CN114350237B - 一种水性耐钢丝绒耐磨涂料及其制备方法和施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性耐钢丝绒涂料及其制备方法和施工方法，一种水性耐钢丝绒耐磨涂料包括如下重量份数的原料：20‑90份水性聚碳酸酯二醇树脂A、10‑80份水性聚碳酸酯二醇树脂B、8‑10份成膜助剂、0.1‑1份润湿剂、0.1‑0.3份消泡剂、0.5‑2份增稠剂、1‑2份聚氨酯绒毛粉；一种制备上述水性耐钢丝绒耐磨涂料的方法；一种水性耐钢丝绒耐磨涂料的施工工艺，包括如下步骤：在上述的水性耐钢丝绒耐磨涂料中加入水性异氰酸酯固化剂和去离子水，混合均匀后进行喷涂，喷涂完成后，在70‑75℃下烘烤60min。上述水性耐钢丝绒耐磨涂料漆膜具有耐钢丝绒性好、附着时效好、低VOC排放、健康环保等特点。

Description

一种水性耐钢丝绒耐磨涂料及其制备方法和施工方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体地，涉及一种水性耐钢丝绒耐磨涂料及其制备方法和施工方法。

背景技术

因3C电子产品的外壳大多为塑胶材质，但是塑胶材质的表面不耐磨，且耐化性也不好，所以通常会在这种3C电子产品的外壳表面喷涂层来满足耐磨性与耐化性等要求。但是目前所用的普通水性涂料耐0000#钢丝绒比较差，在500克力下摩擦100次，漆膜表面就已经出现露底现象，经过一段时间后，还会出现漆膜脱落、耐磨性不足等问题，给产品的外观、耐用性、持久性带来重大的质量问题。

为此，亟需开发一种可应用于3C电子产品(塑胶材质)的水性涂料产品，解决漆膜耐磨性差、及使用时间长后漆膜脱落等性能不稳定的现象，以满足涂料市场对塑胶基材的喷涂需求。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种水性耐钢丝绒耐磨涂料，其涂装后附着时效好、耐磨性好，对塑胶材质提供了极佳的保护作用。

本发明的另一目的是提供一种水性耐钢丝绒耐磨涂料的制备方法。

本发明的再一目的是提供一种水性耐钢丝绒耐磨涂料的施工方法

一种水性耐钢丝绒耐磨涂料，包括如下重量份数的原料：20-90份水性聚碳酸酯二醇树脂A、10-80份水性聚碳酸酯二醇树脂B、8-10份成膜助剂、0.1-1份润湿剂、0.1-0.3份消泡剂、0.5-2份增稠剂、1-2份聚氨酯绒毛粉。

优选地，所述水性聚碳酸酯二醇树脂A和水性聚碳酸酯二醇树脂B的粒径均为5-500nm，所述水性聚碳酸酯二醇树脂A的分子量为1000-2000，所述水性聚碳酸酯二醇树脂B的分子量为2000-3000；进一步优选地，所述述水性聚碳酸酯二醇树脂A的分子量为1000，所述水性聚碳酸酯二醇树脂B的分子量为2000。

优选地，所述水性聚碳酸酯二醇树脂A和水性聚碳酸酯二醇树脂B均为水性分散体，水性分散体的粒径越小，即乳滴越小，代表树脂的亲水成分越多，形成的乳液稳定性越好，但是对漆膜的耐水性会有影响。而分子量越大形成的漆膜强度越高，但是分子量越大乳液的固含量越低，形成的漆膜厚度越薄。

优选地，所述水性聚碳酸酯二醇树脂A为日本旭化成的AK011；所述水性聚碳酸酯二醇树脂B为日本旭化成的PCDX-180。经研究，将日本旭化成的AK011和日本旭化成的PCDX-180进行复配作为本体系的主体树脂，固化后得到的涂膜不仅具有极佳的附着力和耐磨性，而且具有极佳的柔韧性。

优选地，所述成膜助剂为二丙二醇丁醚和二丙二醇单甲醚；所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷溶液；所述消泡剂为聚醚改性的聚二甲基硅氧烷溶液；所述增稠剂为聚醚聚氨酯。

成膜助剂沸点高，环保性能优越，混溶性好，挥发度低，容易被乳胶粒子吸收，形成优异的连续涂膜。成膜助剂除了能明显降低乳液的最低成膜温度，还可以改善涂料的聚结性、耐候性、耐擦洗性和展色性，使涂料同时具有良好的储存稳定性。经研究，二丙二醇丁醚和/或二丙二醇单甲醚在本体系中不仅可以起到成膜助剂的作用，还能起到助溶剂的作用。

