CN112980308A - 一种聚氨酯底漆及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种聚氨酯底漆及其应用。本发明提供了一种聚氨酯底漆，包括独立分装的漆料和固化剂，漆料包括低羟丙烯酸树脂、低气味混合溶剂、颜填料、分散剂、消泡剂、催干剂、防沉助剂和附着力促进剂，固化剂包括脂肪族异氰酸酯缩二脲溶液。本发明所提供的聚氨酯底漆在各树脂和添加剂的协同作用下，使得底漆的实干时间短、干燥快，所形成的漆膜和铝镁合金具有很好的附着性能，同时具有优异的耐溶剂性能。

Description

一种聚氨酯底漆及其应用
技术领域
本发明属于涂料技术技术领域，具体涉及一种聚氨酯底漆及其应用。
背景技术
铝镁合金作为一种新型材料有着媲美钢材的强度以及比塑料更低的密度，在包装容器上的应用越来越广泛，名贵宝石和首饰包装箱、精密仪器包装箱、笔记本电脑等3C产品外覆盖面均大量使用了铝镁合金。但铝镁合金的耐蚀性和外观装饰性能不高，通常需要依靠涂装等表面处理来提高铝镁合金产品的防腐蚀性和外观装饰性。
铝镁合金由于其表面能较低，一般的涂料难以附着在其表面。在现有技术中，用于铝镁合金的常温干燥底漆一般采用环氧树脂与聚酰胺体系，但其实干时间较长，不适合连续性、高效率的施工生产；同时环氧聚酰胺体系底漆和铝镁合金的附着力较差，耐溶剂性偏低。
发明内容
本发明提供了一种聚氨酯底漆及其应用。本发明提供的聚氨酯底漆实干时间短、干燥快，形成的漆膜和铝镁合金的附着力强，耐溶剂性优异。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种聚氨酯底漆，包括独立分装的漆料和固化剂；
以质量份计，所述漆料包括：低羟丙烯酸树脂40～60份、低气味混合溶剂10～20份、颜填料15～40份、分散剂1～2份、消泡剂0.1～0.3份、催干剂0.001～0.002份、防沉助剂0.5～2份、附着力促进剂0.5～2份；所述固化剂包括脂肪族异氰酸酯缩二脲溶液。
优选的，所述漆料和固化剂的质量比为10：0.9～1.2。
优选的，所述低羟丙烯酸树脂的固含量为50～60％，羟基的质量含量为1.6～2.0％。
优选的，所述附着力促进剂包括磷酸酯化的聚酯溶液。
优选的，所述低气味混合溶剂包括稳定轻烃、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯和醋酸丁酯中的一种或多种。
优选的，所述防沉助剂包括有机改性膨润土和聚酰胺蜡；所述有机改性膨润土和聚酰胺蜡的质量比为1：0.5～2.0。
优选的，所述分散剂包括聚丙烯酸酯嵌段共聚物。
优选的，所述漆料的制备方法，包括以下步骤：
将低羟丙烯酸树脂、低气味混合溶剂、颜填料、分散剂、消泡剂和防沉助剂混合研磨，得到浆料；
将浆料和催干剂、附着力促进剂混合，得到漆料。
优选的，所述研磨所得浆料的粒径≤40μm。
本发明还提供了上述技术方案所述聚氨酯底漆在铝镁合金上的应用。
本发明提供了一种聚氨酯底漆，包括独立分装的漆料和固化剂；以质量份计，所述漆料包括：低羟丙烯酸树脂40～60份、低气味混合溶剂10～20份、颜填料15～40份、分散剂1～2份、消泡剂0.1～0.3份、催干剂0.001～0.002份、防沉助剂0.5～2份、附着力促进剂0.5～2份；所述固化剂包括脂肪族异氰酸酯缩二脲溶液。在本发明中，所述低羟丙烯酸树脂具有较多的对铝镁合金润湿性较好的官能团，在和其他组分的协同作用下，能够和铝镁合金表面发生化学交联，提高和铝镁合金的附着性能。本发明将多种组分搭配使用，得到的聚氨酯底漆的耐溶剂性能好，附着力高且实干时间短，干燥快，能够满足连续施工作业的需求。实施例的结果表明，本发明提供的聚氨酯底漆的实干时间为5～6h，能够通过耐丁酮擦拭50次测试以及耐酸碱性能10d测试。
具体实施方式
本发明提供了一种聚氨酯底漆，包括独立分装的漆料和固化剂；
以质量份计，所述漆料包括：低羟丙烯酸树脂40～60份、低气味混合溶剂10～20份、颜填料15～40份、分散剂1～2份、消泡剂0.1～0.3份、催干剂0.001～0.002份、防沉助剂0.5～2份、附着力促进剂0.5～2份；所述固化剂包括脂肪族异氰酸酯缩二脲溶液。
在本发明中，如无特殊说明，所用原料采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。
本发明提供了一种聚氨酯底漆，包括独立分装的漆料和固化剂。在具体应用中，本发明所述漆料和固化剂的质量比优选为10：0.9～1.2，进一步优选为10：0.95～1.15，更优选为10：1.0～1.1。
