CN109504244A - 一种水性卷钢涂料及其制备方法 - Google Patents

一种水性卷钢涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种水性卷钢涂料及其制备方法，所述水性卷钢涂料包括底漆和面漆，所述底漆包括：水、分散剂、润湿剂、环氧改性丙烯酸树脂、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂、酸催化剂、颜料、流平剂、pH调节剂、助溶剂；所述面漆包括：水、分散剂、润湿剂、聚酯改性丙烯酸树脂、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂、酸催化剂、颜料、流平剂、pH调节剂、助溶剂。本发明的涂料具有高T弯性能，耐冲压，后加工性能优良，高硬度，耐酸耐碱、耐盐雾、耐候性好，VOC低，高经济效益，无毒环保。

Description

一种水性卷钢涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料领域，具体涉及一种水性卷钢涂料及其制备方法。
背景技术
卷钢涂料自80年代被研发出来，到2010年我国卷材涂料产量为24.33万吨，2013年为37.18，2015年约为48万吨，但是这些涂料都是油性涂料，按VOC含量约30％计，现在每年从卷材涂料中排出的VOC(挥发性有机物)超过15万吨，严重污染环境。于是人们将目光集中在水性卷材涂料上，但是由于卷钢涂料在水性化的过程中，涂料的柔韧性(即T弯性能，用来衡量涂膜在成型加工中抗拒开裂和损坏能力的测试项目指标)很差(比如3T、4T，性能比较好的也只能做到2T)，严重影响了卷材的可加工性能，导致行业内始终无法用水性卷材涂料替代油性产品，进而导致卷钢涂料的VOC排放量很高，十分不利于环境保护，也不利于企业走绿色发展道路。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种水性卷钢涂料及其制备方法；本发明还提供了水性卷钢涂料的施工方法。以解决水性涂料T弯性能不达标影响卷材的后加工性能等难题。
一种水性卷钢涂料，所述水性卷钢涂料包括底漆和面漆，
按重量份计，所述底漆包括以下组分：
按重量份计，所述面漆包括以下组分：
优选地，所述水性卷钢涂料包括底漆和面漆，
按重量份计，所述底漆包括以下组分：
按重量份计，所述面漆包括以下组分：
可选地，所述底漆中的环氧改性丙烯酸树脂为20-35份；可选地，所述底漆中的环氧改性丙烯酸树脂为35-50份。
可选地，所述面漆中的聚酯改性丙烯酸树脂为20-35份；可选地，所述面漆中的聚酯改性丙烯酸树脂为35-50份。
可选地，所述底漆中的六甲氧基甲基三聚氰胺树脂为3-6份；可选地，所述底漆中的六甲氧基甲基三聚氰胺树脂为6-10份。
可选地，所述面漆中的六甲氧基甲基三聚氰胺树脂为4-8份；可选地，所述面漆中的六甲氧基甲基三聚氰胺树脂为8-12份。
优选地，所述底漆中的助溶剂为1-15份；可选地，所述底漆中的助溶剂为1-5份；可选地，所述底漆中的助溶剂为5-10份；可选地，所述底漆中的助溶剂为10-15份。
优选地，所述面漆中的助溶剂为1-15份；可选地，所述面漆中的助溶剂为1-5份；可选地，所述面漆中的助溶剂为5-10份；可选地，所述面漆中的助溶剂为10-15份。
进一步地，所述酸催化剂为封闭型酸催化剂，可选十二烷基苯磺酸，最低固化温度120℃。
进一步地，所述pH调节剂为二甲基乙醇氨、AMP-95(AMP，2-氨基-2-甲基-1-丙醇)、氨水中的至少一种。
进一步地，所述助溶剂为乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、异丙醇中的至少一种。
例如，所述颜料可以是着色颜料、防锈颜料、体质颜料。进一步地，所述颜料包括水性银浆。通过颜料的调配，本发明可以制得水性卷钢彩图涂料。所述颜料在使用前可先进行预分散。
进一步地，所述水性卷钢涂料的粘度为30-50S/涂4杯。
环氧改性丙烯酸树脂由清远市柯林达新材料有限公司提供，型号为1602P；六甲氧基甲基三聚氰胺树脂由湛新树脂有限公司提供，型号为303；聚酯改性丙烯酸树脂由产协高分子有限公司提供，型号为CP2107SC70；分散剂为德国迪高公司Tego 756W；润湿剂为德国迪高公司Tego 750W；流平剂为德国迪高公司Tego 410。
一种水性卷钢涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备底漆：按份数将底漆组分中的水、分散剂、润湿剂混合均匀，再加入环氧改性丙烯酸树脂、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂并混合均匀，接着加入酸催化剂、颜料、流平剂、pH调节剂(当加入pH调节剂后调节pH值到8-9)、助溶剂并混合均匀，制得所述底漆；
(2)制备面漆：按份数将面漆组分中的水、分散剂、润湿剂混合均匀，再加入聚酯改性丙烯酸树脂、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂并混合均匀，接着加入酸催化剂、颜料、流平剂、pH调节剂(当加入pH调节剂后调节pH值到8-9)、助溶剂并混合均匀，制得所述面漆。
进一步地，还可以对所述底漆和面漆进行过滤和包装。
一种水性卷钢涂料的施工方法，涂覆所述底漆并于210℃～250℃烘烤20秒～120秒，然后将面漆涂覆在底漆上并于210℃～250℃烘烤45秒～120秒。
优选地，将所述底漆涂覆于基材上，并于220℃～240℃(可选230℃)烘烤60秒～90秒，然后将面漆涂覆在底漆上并于220℃～240℃(可选230℃)烘烤100秒～120秒。进一步地，所述涂覆方式为辊涂。