润湿剂能够在提高油墨在底材上的润湿铺展性，防止缩孔缩边等不良的发生，但其用量过多可能对重涂有不良影响。润湿剂种类有非离子型氟碳聚合物类化合物、聚醚有机硅类化合物等。经研究，聚醚改性聚硅氧烷溶液为最适合本发明的润湿剂，进一步优选地，润湿剂为BYK-346。

优选地，所述增稠剂为聚醚聚氨酯。

增稠剂能调整产品粘度，提高产品稳定性，增稠剂的种类主要包括有纤维素类增稠剂、丙烯酸类增稠剂、无机类增稠剂、缔合型聚氨酯类增稠剂等。纤维素类增稠剂主要作用于水相，也因此对成膜的耐水性有不良影响，同时会影响涂料的流平性；丙烯酸类增稠剂虽然不会影响流平效果，但是耐水性同样欠佳；无机类增稠剂，具体代表为膨润土，适应性广但分散困难；缔合型聚氨酯类增稠剂，其利用的是胶束增稠原理，不会影响流平性，还对成膜耐水性有补强。本发明采用聚醚聚氨酯作为增稠剂，具体为海明斯德谦的RHEOLATE299。

优选地，所述聚氨酯绒毛粉为日本根上的AK-800TR。经研究，聚氨酯绒毛粉与水性聚碳酸酯二醇树脂A和水性聚碳酸酯二醇树脂B的相容性佳，聚氨酯绒毛粉可赋予涂层优异的耐磨性。

一种制备上述的水性耐钢丝绒耐磨涂料方法，包括如下步骤：将水性聚碳酸酯二醇树脂A和水性聚碳酸酯二醇树脂B进行搅拌，在搅拌的条件下，依次加入成膜助剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂和聚氨酯绒毛粉，进行搅拌分散均匀后，得到水性耐钢丝绒耐磨涂料。

优选地，搅拌的转速为600-800r/min，搅拌时间30-40min。

一种水性耐钢丝绒耐磨涂料的施工方法，包括如下步骤：在上述的水性耐钢丝绒耐磨涂料中加入水性异氰酸酯固化剂和去离子水，混合均匀后进行喷涂，喷涂完成后，在70-75℃下烘烤60min；其中，所述水性耐钢丝绒耐磨涂料、所述水性异氰酸酯固化剂和所述去离子水之间的重量比为100:10:10。

优选地，所述喷涂的粘度用蔡恩3号杯测试为20-25S，喷涂的厚度为15-18微米。

优选地，所述水性异氰酸酯固化剂为日本旭化成的WT33-100。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的水性耐钢丝绒耐磨涂料具有低VOC排放、无污染、无刺激异味、健康环保等优点。

2、本发明提供的水性耐钢丝绒耐磨涂料的制备方法制备得到的水性耐钢丝绒耐磨涂料漆膜耐钢丝绒性好，耐划伤性好，并解决了漆膜使用时间长后漆膜脱落等性能不稳定的现象，满足涂料市场对塑胶基材的喷涂需求。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述，但本发明的实施方式不限于此。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。另外，关于本说明书中的“份”、“％”，除非特别说明，分别表示“质量份”、“质量％”。

本发明实施例中所用到的各原料的生产厂家及型号如下：

水性聚碳酸酯二醇树脂A：日本旭化成公司的AK011；

水性聚碳酸酯二醇树脂B：日本旭化成公司的PCDX-180；

成膜助剂：美国陶氏的二丙二醇丁醚和美国陶氏的二丙二醇甲醚；

润湿剂：毕克化学的BYK-346；

消泡剂：毕克化学的BYK-019；

增稠剂：美国海明斯德谦的RHEOLATE 299；

聚氨酯绒毛粉：日本根上的AK-800TR；

水性异氰酸酯固化剂：日本旭化成公司的WT33-100。

实施例1

一种水性耐钢丝绒耐磨涂料的制备方法包括如下步骤：

S1.称取如下重量份数的原料：50份水性聚碳酸酯二醇树脂A、50份水性聚碳酸酯二醇树脂B、8份成膜助剂、0.1份润湿剂、0.1份消泡剂、2份增稠剂、1份聚氨酯绒毛粉；

S2.将水性聚碳酸酯二醇树脂A和水性聚碳酸酯二醇树脂B加入到搅拌罐内进行搅拌，在低速搅拌的条件下，依次加入成膜助剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂和聚氨酯绒毛粉，通过分散机进行搅拌分散，将分散机的转速设为600r/min，分散时间设为40min，分散结束后，使用300目的过滤网进行过滤，得到乳白色的水性耐钢丝绒耐磨涂料N1。

