CN109666352A - 一种用于门窗的水性漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光泽性强、耐污性强、附着力强的水性漆及其制备方法。所述水性漆选用水性丙烯酸乳液与水性聚氨酯乳液，通过自干或低温烘烤的交联固化，得到高光泽、高装饰性，高附着力与高老化性的水性涂层，最终得到的水性漆VOC≤80g/L，气味非常低，极大减少了环境污染。所述制备方法，根据不同原料的物理化学性质，设计了一套专用的生产工艺流程，使用所述制备方法，能够将各组分的性能发挥到较佳的水平，最终得到光泽性强、耐污性强、附着力强的水性漆。

Description

一种用于门窗的水性漆及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料制备技术领域，具体涉及一种用于门窗的水性漆及其制备方法。

背景技术

近年来，塑钢门窗生产行业随着房地产市场的兴起而迅速壮大，也带动了塑钢门窗涂料的发展。塑钢门窗由于执行的是国家标准，在用料、安全性上比一般执行企业标准的塑钢门窗要求高。随着小康生活的到来，消费者对自己的居住环境的要求越来越高，满足绿色消费需求，发展高性能、高技术生态门窗是当今主题。因此建造后的门窗要具有良好的装饰性能、保护性能，提高抗老化性与附着力等功能性，同时使用环保涂料减少对环境的污染，给人们营造舒适的环境都是本行业的发展趋势。现在我国大部分塑钢门窗涂料还是采用溶剂型喷漆或者粉末涂料，国内用于塑钢门窗的水性涂料比例甚少，主要存在以下技术瓶颈。

1、现有用漆以溶剂型为主，需要解决油漆VOC含量高，污染严重及火灾隐患的问题；

2、现有粉末涂料，存在光泽差、老化性低、透明度低等装饰性差的问题；

3、现有水性漆产品的光泽、丰满度与溶剂型产品相比还有一定差距，导致装饰效果差；

4、现有用漆没有考虑附着力与抗老化等功能性。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种光泽性强、耐污性强、附着力强的水性漆及其制备方法。

本发明的目的是提供一种用于门窗的水性漆。

本发明的再一目的是提供一种所述水性漆的制备方法。

根据本发明的水性漆，包括乳液和助剂，所述乳液和助剂分别包括以下重量百分比的原料：

乳液：50-60％的水性丙烯酸乳液和15-20％的水性聚氨酯乳液；

助剂：1-2％的环保溶剂、0.1-0.2％的中和剂、0.2-0.5％的消泡剂、0.4-0.6％的流平剂、0.3-0.5％的基材润湿剂、0.5-1.0％的附着力促进剂、0.5-1.0％的增稠剂和15-20％的去离子水。

根据本发明的水性漆，其中，所述水性漆的VOC≤80g/L。

根据本发明的水性漆，其中，所述环保溶剂为丙二醇丁醚和/或丙二醇甲醚。

根据本发明的水性漆，其中，所述中和剂为二甲基乙醇胺。

根据本发明的水性漆，其中，所述消泡剂为含气相二氧化硅的聚醚硅氧烷共聚物和有机硅消泡剂的混合物。

根据本发明的水性漆，其中，所述流平剂为聚醚改性有机硅氧烷；所述基材润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物。

根据本发明的水性漆，其中，所述附着力促进剂为环氧磷酸酯化合物。

根据本发明的水性漆，其中，所述增稠剂为聚氨酯型增稠剂和碱溶涨型增稠剂的混合物。

根据本发明的水性漆，其中，所述助剂还包括3-5％的改性碳纳米纤维和2-4％的羟丙基淀粉。

根据本发明水性漆的制备方法，所述制备方法包含以下步骤：

A：按照所述原料配比，先将环保溶剂、中和剂混合，再加入去离子水，以400-600r/min的速度搅拌2-4分钟，得到混合物a；

B：向步骤A中得到的混合物a中加入附着力促进剂，调整pH值至7-8，以400-600r/min的速度搅拌2-4分钟，得到混合物b；

C：将水性丙烯酸乳液与水性聚氨酯乳液混合，以400-600r/min的速度搅拌4-6分钟；然后依次加入消泡剂、流平剂和基材润湿剂，以1000-1400r/min的速度搅拌8-12分钟，然后加入步骤B得到的混合物b，搅拌均匀后加入增稠剂调整粘度，即得到所述水性漆；

