纯水性冷喷漆及其制备方法与应用 |
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| 申请号 | CN201710081868.2 | 申请日 | 2017-02-15 | 公开(公告)号 | CN106833202A | 公开(公告)日 | 2017-06-13 |
| 申请人 | 珠海富邦新材料科技有限公司; | 发明人 | 林丽娟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种纯 水 性冷喷漆及其制备方法与应用，其原料组分按重量份计包括：改性纯水性多元醇 树脂 45～60份、二 乙醇 胺2～4份、水性 氨 基树脂12～25份和水15～26份；制备方法包括如下步骤：在改性纯水性多元醇树脂中加入二乙醇胺，混合均匀后加入水，再次混合均匀后加入水性氨基树脂，分散均匀后消泡过滤，收集滤液，得到纯水性冷喷漆。本发明提供的纯水性冷喷漆，采用水替代油漆中的稀释剂，喷漆完成后只需用水冲洗，提高冷喷漆表面效果，简化使用方法，降低生产成本；同时可以避免在油漆中加入如苯等有害物质，环保无毒；制备得到的纯水性冷喷漆具有符合要求的柔韧性、附着 力 、耐盐雾和耐水洗性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种纯水性冷喷漆，其特征在于，其原料组分按重量份计，包括： |
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| 说明书全文 | 纯水性冷喷漆及其制备方法与应用技术领域[0001] 本发明涉及喷漆技术领域，具体涉及一种纯水性冷喷漆及其制备方法与应用。 背景技术[0002] 随着全球服装、箱包产业的日益壮大，人们对服装、箱包的每个细节的质量、外观要求逐步提高，尤其是拉链、拉头的质量好坏、外观美与否直接决定着商品的命运，于是在拉链产业中逐渐繁衍出金属拉头拉链电镀、电泳、喷漆、叻架等工序，这些工序能够将那些普普通通、其貌不扬的金属拉头和拉链变成外观高端大气、色彩众多、经久耐用的商品。但是目前存在的缺点是这些拉头、纽扣、拉链都要通过浸泡或喷涂油漆的方式来提升外观品质，而他们使用的油漆全部是溶剂型油漆，首先里面含有苯、甲醛等有害物质，超过10年工龄的油漆工大多数都有职业病，得障碍性贫血、白血病等严重疾病的比例相当高；其次随着全球环保压力的逐渐加大，尤其是国内广大群众环保意识的增强、政府环保监管级别提高，选择好的油漆已经是拉链行业不争的现实。然而目前的解决方法多数只是在油性漆的基础上做了稍微改进，有毒有害物质仍然没有彻底根除，因此，亟需开发出不含有毒有害物质的新型油漆。 发明内容[0003] 针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种纯水性冷喷漆及其制备方法与应用，以采用水替代油漆中的稀释剂，喷漆完成后也只需用水简单冲洗，提高冷喷漆表面效果，简化使用方法，降低生产成本；同时可以避免在油漆中加入如苯等有害物质，环保无毒，不会产生职业危害，能够大幅改善职工工作环境和身体健康；制备得到的纯水性冷喷漆具有符合要求的柔韧性、附着力、耐盐雾和耐水洗性。 [0004] 为实现上述目的，本发明提供的技术方案为： [0005] 第一方面，本发明提供了一种纯水性冷喷漆，其原料组分按重量份计，包括：改性纯水性多元醇树脂45～60份、二乙醇胺2～4份、水性氨基树脂12～25份和水15～26份。需要说明的是，水性氨基树脂可以选用氰特303全甲醚化氨基树脂。 [0006] 在本发明的进一步实施方式中，改性纯水性多元醇树脂是采用水性丙烯酸树脂和水性醇酸树脂制备而成，其中，水性丙烯酸树脂和水性醇酸树脂的质量比为(1～3):1。需要说明的是，水性丙烯酸树脂可以选用CAS:25767-39-9的水性丙烯酸树脂，水性醇酸树脂可以选用CAS:63148-69-6的水性醇酸树脂。 [0007] 在本发明的进一步实施方式中，改性纯水性多元醇树脂的制备方法包括如下步骤：将水性丙烯酸树脂和水性醇酸树脂分散均匀，然后反应0.5～1h。 [0008] 在本发明的进一步实施方式中，原料组分还包括助剂，助剂包括：附着力促进剂、流平剂和润湿剂；其中，附着力促进剂0.5～2份、流平剂0.5～1.5份和润湿剂0.5～1.5份。