一种可浸涂的水性单组份色漆及其制备方法、浸涂方法与流程

[0001]
本发明涉及水性涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种可浸涂的水性单组份色漆及其制备方法、浸涂方法。


背景技术：

[0002]
伴随中国木器涂料行业的迅速发展，我国的木器涂料产量2017年已经超过120万吨，其中水性木器涂料产量约为15万吨，占比仍较低，能应用于浸涂的水性涂料更是少之又少。随着国家的宏观调控政策的实施，配合节能减排、产业转型升级的步伐，结合产业自动化程度不高、环保压力日盛的现状，水性涂料成为促进企业转型升级、做强做大企业规模、提高产品附加值的关键力量之一。
[0003]
目前我国的铅笔以及化妆品行业还是以硝基为主，为倡导国家新环保法，提出木质家使用低vocs含量的涂料。据调研，极少数铅笔企业和少数化妆品企业使用了低vocs含量的水性涂料和uv涂料。水性浸涂漆作为水性涂料家族里年轻的一位成员，有许多性能需要逐步改进和完善，其中最典型的就是干燥速度没有溶剂型涂料那么快，导致生产效率远远不及溶剂型涂料；其次抗流挂性能也不及溶剂型产品好，在被浸涂对象端头会产生厚边和大头(水滴)现象。因为溶剂型和水性体系的本质差异，水性体系的抗流挂和消泡性是制约其发展的重要因素。本发明就是解决水性漆在浸涂时易流挂、消泡难等问题。


技术实现要素：

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针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种可浸涂的水性单组份色漆，已解决上述技术问题，其利用特殊硅酸镁锂搭配缔合型增稠剂，再结合有机硅消泡剂和矿物油类消泡剂，来解决水性漆在浸涂时易流挂、消泡难等问题。
[0005]
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：一种可浸涂的水性单组份色漆，包括如下重量份数的组分：水性丙烯酸树脂 45-55份；ph调节剂 0.1-0.3份；消泡剂 1-1.5份；成膜助剂a 2-3份；成膜助剂b 2-3份；润湿流平剂 0.05-0.1份；缔合型增稠剂 0.1-0.3份；硅酸镁锂浆 2-4份；蜡乳液 2-4份；色浆 20-25份；去离子水 9-17份。
[0006]
通过采用上述技术方案，硅酸镁锂凝胶的晶体结构单元是厚度以纳米计的微小薄
片。小片的表面布满了可交换的阳离子，其中主要为na+。当凝胶颗粒与水混合时，水与na+接触被吸附到薄片的表面，将凝胶沿薄片撑开，这时颗粒迅速膨胀直至薄片分离。由于薄片层面带负电荷，端面带正电荷，分离后的薄片端面被吸引到另一薄片的层面，从而迅速形成三维空间的胶体结构，即卡片宫结构，也称之为卡屋结构，使体系的粘度增大，而具有高度的悬浮性、增稠性、触变性和良好的配伍性、化学稳定性。硅酸镁锂凝胶受到剪切力作用粘度又变稀的特性，在外力作用下悬浮体与凝胶体无限可逆转化的特性，从而达到优异抗流挂的性能。
[0007]
因为硅酸镁锂凝胶具有高度的悬浮性、增稠性、触变性，在多相体系中很容易将生产过程中产生的气泡固定在漆液中，造成消泡难的问题。流变助剂以及消泡剂的选择，使得整个体系有较好的抗流挂性和消泡性的平衡。成膜物具备干速快、与色浆相容性优、与硅酸镁锂结合性好的特点，能有效缩短施工时间，提高生产线的效率。在巧妙的利用硅酸镁锂复配缔合型增稠剂的同时，结合了高效的有机硅消泡剂复配不稳泡的表面活性剂，既克服了水性漆多相稳泡缺陷，又达到了比较好的抗流挂效果，性能完全可以媲美nc漆的效果。
[0008]
进一步优选为，所述硅酸镁锂浆由去离子水和硅酸镁锂混合而得，且硅酸镁锂的重量百分比为8-10％。
[0009]
通过采用上述技术方案，硅酸镁锂在体系中具有一定的抗流挂作用，随着加量的增加，粘度越来越高，抗流挂会越来越好，同时也在降低体系消泡性能，当硅酸镁锂的重量百分比过大或者过小，均会导致漆料抗流挂性能不足，在被涂物的底部会出现厚边、大头、水滴的情况，以及导致漆料消泡性能不足，使被涂物表面在干燥过程中出现针孔、炮坑和痱子情况，而控制硅酸镁锂的重量百分比为8-10％是漆料在抗流挂和消泡方面相对较好。
[0010]
进一步优选为，所述消泡剂选用为drewplus
