CN111704836A - 一种低温烘烤水漆及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

一种低温烘烤水漆，原材料按重量百分比组成为：水性丙烯酸树脂50‑60％，氨基树脂5‑10％，缩水甘油醚1‑5％，粉体填料15‑20％，三乙醇胺1‑2％，消泡剂0.05‑0.1％，润湿剂0.2‑0.5％，分散剂0.2‑0.3％，增稠剂0.1‑0.5％，去离子水5‑25％。所述缩水甘油醚即甘油三(1，2‑环氧)丙醚，粉体填料为重钙、硅灰石粉、沉淀硫酸钡、云母氧化铁、钛白粉中的一种或者几种，消泡剂为有机硅消泡剂，润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷，分散剂为低分子量聚丙烯酸钠，增稠剂为聚乙烯醇稀溶液。本发明的生产工艺包括高速分散，分散研磨，搅拌调漆，过滤、包装四个步骤。

Description

一种低温烘烤水漆及其生产工艺
技术领域
本发明涉及涂料生产领域，尤其涉及一种低温烘烤水漆及其生产工艺。
背景技术
氨基烤漆以带有羟基的丙烯酸树脂或醇酸树脂、氨基树脂为主要成膜物质，在140℃以上温度发生化学反应，干燥固化。氨基烤漆具有许多优点，例如：漆膜性能优异，漆膜保养时间短，漆膜烘烤冷却后就可包装出货，固化后漆膜具有高硬度、优异附着力、高光泽、良好保光保色性等优点，被广泛应用于需要极高的装饰效果要求或者较高防腐性产品的涂装。但是，现有工艺中，氨基烤漆需在140℃以上温度烘烤30-40分钟以上才能完全固化，一方面高温烘烤会消耗大量的能源，另一方面，烘烤时间较长会降低涂装效率，增加人工成本。另外溶剂型氨基烤漆会排放大量挥发性有机化合物(VOC)。因此需要开发可以在低温烘烤下快速固化的水性丙烯酸氨基烤漆，以满足环保和节能的需求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种低温烘烤水漆及其生产工艺。
实现本发明目的的技术方案是：一种低温烘烤水漆，原材料按重量百分比组成为：水性丙烯酸树脂50-60％，氨基树脂5-10％，缩水甘油醚1-5％，粉体填料15-20％，三乙醇胺1-2％，消泡剂0.05-0.1％，润湿剂0.2-0.5％，分散剂0.2-0.3％，增稠剂0.1-0.5％，去离子水5-25％。
所述缩水甘油醚即甘油三(1,2-环氧)丙醚，化学结构式如下：
Figure RE-GDA0002635001320000011
所述粉体填料为重钙、硅灰石粉、沉淀硫酸钡、云母氧化铁、钛白粉中的一种或者几种。
所述消泡剂为有机硅消泡剂。
所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷。
所述分散剂为低分子量聚丙烯酸钠。
所述增稠剂为聚乙烯醇稀溶液。
本发明还提供了一种低温烘烤水漆的生产工艺，如下步骤：
(1)高速分散。将去离子水、水性丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、润湿剂投入到反应釜中，以 1500～2000转/分的搅拌速率搅拌10～20分钟，形成均匀分散液。
(2)分散研磨。将粉体填料加入到上述分散液中，以2000～2500转/分的搅拌速率高速研磨 20～40分钟，制成均匀浆料。
(3)搅拌调漆。向上述浆料中加入氨基树脂、缩水甘油醚、三乙醇胺，搅拌均匀；最后加入增稠剂，搅拌均匀；
(4)过滤、包装。
本发明的技术原理：缩水甘油醚，即甘油三(1,2-环氧)丙醚，化学结构式如下：
Figure RE-GDA0002635001320000021
一个缩水甘油醚分子中含有3个环氧官能团，在三乙醇胺的催化作用下，丙烯酸树脂分子中的羟基和氨基树脂分子中的氨基都能够在较低的温度下(80-100℃)与缩水甘油醚分子中不同位置的环氧官能团发生交联反应，使树脂固化成膜，即丙烯酸树脂与氨基树脂通过缩水甘油醚的交联作用，间接地连接并且形成网状结构，使树脂固化成膜得到完美的漆膜。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明能够降低水性丙烯酸氨基烤漆的烘烤温度，在80-100℃下烘烤30-60分钟即可完全固化，生产能耗低，效率高。
(2)低温烘烤水漆是水性涂料，低VOC排放，环保、气味低，能够广泛应用于钢材、铝件、塑料等表面，具有较好的装饰效果和较高的防腐性能。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是缩水甘油醚的化学结构式。
具体实施方式
下面结合具体实施实例和附图1、2对本发明作进一步的详细描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
一种低温烘烤水漆，原材料按重量百分比组成为：水性丙烯酸树脂50-60％，氨基树脂 5-10％，缩水甘油醚1-5％，粉体填料15-20％，三乙醇胺1-2％，消泡剂0.05-0.1％，润湿剂0.2-0.5％，分散剂0.2-0.3％，增稠剂0.1-0.5％，去离子水5-25％。