以质量份计，本发明提供的漆料包括低羟丙烯酸树脂40～60份，进一步优选为42～58份，更优选为45～55份，最优选为50份。在本发明中，所述低羟丙烯酸树脂优选为与铝镁合金底材结合力较好的树脂；所述低羟丙烯酸树脂的固含量优选为50～60％，进一步优选为52～58％，更优选为55％；所述低羟丙烯酸树脂中羟基的质量含量优选为1.6～2.0％，进一步优选为1.7～1.9％，更优选为1.8％。在本发明的具体实施例中，所述低羟丙烯酸树脂优选为上海赛欣化工科技有限公司生产的DQ8609，东莞市叁漆化工原料有限公司所生产的L-1250，安徽三旺化学有限公司生产的SWK 6063。在本发明中，所述低羟丙烯酸树脂具有较多的对铝镁合金润湿性能较好的官能团，能够提高和铝镁合金的结合性能。
以所述低羟丙烯酸树脂的质量份数为基准，本发明提供的漆料包括低气味混合溶剂10～20份，进一步优选为12～18份，更优选为14～16份。在本发明具体的实施例中，所述低气味混合溶剂的质量份优选为10.7份、16.1份和15份。在本发明中，所述低气味混合溶剂优选包括稳定轻烃、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯和醋酸丁酯中的一种或多种。在本发明中，当所述低气味混合溶剂为稳定轻烃、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯和醋酸丁酯时，所述丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯和醋酸丁酯占低气味混合溶剂的质量比优选为≥70％，进一步优选为75％。在本发明的具体实施例中，所述稳定轻烃、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯和醋酸丁酯的质量优选为1：1：1：1。在本发明中，所述低气味混合溶剂能够很好的溶解成膜树脂且刺激性气味较小。
以所述低羟丙烯酸树脂的质量份数为基准，本发明提供的漆料中包括颜填料15～40份，进一步优选为20～35份，更优选为25～30份。在本发明的具体实施例中，所述颜填料的质量份数优选为30份、30.2份和35.2份。在本发明中，所述颜填料优选为锐钛型钛白粉、氧化铁红、氧化铁黄、高色素炭黑、磷酸锌、云母粉、滑石粉和沉淀硫酸钡中的一种或几种。在本发明中，当所述颜填料为混合物时，混合物中各组分之间没有比例限制，能得到所需颜色即可。在本发明中，所述颜填料能够赋予涂料各种颜色。
以所述低羟丙烯酸树脂的质量份数为基准，本发明提供的漆料包括分散剂1～2份，进一步优选为1.2～1.8份，更优选为1.4～1.6份，最优选为1.5份。在本发明中，所述分散剂优选包括聚丙烯酸酯嵌段共聚物，进一步优选为采用受控聚合技术制备得到的含有颜料锚固基团的聚丙烯酸酯嵌段共聚物。在本发明的具体实施例中，所述分散剂优选为埃夫科纳助剂有限公司生成的4071、4072分散剂，迪高公司生成的760W、750W、760W分散剂，埃夫卡公司生产的4310分散剂，毕克化学生产的BYK-2150分散剂。在本发明中，所述分散剂能够较好的分散和稳定颜填料，作为颜填料与主体树脂的桥接物。
以所述低羟丙烯酸树脂的质量份数为基准，本发明提供的漆料中包括消泡剂0.1～0.3份，进一步优选为0.15～0.25份，更优选为0.2份。在本发明的具体实施例中，所述消泡剂的质量份数优选为0.3份。在本发明中，所述消泡剂优选为有机硅消泡剂。在本发明的具体实施例中，所述消泡剂优选为德国BASF公司生产的EFKA-2035有机硅类消泡剂，毕克化学生产的BYK-141消泡剂，海明斯德谦公司生产的5500消泡剂。在本发明，所述消泡剂能够消除涂料使用过程中产生的气泡。
以所述低羟丙烯酸树脂的质量份数为基准，本发明提供的漆料中包括催干剂0.001～0.002份，进一步优选为0.0012～0.0018份，更优选为0.0015份。在本发明中，所述催干剂优选为有机锡催干剂。在本发明的具体实施例中，所述催干剂优选为美国空气化学公司的T-12有机锡催干剂，海明斯德谦公司生产的CatacureKL有机锡溶液、TIN-18、TIN-22催干剂。在本发明中，所述催干剂能够加速漆膜反应成膜。