当助剂中含有改性碳纳米纤维和羟丙基淀粉时，改性碳纳米纤维和羟丙基淀粉一并在加入基材润湿剂后加入，然后以1000-1400r/min的速度搅拌8-12分钟。

根据本发明水性漆的制备方法，所述制备方法可优化为：

A：按照所述原料配比，先将环保溶剂、中和剂混合，再加入去离子水，以500r/min的速度搅拌3分钟，得到混合物a；

B：向步骤A中得到的混合物a中加入附着力促进剂，调整pH值至7-8，以500r/min的速度搅拌3分钟，得到混合物b；

C：将水性丙烯酸乳液与水性聚氨酯乳液混合，以500r/min的速度搅拌5分钟；然后依次加入消泡剂、流平剂和基材润湿剂，以1200r/min的速度搅拌10分钟，然后加入步骤B得到的混合物b，搅拌均匀后加入增稠剂调整粘度，即得到所述水性漆；

当助剂中含有改性碳纳米纤维和羟丙基淀粉时，改性碳纳米纤维和羟丙基淀粉一并在加入基材润湿剂后加入，然后以1200r/min的速度搅拌10分钟。

本发明的有益效果为：

1、本发明提供了一种用于门窗的水性漆，所述水性漆选用水性丙烯酸乳液与水性聚氨酯乳液，通过自干或低温烘烤的交联固化，得到高光泽、高装饰性，高附着力与高老化性的水性涂层，最终得到的水性漆VOC≤80g/L，气味非常低，极大减少了环境污染。

2、所述水性漆，通过选用含羟基聚二甲基硅氧烷乳液，使硅氧键留在水性漆内，降低水性漆表面能，具有极好的耐溶剂性，得到耐污性效果，能轻松擦掉水性白板笔、水彩笔、无尘粉笔、鞋油、墨水、番茄酱、咖啡和茶渍等多种涂鸦物质或生活污渍，反复污染擦拭持久性好。

3、所述水性漆，通过选用聚酯为主链的磷酸酯作为附着力促进剂，通过磷酸酯和金属表面的键合作用，提高所述水性漆与基材的附着力，解决因引入硅氧烷而导致的与基材附着力不佳的问题，附着力为0级。

4、所述水性漆，通过选用不同类型的消泡剂进行复配，取得了优异的消泡性能，解决体系气泡问题；通过选用不同类型的增稠剂复配，解决体系的触变性能。

5、通过多种组分的复配，得到的所述水性漆抗冲击性能好，达到40kg·cm，60°角光泽度可以达到100，装饰性能好。

6、本发明还提供了一种所述水性漆的制备方法，根据不同原料的物理化学性质，设计了一套专用的生产工艺流程，使用所述制备方法，能够将各组分的性能发挥到较佳的水平，最终得到光泽性强、耐污性强、附着力强的水性漆。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

需要说明的时，以下本发明的实施例中，使用的原料具体为：

所述水性丙烯酸乳液树脂为陶氏化学的高光泽的丙烯酸分散体HG--100；

所述的水性聚氨酯乳液为万华化学的A2033；

所述环保助溶剂为丙二醇丁醚和/或丙二醇甲醚。实施例1和4中为丙二醇丁醚。实施例2和5中为丙二醇甲醚，实施例3中为丙二醇丁醚和丙二醇甲醚等重量比混合物。

所述中和剂为二甲基乙醇胺。

所述消泡剂为TEGO的脱泡作用助剂Tego-902w和BYK的消泡作用助剂BYK-024的等重量比混合物。

所述流平剂为Tego-4100和/或BYK-346。实施例1和4中为Tego-4100。实施例2和5中为BYK-346，实施例3中为Tego-4100和BYK-346等重量比混合物。

所述的基材润湿剂为TEGO的Tego-270

所述的附着力促进剂为路博润的2063。

所述增稠剂为明凌的聚氨酯型增稠剂PUR40和陶氏的碱溶涨型增稠剂ASE60的等重量比混合物。

实施例1

一种水性漆，包括乳液和助剂，所述乳液和助剂分别包括以下重量百分比的原料：

乳液：60％的水性丙烯酸乳液和16.2％的水性聚氨酯乳液；

助剂：1％的环保溶剂、0.2％的中和剂、0.2％的消泡剂、0.6％的流平剂、0.3％的基材润湿剂、1.0％的附着力促进剂、0.5％的增稠剂和20％的去离子水。

所述水性漆的制备方法包含以下步骤：

A：按照所述原料配比，先将环保溶剂、中和剂混合，再加入去离子水，以400r/min的速度搅拌4分钟，得到混合物a；

B：向步骤A中得到的混合物a中加入附着力促进剂，调整pH值至7-8，以400r/min的速度搅拌4分钟，得到混合物b；

C：将水性丙烯酸乳液与水性聚氨酯乳液混合，以400r/min的速度搅拌6分钟；然后依次加入消泡剂、流平剂和基材润湿剂，以1000r/min的速度搅拌12分钟，然后加入步骤B得到的混合物b，搅拌均匀后加入增稠剂调整粘度，即得到所述水性漆。

