CN115895359A - 一种水性丙烯酸氨基烤漆涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性丙烯酸氨基烤漆涂料，包括以下质量百分比的组分：丙烯酸乳液45‑55％、水性丙烯酸烤漆树脂5‑10％、消泡剂0.2‑0.4％、流平剂0.1‑0.2％、润湿分散剂0.2‑0.4％、有机防锈剂0.5‑1％、氨基树脂1‑2％、交联剂0.5‑1％、二甲基乙醇胺0.3‑0.5％、颜料5‑10％、填料10‑15％、增稠剂0.3‑0.5％、去离子水20‑25％。本发明水性丙烯酸氨基烤漆涂料使用了有机防锈助剂，并引入恶唑啉基团聚合物交联剂，提高了漆膜光泽，增加了漆膜的耐盐雾性能，由于交联剂与水性丙烯酸烤漆中的羧基常温下发生交联反应，进一步提升其耐水性、耐溶剂性、耐热性及涂膜强度等性能。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，涉及一种水性丙烯酸氨基烤漆涂料及其制备方法。
背景技术
由于金属腐蚀是造成金属材料损坏的重要原因，而防腐蚀就成为了保护金属材料的必要手段。针对金属腐蚀所采取最普遍的方法则是涂层法，即在金属表面覆盖一层涂料漆膜，使得金属与介质不能直接接触，从而达到防腐的效果。
氨基烤漆金属防腐涂料是一种常见的工业涂料，集装饰与防腐蚀一体，主要应用于汽车等高档金属表面作为面漆使用，对漆膜的各项性能有着很高的要求。传统油性氨基烤漆，由于在使用过程中会释放出大量有机气体，危害环境和人体健康，传统油性氨基烤漆已经逐渐被社会淘汰，水性氨基烤漆渐渐成为当今烤漆领域的研究重点。在水性丙烯酸氨基烤漆方面，早期的研究主要集中在水溶性丙烯酸氨基烤漆品种，因为其饱满度好、光泽度高、耐候性良好，但是水溶性丙烯酸树脂在溶剂稀释过程需添加大量有机助溶剂，使得VOC排放量偏高。相对来说，乳液型丙烯酸氨基烤漆更加安全环保，并且不存在稀释粘度峰的问题，可以制成高固体份涂料，因而成为水性丙烯酸氨基烤漆新的研究方向。但是，目前乳液型丙烯酸氨基烤漆也存在着光泽度不够、易出现缩孔、附着力差、耐水性及耐候性不够好、漆膜表面不够光滑细腻等问题有待解决。
氨基烤漆涂料的耐盐雾性能不达标，成为制约我国氨基烤漆涂料广泛应用的关键因素，而提高防腐蚀氨基烤漆涂料耐盐雾的方法通常是添加各种防锈颜料或者填料，这些颜料或者填料都会影响光泽，无法做成面漆；同时耐盐雾好的颜料又都含有铬锶类等重金属，这些含重金属的防诱颜料对环境污染较重，不利于水性丙烯酸氨基烤漆的推广应用。
发明内容
为了克服现有水性丙烯酸氨基烤漆的光泽度、耐盐雾性等性能不够好的缺陷，本发明提供一种环保型高光泽高盐雾丙烯酸氨基烤漆涂料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
第一方面，本发明公开了一种水性丙烯酸氨基烤漆涂料，按质量百分比，包括以下组分：
水性丙烯酸乳液45-55％、水性丙烯酸烤漆树脂5-10％、消泡剂0.2-0.4％、流平剂0.1-0.2％、润湿分散剂0.2-0.4％、有机防锈剂0.5-1％、氨基树脂1-2％、交联剂0.5-1％、二甲基乙醇胺0.3-0.5％、颜料5-10％、填料10-15％、增稠剂0.3-0.5％、去离子水20-25％。
在某些实施方案中，消泡剂为消泡剂BYK028和消泡剂科宁A10的混合物。
在某些实施方案中，消泡剂中BYK028质量百分含量为33.3％-66.7％。
在某些实施方案中，水性丙烯酸乳液为衡水新光的高光泽水性丙烯酸乳液XG-9239。
在某些实施方案中，水性丙烯酸烤漆树脂为江门制漆的PJ6250-70。
在某些实施方案中，氨基树脂为高亚胺基甲醚化氨基树脂。
在某些实施方案中，氨基树脂为台湾长春化工的MR625。
在某些实施方案中，交联剂为恶唑啉基团聚合物。
在某些实施方案中，交联剂为东莞新骅的WS-500。
在某些实施方案中，有机防锈剂为瑞士霍夫曼的T750。
在某些实施方案中，流平剂为BYK346。
在某些实施方案中，润湿分散剂为BYK-190。
在某些实施方案中，颜料为钛白粉LR-996、炭黑MA-100中的至少一种。
