CN110791197A

CN110791197A - 一种低voc水性银粉烤漆配方及制备方法

Info

Publication number: CN110791197A
Application number: CN201911126907.1A
Authority: CN
Inventors: 刘风广; 刘斌
Original assignee: Changzhou Guangshu Chemical Technology Co Ltd
Current assignee: Changzhou Guangshu Chemical Technology Co Ltd
Priority date: 2019-11-18
Filing date: 2019-11-18
Publication date: 2020-02-14

Abstract

本发明公开了一种低VOC水性银粉烤漆配方及制备方法，本发明提供的配方包括以下重量百分比的组分；丙烯酸酯二级分散体50‑53%，高亚氨甲醚化氨基树脂5‑8%，二甲基乙醇胺0.4‑0.6%，异丙醇1‑3%，乙醇1‑2%，乙二醇丁醚1‑2%，消泡剂0.2‑0.3%，聚醚改性有机硅润湿剂0.3‑0.4%，银浆5‑7%，增稠剂1%，软水28‑30%，本发明的树脂用了一款新型水性超大分子量的聚氨酯改性丙烯酸酯二级分散体，将该聚丙烯酸分散体应用于水性银粉漆中，结果发现，该产品所得涂膜的性能达到或超过应用指标要求。与传统的水溶性和丙烯酸乳液相比，其涂层铝粉定向效果均匀及硬度高，而且在金属底材上有良好的附着力、耐水性、光泽度以及贮存稳定性。

Description

一种低VOC水性银粉烤漆配方及制备方法

技术领域

本发明属于水性银粉烤漆技术领域，具体涉及一种低VOC水性银粉烤漆配方及制备方法。

背景技术

银粉漆中的铝粉是片状的，像许多小镜子一样平躺着，反射外来的光线形成特殊的明暗变幻效果闪光效果。另外铝粉，细小的铝粉鳞片在色漆中能形成十几层平行排列的结构，对可见光、紫外线、红外线和辐射热具有很强的反射功能，可有效地延缓紫外线等的老化破坏；同时也可阻止水、气体和离子的通过，从而有效的保护漆膜，达到优良的防锈性能和良好的屏蔽性。因此银粉漆广泛应用于各种金属表面的保护和装饰。

传统溶剂型银粉漆的溶剂含量太高，VOC太高，不环保，易燃不安全。如果组成中的溶剂用水来替代，具有较低的VOC含量，从而减少了涂装过程中的 VOC排放，有利于环境保护。水性铝粉漆无毒，无污染，阻燃施工方便安全。但由于水性涂料的一些固有特性给铝粉漆的贮存稳定性，铝粉漆的排列等带来了相当大的困难，经常会碰到各种各样的问题，主要为1.喷涂的水性银粉漆金属感以及银粉排列不好；2.贮存稳定性差，易分层产生硬沉淀，发黑，返粗等。由于水性体系里面很多原材料都不成熟，尤其是水性树脂的性能优劣更是直接影响到产品的外观效果以及各项性能。所以，选择合适的树脂，以及合适的原材料之间的合理搭配是能否做好水性银粉漆的关键一步，从而使产品的各项性能均达到标准要求。

目前市场上生产的水性银粉漆，主要树脂是水溶性树脂和乳液配制，水溶性树脂配漆溶剂含量高，其VOC较大，还不是真正意义上的水性漆。用胺中和后制漆后和水产生合成效果粘度较大，不易施工。为了降粘，加水后固含量降低，光泽也会下降。乳液类的虽然易施工，无VOC排放，但其固含量太低，成膜后光泽太低，膜厚太薄，不能满足工业生产要求，因此需要通过对树脂的选择，助剂的选择及各组分之间的合理搭配中，掌握较好的解决方法，从而使产品的各项性能均达到标准要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：一种低VOC水性银粉烤漆配方，包括丙烯酸酯二级分散体、高亚氨甲醚化氨基树脂、二甲基乙醇胺、异丙醇、乙醇、乙二醇丁醚、消泡剂、聚醚改性有机硅润湿剂、银浆、增稠剂和水，按重量百分比如下：

丙烯酸酯二级分散体 50-53%

高亚氨甲醚化氨基树脂 5-8%

二甲基乙醇胺 0.4-0.6%

异丙醇 1-3%

乙醇 1-2%

乙二醇丁醚 1-2%

消泡剂 0.2-0.3%

聚醚改性有机硅润湿剂 0.3-0.4%

银浆 5-7%

增稠剂 1%

软水 28-30%。

进一步的，配方优选的重量百分比为：

丙烯酸酯二级分散体 53%

高亚氨甲醚化氨基树脂 5%

二甲基乙醇胺 0.5%

异丙醇 2%

乙醇 1%

乙二醇丁醚 1%

消泡剂 0.3%

聚醚改性有机硅润湿剂 0.4%

银浆 6%

增稠剂 1%

软水 29.8%。

进一步的，所述消泡剂采用非硅消泡剂。

进一步的，所述增稠剂采用8421、299或者XS83三种型号中任意一种。

本发提供了以上方案所述的一种低VOC水性银粉烤漆制备方法配方的制备方法，包括以下步骤；

先将丙烯酸酯二级分散体、氨基树脂、软水和二甲基乙醇胺依次投入搅拌机以400～500转/min进行搅拌，并在搅拌的状态下依次投入异丙醇、乙醇和乙二醇丁醚，继续搅拌10min；