tm t-4201e消泡剂和tego foamex 81中的任意一种或两种任意质量比的混合物。
[0011]
通过采用上述技术方案，上述种类的消泡剂均能够发挥出良好稳定的消泡性，且优异的消泡可以使漆膜中的气泡在表干之前脱出来，避免了留在漆膜中出现针孔、炮坑和痱子情况。
[0012]
进一步优选为，所述ph调节剂选用为陶氏amp-95。
[0013]
通过采用上述技术方案，ph调节剂具有调节ph的功能，对配方后续的加工制作和储存稳定性有一定帮助，并具有高效助分散作用，可减小分散剂的用量，进而可提高可浸涂的水性单组份色漆的整体稳定性。
[0014]
进一步优选为，所述成膜助剂a选用为陶氏dpm，所述成膜助剂b选用陶氏dpnb。
[0015]
通过采用上述技术方案，上述成膜助剂能够降低成膜物的mfft和调整漆料的干燥速度，并使漆膜同时具有良好的储存稳定性。
[0016]
进一步优选为，所述润湿流平剂选用tego twin 4100。
[0017]
通过采用上述技术方案，上述润湿流平剂既能底材润湿，又能防缩孔，还能促进流动和消泡性能，具有高活性，且抗缩孔效果优异，进而使漆膜整体具有良好的附着力。
[0018]
进一步优选为，所述缔合型增稠剂选用tafigel pur 44流变助剂。
[0019]
通过采用上述技术方案，tafigel pur 44流变助剂通过聚氨酯分散体行程粘合剂和颜料颗粒分子之间的网络稳定粘度，具有良好的增稠性能，且有利于流平，有利于漆膜的光泽提高。
[0020]
本发明的目的二在于提供一种可浸涂的水性单组份色漆的制备方法，采用该方法制备的可浸涂的水性单组份色漆在浸涂时不易流挂，且消泡性能优异。
[0021]
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：一种可浸涂的水性单组份色漆的制备方法，包括以下步骤：步骤一：原料预混，按量称取相应重量份数的水性丙烯酸树脂到塑胶罐子中，上机搅拌中加入相应重量份数为9-10份的去离子水，500-600rpm搅拌4-8分钟，后在分别加入相应重量份数的消泡剂和ph调节剂，500-600rpm搅匀4-8分钟，得到预混料；步骤二：制备浆料，在预混料中依次加入相应重量份数的成膜助剂a、成膜助剂b、润湿流平剂和缔合型增稠剂，加料时间为5-10min，且中间不断进行搅拌，而搅拌速度为500-600rpm，投完料用去3-4份的离子水洗净罐壁粘结的粉料，然后在1000-1200rpm下高速分散15-20min，得到浆料；步骤三：研磨混合，再采用砂磨机对浆料进行研磨，在研磨后上机搅拌，在搅拌中加入相应重量份数的硅酸镁锂浆，持续搅拌4-8min，再在搅拌中加入相应重量份数的蜡乳液和剩余重量份数的去离子水，在500-600rpm搅拌4-6分钟，得到半成品；步骤四：调试出料，在半成品种加入相应重量份数的色浆，500-600rpm下搅拌4-6min，得到可浸涂的水性单组份色漆，存储备用。
[0022]
通过采用上述技术方案，上述工艺能够将各组分原料充分混合，且得到的可浸涂的水性单组份色漆具有良好稳定的存储性能，在巧妙的利用硅酸镁锂复配缔合型增稠剂的同时，结合了高效的有机硅消泡剂复配不稳泡的表面活性剂，进而得到品质优异的可浸涂的水性单组份色漆，同时，该生产工艺操作简单方便，不易产生较大的污染。
[0023]
本发明的目的三在于提供一种可浸涂的水性单组份色漆的浸涂方法，采用该方法对涂料进行浸涂时，能够起到良好的抗流挂和消泡作用，且操作使用更加便捷。
[0024]
为实现上述目的三，本发明提供了如下技术方案：一种可浸涂的水性单组份色漆的浸涂方法：将被涂物完全浸入到漆液中，停滞3-4秒后，以8-10s/cm的速度匀速将被涂物提出漆液液面，常温流平8-12分钟后再放置40-50℃烘房强制干燥1-1.5h即可打包。
[0025]
进一步优选为，将被涂物固定，将装满漆液的容器通过机械装置升起并浸没被涂物品后停滞3-4s,以8-10s/cm的速度匀速将装满漆液的容器通过机械装置降落至被涂物品完全与漆液面脱离，常温流平8-12分钟后再放置40-50℃烘房强制干燥1-1.5h即可打包。
[0026]
通过采用上述技术方案，使可浸涂的水性单组份色漆在浸涂使用过程中能够起到良好的抗流挂和消泡作用，并能使被涂物的加工具有较高的生产效率，且相比传统溶剂型涂料，voc排放降低90％以上，减少对环境的污染，降低能耗，是绿色、环保、可持续的涂装方案。