在某些实施方案中，填料为膨润土EW、沉淀硫酸钡、重钙中的至少一种。
第二方面，本发明公开了一种水性丙烯酸氨基烤漆涂料的制备方法，包括以下过程：
(1)将60％二甲基乙醇胺、50％消泡剂、润湿分散剂、75％去离子水搅拌混合均匀，加入颜料和填料，搅拌得到混合浆，将混合浆研磨得到前期浆；
(2)将水性丙烯酸乳液、水性丙烯酸烤漆树脂、氨基树脂、交联剂WS-500、流平剂、余量的去离子水、余量的二甲基乙醇胺以及余量的消泡剂，搅拌混合得到混合基料；
(3)将前期浆、混合基料混合，加入增稠剂，调整体系粘度，搅拌得到丙烯酸氨基烤漆涂料。
在某些实施方案中，步骤(1)中混合浆研磨细度≤25μm。
在某些实施方案中，步骤(2)中混合基料的搅拌速度为400-500r/min，搅拌时间为15min。
在某些实施方案中，步骤(3)中体系的搅拌速度为700-900r/min，搅拌时间为15-20min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明涉及的氨基烤漆使用的是高光泽水性丙烯酸乳液，一方面在生产过程无需添加有机溶剂，VOC排放量低，安全环保；此外，高光泽水性丙烯酸乳液可以提高漆膜光泽，并选择使用低温烘烤型丙烯酸树脂，有效降低产品成本。
(2)本发明使用的有机防锈剂T750是一种环保型防锈剂，可以使金属表面快速钝化而达到高耐盐雾的性能，这样既避免了重金属的引入，同时也不影响漆膜光泽。
(3)交联剂为高安全性的恶唑啉基团聚合物，可以与基体中羧基在低温下发生反应，提高漆膜交联密度，使漆膜更致密，同时也提高了漆膜光泽；此外，随着漆膜交联密度的增加，耐水性、耐溶剂性、耐热性、漆膜强度等性能得到很大的提升。
(4)本发明涉及的丙烯酸氨基烤漆涂料具有高光泽、无重金属、高耐盐雾的性能，制备方法简单，无复杂工序，也无需特殊的设备，生产成本低，有利于企业规模生产，具有较好的市场应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对发明作进一步详细的说明。
本发明中所涉及的原料，购自以下厂家：
高光泽丙烯酸乳液XG-9239选自衡水新光新材料科技有限公司；
氨基树脂MR625为高亚胺基甲醚化氨基树脂，选自台湾长春化工；
水性丙烯酸烤漆树脂PJ6250-70，选自江门市制漆厂有限公司；
有机防锈剂T750是一款环保型防锈剂，选自瑞士霍夫曼；
交联剂WS-500为高安全性的恶唑啉基团聚合物，可与羧基在低温下反应，提高交联密度，选自东莞新骅新材料科技有限公司；
其他组分可以选用本领域技术人员公知的各种原料，其中实施例选用的硫酸钡粒径为1500目。
实施例1-4
一种水性丙烯酸氨基烤漆涂料，实施例1-4的组分见下表1。
表1实施例1-4的原料组分表
实施例1-4的丙烯酸氨基烤漆涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)将60％二甲基乙醇胺、50％消泡剂、润湿分散剂、75％去离子水400～500r/min搅拌混合均匀，加入颜料、有机膨润土和沉淀硫酸钡，700-800r/min搅拌15-20min得到混合浆，将混合浆研磨至细度≤25μm，得到前期浆；
(2)将水性丙烯酸乳液、水性丙烯酸烤漆树脂、氨基树脂、交联剂WS-500、流平剂、余量的去离子水、余量的二甲基乙醇胺以及余量的消泡剂，400～500r/min搅拌混合15min，得到混合基料；
(3)将前期浆、混合基料混合，加入增稠剂，调整体系粘度，700-900r/min搅拌15-20min，得到环保型高光泽高盐雾丙烯酸氨基烤漆。
对比例1
将实施例1中的有机防锈剂T750替换为等量的磷硅酸锶SW-111，其他组分及制备方法与实施例1相同，制得水性丙烯酸氨基烤漆。
对比例2
将实施例1中的交联剂WS-500替换为等量的日清纺化学株式会社CARBODILITE V-02，其他组分及制备方法与实施例1相同，制得水性丙烯酸氨基烤漆。
性能测试
外观：目测；
光泽(60°)：按照国标GB/T 9754中光泽的测试方法；
冲击强度测试方法：按照国标GB/T 1732中冲击强度的测试方法；