需要说明的是，附着力促进剂可以选用BYK-4509不含聚硅氧烷非离子化合物，流平剂可以选用二甲基硅氧烷和/或聚甲基苯基硅氧烷，二甲基硅氧烷可以选用BASF公司的Efka FL 3772二甲基硅氧烷，润湿剂可以选用迪高公司的TEGO Wet 500非离子表面活性剂；当然，也可以选用其他的附着力促进剂、流平剂和润湿剂。 [0009] 在本发明的进一步实施方式中，原料组分还包括：水性色浆5～15份；水性色浆的制备方法包括如下步骤：将水性色粉进行分散，然后研磨至粒径小于或等于5μm，得到水性色浆；其中，分散的转速为1000～1500rpm，分散的时间为0.5～1h。 [0010] 在本发明的进一步实施方式中，水为去离子水。 [0011] 在本发明的进一步实施方式中，原料组分按重量份计，包括：改性纯水性多元醇树脂52份、二乙醇胺3份、水性氨基树脂17份、去离子水26份、附着力促进剂0.5份、流平剂1份、润湿剂0.5份和水性色浆10份。 [0012] 第二方面，本发明提供了上述纯水性冷喷漆的制备方法，包括如下步骤：S101：在改性纯水性多元醇树脂中加入二乙醇胺，混合均匀后加入水，再次混合均匀；S102：在S101得到的产物中加入水性氨基树脂，分散均匀后消泡过滤，收集滤液，得到纯水性冷喷漆。需要说明的是，S101得到的产物的pH值在7～8之间。 [0013] 第三方面，本发明提供了上述纯水性冷喷漆的制备方法，包括如下步骤：S101：在改性纯水性多元醇树脂中加入二乙醇胺，混合均匀后加入水，再次混合均匀；S102：将助剂和水混合均匀，然后加入S101得到的产物，再加入水性氨基树脂，分散均匀后加入其他剩余组分，分散均匀后消泡过滤，收集滤液，得到纯水性冷喷漆。需要说明的是，S101得到的产物的pH值在7～8之间；S101和S102中加入的水的总量为原料组分中水的量，其中S101中加入的水与S101中加入的水的比值为(1～15)：1。 [0014] 第四方面，本发明提供了上述纯水性冷喷漆在制备纽扣和拉链中的应用。 [0015] 本发明提供的技术方案，具有如下的有益效果：(1)在拉链制备过程中，采用本发明提供的纯水性冷喷漆可直接用水来稀释，器具和滚喷机拉头锅用水简单冲洗即可，拉头冷喷涂表面效果很好，亮度高，性能优异；而现有技术中使用的溶剂型油漆必须要用稀释剂(俗称香蕉水，含有苯有害物质)稀释才能使用，使用完成后器具清洗必须要用稀释剂清洗，拉头通过滚喷机喷涂完成后，拉头锅则需要用强酸泡3-4个小时，且拉头喷涂效果亮度不够；(2)本发明提供的纯水性冷喷漆可直接用水来稀释，相比油性漆不用专用稀释剂稀释，节约成本；器具使用完后可用水简单冲洗即可，相比油性漆不用香蕉水清洗，节约成本，操作方便；冷喷后的拉头锅直接用水冲洗即可，相比油性漆不用长时间用酸泡，缩短工序时间，减少人工；(3)本发明提供的纯水性冷喷漆不同于市面上木器、石材、金属水性涂料等，因专门用于金属拉头、拉链、纽扣表面保护，适当提高了漆层有效交联密度，调整了漆液黏度和固含量，交联固化后整体偏软，使附着力、耐水洗、耐盐雾、耐酸化性能大幅提高；(4)本发明提供的纯水性冷喷漆环保无毒，不会产生职业危害，能够大幅改善职工工作环境和身体健康；(5)本发明提供的纯水性冷喷漆采用改性纯水性多元醇树脂、水性氨基、去离子水、二乙醇胺等环保原料和助剂按照一定配比结合分散而成，其中的改性纯水性多元醇树脂是一款脂肪族水性聚氨酯分散体产品，活性较低，溶剂用量低，工艺更可靠，可实现真正意义上的环保生产；而市面上普遍存在的水性环氧聚酯涂料采用水性环氧聚酯树脂、触变剂、氨基树脂、混合颜料、固化促进剂、去离子水按照一定配比结合分散而成，其中的树脂配方中有大量的苯及其他有害溶剂，对人体有害。 [0016] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。 具体实施方式[0017] 下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。 [0018] 下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。