CN115595052A - 一种抗涂鸦粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及粉末涂料技术领域，具体涉及一种抗涂鸦粉末涂料及其制备方法，抗涂鸦粉末涂料包括以下重量份的组分：水性树脂30‑60份，固化剂2‑5份，催化剂0.1‑3份和浆料0‑6份以及添加剂8‑20份，所述添加剂包括：甲基氢硅油a、羟基硅油b、甘油改性有机硅c和聚有机硅氧烷d，其中a、b、c、d分别为相应组分的重量份，且满足：（0.4a+0.1d）/（0.2c+0.3b）=1。本发明的抗涂鸦粉末涂料能够在保证涂料基本涂覆性能的同时，获得优异的抗涂鸦性能。

Description

一种抗涂鸦粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及粉末涂料技术领域，具体涉及一种抗涂鸦粉末涂料及其制备方法。
背景技术
近年来，涂鸦、乱画、乱贴的各类小广告、野广告越来越受到人们的关注，涂鸦不仅影响市容及景观，而且各国用在清除涂鸦上的费用巨大。这些涂鸦广告一直被视为影响市容的“城市牛皮鲜”，成为全国各个城市难以根治的顽症。
抗涂鸦涂料自洁耐污，水性涂层绿色环保，两者结合是现代功能化涂装产品的重点发展方向。但水性抗涂鸦涂料依然有很多应用问题亟待解决。首先，水相中乳化剂、润湿剂等负面因素致使疏水涂层很难表现出良好的抗涂鸦效果，这也导致了该类涂层对物理摩擦的不耐受性。此外，水性涂层若需要表现出优异的抗涂鸦效果，往往会选择高含量的氟硅树脂(10-30wt％)，材料经济性、高效性没有体现，并也不符合低碳环保的要求。
因此，亟需找到一种抗涂鸦粉末涂料，具有优异的抗涂鸦和耐擦洗的效果，从而解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的水性涂料不耐涂鸦的缺陷，提供一种抗涂鸦粉末涂料及其制备方法，该抗涂鸦粉末涂料能够在保证涂料基本涂覆性能的同时，获得优异的抗涂鸦性能。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种抗涂鸦粉末涂料，包括以下重量份的组分：水性树脂30-60份，固化剂2-5份，催化剂0.1-3份和浆料0-6份以及添加剂8-20份，所述添加剂包括：甲基氢硅油a、羟基硅油b、甘油改性有机硅c和聚有机硅氧烷d，其中a、b、c、d分别为相应组分的重量份，且满足：(0.4a+0.1d)/(0.2c+0.3b)＝1；其中，所述甘油改性有机硅具有长链烷基，且一价烃基在分子中所占的比例为35质量％以下，并且仅具有甘油基作为亲水性基，不具有其他亲水性基；所述聚有机硅氧烷的每个分子具有与硅原子键合的至少两个羟基基团或可水解基团。
其中优选地，所述添加剂与水性树脂的重量比为0.2-0.5:1。
其中优选地，所述添加剂与水性树脂的重量比为0.2-0.3:1。
其中优选地，所述甲基氢硅油25℃下的运动粘度在80-120mm2/s。
其中优选地，所述羟基硅油25℃下的动力粘度在1200-1500mPa·s。
其中优选地，所述甘油改性有机硅中，甘油基的含量占甘油改性有机硅总重量的3-6wt％。
其中优选地，所述聚有机硅氧烷中，羟基含量占聚有机硅氧烷总重量的5-8wt％。
其中优选地，所述聚有机硅氧烷中可水解基团为酯基。
本发明第二方面提供一种第一方面所述的抗涂鸦粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将甲基氢硅油、羟基硅油进行第一混匀，得到第一混合物；
(2)将甘油改性有机硅和聚有机硅氧烷进行第二混匀，得到第二混合物；
(3)将所述第一混合物与第二混合物进行第三混合后，加入水性树脂进行第四混合；然后加入固化剂、催化剂和浆料进行第五混合。
其中优选地，所述第一混匀、第二混匀、第三混合、第四混合的条件各自独立地包括：搅拌转速为300-600r/min，时间为15-25min；所述第五混合的条件包括：搅拌转速为100-200r/min，时间为20-40min。
与现有技术相比，本发明提供的抗涂鸦粉末涂料，通过添加特定组成的添加剂：甲基氢硅油a、羟基硅油b、甘油改性有机硅c和聚有机硅氧烷d，且a、b、c、d满足上述特定公式，配合其他技术特征，能够在保证涂料基本涂覆性能的同时，获得优异的抗涂鸦性能。其涂覆在基材上后，具有优异的抗脱落性和高硬度，表面光滑，一般的水性笔和油性笔基本无法涂鸦，即便侵蚀性大的水性笔和油性笔可部分涂鸦，也可用水性洗涤剂轻易擦除。且本发明的抗涂鸦粉末涂料，不包括含氟硅树脂等不环保的组分，可不添加乳化剂、润湿剂即可具有优异的抗涂鸦性能，且涂覆性能满足要求。而在相同条件下，若a、b、c、d不满足上述特定公式，或添加剂不含有上述组分中的任一种，均不能达到本发明的效果。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供一种抗涂鸦粉末涂料，包括以下重量份的组分：水性树脂30-60份，固化剂2-5份，催化剂0.1-3份和浆料0-6份以及添加剂8-20份，所述添加剂包括：甲基氢硅油a、羟基硅油b、甘油改性有机硅c和聚有机硅氧烷d，其中a、b、c、d分别为相应组分的重量份，且满足：(0.4a+0.1d)/(0.2c+0.3b)＝1。