实施例2

一种水性耐钢丝绒耐磨涂料的制备方法包括如下步骤：

S1.称取如下重量份数的原料：80份水性聚碳酸酯二醇树脂A、20份水性聚碳酸酯二醇树脂B、10份成膜助剂DPNB、1份润湿剂、0.3份消泡剂、0.5份增稠剂、2份聚氨酯绒毛粉；

S2.将水性聚碳酸酯二醇树脂A和水性聚碳酸酯二醇树脂B加入到搅拌罐内进行搅拌，在低速搅拌的条件下，依次加入成膜助剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂和聚氨酯绒毛粉，通过分散机进行搅拌分散，将分散机的转速设为800r/min，分散时间设为30min，分散结束后，使用300目的过滤网进行过滤，得到乳白色的水性耐钢丝绒耐磨涂料N2。

实施例3

一种水性耐钢丝绒耐磨涂料的制备方法包括如下步骤：

S1.称取如下重量份数的原料：80份水性聚碳酸酯二醇树脂A、20份水性聚碳酸酯二醇树脂B、10份成膜助剂、1份润湿剂、0.3份消泡剂、0.5份增稠剂、2份聚氨酯绒毛粉；

S2.将水性聚碳酸酯二醇树脂A和水性聚碳酸酯二醇树脂B加入到搅拌罐内进行搅拌，在低速搅拌的条件下，依次加入成膜助剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂和聚氨酯绒毛粉，通过分散机进行搅拌分散，将分散机的转速设为800r/min，分散时间设为30min，分散结束后，使用300目的过滤网进行过滤，得到乳白色的水性耐钢丝绒耐磨涂料N3。

实施例4

一种水性耐钢丝绒耐磨涂料的制备方法包括如下步骤：

S1.称取如下重量份数的原料：20份水性聚碳酸酯二醇树脂A、80份水性聚碳酸酯二醇树脂B、8份成膜助剂、0.5份润湿剂、0.3份消泡剂、1份增稠剂、1份聚氨酯绒毛粉；

S2.将水性聚碳酸酯二醇树脂A和水性聚碳酸酯二醇树脂B加入到搅拌罐内进行搅拌，在低速搅拌的条件下，依次加入成膜助剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂和聚氨酯绒毛粉，通过分散机进行搅拌分散，将分散机的转速设为600r/min，分散时间设为40min，分散结束后，使用300目的过滤网进行过滤，得到乳白色的水性耐钢丝绒耐磨涂料N4。

实施例5

一种水性耐钢丝绒耐磨涂料的制备方法包括如下步骤：

S1.称取如下重量份数的原料：90份水性聚碳酸酯二醇树脂A、10份水性聚碳酸酯二醇树脂B、9份成膜助剂、1份润湿剂、0.3份消泡剂、1.5份增稠剂、2份聚氨酯绒毛粉；

S2.将水性聚碳酸酯二醇树脂A和水性聚碳酸酯二醇树脂B加入到搅拌罐内进行搅拌，在低速搅拌的条件下，依次加入成膜助剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂和聚氨酯绒毛粉，通过分散机进行搅拌分散，将分散机的转速设为700r/min，分散时间设为35min，分散结束后，使用300目的过滤网进行过滤，得到乳白色的水性耐钢丝绒耐磨涂料N5。

实施例6

一种水性耐钢丝绒耐磨涂料的施工工艺，包括如下步骤：

按照重量份数，在100份实施例1制备得到的水性耐钢丝绒耐磨涂料N1中加入10份水性异氰酸酯固化剂和10份去离子水，混合均匀后使用喷枪对塑胶板进行喷涂，喷涂完成后，在70-75℃下烘烤60min，得到耐磨塑胶板A1；其中塑胶板为PC板。

其中，喷枪口径：1.5-1.8mm；

喷涂粘度：20S喷涂，蔡恩3号杯(25℃)；

喷涂膜厚：15微米。

实施例7

一种水性耐钢丝绒耐磨涂料的施工工艺，包括如下步骤：

按照重量份数，在100份实施例2制备得到的水性耐钢丝绒耐磨涂料N2中加入10份水性异氰酸酯固化剂和10份去离子水，混合均匀后对塑胶板进行喷涂，喷涂完成后，在70-75℃下烘烤60min，得到耐磨塑胶板A2；其中塑胶板为PC板。

其中，喷枪口径：1.5-1.8mm；

喷涂粘度：25S喷涂，蔡恩3号杯(25℃)；

喷涂膜厚：15微米。

实施例8

一种水性耐钢丝绒耐磨涂料的施工工艺，包括如下步骤：

按照重量份数，在100份实施例3制备得到的水性耐钢丝绒耐磨涂料N3中加入10份水性异氰酸酯固化剂和10份去离子水，混合均匀后对塑胶板进行喷涂，喷涂完成后，在70-75℃下烘烤60min，得到耐磨塑胶板A3；其中塑胶板为PC板。