进一步地，所述底漆涂覆的厚度为3-20μm，所述面漆涂覆的厚度为5-30μm。优选地，所述底漆涂覆的厚度为7-11μm，所述面漆涂覆的厚度为12-18μm。
本发明的水性卷钢涂料可以用于冷轧钢板、镀锌钢板、镀铝锌板以及不锈钢板材等。
本发明的水性卷钢涂料能够每年减少VOC排放约12万吨以上(2015年卷钢涂料产量约为48万吨，这些涂料都是油性涂料，按涂料中VOC含量约30％计，现在每年从卷材涂料中排出的VOC超过15万吨)。
本发明的水性卷钢涂料是一种环境友好型水性卷钢涂料，属于高T弯水性卷钢涂料，其T弯性能达到0T标准，解决了水性涂料T弯性能不达标影响卷材的后加工性能等难题。
相对于现有技术，本发明的有益效果：
(1)本发明的水性卷钢涂料具有高T弯(达到0T，折弯5T最差，0T最优)性能，耐冲压，后加工性能优良，高硬度，耐酸、耐碱、耐盐雾、耐候性好，快干；
(2)本发明解决了水性卷钢涂料折弯性能不如油性产品，从而导致卷钢后续加工受限的难题；
(3)本发明通过选用不同特性成膜物质用于底、面漆，既解决了对底材的附着力问题，又能达到对面漆高性能的要求；
(4)本发明通过树脂与氨基的合理配比，以及对酸催化剂的品种选用，特别是在不同氨基树脂配比时酸催化剂用量的合理选取(也就是改性丙烯酸树脂与氨基树脂以及酸催化剂三者间各种排列组合非常重要)，成功解决了水性卷钢涂料所需烘烤时间过长的问题，达到或优于油性同类涂料所需时间；
(5)本发明的水性卷钢涂料属于水性产品，VOC低，基本减除了使用油性涂料需对VOC进行燃烧处理的这种高成本处理工艺，具有极高的经济效益，既环保又经济。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，现结合以下具体实施例做进一步说明，但是本发明不限于具体实施例。
表1：成分及含量
实施例1-3的颜料为预分散颜料；实施例4的颜料为水性银浆；实施例5的pH调节剂为二甲基乙醇氨；实施例6的助溶剂为乙二醇单丁醚。(注：--表示无)
实施例1-6的涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备底漆：按份数将底漆组分中的水、分散剂、润湿剂混合均匀，再加入环氧改性丙烯酸树脂、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂并混合均匀，接着加入酸催化剂、颜料、流平剂、pH调节剂、助溶剂并混合均匀，制得所述底漆；
(2)制备面漆：按份数将面漆组分中的水、分散剂、润湿剂混合均匀，再加入聚酯改性丙烯酸树脂、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂并混合均匀，接着加入酸催化剂、颜料、流平剂、pH调节剂、助溶剂并混合均匀，制得所述面漆。
对比例1的底漆的制备方法同实施例1-6(对比例1涂覆2层底漆)；对比例2的面漆的制备方法同实施例1-6(对比例2涂覆2层面漆)；对比例3为底漆中的六甲氧基甲基三聚氰胺树脂过量；对比例4为面漆中的六甲氧基甲基三聚氰胺树脂过量；对比例5同时含有环氧改性丙烯酸树脂、聚酯改性丙烯酸树脂、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂；对比例6不含酸催化剂；对比例7为面漆和底漆中的酸催化剂过量。
实施例1-6的涂料的施工方法：将所述底漆辊涂于卷钢上，并于230℃烘烤60秒～90秒，然后将面漆辊涂在底漆上并于230℃烘烤100秒～120秒。所述底漆涂覆的厚度为7-11μm，所述面漆涂覆的厚度为12-18μm。
对比例1的涂料的施工方法：将底漆辊涂于卷钢上，并于230℃烘烤60秒～90秒，然后再多涂一层底漆并于230℃烘烤100秒～120秒。单层底漆涂覆的厚度为7-11μm，双层底漆涂覆的厚度为18-28μm。
对比例2的涂料的施工方法：将面漆辊涂于卷钢上，并于230℃烘烤60秒～90秒，然后再多涂一层面漆并于230℃烘烤100秒～120秒。单层面漆涂覆的厚度为12-18μm，双层面漆涂覆的厚度为20-32μm。
对比例3-4和6-7的的施工方法同实施例1-6。
对比例5的涂料的施工方法：将涂料辊涂于卷钢上，并于230℃烘烤100秒～120秒。涂料的厚度为20-30μm。
性能测试：
表2：检测项目和结果
检测方法和检测标准：
板面质量：目测，板面不能有缩孔、颗粒、起泡等缺陷。
铅笔硬度：三菱铅笔，2H不破。
T弯：折弯机，0T无开裂表示T弯性能最优(折弯性能5T最差，0T最优)。
WZJ-II弯折机(T弯折机)：弯折机主要用于彩色钢板弯折性能测试。符合GB/T30791，ISO 17132色漆和清漆T弯试验相关标准要求。使用方法：1、将试样的一端***约10mm，压紧试样，转动手柄将试样弯曲到锐角。2、取出试样***台钳，将试样弯曲部分压紧，即视为0T弯曲。3、检查涂层上是否出现开裂，离边缘5mm内的涂层不予考虑。4、沿弯曲面贴上透明胶带，沿曲面60°的方向撕下胶带，检查是否有脱落的涂层。5、试样绕0T弯曲部分继续做180°弯折，折叠中央为1T弯曲。6、重复以上步骤。
光泽：光泽计，标准：80±5。
附着力：刀片，百格无脱落。
MEK：丁酮，1KG的力来回擦拭100次无变色、掉漆。
耐冲击力：冲击仪，冲50KG.CM，表面无开裂及掉漆。
耐酸：5％盐酸，封边浸泡24小时，无变色无气泡。
耐碱：5％氢氧化钠，封边浸泡24小时，无变色无气泡。
盐雾：盐雾试验箱，封边划叉240小时，划线处最大腐蚀距离≤2MM。
耐候性：紫外光QUVA-340，≥600h无起泡、开裂，粉化≤1级。经检测实施例1-6的涂料600h无起泡、开裂，粉化≤1级。
以上所述仅为本发明的具体实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明作的等效变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之中。