再加入非硅消泡剂、以及聚醚改性有机硅润湿剂的水溶液，以500～600转/min搅拌10min，加入银浆，以500～600转/min再搅拌10 min，再最后缓慢加入增稠剂，以500～600转/min搅拌5 min，制得水性银粉烤漆成品。

本发明中的树脂用了一款新型水性超大分子量的聚氨酯改性丙烯酸二级分散体，由于丙烯酸酯具有较强的亲油疏水性和粘接性，可研磨，将该聚丙烯酸分散体应用于水性银粉漆中，结果发现，该产品所得涂膜的性能达到或超过应用指标要求。与传统的水溶性和丙烯酸乳液相比，通过胺中和剂对聚丙烯酸分散体进行PH值调整至9以上时，该丙烯酸酯二级分散体会具有极强的假塑性，不需要使用银粉定向排列剂的帮助即可使得银粉定向排列均匀，其涂层铝粉定向效果均匀及硬度高，而且在金属底材上有良好的附着力、耐水性、光泽度以及贮存稳定性。而且施工简便、干燥快满足机械工业生产速度，该产品VOC极低，微量，可以做到VOCs≤5%以下，低毒环保，远远满足GB 37822-2019《挥发性有机物无组织排放控制标准》中“VCOs≤10%”的要求；

本发明组分中的氨基树脂是一种含高亚氨基的甲醚化氨基树脂,无需强酸催化剂便能快速固化。它能与含有羟基、酰胺基、羧基的聚合物反应。它在烘烤过程中的热失重明显低于部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂；它的烘烤挥发物中甲醛含量很少；并且在漆膜较厚的情况下，由于失重低，交联固化时起泡倾向低，使得制备的涂层外表光泽好，选用亲水性较好的乙二醇丁醚作为助溶剂，保证体系的相容性，提升水性银粉漆的稳定性。

本发明选用是一种不含硅的消泡剂，提供优异的消泡性却不会引起雾影、表面缺陷和层间附着力问题。

本发明中的银粉含量在5%-7之间，银粉漆通常需要进行胶带测试，不能出现大面积掉银现象，油性银粉漆有比较好的方案，直接加防掉银助剂就行，而水性涂料则没有类似的水性防掉银助剂，技术人员通过研究发现在水性银粉没有问题的情况下，银粉添加量是一个关键，当配方中银粉添加量在5-7%之间，当超过这个添加量后银粉漆明显掉银。

本发明的制备方法中成膜助剂是不断添加的，经研究发现如果水性涂料达到了低成膜温度后，虽然漆膜状态没问题，但还是掉银严重，通过继续加成膜助剂降低成膜温度后，掉银现象才有明显改善，原因是漆膜对银粉的致密性和包裹性更好了。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

一种低VOC水性银粉烤漆配方，包括丙烯酸酯二级分散体、高亚氨甲醚化氨基树脂、二甲基乙醇胺、异丙醇、乙醇、乙二醇丁醚、消泡剂、聚醚改性有机硅润湿剂、银浆、增稠剂8421和水，按重量百分比如下：

丙烯酸酯二级分散体 53%

高亚氨甲醚化氨基树脂 5%

二甲基乙醇胺 0.5%

异丙醇 2%

乙醇 1%

乙二醇丁醚 1%

非硅消泡剂 0.3%

聚醚改性有机硅润湿剂 0.4%

银浆 6%

增稠剂8421 1%

软水 29.8%

其制备方法如下：

按照上述配方称取各组分，先将丙烯酸酯二级分散体、氨基树脂、软水和二甲基乙醇胺依次投入搅拌机，以400～500转/min搅拌10 min，并在搅拌的状态下依次投入异丙醇、乙醇和乙二醇丁醚（BCS），继续搅拌10 min；