其中，所述甘油改性有机硅具有长链烷基，且一价烃基在分子中所占的比例为35质量％以下，并且仅具有甘油基作为亲水性基，不具有其他亲水性基；所述聚有机硅氧烷的每个分子具有与硅原子键合的至少两个羟基基团或可水解基团。
其中优选地，所述添加剂与水性树脂的重量比为0.2-0.5:1。该优选方案下，添加剂与水性树脂配比更适宜，更利于提升抗涂鸦粉末涂料的抗涂鸦性能。
其中优选地，所述添加剂与水性树脂的重量比为0.2-0.3:1。
其中优选地，所述甲基氢硅油25℃下的运动粘度在80-120mm2/s。本发明中，甲基氢硅油的具体种类只要满足该特定运动粘度，均可以达到本发明的效果；本领域技术人员可以根据需求在满足该特定运动粘度的条件下选择甲基氢硅油。
其中优选地，所述羟基硅油25℃下的动力粘度在1200-1500mPa·s。本发明中，羟基硅油的具体种类只要满足该特定动力粘度，均可以达到本发明的效果；本领域技术人员可以根据需求在满足该特定动力粘度的条件下选择羟基硅油。
其中优选地，所述甘油改性有机硅中，甘油基的含量占甘油改性有机硅总重量的3-6wt％。本发明中，甘油改性有机硅的具体种类只要满足上述特定基团以及特定基团的含量，均可以达到本发明的效果；本领域技术人员可以根据需求在满足上述特定基团以及特定基团的含量的条件下选择甘油改性有机硅的具体种类。
其中优选地，所述聚有机硅氧烷中，羟基含量占聚有机硅氧烷总重量的5-8wt％。
其中优选地，所述聚有机硅氧烷中可水解基团为酯基。
本发明中，聚有机硅氧烷的具体种类只要满足上述特定基团以及特定基团的含量，均可以达到本发明的效果；本领域技术人员可以根据需求在满足上述特定基团以及特定基团的含量的条件下选择聚有机硅氧烷的具体种类。
本发明中，所述水性树脂、固化剂、催化剂、浆料可以采用本领域现有的常规种类。示例性的，所述水性树脂可以包括环氧改性丙烯酸树脂、水性环氧树脂、水性聚酯树脂、水性醇酸树脂、水性聚氨酯树脂中的一种或多种。示例性的，所述固化剂可以包括酚醛树脂、异氰酸酯固化剂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、苯胺甲醛树脂中的一种或多种。示例性的，所述催化剂可以包括二壬基萘磺酸、二壬基萘二磺酸、氨基磺酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸中的一种或多种。优选地，所述水性树脂为水性聚氨酯树脂，固化剂为酚醛树脂，催化剂为二壬基萘磺酸。
本发明第二方面提供一种第一方面所述的抗涂鸦粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将甲基氢硅油、羟基硅油进行第一混匀，得到第一混合物；
(2)将甘油改性有机硅和聚有机硅氧烷进行第二混匀，得到第二混合物；
(3)将所述第一混合物与第二混合物进行第三混合后，加入水性树脂进行第四混合；然后加入固化剂、催化剂和浆料进行第五混合。
本发明的上述制备方法利于促进各原料之间的协同作用和均匀分布，利于提升涂料的抗涂鸦性能。
其中优选地，所述第一混匀、第二混匀、第三混合、第四混合的条件各自独立地包括：搅拌转速为300-600r/min，时间为15-25min；所述第五混合的条件包括：搅拌转速为100-200r/min，时间为20-40min。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。其中，水性树脂为水性聚氨酯树脂，固化剂为酚醛树脂，催化剂为二壬基萘磺酸。
实施例1
一种抗涂鸦粉末涂料，包括以下重量份的组分：水性树脂40份，固化剂2份，催化剂0.5份，添加剂与水性树脂的重量比为0.2:1；添加剂包括：甲基氢硅油a 1份、羟基硅油b、甘油改性有机硅c 1份和聚有机硅氧烷d，其中a、b、c、d分别为相应组分的重量份，且满足：(0.4a+0.1d)/(0.2c+0.3b)＝1；其中，所述甘油改性有机硅具有长链烷基，且一价烃基在分子中所占的比例为20质量％，甘油基的含量占甘油改性有机硅总重量的4wt％；并且仅具有甘油基作为亲水性基，不具有其他亲水性基；所述聚有机硅氧烷的每个分子具有与硅原子键合的至少两个羟基基团，羟基含量占聚有机硅氧烷总重量的6wt％。甲基氢硅油25℃下的运动粘度在100-120mm2/s。羟基硅油25℃下的动力粘度在1200-1300mPa·s。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将甲基氢硅油、羟基硅油进行第一混匀，得到第一混合物；
(2)将甘油改性有机硅和聚有机硅氧烷进行第二混匀，得到第二混合物；