实施例2

一种水性漆，包括乳液和助剂，所述乳液和助剂分别包括以下重量百分比的原料：

乳液：60％的水性丙烯酸乳液和20％的水性聚氨酯乳液；

助剂：2％的环保溶剂、0.1％的中和剂、0.5％的消泡剂、0.4％的流平剂、0.5％的基材润湿剂、0.5％的附着力促进剂、1.0％的增稠剂和15％的去离子水。

所述水性漆的制备方法包含以下步骤：

A：按照所述原料配比，先将环保溶剂、中和剂混合，再加入去离子水，以600r/min的速度搅拌2分钟，得到混合物a；

B：向步骤A中得到的混合物a中加入附着力促进剂，调整pH值至7-8，以600r/min的速度搅拌2分钟，得到混合物b；

C：将水性丙烯酸乳液与水性聚氨酯乳液混合，以600r/min的速度搅拌4分钟；然后依次加入消泡剂、流平剂和基材润湿剂，以1400r/min的速度搅拌8分钟，然后加入步骤B得到的混合物b，搅拌均匀后加入增稠剂调整粘度，即得到所述水性漆。

实施例3

一种水性漆，包括乳液和助剂，所述乳液和助剂分别包括以下重量百分比的原料：

乳液：58.5％的水性丙烯酸乳液和20％的水性聚氨酯乳液；

助剂：1.5％的环保溶剂、0.15％的中和剂、0.35％的消泡剂、0.5％的流平剂、0.4％的基材润湿剂、0.75％的附着力促进剂、0.75％的增稠剂和17.5％的去离子水。

所述水性漆的制备方法包含以下步骤：

A：按照所述原料配比，先将环保溶剂、中和剂混合，再加入去离子水，以500r/min的速度搅拌3分钟，得到混合物a；

B：向步骤A中得到的混合物a中加入附着力促进剂，调整pH值至7-8，以500r/min的速度搅拌3分钟，得到混合物b；

C：将水性丙烯酸乳液与水性聚氨酯乳液混合，以500r/min的速度搅拌5分钟；然后依次加入消泡剂、流平剂和基材润湿剂，以1200r/min的速度搅拌10分钟，然后加入步骤B得到的混合物b，搅拌均匀后加入增稠剂调整粘度，即得到所述水性漆。

实施例4

一种水性漆，包括乳液和助剂，所述乳液和助剂分别包括以下重量百分比的原料：

乳液：51％的水性丙烯酸乳液和16.2％的水性聚氨酯乳液；

助剂：1％的环保溶剂、0.2％的中和剂、0.2％的消泡剂、0.6％的流平剂、0.3％的基材润湿剂、1.0％的附着力促进剂、0.5％的增稠剂、5％的改性碳纳米纤维、4％的羟丙基淀粉和20％的去离子水。

所述水性漆的制备方法包含以下步骤：

A：按照所述原料配比，先将环保溶剂、中和剂混合，再加入去离子水，以400r/min的速度搅拌4分钟，得到混合物a；

B：向步骤A中得到的混合物a中加入附着力促进剂，调整pH值至7-8，以400r/min的速度搅拌4分钟，得到混合物b；

C：将水性丙烯酸乳液与水性聚氨酯乳液混合，以400r/min的速度搅拌6分钟；然后依次加入消泡剂、流平剂、基材润湿剂、改性碳纳米纤维和羟丙基淀粉，以1000r/min的速度搅拌12分钟，然后加入步骤B得到的混合物b，搅拌均匀后加入增稠剂调整粘度，即得到所述水性漆。

实施例5

一种水性漆，包括乳液和助剂，所述乳液和助剂分别包括以下重量百分比的原料：

乳液：55％的水性丙烯酸乳液和16.2％的水性聚氨酯乳液；

助剂：1％的环保溶剂、0.2％的中和剂、0.2％的消泡剂、0.6％的流平剂、0.3％的基材润湿剂、1.0％的附着力促进剂、0.5％的增稠剂、3％的改性碳纳米纤维、2％的羟丙基淀粉和20％的去离子水。