所述缩水甘油醚即甘油三(1,2-环氧)丙醚，化学结构式如下：
Figure RE-GDA0002635001320000031
所述粉体填料为重钙、硅灰石粉、沉淀硫酸钡、云母氧化铁、钛白粉中的一种或者几种。
所述消泡剂为有机硅消泡剂。
所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷。
所述分散剂为低分子量聚丙烯酸钠。
所述增稠剂为聚乙烯醇稀溶液。
本发明还提供了一种低温烘烤水漆的生产工艺，如下步骤：
(1)高速分散。将去离子水、水性丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、润湿剂投入到反应釜中，以 1500～2000转/分的搅拌速率搅拌10～20分钟，形成均匀分散液。
(2)分散研磨。将粉体填料加入到上述分散液中，以2000～2500转/分的搅拌速率高速研磨 20～40分钟，制成均匀浆料。
(3)搅拌调漆。向上述浆料中加入氨基树脂、缩水甘油醚、三乙醇胺，搅拌均匀；最后加入增稠剂，搅拌均匀；
(4)过滤、包装。
实施例1：
一种低温烘烤水漆，原材料按重量百分比组成为：水性丙烯酸树脂55％，氨基树脂7.5％，缩水甘油醚3％，粉体填料17.5％，三乙醇胺1.5％，消泡剂0.075％，润湿剂0.35％，分散剂0.25％，增稠剂0.3％，去离子水14.525％。
所述缩水甘油醚即甘油三(1,2-环氧)丙醚，化学结构式如下：
Figure RE-GDA0002635001320000041
所述粉体填料为重钙、沉淀硫酸钡、云母氧化铁。
所述消泡剂为有机硅消泡剂。
所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷。
所述分散剂为低分子量聚丙烯酸钠。
所述增稠剂为聚乙烯醇稀溶液。
本发明还提供了一种低温烘烤水漆的生产工艺，如下步骤：
(1)高速分散。将去离子水、水性丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、润湿剂投入到反应釜中，以 1750转/分的搅拌速率搅拌15分钟，形成均匀分散液。
(2)分散研磨。将粉体填料加入到上述分散液中，以2250转/分的搅拌速率高速研磨30分钟，制成均匀浆料。
(3)搅拌调漆。向上述浆料中加入氨基树脂、缩水甘油醚、三乙醇胺，搅拌均匀；最后加入增稠剂，搅拌均匀；
(4)过滤、包装。
涂料性能：将制备好的水漆喷涂在标准铁板上，流平5min，进入90℃烘箱，烘烤45min，对漆膜进行性能检测，测试耐盐雾性、耐水性、耐盐水、耐溶剂擦拭(漆膜厚度为35±5μm)。耐溶剂擦拭：用棉球充分蘸取丁酮，在样板上用1Kg的力来回擦拭，观察漆膜表面是否露底。检测结果见下表：
检测项目 检测结果
漆膜外观 表面光滑平整，不发粘
附着力(划格法)/级 0级
光泽(60°) 96
铅笔硬度 4H
柔韧性/mm 1
耐冲击性/cm 60
耐盐雾性 608h,不起泡、不生锈、不脱落
耐水性 900h，不起泡、不脱落
耐盐水(3％NaCl) 500h，不起泡、不生锈
耐溶剂擦拭 320次，不露底
实施例2：
一种低温烘烤水漆，原材料按重量百分比组成为：水性丙烯酸树脂50％，氨基树脂5％，缩水甘油醚1％，粉体填料20％，三乙醇胺1％，消泡剂0.05％，润湿剂0.2％，分散剂0.3％，增稠剂0.1％，去离子水22.35％。
所述缩水甘油醚即甘油三(1,2-环氧)丙醚，化学结构式如下：
Figure RE-GDA0002635001320000051
所述粉体填料为重钙、硅灰石粉、云母氧化铁。
所述消泡剂为有机硅消泡剂。
所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷。
所述分散剂为低分子量聚丙烯酸钠。
所述增稠剂为聚乙烯醇稀溶液。
本发明还提供了一种低温烘烤水漆的生产工艺，如下步骤：
(1)高速分散。将去离子水、水性丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、润湿剂投入到反应釜中，以 1500转/分的搅拌速率搅拌20分钟，形成均匀分散液。
(2)分散研磨。将粉体填料加入到上述分散液中，以2000转/分的搅拌速率高速研磨40分钟，制成均匀浆料。
(3)搅拌调漆。向上述浆料中加入氨基树脂、缩水甘油醚、三乙醇胺，搅拌均匀；最后加入增稠剂，搅拌均匀；
(4)过滤、包装。
涂料性能：将制备好的水漆喷涂在标准铁板上，流平5min，进入100℃烘箱，烘烤30min，对漆膜进行性能检测，测试耐盐雾性、耐水性、耐盐水、耐溶剂擦拭(漆膜厚度为35±5μm)。耐溶剂擦拭：用棉球充分蘸取丁酮，在样板上用1Kg的力来回擦拭，观察漆膜表面是否露底。检测结果见下表：
Figure RE-GDA0002635001320000052