以所述低羟丙烯酸树脂的质量份数为基准，本发明提供的漆料中包括防沉助剂0.5～2份，进一步优选为0.8～1.7份，更优选为1.0～1.5份。在本发明中，所述防沉助剂优选包括有机改性膨润土和聚酰胺蜡；所述有机改性膨润土和聚酰胺蜡的质量比优选为1：0.5～2.0，进一步优选为1：0.6～1.9，更优选为1：0.7～1.8。在本发明的具体实施例中，所述有机改性膨润土和聚酰胺蜡的质量比优选为1：1。在本发明中，所述防沉助剂能够使得涂料在贮存中不易沉底，以及在施工中不易流挂。
以所述低羟丙烯酸树脂的质量份数为基准，本发明提供的漆料中包括附着力促进剂0.5～2份，进一步优选为0.8～1.7份，更优选1.0～1.5份，最优选为1份。在本发明中，所述附着力促进剂优选包括磷酸酯化的聚酯溶液。在本发明的具体实施例中，所述附着力促进剂优选为美国路博润公司的LubrizolR2063磷酸酯化聚酯溶液，金团化学品公司生产的
Figure BDA0002948888370000051
附着力促进剂，伊斯曼公司生产的H772附着力促进剂。在本发明中，所述附着力促进剂能够显著提高涂料在铝镁合金底材上的附着力。
在本发明中，所述漆料的制备方法，优选包括以下步骤：
将低羟丙烯酸树脂、低气味混合溶剂、颜填料、分散剂、消泡剂和防沉助剂混合研磨，得到浆料；
将浆料和催干剂、附着力促进剂混合，得到漆料。
本发明优选将低羟丙烯酸树脂、低气味混合溶剂、颜填料、分散剂、消泡剂和防沉助剂混合后研磨，得到浆料。本发明进一步优选将低羟丙烯酸树脂、低气味混合溶剂、颜填料、分散剂、消泡剂和防沉助剂混合，分散均匀后，静置进行润湿得到混合料；将混合料进行研磨得到浆料；将浆料和催干剂、附着力促进剂混合，得到漆料。
本发明优选将低羟丙烯酸树脂、低气味混合溶剂、颜填料、分散剂、消泡剂和防沉助剂混合，分散均匀后，静置进行润湿得到混合料。在本发明中，所述分散优选在高速分散机中进行，本发明对所述分散的条件参数没有特殊的要求，能够分散均匀即可。在本发明中，所述静置的时间优选为4～24h，进一步优选为5～23h，更优选为6～22h。在本发明中，所述静置润湿能够增强涂料颜填料与树脂之间的相容性。
得到混合料后，本发明优选将混合料进行研磨得到浆料。在本发明中，所述研磨所得浆料的粒径优选为≤40μm，进一步优选为≤30μm，更优选为≤20μm。在本发明中，所述研磨优选在砂磨机中进行，本发明对所述研磨的条件参数没有特殊要求，能够得到所需要的粒径尺寸即可。在本发明中，所述研磨能够进一步提高各组分的分散性能。
得到浆料后，本发明优选将浆料和催干剂、附着力促进剂混合，得到漆料。在本发明中，所述混合优选在高速分散机中进行，本发明对所述分散的条件参数没有特殊的要求，能够分散均匀即可。
在本发明中，所述固化剂包括脂肪族异氰酸酯缩二脲溶液。在本发明的具体实施例中，所述固化剂优选为万华公司生产的HB-75MX缩二脲型异氰酸酯溶液，德国科思创公司生产的N75固化剂，德国巴斯夫公司生产的HB-175固化剂。在本发明中，所述固化剂能够与树脂中羟基发生反应固化成膜。
本发明还提供了上述技术方案所述的聚氨酯底漆在铝镁合金上的应用。在实际应用中，本发明将独立分装的漆料和固化剂按比例混合后得到聚氨酯底漆，将所得聚氨酯底漆喷涂在铝镁合金表面，在较短的时间就能实现干燥，且附着力强，耐溶剂型优异。在本发明中，所述喷涂的厚度优选为20～80μm，进一步优选为30～70μm，更优选为40～60μm，在相同的喷涂厚度下，相对于环氧环氧聚酰胺体系底漆实干时间更短，附着力更强。
为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明提供的聚氨酯底漆及其应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将低羟丙烯酸树脂DQ8609(固含量为55％、羟基含量为1.8％)50kg、低气味混合溶剂(稳定轻烃、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯和醋酸丁酯的质量优选为1：1：1：1)15kg、BYK-2150分散剂1.5kg、颜填料30.2kg(锐钛型钛白粉10kg、高色素炭黑0.2kg、云母粉10kg、沉淀硫酸钡10kg)、有机改性膨润土0.5kg、聚酰胺蜡0.5kg和消泡剂0.3kg混合后在高速分散机中分散30min，分散均匀后静置8h进行充分润湿得到混合料；将混合料放入磨砂机中进行研磨，研磨至粒径≤20μm得到浆料；
将所得到浆料和CatacureKL有机锡溶液0.002kg、路博润LubrizolR2063磷酸酯化聚酯溶液2kg混合，经高速分散得到漆料。
将上述漆料和固化剂组分HB-75MX按10:1(质量比)混合得到聚氨酯底漆。
实施例2～4
