CN113234378A - 一种多层水性涂料及喷涂方法 - Google Patents

一种多层水性涂料及喷涂方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多层水性涂料及喷涂方法,多层水性涂料,包括底漆、中漆以及面漆;底漆A组份以水性环氧树脂为主体树脂,B组份以水性聚酰胺树脂为主体树脂,两个组分在工件表面进行化学反应形成底漆层;中漆以水性聚氨酯为主体树脂,用于喷涂并附着在底漆层上,形成连接层;面漆C组份以水性羟基聚氨酯为主体树脂,D组份以水性异氰酸酯为主体树脂,两个组分在连接层上进行化学反应形成保护层。本体系中,底漆对金属素材和塑料素材同时具有较好的附着力,中漆具有较好层间结合力;面漆增加了表面的光滑性、耐磨性和弹性,整个喷涂过程,烘干温度可以控制在不超过80℃,为塑料素材所能承受的温度以下。

Description

一种多层水性涂料及喷涂方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域,具体涉及一种多层水性涂料及喷涂方法。
背景技术
现有的一些产品结构件是由塑料件和金属件组成,具体是用金属素材做主体,塑料素材做一些复杂形状,如笔记本电脑外壳、家电和汽车内修饰等。这种结构可以提高素材的生产效率,降低生产成本。
现有的生产工艺,是先分别将金属素材和塑料素材注塑成型,再分别对塑料件和金属件进行喷涂上色,最后将喷涂好的塑料件和金属件组装成一体,这种方法在拼装过程中容易破坏塑料件和金属件表面已形成的漆膜,并且也不利于塑料件和金属件颜色的统一。如果先将塑料件和金属件组装,再统一喷涂上色,也存在困难,因为现有的金属件喷漆烘烤温度通常在140-160℃,高于塑料件所能承受的温度;而且一般塑料件喷漆对金属件的附着力差,难以通过大于500小时的耐盐雾测试。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,现有的涂料在应用到塑料-金属的组合件时附着力不佳或者烘干温度超出塑料所能承受的温度。
为解决上述技术问题,本发明提供提供了一种多层水性涂料,包括底漆、中漆以及面漆;
所述底漆包括A组份和B组份;所述A组份以水性环氧树脂为主体树脂,所述B组份以水性聚酰胺树脂为主体树脂,两个组分用于混合喷涂在工件表面,在工件表面进行化学反应形成底漆层;
所述中漆以水性聚氨酯为主体树脂,用于喷涂并附着在所述底漆层上,形成连接层;
所述面漆包括C组份和D组份;所述C组份以水性羟基聚氨酯为主体树脂,所述D组份以水性异氰酸酯为主体树脂,两个组分用于混合喷涂在所述连接层上,在所述连接层上进行化学反应形成保护层。
进一步地,所述底漆中,所述A组份按照重量百分比包括:水性环氧树脂80-86%,附着力促进剂2-3%,成膜助剂4-6.5%,去离子水5-14%;
所述B组份按照重量百分比包括:水性聚酰胺树脂40-60%,增稠剂0.5-0.8%,防沉剂1-2%,润湿剂0.4-0.6%,颜料15-35%,分散剂1-4%,消泡剂0.4-0.6%,流平剂0.5-1%,去离子水20-35%。
进一步地,所述中漆按照重量百分比包括:水性聚氨酯35-50%,PH调节剂0.1-0.2%,增稠剂4-6%,防沉剂:0.5-1%,颜料7-25%,分散剂1-4%,成膜助剂10-15%,流平剂0.1-0.3%,消泡剂0.5-1%,去离子水20-35%。
进一步地,所述面漆中,所述C组份按照重量百分比包括:水性羟基聚氨酯70-80%,消泡剂0.1-0.2%,成膜助剂4-6%,润湿剂0.4-0.6%,流平剂0.4-0.6%,增稠剂0.5-1%,有机哑粉6-8%,去离子水5-15%;