再加入非硅消泡剂、以及聚醚改性有机硅润湿剂的水溶液，以500～600转/min搅拌10min，加入银浆，以500～600转/min再搅拌10 min，再最后缓慢加入8421（299或XS83），以500～600转/min搅拌5 min，制得水性银粉烤漆成品。通过胺中和剂对聚丙烯酸分散体进行PH值调整至9以上时，该丙烯酸酯二级分散体会具有极强的假塑性，不需要使用银粉定向排列剂的帮助即可使得银粉定向排列均匀，其涂层铝粉定向效果均匀及硬度高，高亚氨甲醚化氨基树脂无需强酸催化剂便能快速固化。它能与含有羟基、酰胺基、羧基的聚合物反应。它在烘烤过程中的热失重明显低于部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂；它的烘烤挥发物中甲醛含量很少；并且在漆膜较厚的情况下，由于失重低，交联固化时起泡倾向低，使得制备的涂层外表光泽好。甲醚化氨基树脂,无需强酸催化剂便能快速固化。它能与含有羟基、酰胺基、羧基的聚合物反应。它在烘烤过程中的热失重明显低于部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂；它的烘烤挥发物中甲醛含量很少；并且在漆膜较厚的情况下，由于失重低，交联固化时起泡倾向低，使得制备的涂层外表光泽好，选用亲水性较好的乙二醇丁醚作为助溶剂，保证体系的相容性，提升水性银粉漆的稳定性通过增稠剂提升原漆的黏度，进一步提升稳定性。

实施例2

丙烯酸酯二级分散体 50%

高亚氨甲醚化氨基树脂 8%

二甲基乙醇胺 0.5%

异丙醇 2%

乙醇 1%

乙二醇丁醚 1%

非硅消泡剂 0.3%

聚醚改性有机硅润湿剂 0.4%

银浆 6%

增稠剂8421 1%

软水 29.8%

其制备方法如下：

实施例3

一种低VOC水性银粉烤漆配方，包括丙烯酸酯二级分散体、高亚氨甲醚化氨基树脂、二甲基乙醇胺、异丙醇、乙醇、乙二醇丁醚、消泡剂、聚醚改性有机硅润湿剂、银浆、增稠剂299和水，按重量百分比如下：

丙烯酸酯二级分散体 53%

高亚氨甲醚化氨基树脂 5%

二甲基乙醇胺 0.5%

异丙醇 2%

乙醇 1%

乙二醇丁醚 1%

非硅消泡剂 0.3%

聚醚改性有机硅润湿剂 0.4%

银浆 6%

增稠剂299 1%

软水 29.8%

其制备方法如下：

实施例4

一种低VOC水性银粉烤漆配方，包括丙烯酸酯二级分散体、高亚氨甲醚化氨基树脂、二甲基乙醇胺、异丙醇、乙醇、乙二醇丁醚、消泡剂、聚醚改性有机硅润湿剂、银浆、增稠剂XS83和水，按重量百分比如下：

丙烯酸酯二级分散体 53%

高亚氨甲醚化氨基树脂 5%

二甲基乙醇胺 0.5%

异丙醇 2%

乙醇 1%

乙二醇丁醚 1%

非硅消泡剂 0.3%

聚醚改性有机硅润湿剂 0.4%

银浆 6%

增稠剂XS83 1%

软水 29.8%

其制备方法如下：

实施例1-4中水性银粉烤漆各组分及其含量参见表1：

表1：实施例1-4水性银粉烤漆各组分及其含量。

表2为对实施例1～4主要性能指标进行测试，并将其与市售同类产品进行比较，测试结果和测试标准；

通过表2我们可以清楚的看出本配方的产品所得涂膜的性能达到或超过应用指标要求。与传统的水溶性和丙烯酸乳液相比，其涂层铝粉定向效果均匀及硬度高，而且在金属底材上有良好的附着力、耐水性、光泽度以及贮存稳定性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围。

Claims

1.一种低VOC水性银粉烤漆，其特征在于，包括按重量百分比如下：

丙烯酸酯二级分散体 50-53%

高亚氨甲醚化氨基树脂 5-8%

二甲基乙醇胺 0.4-0.6%

异丙醇 1-3%

乙醇 1-2%

乙二醇丁醚 1-2%

消泡剂 0.2-0.3%

聚醚改性有机硅润湿剂 0.3-0.4%

银浆 5-7%

增稠剂 1%

软水 28-30%。

2.根据权利要求1所述的一种低VOC水性银粉烤漆，其特征在于：所述消泡剂采用非硅消泡剂。

3.根据权利要求1所述的一种低VOC水性银粉烤漆，其特征在于：所述增稠剂采用8421、299或者XS83三种型号中任意一种。

4.一种低VOC水性银粉烤漆制备方法，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

先将丙烯酸酯二级分散体、氨基树脂、软水和二甲基乙醇胺依次投入搅拌机，搅拌10min，并在搅拌的状态下依次投入异丙醇、乙醇和乙二醇丁醚，继续搅拌10 min；

再加入非硅消泡剂、以及聚醚改性有机硅润湿剂的水溶液，搅拌10 min，加入银浆，再搅拌10 min，最后缓慢加入增稠剂，搅拌5 min，制得水性银粉烤漆成品。

5.根据权利要求4所述的一种低VOC水性银粉烤漆制备方法，其特征在于：加入非硅消泡剂前，搅拌机的转速为400-500转/min，加入消泡剂后，搅拌机的转速为500-600转/min。