在本发明中，水性丙烯酸树脂是选用CAS:25767-39-9的水性丙烯酸树脂，水性醇酸树脂是选用CAS:63148-69-6的水性醇酸树脂，水性氨基树脂是选用氰特303全甲醚化氨基树脂，附着力促进剂是选用BYK-4509，流平剂是选用BASF公司的Efka FL 3772，润湿剂是选用迪高公司的TEGO Wet 500非离子表面活性剂。 [0019] 实施例一 [0020] 本实施例提供一种纯水性冷喷漆，其原料组分按重量份计，包括： [0021] 改性纯水性多元醇树脂52份、二乙醇胺3份、水性氨基树脂17份、去离子水26份、附着力促进剂0.5份、流平剂1份、润湿剂0.5份和水性色浆10份； [0022] 其中，改性纯水性多元醇树脂的制备方法如下：将水性丙烯酸树脂和水性醇酸树脂以2:1的质量比混合后分散均匀，然后反应0.5h； [0023] 水性色浆的制备方法如下：将水性色粉以1200rpm的转速分散1h，然后研磨至粒径小于或等于5μm，得到水性色浆。 [0024] 根据上述原料组分，采用本发明提供的纯水性冷喷漆的制备方法，制备纯水性冷喷漆： [0025] S101：在改性纯水性多元醇树脂中加入二乙醇胺，混合均匀后加入水，再次混合均匀； [0026] S102：将助剂和水混合均匀，然后加入所述S101得到的产物，再加入水性氨基树脂，分散均匀后加入其他剩余组分，分散均匀后消泡过滤，收集滤液，得到纯水性冷喷漆。 [0027] 实施例二 [0028] 本实施例提供一种纯水性冷喷漆，其原料组分按重量份计，包括： [0029] 改性纯水性多元醇树脂45份、二乙醇胺2份、水性氨基树脂12份、去离子水26份、附着力促进剂2份、流平剂0.5份、润湿剂1.5份和水性色浆5份； [0030] 其中，改性纯水性多元醇树脂的制备方法如下：将水性丙烯酸树脂和水性醇酸树脂以1:1的质量比混合后分散均匀，然后反应0.5h； [0031] 水性色浆的制备方法如下：将水性色粉以1000rpm的转速分散1h，然后研磨至粒径小于或等于5μm，得到水性色浆。 [0032] 根据上述原料组分，采用本发明提供的纯水性冷喷漆的制备方法，制备纯水性冷喷漆： [0033] S101：在改性纯水性多元醇树脂中加入二乙醇胺，混合均匀后加入水，再次混合均匀； [0034] S102：将助剂和水混合均匀，然后加入所述S101得到的产物，再加入水性氨基树脂，分散均匀后加入其他剩余组分，分散均匀后消泡过滤，收集滤液，得到纯水性冷喷漆。 [0035] 实施例三 [0036] 本实施例提供一种纯水性冷喷漆，其原料组分按重量份计，包括： [0037] 改性纯水性多元醇树脂60份、二乙醇胺4份、水性氨基树脂25份、去离子水20份、附着力促进剂1份、流平剂1.5份、润湿剂1份和水性色浆15份； [0038] 其中，改性纯水性多元醇树脂的制备方法如下：将水性丙烯酸树脂和水性醇酸树脂以3:1的质量比混合后分散均匀，然后反应0.5h； [0039] 水性色浆的制备方法如下：将水性色粉以1500rpm的转速分散0.5h，然后研磨至粒径小于或等于5μm，得到水性色浆。 [0040] 根据上述原料组分，采用本发明提供的纯水性冷喷漆的制备方法，制备纯水性冷喷漆： [0041] S101：在改性纯水性多元醇树脂中加入二乙醇胺，混合均匀后加入水，再次混合均匀； [0042] S102：将助剂和水混合均匀，然后加入所述S101得到的产物，再加入水性氨基树脂，分散均匀后加入其他剩余组分，分散均匀后消泡过滤，收集滤液，得到纯水性冷喷漆。 [0043] 对于本发明提供的纯水性冷喷漆，在制备拉链或纽扣时可以采用(但不限制于)以下三种方法： [0044] 1、纯冷喷 [0045] 具体包括如下步骤： [0046] 第一步(调漆)：将纯水性冷喷漆与水以1:1的质量比混合，充分搅拌； [0047] 第二步(调喷枪)：调整滚喷拉头机喷枪流量、气压； [0048] 第三步(设备操作)：将拉链头放入滚喷锅内，开启运行模式； [0050] 第五步：取出吹凉，成品包装。 [0051] 2、冷喷、挂喷结合 [0052] 具体包括如下步骤： [0053] 第一步(调漆)：将纯水性冷喷漆与水以1:1的质量比混合，充分搅拌； [0054] 第二步(调喷枪)：调整滚喷拉头机喷枪流量、气压； [0055] 第三步(设备操作)：将拉链头放入滚喷锅内，开启运行模式即可喷涂；冷喷10min(不用加热，常温即可)，冷喷结束后倒入烘烤筐，然后放入烤箱，160℃烘烤20分钟； [0056] 第四步：将烘烤后的拉头冷却后，经机械把拉头插入挂件，再手喷直接喷涂，然后放入烤箱，160℃烘烤30分钟； [0057] 第五步：取出吹凉，成品包装。 [0058] 3、纯挂喷(用于纽扣) [0059] 第一步(调漆)：将纯水性冷喷漆与水以1.5:1的质量比混合，充分搅拌； [0060] 第二步(调喷枪)：调整手喷枪流量、气压； [0061] 第三步(挂喷)：把拉头插入挂件，再手喷直接喷涂，然后放入烤箱，160℃烘烤30分钟； [0062] 第四步：器具用自来水冲洗即可； [0063] 第五步：从烤箱中取出吹凉，成品包装。 [0064] 将本发明实施例一至实施例三制备得到的纯水性冷喷漆，并以现有技术中的溶剂型油漆丙烯酸烤漆作为对照，通过试验来系统评价其效果。 [0065] 1、黏度和固含量的测定 [0066] 将本发明实施例一至实施三制备得到的纯水性冷喷漆和现有技术中的溶剂型油漆丙烯酸烤漆进行黏度和固含量的测定。 [0068] 固含量的测定方法如下：根据涂料固定含量测定法GB1725-29来测得。 [0069] 测定得到的结果如下表1所示： [0070] 表1黏度和固含量的测定结果 [0071]组别 黏度 固含量 实施例一 20秒 25％ 实施例二 23.5秒 30％ 实施例三 28.6秒 35％ 溶剂型油漆 12秒 18％ [0072] 2、有毒物质的含量测定 [0073] 将本发明实施例一至实施三制备得到的纯水性冷喷漆和现有技术中的溶剂型油漆丙烯酸烤漆进行有毒物质的含量测定，测定方法为采用标准CHEM-TOP-050-14气相色谱仪/质谱仪进行测定。 [0074] 测定得到的结果如下表2所示： [0075] 表2有毒物质的含量测定结果 [0076]有毒物质种类 二甲苯 苯 其它有机溶剂 实施例一 未检出 未检出 未检出 实施例二 未检出 未检出 未检出 实施例三 未检出 未检出 未检出 溶剂型油漆 200mg/kg 120mg/kg 360mg/kg [0077] 需要说明的是，除了上述实施例一至实施例三列举的情况，选用其他的原料组分配比也是可行的。 [0078] 本发明提供的技术方案，具有如下的有益效果：(1)在拉链制备过程中，采用本发明提供的纯水性冷喷漆可直接用水来稀释，器具和滚喷机拉头锅用水简单冲洗即可，拉头冷喷涂表面效果很好，亮度高，性能优异；而现有技术中使用的溶剂型油漆必须要用稀释剂(俗称香蕉水，含有苯有害物质)稀释才能使用，使用完成后器具清洗必须要用稀释剂清洗，拉头通过滚喷机喷涂完成后，拉头锅则需要用强酸泡3-4个小时，且拉头喷涂效果亮度不够；(2)本发明提供的纯水性冷喷漆可直接用水来稀释，相比油性漆不用专用稀释剂稀释，节约成本；器具使用完后可用水简单冲洗即可，相比油性漆不用香蕉水清洗，节约成本，操作方便；冷喷后的拉头锅直接用水冲洗即可，相比油性漆不用长时间用酸泡，缩短工序时间，减少人工；(3)本发明提供的纯水性冷喷漆不同于市面上木器、石材、金属水性涂料等，因专门用于金属拉头、拉链、纽扣表面保护，适当提高了漆层有效交联密度，调整了漆液黏度和固含量，交联固化后整体偏软，使附着力、耐水洗、耐盐雾、耐酸化性能大幅提高；(4)本发明提供的纯水性冷喷漆环保无毒，不会产生职业危害，能够大幅改善职工工作环境和身体健康；(5)本发明提供的纯水性冷喷漆采用改性纯水性多元醇树脂、水性氨基、去离子水、二乙醇胺等环保原料和助剂按照一定配比结合分散而成，其中的改性纯水性多元醇树脂是一款脂肪族水性聚氨酯分散体产品，活性较低，溶剂用量低，工艺更可靠，可实现真正意义上的环保生产；而市面上普遍存在的水性环氧聚酯涂料采用水性环氧聚酯树脂、触变剂、氨基树脂、混合颜料、固化促进剂、去离子水按照一定配比结合分散而成，其中的树脂配方中有大量的二甲苯，对人体有害。 [0079] 需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中，除非另有规定，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。 |
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