所述D组份按照重量百分比包括:水性异氰酸酯70-80%,成膜助剂20-30%。
进一步地,按照重量百分比,所述底漆中,所述A组份包括:水性环氧树脂82%,附着力促进剂2%,成膜助剂6%,去离子水10%;
所述B组份包括:水性聚酰胺树脂45%,增稠剂0.8%,防沉剂1.1%,润湿剂0.4%,颜料16%,分散剂3.7%,消泡剂0.5%,流平剂0.5%,去离子水32%;
所述中漆包括:水性聚氨酯42%,PH调节剂0.2%,增稠剂4.2%,防沉剂:0.5%,颜料8%,分散剂3.7%,成膜助剂10%,流平剂0.2%,消泡剂0.8%,去离子水30.4%;
所述面漆中,所述C组份包括:水性羟基聚氨酯78%,消泡剂0.2%,成膜助剂5%,润湿剂0.6%,流平剂0.5%,增稠剂0.8%,有机哑粉6.8%,去离子水8.1%;
所述D组份包括:水性异氰酸酯80%,成膜助剂20%。
进一步地,所述水性环氧树脂中包括10个以上仲羟基。
一种基于如上所述的多层水性涂料的喷涂方法,包括:
步骤A,采用去离子水将所述A组分和所述B组分混合稀释后,喷涂在工件表面,烘干,得到底漆层;
步骤B,采用去离子水将所述中漆稀释后,喷涂在所述底漆层上,烘干,得到连接层;
步骤C,采用去离子水将所述C组分和所述D组分混合稀释后,喷涂在所述中漆层上,烘干,得到保护层,喷涂完成。
进一步地,所述步骤A中,稀释比例为:A组分:B组分:去离子水=10:10:(1~2),烘干的条件为:在60-80℃下烘烤40-60min。
进一步地,所述步骤B中,稀释比例为:中漆:去离子水=10:(1~3)烘干的条件为:在60-80℃下烘烤20-40min。
进一步地,所述步骤C中,稀释比例为:C组分:D组分:去离子水=10:1:(1~2)烘干的条件为:在60-80℃下烘烤180-240min。
实施本发明实施例,具有如下有益效果:本发明的多层水性涂料包括底漆、中漆和面漆,底漆对金属素材和塑料素材同时具有较好的附着力,且遮盖力强,可遮盖塑料和五金连接缝,易打磨,易返工;中漆具有较好层间结合力,并可相容颜料制作所需的颜色,也可表现出金属效果;面漆在中漆表面形成具有一定厚度的保护层,增加了表面的光滑性、耐磨性和弹性,并且手感爽滑,长期使用不回粘、不变黄;整个喷涂过程,烘干温度可以控制在不超过80℃,为塑料素材所能承受的温度以下。
本发明所述多层水性涂料,各层涂料配方中有机溶剂含量极低,并且用大量的去离水做为施工稀释剂,味道极小,环境友好;此外底漆、中漆、面漆均为水性涂料,避免了油性涂料和水性涂料在同一施工现场交替施工,避免了油性和水性涂料的交叉污染。
具体实施方式
本发明提供一种多层水性涂料,具体包括底漆、中漆以及面漆。底漆为双组份,包括A组份和B组份。其中,A组份以水性环氧树脂为主体树脂,B组份以水性聚酰胺树脂为主体树脂,使用时,先将两个组分混合,然后喷涂在工件表面,水性环氧树脂和水性聚酰胺树脂辅以附着力促进剂可在较低的温度下发生链式反应,固化形成底漆层,该底漆层对塑料素材和金属素材均具有较好的附着力,并且具有较好的耐酸碱性、耐水煮性、耐盐雾性,且遮盖性强,可遮盖塑料和五金连接缝,易打磨,易返工。优选环氧当量高的并且包括10个以上仲羟基的水性环氧树脂,更有利于反应的快速进行;中漆以水性聚氨酯为主体树脂,用于喷涂并附着在所述底漆层上,形成连接层,根据颜色需要可以复配颜料,颜料分散在水性聚氨酯可以制作出所需要的颜色,同时水性聚氨酯对底漆和面漆具有很好的相容性和层间附着力,并具有金属效果;面漆包括C组份和D组份;所述C组份以水性羟基聚氨酯为主体树脂,所述D组份以水性异氰酸酯为主体树脂,使用时,先将两个组分混合,然后喷涂在中漆连接层上,水性羟基聚氨酯和水性异氰酸酯可以在较低的温度下反应生成水性聚氨酯,面漆在连接层上形成一定厚度的保护层,保护层同时增加了表面的光滑性、耐磨性和弹性,并且手感爽滑,长期使用不回粘、不变黄。此外本发明的底漆、中漆、面漆均为水性涂料,各层涂料配方中有机溶剂含量极低,并且用大量的去离子水做为施工稀释剂,味道极小,环境友好,避免了油性涂料和水性涂料在同一施工现场交替施工,油性和水性涂料的交叉污染。