其中，喷枪口径：1.5-1.8mm；

喷涂粘度：20S喷涂，蔡恩3号杯(25℃)；

喷涂膜厚：18微米。

实施例9

一种水性耐钢丝绒耐磨涂料的施工工艺，包括如下步骤：

按照重量份数，在100份实施例4制备得到的水性耐钢丝绒耐磨涂料N4中加入10份水性异氰酸酯固化剂和10份去离子水，混合均匀后对塑胶板进行喷涂，喷涂完成后，在70-75℃下烘烤60min，得到耐磨塑胶板A4；其中塑胶板为PC板。

其中，喷枪口径：1.5-1.8mm；

喷涂粘度：20S喷涂，蔡恩3号杯(25℃)；

喷涂膜厚：15微米。

实施例10

一种水性耐钢丝绒耐磨涂料的施工工艺，包括如下步骤：

按照重量份数，在100份实施例4制备得到的水性耐钢丝绒耐磨涂料N5中加入10份水性异氰酸酯固化剂和10份去离子水，混合均匀后对塑胶板进行喷涂，喷涂完成后，在70-75℃下烘烤60min，得到耐磨塑胶板A5；其中塑胶板材为PC板。

其中，喷枪口径：1.5-1.8mm；

喷涂粘度：20S喷涂，蔡恩3号杯(25℃)；

喷涂膜厚：18微米。

实施例11

对实施例6-实施例10得到的耐磨塑胶板A1-A5分别进行耐0000#钢丝绒测试，并以未喷涂水性耐钢丝绒耐磨涂料的PC板作为空白对比，测试方法如下：

耐0000#钢丝绒测试：采用耐摩擦试验机，施加荷重500g，使用0000#钢丝绒摩擦头对耐磨塑胶板A1-A5分别进行来回摩擦，直到出现划痕。

附着力：根据ASTM D3359-2017对耐磨塑胶板A1-A5分别进行附着力测试；

耐水煮性：将耐磨塑胶板A1-A5分别放入沸水中浸泡2h后，采用ASTM D3359-2017分别进行附着力测试。

硬度：根据GB/T6739-2006对耐磨塑胶板A1-A5分别进行硬度测试。

测试结果如表1所示。

表1

由表1可知，由本实施例1-实施例5制备得到的水性耐钢丝绒耐磨涂料，并采用本实施例6-实施例10的施工工艺进行施工得到的耐磨塑胶板具有良好的耐钢丝绒性、附着力及耐水煮性。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水性耐钢丝绒耐磨涂料，其特征在于，由如下重量份数的原料组成：20-90份水性聚碳酸酯二醇树脂A、10-80份水性聚碳酸酯二醇树脂B、8-10份成膜助剂、0.1-1份润湿剂、0.1-0.3份消泡剂、0.5-2份增稠剂、1-2份聚氨酯绒毛粉，所述成膜助剂为二丙二醇丁醚和二丙二醇单甲醚；所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷溶液；所述消泡剂为聚醚改性的聚二甲基硅氧烷溶液；所述增稠剂为聚醚聚氨酯；所述水性聚碳酸酯二醇树脂A为日本旭化成的AK011；所述水性聚碳酸酯二醇树脂B为日本旭化成的PCDX-180；所述聚氨酯绒毛粉为日本根上的AK-800TR。

2.一种制备如权利要求1所述的水性耐钢丝绒耐磨涂料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将水性聚碳酸酯二醇树脂A和水性聚碳酸酯二醇树脂B进行搅拌，在搅拌的条件下，依次加入成膜助剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂和聚氨酯绒毛粉，进行搅拌分散均匀后，得到水性耐钢丝绒耐磨涂料。

3.根据权利要求2所述的水性耐钢丝绒耐磨涂料的制备方法，其特征在于，搅拌分散的转速为600-800r/min，搅拌时间30-40min。

4.一种水性耐钢丝绒耐磨涂料的施工工艺，其特征在于，包括如下步骤：在权利要求3所述的方法制备得到的水性耐钢丝绒耐磨涂料中加入水性异氰酸酯固化剂和去离子水，混合均匀后进行喷涂，喷涂完成后，在70-75℃下烘烤60min；其中，所述水性耐钢丝绒耐磨涂料、所述水性异氰酸酯固化剂和所述去离子水之间的重量比为100:10:10。

5.根据权利要求4所述的水性耐钢丝绒耐磨涂料的施工工艺，其特征在于，所述喷涂的粘度用蔡恩3号杯测试为20-25S，喷涂的厚度为15-18微米。

6.根据权利要求4所述的水性耐钢丝绒耐磨涂料的施工工艺，其特征在于，所述水性异氰酸酯固化剂为日本旭化成的WT33-100。