一种高耐候性高光泽度丙烯酸氨基烤漆及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201610504672.5 | 申请日 | 2016-07-01 | 公开(公告)号 | CN106047014A | 公开(公告)日 | 2016-10-26 |
| 申请人 | 太仓市金新涂料有限公司; | 发明人 | 王觉明; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种高耐候性高光泽度 丙烯酸 氨 基烤漆及其制备方法，所述烤漆包括如下成分：纳米TiO2改性丙烯酸 树脂 ，聚乙二醇改性氨基树脂，去离子 水 ，纳米 氧 化 锡 ， 钛 酸酯 偶联剂 ，水性 单体 ，pH中和剂，助 溶剂 ，润湿分散剂，消泡剂， 增稠剂 ，乳化剂，钛白粉。所述烤漆以纳米TiO2改性丙烯酸树脂和聚乙二醇改性氨基树脂作为丙烯酸氨基烤漆的主要成分，改性后的丙烯酸树脂和氨基树脂可有效提升漆膜硬度，组成成分设计合理，以去离子水为溶剂进行稀释，对环境友好，提高 耐磨性 能，且附着 力 强、延展性好、耐高温、使用寿命长，涂覆时采用辊涂代替 喷涂 ，有效改善生产环境，有利于工人身体健康。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高耐候性高光泽度丙烯酸氨基烤漆，其特征在于，所述烤漆包括如下重量份的成分： |
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| 说明书全文 | 一种高耐候性高光泽度丙烯酸氨基烤漆及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及一种高耐候性高光泽度丙烯酸氨基烤漆及其制备方法。 背景技术[0002] 烤漆分为两大类，一类低温烤漆固化温度为140℃-180℃，另外一类就称为高温烤[1]漆，其固化温度为280℃-400℃。 高温烤漆，英文全称为Polytetrafluoroetylene，简称Teflon、PTFE、F4等。特氟龙高性能特种烤漆是以聚四氟乙烯为基体树脂的氟烤漆，英文名称为Teflon，因为发音的缘故，通常又被称之为铁氟龙、铁富龙、特富龙、特氟隆等等(皆为Teflon的译音)。 [0004] 随着经济的不断发展，资源和环境问题已成为可持续发展的一对主要矛盾。石油危机直接导致原油价格飞涨，工业涂料的原材料成本大大提高，而质量和价格的市场竞争必然导致一部分企业的优胜劣汰。与此同时，VOC(挥发性有机化合物)的排放直接给环境带来了严重的污染，美国自1966年就颁布了66法规，严格限制VOC的排放。我国从20世纪80年代开始也陆续制定了一些环保法规，《涂料行业“十一五”发展规划》和《涂料行业科技中长期发展规划》均明确提出：未来15年我国将大幅削减传统溶剂型涂料的市场份额，而水性涂料、紫外光固化涂料、粉末涂料、无溶剂涂料和高固体分涂料等环保型涂料将是未来工业涂料的主要发展方向。 [0005] 而现有醇酸氨基烤漆的制备，大多以有机溶剂作为稀释剂，过多有机溶剂的使用，会对周边环境带来不利影响。 [0006] 其中，丙烯酸氨基烤漆由于具有优异的性能，因而广泛应用于汽车涂装及轻工产品。随着人们健康和环保意识的不断增强，其水性化的趋势锐不可挡。在国外水性丙烯酸氨基涂料早已成为性能最好的水性涂料之一，并得到广泛的应用，而在国内水性丙烯酸氨基涂料刚刚开始起步，市场前景巨大，逐渐成为替代溶剂型丙烯酸氨基烤漆的最好品种之一。 [0007] 然而，虽然采用水性丙烯酸氨基烤漆可有效减小对环境的影响，但是，作为面漆涂装所用，丙烯酸氨基烤漆的漆膜硬度是一项重要指标，涂膜硬度(paint film hardness)是表示漆膜机械强度的重要性能之一。其物理意义可理解为漆膜表面对作用其上的、另一个硬度较大的物体所表现的阻力。可以通过测定涂膜在较小的接触面上承受一定质量负荷时所表现出来的抵抗变形的能力加以确定(包括由于碰撞、压陷或擦划等而造成的变形能力)。 [0008] 随着市场上对汽车涂装及轻工产品表面硬度要求的升高，现有的、作为面漆的丙烯酸氨基烤漆的漆膜硬度已逐渐无法满足使用要求。 [0010] 专利公开号：CN105400339A，公开了一种高柔韧耐水煮水性丙烯酸酯氨基烤漆，其特征在于，按重量份计，包括：水性丙烯酸酯树脂30-60重量份；氨基树脂5-15重量份；二氨基冠醚-三聚氰胺-甲醛共聚树脂3-5重量份；氯化聚丙烯树脂3-8重量份；水10-30重量份；助剂1-10重量份。所述水性丙烯酸酯氨基烤漆具有优良的柔韧性和耐水煮性。然而，该专利所提供的烤漆，其主要成分为水性丙烯酸酯树脂、氨基树脂、二氨基冠醚-三聚氰胺-甲醛共聚树脂和氯化聚丙烯树脂这种单体树脂的混合，只是简单功能的叠加，与现有树脂组成大同小异，对于漆膜硬度并无显著改善。 [0011] 此外，现有烤漆的涂覆方式大多采用喷涂，喷涂是通过喷枪或碟式雾化器，借助于压力或离心力，分散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法。喷涂中的主要问题是高度分散的漆雾和挥发出来的溶剂(即挥发性有机污染物，VOCs)，既污染环境，不利于人体健康，又浪费烤漆，造成经济损失。挥发、扩散到空气中的烤漆，则形成挥发性有机污染物，危害人体健康。在喷涂车间，烤漆作为挥发性有机污染物的主要来源，喷涂车间内空气中挥发性有机化合物浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状；重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。长期待在挥发性有机化合物污染的喷涂车间内，可引起慢性中毒，损害肝脏和神经系统、引起全身无力、瞌睡、皮肤瘙痒等。有的还可能引起内分泌失调、影响性功能；苯和二甲苯还能损害系统，以至引发白血病。 发明内容[0012] 为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种高耐候性高光泽度丙烯酸氨基烤漆及其制备方法，所述烤漆以纳米TiO2改性丙烯酸树脂和聚乙二醇改性氨基树脂作为丙烯酸氨基烤漆的主要成分，改性后的丙烯酸树脂和氨基树脂可有效提升漆膜硬度，组成成分设计合理，以去离子水为溶剂进行稀释，对环境友好，提高耐磨性能，且附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长，涂覆时采用辊涂代替喷涂，有效改善生产环境，有利于工人身体健康。 [0013] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是： [0014] 一种高耐候性高光泽度丙烯酸氨基烤漆，所述烤漆包括如下重量份的成分：纳米TiO2改性丙烯酸树脂：40～60份，聚乙二醇改性氨基树脂：10～20份，去离子水：30～50份，纳米氧化锡：5～10份，钛酸酯偶联剂：10～15份，水性单体：10～20份，pH中和剂：5～10份，助溶剂：1～5份，润湿分散剂：0.1～0.5份，消泡剂：1～5份，增稠剂：0.5～1份，乳化剂：0.1～1份，钛白粉：1～5份。 [0015] 进一步，所述烤漆包括如下重量份的成分：纳米TiO2改性丙烯酸树脂：50～60份，聚乙二醇改性氨基树脂：15～20份，去离子水：30～40份，纳米氧化锡：5～8份，钛酸酯偶联剂：12～15份，水性单体：10～15份，pH中和剂：5～8份，助溶剂：3～5份，润湿分散剂：0.1～0.3份，消泡剂：2～5份，增稠剂：0.5～0.8份，乳化剂：0.1～0.5份，钛白粉：1～3份。 [0016] 优选地，纳米TiO2改性丙烯酸树脂：50份，聚乙二醇改性氨基树脂：15份，去离子水：40份，纳米氧化锡：8份，钛酸酯偶联剂：13份，水性单体：15份，pH中和剂：7份，助溶剂：4份，润湿分散剂：0.2份，消泡剂：3份，增稠剂：0.6份，乳化剂：0.5份，钛白粉：2份。 [0017] 另，所述纳米TiO2改性丙烯酸树脂的制备方法包括如下步骤：取20～30重量份甲基丙烯酸缩水甘油酯溶解于20～40重量份乙醇后，加入反应釜中，加入1～5份十二烷基磺酸钠和5～10份丙烯酸丁酯，加入50～60重量份水，开启搅拌，在200～300r/min的转速下搅拌10～15min，加热至釜内温度75～80℃，加入1～5重量份过硫酸钠，保温30～40min，加入5～10份纳米TiO2，以2～3℃/min的速度降温至30～40℃，放料，冷却至室温，干燥得到粉末状纳米TiO2改性丙烯酸树脂。 [0018] 另有，所述聚乙二醇改性氨基树脂制备方法包括如下步骤：取20～30重量份脲醛树脂，调节pH值至9～10，加热至65～70℃，加入3～6重量份三聚氰胺，保持pH值为9～10，升温至80～90℃，反应1～2小时，加入1～3重量份聚乙二醇，在80～90℃下，反应3～5小时，在75～80℃下蒸馏1～3小时，干燥、冷却，得所述聚乙二醇改性氨基树脂。 [0019] 再，所述乳化剂为乙氧基酚醚硫酸铵、壬基酚聚氧乙烯醚或烯丙基醚羟丙基磺酸钠。 [0020] 再有，所述pH中和剂选自三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、三乙醇胺、二乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、氨水中的一种或几种。 [0021] 且，所述助溶剂选自异丙醇、仲丁醇、正丙醇、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丙醚、二丙二醇甲醚、正丁醇、乙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇丁醚、乙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种。 [0022] 另，所述水性单体为二羟甲基丙酸、偏苯三酸酐、二羟甲基丁酸、间苯二甲酸-5-磺酸钠、对苯二甲酸-2-磺酸钠、对苯二甲酸-2-磺酸锂或间羧基苯磺酸钠。 [0023] 同时，本发明还提供一种高耐候性高光泽度丙烯酸氨基烤漆的制备方法，包括如下步骤： [0025] 在分散机中加入20～30份纳米TiO2改性丙烯酸树脂、0.5～2份助溶剂、10～20份去离子水、pH中和剂、润湿分散剂和消泡剂，以500～800r/min的转速进行分散均匀，分散时间5～10min，加入钛白粉，研磨温度40～50℃，研磨3～6min，直至细度为10～20μm，过滤得色浆，备用； [0026] 2)混合调漆： [0027] 取20～30份纳米TiO2改性丙烯酸树脂、聚乙二醇改性氨基树脂、0.5～3份助溶剂、20～30份去离子水、纳米氧化锡、钛酸酯偶联剂、乳化剂和增稠剂，在500～600r/min的转速下进行分散，分散3～5min，分散均匀后，加入步骤1)所得色浆，调节pH值至7～8，用80～120目滤网过滤，包装，即得到所述高耐候性高光泽度丙烯酸氨基烤漆。 [0028] 本发明的有益效果在于： [0029] 所述烤漆以纳米TiO2改性丙烯酸树脂和聚乙二醇改性氨基树脂作为丙烯酸氨基烤漆的主要成分，改性后的丙烯酸树脂和氨基树脂可有效提升漆膜硬度，组成成分设计合理，以去离子水为溶剂进行稀释，对环境友好，提高耐磨性能，且附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长，涂覆时采用辊涂代替喷涂，有效改善生产环境，有利于工人身体健康。 [0030] 巴氏硬度提升了20～30％，热变形温度提高20～30％，抗冲击强度提升70～80％，改性后的丙烯酸树脂和氨基树脂可有效提升漆膜硬度，组成成分设计合理，对环境友好，提高耐磨性能，具有较高的耐热性、附着力、抗潮性和绝缘性，并有耐化学气体腐蚀等性能，涂覆时采用辊涂代替喷涂，有效改善生产环境，有利于工人身体健康。 [0031] 辊涂成型快干的辊涂工艺代替喷涂工艺，涂装时烤漆的利用度能达到90％以上，减少了空气中的挥发和浪费，有效降低因喷涂导致烤漆挥发形成的VOCs，辊涂车间内VOCs排放量≤420ppm，烤漆环保效果好。 具体实施方式[0032] 下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明，但实施例并不限制本发明的保护范围。 [0033] 本发明所提供的一种高耐候性高光泽度丙烯酸氨基烤漆，所述烤漆包括如下重量份的成分：纳米TiO2改性丙烯酸树脂：40～60份，聚乙二醇改性氨基树脂：10～20份，去离子水：30～50份，纳米氧化锡：5～10份，钛酸酯偶联剂：10～15份，水性单体：10～20份，pH中和剂：5～10份，助溶剂：1～5份，润湿分散剂：0.1～0.5份，消泡剂：1～5份，增稠剂：0.5～1份，乳化剂：0.1～1份，钛白粉：1～5份。 [0034] 进一步，所述烤漆包括如下重量份的成分：纳米TiO2改性丙烯酸树脂：50～60份，聚乙二醇改性氨基树脂：15～20份，去离子水：30～40份，纳米氧化锡：5～8份，钛酸酯偶联剂：12～15份，水性单体：10～15份，pH中和剂：5～8份，助溶剂：3～5份，润湿分散剂：0.1～0.3份，消泡剂：2～5份，增稠剂：0.5～0.8份，乳化剂：0.1～0.5份，钛白粉：1～3份。 [0035] 优选地，纳米TiO2改性丙烯酸树脂：50份，聚乙二醇改性氨基树脂：15份，去离子水：40份，纳米氧化锡：8份，钛酸酯偶联剂：13份，水性单体：15份，pH中和剂：7份，助溶剂：4份，润湿分散剂：0.2份，消泡剂：3份，增稠剂：0.6份，乳化剂：0.5份，钛白粉：2份。 [0036] 另，所述纳米TiO2改性丙烯酸树脂的制备方法包括如下步骤：取20～30重量份甲基丙烯酸缩水甘油酯溶解于20～40重量份乙醇后，加入反应釜中，加入1～5份十二烷基磺酸钠和5～10份丙烯酸丁酯，加入50～60重量份水，开启搅拌，在200～300r/min的转速下搅拌10～15min，加热至釜内温度75～80℃，加入1～5重量份过硫酸钠，保温30～40min，加入5～10份纳米TiO2，以2～3℃/min的速度降温至30～40℃，放料，冷却至室温，干燥得到粉末状纳米TiO2改性丙烯酸树脂。 [0037] 另有，所述聚乙二醇改性氨基树脂制备方法包括如下步骤：取20～30重量份脲醛树脂，调节pH值至9～10，加热至65～70℃，加入3～6重量份三聚氰胺，保持pH值为9～10，升温至80～90℃，反应1～2小时，加入1～3重量份聚乙二醇，在80～90℃下，反应3～5小时，在75～80℃下蒸馏1～3小时，干燥、冷却，得所述聚乙二醇改性氨基树脂。 [0038] 再，所述乳化剂为乙氧基酚醚硫酸铵、壬基酚聚氧乙烯醚或烯丙基醚羟丙基磺酸钠。 [0039] 再有，所述pH中和剂选自三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、三乙醇胺、二乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、氨水中的一种或几种。 [0040] 且，所述助溶剂选自异丙醇、仲丁醇、正丙醇、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丙醚、二丙二醇甲醚、正丁醇、乙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇丁醚、乙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种。 [0041] 另，所述水性单体为二羟甲基丙酸、偏苯三酸酐、二羟甲基丁酸、间苯二甲酸-5-磺酸钠、对苯二甲酸-2-磺酸钠、对苯二甲酸-2-磺酸锂或间羧基苯磺酸钠。 [0042] 同时，本发明还提供一种高耐候性高光泽度丙烯酸氨基烤漆的制备方法，包括如下步骤： [0043] 1)研磨色浆 [0044] 在分散机中加入20～30份纳米TiO2改性丙烯酸树脂、0.5～2份助溶剂、10～20份去离子水、pH中和剂、润湿分散剂和消泡剂，以500～800r/min的转速进行分散均匀，分散时间5～10min，加入钛白粉，研磨温度40～50℃，研磨3～6min，直至细度为10～20μm，过滤得色浆，备用； [0045] 2)混合调漆： [0046] 取20～30份纳米TiO2改性丙烯酸树脂、聚乙二醇改性氨基树脂、0.5～3份助溶剂、20～30份去离子水、纳米氧化锡、钛酸酯偶联剂、乳化剂和增稠剂，在500～600r/min的转速下进行分散，分散3～5min，分散均匀后，加入步骤1)所得色浆，调节pH值至7～8，用80～120目滤网过滤，包装，即得到所述高耐候性高光泽度丙烯酸氨基烤漆。 [0047] 其中，表1为本发明各实施例所述一种高耐候性高光泽度丙烯酸氨基烤漆成分列表。表2为本发明各实施例所述一种高耐候性高光泽度丙烯酸氨基烤漆中聚乙二醇改性氨基树脂的成分列表。表3为本发明各实施例所述一种高耐候性高光泽度丙烯酸氨基烤漆中纳米TiO2改性丙烯酸树脂的成分列表。表4为本发明各实施例所述一种高耐候性高光泽度丙烯酸氨基烤漆性能参数列表。 [0048] 表1(单位：重量份) [0049] [0050] [0051] 表2(单位：重量分) [0052] [0053] 表3(单位：重量分) [0054] [0055] 表4 [0056] |
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