在其中一个实施例中,按照重量百分比,底漆的A组份包括:水性环氧树脂80-86%,附着力促进剂2-3%,成膜助剂4-6.5%,去离子水5-11%;B组份包括:水性聚酰胺树脂40-60%,增稠剂0.5-0.8%,防沉剂1-2%,润湿剂0.4-0.6%,颜料15-35%,分散剂1-4%,消泡剂0.4-0.6%,流平剂0.5-1%,去离子水20-35%。
在其中一个实施例中,按照重量百分比,中漆包括:水性聚氨酯35-50%,PH调节剂0.1-0.2%,增稠剂4-6%,防沉剂:0.5-1%,颜料7-25%,分散剂1-4%,成膜助剂10-15%,流平剂0.1-0.3%,消泡剂0.5-1%,去离子水20-35%。本实施例中,去离子水可按照一定的质量百分比进行搭配,可调配各种颜色,并且与颜料相容性好,金属质感强,表面效果好,快干,层间附着力强,耐水煮性能好。
在其中一个实施例中,按照重量百分比,面漆中的C组份包括:水性羟基聚氨酯70-80%,消泡剂0.1-0.2%,成膜助剂4-6%,润湿剂0.4-0.6%,流平剂0.4-0.6%,增稠剂0.5-1%,有机哑粉6-8%,去离子水5-15%;D组份包括:水性异氰酸酯70-80%,成膜助剂20-30%。本实施例面漆,抗刮花性好,表面细腻,爽滑有弹性,长期使用不回粘,不变黄.较高的耐磨性和弹性,同时,可连续施工.并可以提供各种鲜艳的颜色。
具体地,附着力促进剂可以选用硅烷偶联剂,以提高底漆在金属素材和塑料素材上的附着力。
增稠剂可以选用聚酰胺蜡,其对水性聚氨酯树脂进行增稠,使其在喷涂过程中具有更好的流平性效果。
防沉剂可以选用气相二氧化硅,用于防止水性涂料各组分发生沉淀.提高水性涂料的储存稳定性。
润湿剂可以选用市售型号BYK348,用于降低水性涂料的表面张力,提高其在基材上的润湿性,防止在漆膜表面产生缩孔、桔皮表面等缺陷。
颜料用于赋予水性涂料各种颜色。
分散剂可以选用BYK190型号,使各种颜料能够较好地分散在涂料体系中,并且使各组分能够更好的兼容水性聚氨酯。
消泡剂可以选用炔二醇,以使水性涂料在贮存和施工时产生的气泡尽快的消除,并且能够减少或消除气泡对漆膜表面的不良影响。
有机哑粉用于消光和提高面漆的抗刮花性能。
基于上述的多层水性涂料,本发明还提供了一种喷涂方法,包括:
步骤A,采用去离子水将所述A组分和所述B组分混合稀释后,喷涂在工件表面,烘干,得到底漆层。
具体地,水性底漆可以按照如下的比例混合稀释,A组分:B组分:去离子水=10:10:(1~2),然后将底漆喷涂在金属/塑料组合件的表面,并进行烘烤,可以于60-80℃下烘烤40-60min。本发明的底漆层对塑料素材和金属素材均具有较好的附着力,并且具有较好的耐酸碱性、耐水煮性、耐盐雾性,且遮盖性强,可遮盖塑料和五金连接缝,易打磨,易返工。此外,A/B组份混合后施工寿命大于4H,施工性好。
步骤B,采用去离子水将所述中漆稀释后,喷涂在所述底漆层上,烘干,得到连接层。
具体地,水性中漆可以按照如下的比例混合稀释,中漆:去离子水=10:(1~3),然后将中漆喷涂在底漆上,并进行烘烤,可以于60-80℃下烘烤20-40min。