[0027]
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：在巧妙的利用硅酸镁锂复配缔合型增稠剂的同时，结合了高效的有机硅消泡剂复配不稳泡的表面活性剂，既克服了水性漆多相稳泡缺陷，又达到了比较好的抗流挂效果，性能完全可以媲美nc漆的效果。
附图说明
[0028]
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
[0029]
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
[0030]
实施例1：一种可浸涂的水性单组份色漆，各组分及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：步骤一：原料预混，按量称取相应重量份数的水性丙烯酸树脂到塑胶罐子中，上机搅拌中加入相应重量份数为9.5份的去离子水，550rpm搅拌6分钟，后在分别加入相应重量份数的消泡剂和ph调节剂，550rpm搅匀6分钟，得到预混料；步骤二：制备浆料，在预混料中依次加入相应重量份数的成膜助剂a、成膜助剂b、润湿流平剂和缔合型增稠剂，加料时间为7.5min，且中间不断进行搅拌，而搅拌速度为550rpm，投完料用去3.5份的离子水洗净罐壁粘结的粉料，然后在1100pm下高速分散17.5min，得到浆料；步骤三：研磨混合，再采用砂磨机对浆料进行研磨，在研磨后上机搅拌，在搅拌中加入相应重量份数的硅酸镁锂浆，持续搅拌6min，再在搅拌中加入相应重量份数的蜡乳液和剩余重量份数的去离子水，在550rpm搅拌5分钟，得到半成品；步骤四：调试出料，在半成品种加入相应重量份数的色浆，550rpm下搅拌5min，得到可浸涂的水性单组份色漆，存储备用。
[0031]
注：上述步骤中的硅酸镁锂浆由去离子水和硅酸镁锂混合而得，且硅酸镁锂的重量百分比为10％；消泡剂选用为drewplus
tm t-4201e消泡剂；ph调节剂选用为陶氏amp-95；成膜助剂a选用为陶氏dpm，所述成膜助剂b选用陶氏dpnb；润湿流平剂选用tego twin 4100。所述缔合型增稠剂选用tafigel pur 44流变助剂；蜡乳液为keim-aidditec e-360蜡乳液；硅酸镁锂为bentone de。
[0032]
实施例2：一种可浸涂的水性单组份色漆，与实施例1的不同之处在于，通过如下步骤制备获得：步骤一：原料预混，按量称取相应重量份数的水性丙烯酸树脂到塑胶罐子中，上机搅拌中加入相应重量份数为9份的去离子水，500rpm搅拌8分钟，后在分别加入相应重量份数的消泡剂和ph调节剂，500rpm搅匀8分钟，得到预混料；步骤二：制备浆料，在预混料中依次加入相应重量份数的成膜助剂a、成膜助剂b、润湿流平剂和缔合型增稠剂，加料时间为5min，且中间不断进行搅拌，而搅拌速度为600rpm，投完料用去3份的离子水洗净罐壁粘结的粉料，然后在1200rpm下高速分散15min，得到浆料；步骤三：研磨混合，再采用砂磨机对浆料进行研磨，在研磨后上机搅拌，在搅拌中加入相应重量份数的硅酸镁锂浆，持续搅拌4min，再在搅拌中加入相应重量份数的蜡乳液和剩余重量份数的去离子水，在600rpm搅拌4分钟，得到半成品；步骤四：调试出料，在半成品种加入相应重量份数的色浆，600rpm下搅拌4min，得到可浸涂的水性单组份色漆，存储备用。
[0033]
实施例3：一种可浸涂的水性单组份色漆，与实施例1的不同之处在于，通过如下步骤制备获得：
步骤一：原料预混，按量称取相应重量份数的水性丙烯酸树脂到塑胶罐子中，上机搅拌中加入相应重量份数为10份的去离子水，600rpm搅拌4分钟，后在分别加入相应重量份数的消泡剂和ph调节剂，600rpm搅匀4分钟，得到预混料；步骤二：制备浆料，在预混料中依次加入相应重量份数的成膜助剂a、成膜助剂b、润湿流平剂和缔合型增稠剂，加料时间为10min，且中间不断进行搅拌，而搅拌速度为500rpm，投完料用去4份的离子水洗净罐壁粘结的粉料，然后在1200rpm下高速分散15min，得到浆料；步骤三：研磨混合，再采用砂磨机对浆料进行研磨，在研磨后上机搅拌，在搅拌中加入相应重量份数的硅酸镁锂浆，持续搅拌8min，再在搅拌中加入相应重量份数的蜡乳液和剩余重量份数的去离子水，在500rpm搅拌6分钟，得到半成品；步骤四：调试出料，在半成品种加入相应重量份数的色浆，500rpm下搅拌6min，得到可浸涂的水性单组份色漆，存储备用。