Claims (10)

1.一种水性卷钢涂料，其特征在于，所述水性卷钢涂料包括底漆和面漆，
按重量份计，所述底漆包括以下组分：
按重量份计，所述面漆包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的水性卷钢涂料，其特征在于，所述水性卷钢涂料包括底漆和面漆，
按重量份计，所述底漆包括以下组分：
按重量份计，所述面漆包括以下组分：
3.根据权利要求1所述的水性卷钢涂料，其特征在于，所述酸催化剂为封闭型酸催化剂。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的水性卷钢涂料，其特征在于，所述pH调节剂为二甲基乙醇氨、AMP-95、氨水中的至少一种。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的水性卷钢涂料，其特征在于，所述助溶剂为乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、异丙醇中的至少一种。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的水性卷钢涂料，其特征在于，所述颜料包括水性银浆。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的水性卷钢涂料，其特征在于，所述水性卷钢涂料的粘度为30-50S/涂4杯。
8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的水性卷钢涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备底漆：按份数将底漆组分中的水、分散剂、润湿剂混合均匀，再加入环氧改性丙烯酸树脂、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂并混合均匀，接着加入酸催化剂、颜料、流平剂、pH调节剂、助溶剂并混合均匀，制得所述底漆；
(2)制备面漆：按份数将面漆组分中的水、分散剂、润湿剂混合均匀，再加入聚酯改性丙烯酸树脂、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂并混合均匀，接着加入酸催化剂、颜料、流平剂、pH调节剂、助溶剂并混合均匀，制得所述面漆。
9.一种根据权利要求1-7中任一项所述的水性卷钢涂料的施工方法，其特征在于，涂覆所述底漆并于210℃～250℃烘烤20秒～120秒，然后将面漆涂覆在底漆上并于210℃～250℃烘烤45秒～120秒。
10.根据权利要求9所述的水性卷钢涂料的施工方法，其特征在于，所述底漆涂覆的厚度为3-20μm，所述面漆涂覆的厚度为5-30μm。
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