步骤C,采用去离子水将所述C组分和所述D组分混合稀释后,喷涂在所述中漆层上,烘干,得到保护层,喷涂完成。
具体地,水性面漆可以按照如下的比例混合稀释,C组分:D组分:去离子水=10:1:(1~2),然后将面漆喷涂在中漆上,并进行烘烤,可以于60-80℃下烘烤180-240min。
下面以具体实施例对本发明作进一步说明。其中实施例一至实施例三各涂料的组分参照表1-表5。
表1实施例一至实施例三底漆A组分明细
Figure BDA0003088823350000051
Figure BDA0003088823350000061
表2实施例一至实施例三底漆B组分明细
实施例一 实施例二 实施例三
水性聚酰胺树脂 42 45 53
增稠剂 0.6 0.8 0.5
防沉剂 1.2 1.1 1.1
底材润湿剂 0.4 0.4 0.3
颜料 18 16 16
润湿分散剂 3.5 3.7 3.7
消泡剂 0.4 0.5 0.4
流平剂 0.5 0.5 0.5
去离子水 33.4 32 24.5
表3实施例一至实施例三中漆组分明细
实施例一 实施例二 实施例三
水性聚氨酯 40 42 45
PH调节剂 0.15 0.2 0.18
增稠剂 4 4.2 4.1
防沉剂 0.5 0.5 0.5
颜料 10 8 7
润湿分散剂 3.5 3.7 3.7
成模助剂 12 10 11
流平剂 0.2 0.2 0.2
消泡剂 0.8 0.8 0.6
去离子水 28.85 30.4 27.72
表4实施例一至实施例三面漆C组分明细
实施例一 实施例二 实施例三
水性羟基聚氨酯 80 78 75
消泡剂 0.1 0.2 0.1
成模助剂 4 5 5
底材润湿剂 0.5 0.6 0.6
流平剂 0.6 0.5 0.5
增稠剂 0.5 0.8 1
有机哑粉 6 6.8 8
去离子水 8.3 8.1 9.8
表5实施例一至实施例三面漆D组分明细
实施例一 实施例二 实施例三
水性异氰酸酯 70 80 75
成模助剂 30 20 25
根据上述配方,按照如下比例进行混合和稀释:
底漆A组分:B组分:去离子水=10:10:1,得到稀释底漆。
中漆:去离子水=10:2,得到稀释中漆。
面漆C组分:D组分:去离子水=10:1:1,得到稀释面漆。
喷涂步骤:
步骤一,将稀释底漆喷底漆于金属-塑料组合件的工件表面,70℃烘烤50min。
步骤二,将稀释中漆喷涂在底漆上,70℃烘烤30min。
步骤三,将稀释面漆喷涂在中漆上,80℃烘烤200min,得到喷涂好的着色产品。
对上述三个实施例的样品进行性能测试,测试项目及结果如下表6所示。
表6实施例一至实施例三的样品测试结果
Figure BDA0003088823350000071
Figure BDA0003088823350000081
通过上述说明可知,与现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明的多层水性涂料包括底漆、中漆和面漆,底漆对金属素材和塑料素材同时具有较好的附着力,中漆具有较好层间结合力,并可相容颜料制作所需的颜色;面漆形成在中漆表面,对整个漆层形成保护,增加了表面的光滑性、耐磨性和弹性,并且手感爽滑,整个喷涂过程,烘干温度可以控制在不超过80℃,为塑料素材所能承受的温度以下。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种多层水性涂料,其特征在于,包括底漆、中漆以及面漆;
所述底漆包括A组份和B组份;所述A组份以水性环氧树脂为主体树脂,所述B组份以水性聚酰胺树脂为主体树脂,两个组分用于混合喷涂在工件表面,在工件表面进行化学反应形成底漆层;