附着力测试方法：按照国标GB/T9286中附着力的测试方法；
硬度测试方法：按照国标GB/T6739中硬度的测试方法；
耐水性测试方法：按照国标GB/T 1733中耐水性的测试方法；
耐盐水性测试方法：按照国标GB/T 1763中耐盐水性的测试方法；
耐候性测试方法：按照国标GB/T 1865中耐侯性的测试方法。
按照以上标准，对本发明的实施例及对比例进行性能测试，检测的性能指标如表2所示。
表2实施例及对比例的性能测试指标
从表2中数据可看出，相比对比例，本发明采用了有机防锈剂T750，增强了水性丙烯酸氨基烤漆耐盐雾防腐性能；由于交联剂WS-500可以与基体中羧基在低温下发生反应，提高漆膜交联密度，使漆膜更致密，同时也提高了漆膜光泽，使漆膜耐水性、冲击强度等性能得到了很大的提升。
本发明通过使用高光泽的水性丙烯酸乳液，不仅可以提高漆膜光泽，并使用低温烘烤型丙烯酸树脂，有效降低产品成本，配套使用氨基树脂，进一步提高了漆膜光泽，并且增加了漆膜的耐盐雾性能，同时使用有机防锈助剂，并引入恶唑啉基团聚合物交联剂，进一步和水性丙烯酸烤漆中的羧基常温下发生交联反应，增强其耐水性、耐溶剂性、耐热性及涂膜强度，从而使丙烯酸氨基烤漆达到高光泽无重金属高耐盐雾的性能。
以上所述的仅为本发明的一些实施方式，应当指出，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水性丙烯酸氨基烤漆涂料，其特征在于，按质量百分比，包括以下组分：
水性丙烯酸乳液45-55％、水性丙烯酸烤漆树脂5-10％、消泡剂0.2-0.4％、流平剂0.1-0.2％、润湿分散剂0.2-0.4％、有机防锈剂0.5-1％、氨基树脂1-2％、交联剂0.5-1％、二甲基乙醇胺0.3-0.5％、颜料5-10％、填料10-15％、增稠剂0.3-0.5％、去离子水20-25％。
2.根据权利要求1所述的水性丙烯酸氨基烤漆涂料，其特征在于，所述消泡剂为消泡剂BYK028和消泡剂科宁A10的混合物，所述消泡剂中BYK028质量百分含量为33.3％-66.7％。
3.根据权利要求1所述的水性丙烯酸氨基烤漆涂料，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液为衡水新光的高光泽水性丙烯酸乳液XG-9239。
4.根据权利要求1所述的水性丙烯酸氨基烤漆涂料，其特征在于，所述水性丙烯酸烤漆树脂为江门制漆的PJ6250-70。
5.根据权利要求1所述的水性丙烯酸氨基烤漆涂料，其特征在于，所述氨基树脂为高亚胺基甲醚化氨基树脂。
6.根据权利要求1所述的水性丙烯酸氨基烤漆涂料，其特征在于，所述交联剂为恶唑啉基团聚合物。
7.根据权利要求1所述的水性丙烯酸氨基烤漆涂料，其特征在于，所述有机防锈剂为瑞士霍夫曼的T750。
8.根据权利要求1所述的水性丙烯酸氨基烤漆涂料，其特征在于，
所述流平剂为BYK346；
所述润湿分散剂为BYK-190；
所述颜料为钛白粉LR-996、炭黑MA-100中的至少一种；
所述填料为有机膨润土EW、沉淀硫酸钡、重钙中的至少一种。
9.权利要求1 8任一所述的水性丙烯酸氨基烤漆涂料的制备方法，其特征在于，包括以下过程：
(1)将60％二甲基乙醇胺、50％消泡剂、润湿分散剂、75％去离子水搅拌混合均匀，加入颜料和填料，搅拌得到混合浆，将混合浆研磨得到前期浆；
(2)将水性丙烯酸乳液、水性丙烯酸烤漆树脂、氨基树脂、交联剂WS-500、流平剂、余量的去离子水、余量的二甲基乙醇胺以及余量的消泡剂，搅拌混合得到混合基料；
(3)将前期浆、混合基料混合，加入增稠剂，调整体系粘度，搅拌得到丙烯酸氨基烤漆涂料。
10.权利要求9所述的水性丙烯酸氨基烤漆涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述混合浆研磨细度≤25μm；步骤(2)中所述混合基料的搅拌速度为400-500r/min，搅拌时间为15min；步骤(3)中所述体系的搅拌速度为700-900r/min，搅拌时间为15-20min。
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