(3)将所述第一混合物与第二混合物进行第三混合后，加入水性树脂进行第四混合；然后加入固化剂、催化剂和浆料进行第五混合。所述第一混匀、第二混匀、第三混合、第四混合的条件均为：搅拌转速为500r/min，时间为20min；所述第五混合的条件为：搅拌转速为150r/min，时间为30min。
实施例2
按照实施例1的方法进行，不同的是，a为2份，c为1份。
实施例3
按照实施例1的方法进行，不同的是，a为1份，c为1.5份。
实施例4
按照实施例1的方法进行，不同的是，添加剂与水性树脂的重量比为0.5:1。
实施例5
按照实施例1的方法进行，不同的是，甘油基的含量占甘油改性有机硅总重量的1wt％。
实施例6
按照实施例1的方法进行，不同的是，甘油基的含量占甘油改性有机硅总重量的10wt％。
实施例7
按照实施例1的方法进行，不同的是，甘油基的含量占甘油改性有机硅总重量的1wt％。
对比例1
按照实施例1的方法进行，不同的是，(0.4a+0.1d)/(0.2c+0.3b)大于1，b为3份。
对比例2
按照实施例1的方法进行，不同的是，(0.4a+0.1d)/(0.2c+0.3b)小于1，b为1份。
对比例3
按照实施例1的方法进行，不同的是，不加入羟基硅油。
对比例4
按照实施例1的方法进行，不同的是，不加入甘油改性有机硅。
测试例
将上述实施例和对比例得到的涂料进行下述性能测试：
1、抗涂鸦性能的评价
抗涂鸦性能的评价方法参照中华人民共和国建筑工业行业标准JG/T304-2011，通过涂鸦的可清洗级别进行评价。
对于涂鸦的可清除洗级别评定如下表1：
表1
Figure BDA0003845771030000091
2、抗粘贴性能的评价
抗粘贴性能的评价方法参照中华人民共和国建筑工业行业标准JG/T304-2011，通过抗粘贴性(180°剥离强度)和抗反复粘贴性测试进行评价。
3、涂膜其它技术指标的评价
涂膜其它技术指标包括涂膜外观、表干时间、铅笔硬度和附着力，均按照中华人民共和国建筑工业行业标准JG/T304-2011的方法和步骤进行。
表2
Figure BDA0003845771030000101
Figure BDA0003845771030000111
通过表1的结果可以看出，采用本发明的实施例具有明显更好的效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种抗涂鸦粉末涂料，包括以下重量份的组分：水性树脂30-60份，固化剂2-5份，催化剂0.1-3份和浆料0-6份以及添加剂8-20份，其特征在于，所述添加剂包括：甲基氢硅油a、羟基硅油b、甘油改性有机硅c和聚有机硅氧烷d，其中a、b、c、d分别为相应组分的重量份，且满足：（0.4a+0.1d）/（0.2c+0.3b）=1；其中，所述甘油改性有机硅具有长链烷基，且一价烃基在分子中所占的比例为35质量％以下，并且仅具有甘油基作为亲水性基，不具有其他亲水性基；所述聚有机硅氧烷的每个分子具有与硅原子键合的至少两个羟基基团或可水解基团。
2.根据权利要求1所述的抗涂鸦粉末涂料，其特征在于，所述添加剂与水性树脂的重量比为0.2-0.5:1。
3.根据权利要求1所述的抗涂鸦粉末涂料，其特征在于，所述添加剂与水性树脂的重量比为0.2-0.3:1。
4.根据权利要求1所述的抗涂鸦粉末涂料，其特征在于，所述甲基氢硅油25℃下的运动粘度在80-120mm2/s。
5.根据权利要求1所述的抗涂鸦粉末涂料，其特征在于，所述羟基硅油25℃下的动力粘度在1200-1500mPa·s。
6.根据权利要求1所述的抗涂鸦粉末涂料，其特征在于，所述甘油改性有机硅中，甘油基的含量占甘油改性有机硅总重量的3-6wt%。
7.根据权利要求1所述的抗涂鸦粉末涂料，其特征在于，所述聚有机硅氧烷中，羟基含量占聚有机硅氧烷总重量的5-8wt%。
8.根据权利要求1所述的抗涂鸦粉末涂料，其特征在于，所述聚有机硅氧烷中可水解基团为酯基。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的抗涂鸦粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将甲基氢硅油、羟基硅油进行第一混匀，得到第一混合物；
（2）将甘油改性有机硅和聚有机硅氧烷进行第二混匀，得到第二混合物；
（3）将所述第一混合物与第二混合物进行第三混合后，加入水性树脂进行第四混合；然后加入固化剂、催化剂和浆料进行第五混合。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述第一混匀、第二混匀、第三混合、第四混合的条件各自独立地包括：搅拌转速为300-600r/min，时间为15-25min；所述第五混合的条件包括：搅拌转速为100-200r/min，时间为20-40min。
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