所述中漆以水性聚氨酯为主体树脂,用于喷涂并附着在所述底漆层上,形成连接层;
所述面漆包括C组份和D组份;所述C组份以水性羟基聚氨酯为主体树脂,所述D组份以水性异氰酸酯为主体树脂,两个组分用于混合喷涂在所述连接层上,在所述连接层上进行化学反应形成保护层。
2.根据权利要求1所述的多层水性涂料,其特征在于,所述底漆中,所述A组份按照重量百分比包括:水性环氧树脂80-86%,附着力促进剂2-3%,成膜助剂4-6.5%,去离子水5-14%;
所述B组份按照重量百分比包括:
水性聚酰胺树脂40-60%,增稠剂0.5-0.8%,防沉剂1-2%,润湿剂0.4-0.6%,颜料15-35%,分散剂1-4%,消泡剂0.4-0.6%,流平剂0.5-1%,去离子水20-35%。
3.根据权利要求1所述的多层水性涂料,其特征在于,所述中漆按照重量百分比包括:水性聚氨酯35-50%,PH调节剂0.1-0.2%,增稠剂4-6%,防沉剂:0.5-1%,颜料7-25%,分散剂1-4%,成膜助剂10-15%,流平剂0.1-0.3%,消泡剂0.5-1%,去离子水20-35%。
4.根据权利要求1所述的多层水性涂料,其特征在于,所述面漆中,所述C组份按照重量百分比包括:水性羟基聚氨酯70-80%,消泡剂0.1-0.2%,成膜助剂4-6%,润湿剂0.4-0.6%,流平剂0.4-0.6%,增稠剂0.5-1%,有机哑粉6-8%,去离子水5-15%;
所述D组份按照重量百分比包括:水性异氰酸酯70-80%,成膜助剂20-30%。
5.根据权利要求4所述的多层水性涂料,其特征在于,按照重量百分比,所述底漆中,所述A组份包括:水性环氧树脂82%,附着力促进剂2%,成膜助剂6%,去离子水10%;
所述B组份包括:水性聚酰胺树脂45%,增稠剂0.8%,防沉剂1.1%,润湿剂0.4%,颜料16%,分散剂3.7%,消泡剂0.5%,流平剂0.5%,去离子水32%;
所述中漆包括:水性聚氨酯42%,PH调节剂0.2%,增稠剂4.2%,防沉剂:0.5%,颜料8%,分散剂3.7%,成膜助剂10%,流平剂0.2%,消泡剂0.8%,去离子水30.4%;
所述面漆中,所述C组份包括:水性羟基聚氨酯78%,消泡剂0.2%,成膜助剂5%,润湿剂0.6%,流平剂0.5%,增稠剂0.8%,有机哑粉6.8%,去离子水8.1%;
所述D组份包括:水性异氰酸酯80%,成膜助剂20%。
6.根据权利要求1-5任一所述的多层水性涂料,其特征在于,所述水性环氧树脂中包括10个以上仲羟基。
7.一种基于权利要求1-6任一所述的多层水性涂料的喷涂方法,其特征在于,包括:
步骤A,采用去离子水将所述A组分和所述B组分混合稀释后,喷涂在工件表面,烘干,得到底漆层;
步骤B,采用去离子水将所述中漆稀释后,喷涂在所述底漆层上,烘干,得到连接层;
步骤C,采用去离子水将所述C组分和所述D组分混合稀释后,喷涂在所述中漆层上,烘干,得到保护层,喷涂完成。
8.根据权利要求7所述的喷涂方法,其特征在于,所述步骤A中,稀释比例为A组分:B组分:去离子水=10:10:(1~2),烘干的条件为:在60-80℃下烘烤40-60min。
9.根据权利要求7所述的喷涂方法,其特征在于,所述步骤B中,稀释比例为中漆:去离子水=10:(1~3),烘干的条件为:在60-80℃下烘烤20-40min。
10.根据权利要求7所述的喷涂方法,其特征在于,所述步骤C中,稀释比例为C组分:D组分:去离子水=10:1:(1~2),烘干的条件为:在60-80℃下烘烤180-240min。
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