[0034]
实施例4-5：一种可浸涂的水性单组份色漆，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
[0035]
表1实施例1-5中各组分及其重量份数5中各组分及其重量份数实施例6：一种可浸涂的水性单组份色漆，与实施例1的不同之处在于，上述步骤中的硅酸镁锂浆由去离子水和硅酸镁锂混合而得，且硅酸镁锂的重量百分比为8％。
[0036]
实施例7：一种可浸涂的水性单组份色漆，与实施例1的不同之处在于，上述步骤中的硅酸镁锂浆由去离子水和硅酸镁锂混合而得，且硅酸镁锂的重量百分比为9％。
[0037]
实施例8：一种可浸涂的水性单组份色漆，与实施例1的不同之处在于，上述步骤中的消泡剂选用为tego foamex 81。
[0038]
实施例9：一种可浸涂的水性单组份色漆，与实施例1的不同之处在于，上述步骤中的消泡剂选用为drewplus
tm t-4201e消泡剂和tego foamex 81按质量比为1：1混合的混合物。
[0039]
对比例1：一种可浸涂的水性单组份色漆，与实施例1的不同之处在于，上述步骤中的硅酸镁锂浆由去离子水和硅酸镁锂混合而得，且硅酸镁锂的重量百分比为7.5％。
[0040]
对比例2：一种可浸涂的水性单组份色漆，与实施例1的不同之处在于，上述步骤中的硅酸镁锂浆由去离子水和硅酸镁锂混合而得，且硅酸镁锂的重量百分比为10.5％。
[0041]
对比例3：一种可浸涂的水性单组份色漆，与实施例1的不同之处在于，步骤二具体设置为：制备浆料，在预混料中依次加入相应重量份数的成膜助剂a、成膜助剂b和润湿流平剂，加料时间为7.5min，且中间不断进行搅拌，而搅拌速度为550rpm，投完料用去3.5份的离子水洗净罐壁粘结的粉料，然后在1100pm下高速分散17.5min，得到浆料。
[0042]
对比例4：一种可浸涂的水性单组份色漆，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为：研磨混合，再采用砂磨机对浆料进行研磨，在研磨后上机搅拌，在搅拌中加入相应重量份数的蜡乳液和剩余重量份数的去离子水，在550rpm搅拌5分钟，得到半成品。
[0043]
对比例5：一种可浸涂的水性单组份色漆，与对比例3的不同之处在于，步骤三具体设置为：研磨混合，再采用砂磨机对浆料进行研磨，在研磨后上机搅拌，在搅拌中加入相应重量份数的蜡乳液和剩余重量份数的去离子水，在550rpm搅拌5分钟，得到半成品。
[0044]
性能测试试验样品：采用实施例1-9中获得的可浸涂的水性单组份色漆作为试验样品1-9，采用对比例1-5中获得的可浸涂的水性单组份色漆作为对照样品1-5。
[0045]
试验方法：选用铝合金镀锌件为被涂物，将被涂物完全浸入到试验样品1-9和对照样品1-5的漆液中，停滞3秒后，以10s/cm的速度匀速将被涂物提出漆液液面，常温流平10分钟后再放置50℃烘房强制干燥1.5h即可打包，得到14个待测样品。检测罐内稳泡性(隔夜无泡)、施工消泡性(1min内消泡、无针眼)、干膜消泡性(无针眼、痱子)、防流挂性(流挂仪膜厚)和热储稳定性(50℃热储状态)，并记录，其中性能评分为0-5分，数字越大表示性能越好。
[0046]
试验结果：试验样品1-9和对照样品1-5的测试结果如表2所示。由表2可知，由试验样品1-5和对照样品1-5的测试结果对比可得，本申请在巧妙的利用硅酸镁锂复配缔合型增稠剂的同时，结合了高效的有机硅消泡剂复配不稳泡的表面活性剂，既克服了水性漆多相稳泡缺陷，又达到了比较好的抗流挂效果，性能完全可以媲美nc漆的效果。由试验样品1和试验样品6-9的测试结果对比可得，本申请公开的硅酸镁锂浆的选择范围和各助剂的选择，均能够得到品质良好的可浸涂的水性单组份色漆。
[0047]
表2试验样品1-9和对照样品1-5的测试结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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