按照实施例1的方法制备聚氨酯底漆，实施例2～4的漆料的组分用量、漆料和固化剂的质量比如表1所示。其中低气味混合溶剂中稳定轻烃、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯和醋酸丁酯的质量优选为1：1：1：1。
表1实施例2～4所得的聚氨酯底漆中各组分的含量
Figure BDA0002948888370000071
Figure BDA0002948888370000081
对比例1
取市售的环氧树脂与聚酰胺体系底漆，用溶剂调粘度至20s(采用涂-4杯进行测试)后喷涂在铝镁合金底材上，放置恒温恒湿室(23℃、湿度50％)中晾干后得到漆膜。
性能测试
将实施例1～4所得聚氨酯底漆用环保低气味混合溶剂调粘度至20s(采用涂-4杯进行测试)后喷涂在铝镁合金底材上，放置恒温恒湿室(23℃、湿度50％)中晾干后得到漆膜。
对实施例1～4和对比例1所得到的漆膜进行测试，测试结果如表2所示。
表2实施例1～4和对比例1所得到的漆膜测试结果
Figure BDA0002948888370000082
Figure BDA0002948888370000091
从表2可知，本发明得到的聚氨酯底漆的实干时间短，干燥快，能够满足连续施工作业的需求。本发明提供的聚氨酯底漆在喷涂到铝镁合金表面后，能够和铝镁合金表面发生化学交联，从而提高了底漆和铝镁合金的附着性能。同时，在各树脂和添加剂的协同作用下，所得到的漆膜的各相指标均能通过国家标准测试，满足实际应用要求。其中所得到的漆膜能够通过耐丁酮擦拭50次测试以及耐酸碱性能10d测试，表明本发明所提供的聚氨酯底漆具有很好的耐溶剂性能。
本发明提供的聚氨酯底漆和对比例1环氧聚酰胺体系底漆相比，本发明提供的底漆在施工后5～6h即可实现干燥，进行下一道面漆的施工；而传统的环氧聚酰胺体系底漆在施工后，需要48h后才可以进行面漆的施工。本发明提供的底漆形成漆膜的实干时间更短，适合快节奏施工；且所形成的漆膜的附着力强，耐水煮性能、耐水性和耐酸性能均优于环氧聚酰胺漆膜。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种聚氨酯底漆，包括独立分装的漆料和固化剂；
以质量份计，所述漆料包括：低羟丙烯酸树脂40～60份、低气味混合溶剂10～20份、颜填料15～40份、分散剂1～2份、消泡剂0.1～0.3份、催干剂0.001～0.002份、防沉助剂0.5～2份、附着力促进剂0.5～2份；
所述固化剂包括脂肪族异氰酸酯缩二脲溶液。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯底漆，其特征在于，所述漆料和固化剂的质量比为10：0.9～1.2。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯底漆，其特征在于，所述低羟丙烯酸树脂的固含量为50～60％，羟基的质量含量为1.6～2.0％。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯底漆，其特征在于，所述附着力促进剂包括磷酸酯化的聚酯溶液。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯底漆，其特征在于，所述低气味混合溶剂包括稳定轻烃、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯和醋酸丁酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯底漆，其特征在于，所述防沉助剂包括有机改性膨润土和聚酰胺蜡；
所述有机改性膨润土和聚酰胺蜡的质量比为1：0.5～2.0。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯底漆，其特征在于，所述分散剂包括聚丙烯酸酯嵌段共聚物。
8.根据权利要求1所述的聚氨酯底漆，其特征在于，所述漆料的制备方法，包括以下步骤：
将低羟丙烯酸树脂、低气味混合溶剂、颜填料、分散剂、消泡剂和防沉助剂混合研磨，得到浆料；
将浆料和催干剂、附着力促进剂混合，得到漆料。
9.根据权利要求8所述的聚氨酯底漆，其特征在于，所述研磨所得浆料的粒径≤40μm。
10.权利要求1～9任一项所述的聚氨酯底漆在铝镁合金上的应用。
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