Figure RE-GDA0002635001320000061
实施例3：
一种低温烘烤水漆，原材料按重量百分比组成为：水性丙烯酸树脂60％，氨基树脂10％，缩水甘油醚5％，粉体填料15％，三乙醇胺2％，消泡剂0.1％，润湿剂0.5％，分散剂0.3％，增稠剂0.5％，去离子水7.05％。
所述缩水甘油醚即甘油三(1,2-环氧)丙醚，化学结构式如下：
Figure RE-GDA0002635001320000062
所述粉体填料为硅灰石粉、沉淀硫酸钡、云母氧化铁、钛白粉。
所述消泡剂为有机硅消泡剂。
所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷。
所述分散剂为低分子量聚丙烯酸钠。
所述增稠剂为聚乙烯醇稀溶液。
本发明还提供了一种低温烘烤水漆的生产工艺，如下步骤：
(1)高速分散。将去离子水、水性丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、润湿剂投入到反应釜中，以 2000转/分的搅拌速率搅拌10分钟，形成均匀分散液。
(2)分散研磨。将粉体填料加入到上述分散液中，以2500转/分的搅拌速率高速研磨20分钟，制成均匀浆料。
(3)搅拌调漆。向上述浆料中加入氨基树脂、缩水甘油醚、三乙醇胺，搅拌均匀；最后加入增稠剂，搅拌均匀；
(4)过滤、包装。
涂料性能：将制备好的水漆喷涂在标准铁板上，流平5min，进入80℃烘箱，烘烤60min，对漆膜进行性能检测，测试耐盐雾性、耐水性、耐盐水、耐溶剂擦拭(漆膜厚度为35±5μm)。耐溶剂擦拭：用棉球充分蘸取丁酮，在样板上用1Kg的力来回擦拭，观察漆膜表面是否露底。检测结果见下表：
检测项目 检测结果
漆膜外观 表面光滑平整，不发粘
附着力(划格法)/级 0级
光泽(60°) 97
铅笔硬度 4H
柔韧性/mm 1
耐冲击性/cm 55
耐盐雾性 600h,不起泡、不生锈、不脱落
耐水性 1000h，不起泡、不脱落
耐盐水(3％NaCl) 600h，不起泡、不生锈
耐溶剂擦拭 360次，不露底
本产品低温烘烤水漆可以使用在钢材、铝、塑料等表面，不同材质及材质的厚度对水漆烘烤时间也是有影响的，上面实施例1-3提到的数据都是实验室在150mm×70mm×(0.8mm-1.0mm)的钢板上测试的理论数据，根据在施工现场的实际情况，得出的结论与实验室情况基本吻合。
综上所述，本发明的产品低温烘烤水漆在80-100℃下烘烤30-60分钟即可完全固化，漆膜的光泽高达95以上，施工能耗低，效率高。另外低温烘烤水漆具有低VOC排放、环保、气味低，能够广泛应用于钢材、铝材、塑料等表面。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计方案的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种低温烘烤水漆，其特征在于，原材料按重量百分比组成为：水性丙烯酸树脂50-60％，氨基树脂5-10％，缩水甘油醚1-5％，粉体填料15-20％，三乙醇胺1-2％，消泡剂0.05-0.1％，润湿剂0.2-0.5％，分散剂0.2-0.3％，增稠剂0.1-0.5％，去离子水5-25％。
2.根据权利要求1所述的一种低温烘烤水漆，其特征在于，所述缩水甘油醚即甘油三(1，2-环氧)丙醚。
3.根据权利要求1所述的一种低温烘烤水漆，其特征在于，所述粉体填料为重钙、硅灰石粉、沉淀硫酸钡、云母氧化铁、钛白粉中的一种或者几种。
4.根据权利要求1所述的一种低温烘烤水漆，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
5.根据权利要求1所述的一种低温烘烤水漆，其特征在于，所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷。
6.根据权利要求1所述的一种低温烘烤水漆，其特征在于，所述分散剂为低分子量聚丙烯酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种低温烘烤水漆，其特征在于，所述增稠剂为聚乙烯醇稀溶液。
8.一种如权利要求1所述的低温烘烤水漆的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)高速分散：将去离子水、水性丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、润湿剂投入到反应釜中，以1500～2000转/分的搅拌速率搅拌10～20分钟，形成均匀分散液；(2)分散研磨：将粉体填料加入到上述分散液中，以2000～2500转/分的搅拌速率高速研磨20～40分钟，制成均匀浆料；(3)搅拌调漆：向上述浆料中加入氨基树脂、缩水甘油醚、三乙醇胺，搅拌均匀；最后加入增稠剂，搅拌均匀；(4)过滤、包装。
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