苛的高温、低温及高湿度环境中，仍然能够施工并获得良好的漆膜，均表现出良好的性能，漆膜的外观、干燥速度、硬度、耐水性均得到了理想的效果，本发明的技术方案将大幅改善水性涂料的施工性能，有力地推动水性涂料的应用，从而为降低涂装过程中的VOC含量、保护人类生存环境做出贡献。
具体实施方式
以下实施例旨在说明本发明，不应理解为以任何方式限制本发明。
对比实施例（普通双组份水性涂料）
A组分：Antkote2033水性羟基丙烯酸分散体50份，水性色浆25份，Borchi Gel 0620增稠剂0.3份，BYK349底材润湿剂0.3份，Tego100流平剂0.2份，BYK011消泡剂0.2份，蒸馏水6份。
B组分： Baydydur XP2655水性多异氰酸酯固化剂20份。
使用前将A组分和B组分混合均匀，用蒸馏水调整至喷涂粘度。
实施例1
A组分：Antkote2033水性羟基丙烯酸分散体50份，水性功能性树脂4份，水性色浆25份，Borchi Gel 0620增稠剂0.3份，乙醇2份，丙二醇甲醚2份，BYK349底材润湿剂0.3份，Tego100流平剂0.2份，BYK011消泡剂0.2份，蒸馏水6份。
B组分：Baydydur XP2655水性多异氰酸酯固化剂20份。
使用前将A组分和B组分混合均匀，用蒸馏水调整至喷涂粘度。
实施例2
A组分：Antkote2033水性羟基丙烯酸分散体50份，水性功能性树脂5份，水性色浆25份，Borchi Gel 0620增稠剂0.3份，乙醇2份，甲乙酮2份，BYK349底材润湿剂0.3份，Tego100流平剂0.2份，BYK011消泡剂0.2份，蒸馏水6份。
B组分： Baydydur XP2655水性多异氰酸酯固化剂20份。
使用前将A组分和B组分混合均匀，用蒸馏水调整至喷涂粘度。
实施例3
A组分：CTR6014水性羟基丙烯酸分散体50份，水性功能性树脂4份，水性色浆26份，Borchi Gel 0620增稠剂0.3份，丙二醇甲醚2份，甲乙酮2份，BYK349底材润湿剂0.3份，Tego100流平剂0.2份，BYK011消泡剂0.2份，蒸馏水6份。
B组分： Baydydur XP2655水性多异氰酸酯固化剂10份。
实施例4
A组分：Antkote2033水性羟基丙烯酸分散体25份，CTR6014水性羟基丙烯酸分散体25份，水性功能性树脂4份，水性色浆25份， Borchi Gel 0620增稠剂0.3份，乙醇2份，甲乙酮2份，BYK349底材润湿剂0.3份，Tego100流平剂0.2份，BYK011消泡剂0.2份，蒸馏水6份。
B组分：Baydydur XP2655水性多异氰酸酯固化剂15份。
使用前将A组分和B组分混合均匀，调整至喷涂粘度。
将各实施例的涂料喷涂于马口铁板上，分别置于-10℃低温及85%的高湿度环境中，放置24h后，检测各项性能，结果见表1及表2。
表1 各实施例涂料在低温环境下的性能对比（温度-10℃，湿度40%）
项目 对比实施例 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
外观 良好 优异 优异 优异 优异
表干时间 >5h 1.5h 1.5h 1.0h 1.2h
实干时间 >48h 15h 15h 12h 13h
24h硬度 <2B HB HB H HB
光泽（60°） 80 90 91 88 90
耐水（24h） 起泡，脱落 通过 通过 通过 通过
表2 各实施例涂料在高湿度环境下的性能对比（温度25℃，湿度85%）
项目 对比实施例 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
外观 表面起痱子，有缩孔现象 优异 优异 优异 优异
表干时间 >4h 1.2h 1.2h 1.0h 1.2h
实干时间 >48h 10h 10h 8h 10h
24h硬度 <2B HB HB H HB
光泽（60°） 70 88 89 85 87
耐水（24h） 起泡，脱落 通过 通过 通过 通过

Claims (10)

1.一种双组份水性涂料，以重量份计，采用以下A组分和B组分：A组分：水性羟基丙烯酸分散体：40.0-60.0份；水性功能性树脂：3.0-6.0份；水性色浆：20.0-30.0份；功能性助溶剂：3.0-6.0份；增稠剂：0.3-0.6份；底材润湿剂：0.2-0.4份；流平剂：0.1-0.3份；消泡剂：0.1-0.3份；蒸馏水：4.0-10.0份；其中的水性功能性树脂为分子量为1000-2000，羟基含量为3.0%-6.0%，酸值为50-80mgKOH/g的水溶性聚酯树脂;水溶性聚酯树脂是由30份己二酸、15份新戊二醇、20份三羟甲基丙烷和5份偏苯三酸酐在200—220℃下缩合反应，酸值降至80mgKOH/g以下而得；B组分：水性多异氰酸酯固化剂：15-25份。
2.根据权利要求1所述的双组份水性涂料，以重量份计，采用以下A组分和B组分：A组分：水性羟基丙烯酸分散体：45-55份；水性功能性树脂： 4-5份；水性色浆：24-28份；功能性助溶剂：4-5份；增稠剂：0.4-0.5份；底材润湿剂:0.25-0.3份,流平剂：0.15-0.2份；消泡剂：0.2-0.25份；蒸馏水：5-8份；B组分：水性多异氰酸酯固化剂：18-22份。
3.根据权利要求1或2所述的双组份水性涂料，所述的水性羟基丙烯酸分散体为万华化学集团股份有限公司的Antkote2033树脂,常州涂料化工研究院的CTR6014树脂中的一种或两种的混合物。
4.根据权利要求1或2所述的双组份水性涂料，所述的功能性助溶剂为乙醇、丙二醇甲醚或甲乙酮的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的双组份水性涂料，所述的增稠剂为德国Borchers公司的增稠剂产品Borchi Gel 0620。
6.根据权利要求1或2所述的双组份水性涂料，所述的底材润湿剂为毕克公司的BYK349。
7.根据权利要求1或2所述的双组份水性涂料，所述的流平剂为迪高公司的Tego100。
8.根据权利要求1或2所述的双组份水性涂料，所述的消泡剂为毕克公司的BYK011。
9.根据权利要求1或2所述的双组份水性涂料，所述的水性多异氰酸酯固化剂为德国科思创Bayhydur XP 2655或万华化学集团股份有限公司的Aquolin 270。
10.制备本发明的双组份水性涂料的方法为：在搅拌下，将上述A组分的各物料充分混合均匀，在使用前将上述A组分与B组分混合均匀，用蒸馏水调节至喷涂粘度即涂4杯，25-30秒即可使用。
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