所述水性漆的制备方法包含以下步骤：

A：按照所述原料配比，先将环保溶剂、中和剂混合，再加入去离子水，以400r/min的速度搅拌4分钟，得到混合物a；

B：向步骤A中得到的混合物a中加入附着力促进剂，调整pH值至7-8，以400r/min的速度搅拌4分钟，得到混合物b；

C：将水性丙烯酸乳液与水性聚氨酯乳液混合，以400r/min的速度搅拌6分钟；然后依次加入消泡剂、流平剂、基材润湿剂、改性碳纳米纤维和羟丙基淀粉，以1000r/min的速度搅拌12分钟，然后加入步骤B得到的混合物b，搅拌均匀后加入增稠剂调整粘度，即得到所述水性漆。

对实施例1-5得到的水性漆进行测试，测试结果如表1所示

表1：实验结果表

从表1能够看出，本发明提供的水性漆，具有附着力强、耐冲击性强、耐水性好的优点，具有很高的技术和商业价值

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于门窗的水性漆，其特征在于，所述水性漆包括乳液和助剂，所述乳液和助剂分别包括以下重量百分比的原料：

乳液：50-60％的水性丙烯酸乳液和15-20％的水性聚氨酯乳液；

助剂：1-2％的环保溶剂、0.1-0.2％的中和剂、0.2-0.5％的消泡剂、0.4-0.6％的流平剂、0.3-0.5％的基材润湿剂、0.5-1.0％的附着力促进剂、0.5-1.0％的增稠剂和15-20％的去离子水。

2.根据权利要求1所述的水性漆，其特征在于，所述环保溶剂为丙二醇丁醚和/或丙二醇甲醚。

3.根据权利要求1所述的水性漆，其特征在于，所述中和剂为二甲基乙醇胺。

4.根据权利要求1所述的水性漆，其特征在于，所述消泡剂为含气相二氧化硅的聚醚硅氧烷共聚物和有机硅消泡剂的混合物。

5.根据权利要求1所述的水性漆，其特征在于，所述流平剂为聚醚改性有机硅氧烷；所述基材润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物。

6.根据权利要求1所述的水性漆，其特征在于，所述附着力促进剂为环氧磷酸酯化合物。

7.根据权利要求1所述的水性漆，其特征在于，所述增稠剂为聚氨酯型增稠剂和碱溶涨型增稠剂的混合物。

8.根据权利要求1-7任意所述的水性漆，其特征在于，所述助剂还包括3-5％的改性碳纳米纤维和2-4％的羟丙基淀粉。

9.一种权利要求1-8任意所述水性漆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包含以下步骤：

A：按照所述原料配比，先将环保溶剂、中和剂混合，再加入去离子水，以400-600r/min的速度搅拌2-4分钟，得到混合物a；

B：向步骤A中得到的混合物a中加入附着力促进剂，调整pH值至7-8，以400-600r/min的速度搅拌2-4分钟，得到混合物b；

C：将水性丙烯酸乳液与水性聚氨酯乳液混合，以400-600r/min的速度搅拌4-6分钟；然后依次加入消泡剂、流平剂和基材润湿剂，以1000-1400r/min的速度搅拌8-12分钟，然后加入步骤B得到的混合物b，搅拌均匀后加入增稠剂调整粘度，即得到所述水性漆；

当助剂中含有改性碳纳米纤维和羟丙基淀粉时，改性碳纳米纤维和羟丙基淀粉一并在加入基材润湿剂后加入，然后以1000-1400r/min的速度搅拌8-12分钟。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包含以下步骤：

A：按照所述原料配比，先将环保溶剂、中和剂混合，再加入去离子水，以500r/min的速度搅拌3分钟，得到混合物a；

B：向步骤A中得到的混合物a中加入附着力促进剂，调整pH值至7-8，以500r/min的速度搅拌3分钟，得到混合物b；

C：将水性丙烯酸乳液与水性聚氨酯乳液混合，以500r/min的速度搅拌5分钟；然后依次加入消泡剂、流平剂和基材润湿剂，以1200r/min的速度搅拌10分钟，然后加入步骤B得到的混合物b，搅拌均匀后加入增稠剂调整粘度，即得到所述水性漆；

当助剂中含有改性碳纳米纤维和羟丙基淀粉时，改性碳纳米纤维和羟丙基淀粉一并在加入基材润湿剂后加入，然后以1200r/min的速度搅拌10分钟。