一种金属表面用高硬度高光泽环保涂料及其制备工艺的制作方法

[0001]
本发明涉及化学技术领域，具体涉及一种金属表面用高硬度高光泽环保涂料及其制备工艺。


背景技术：

[0002]
水性金属烤漆涂装金属工件内外表面，适用于金属表面的装饰与防护，应用范围日益广泛。但就现有技术而言，金属行业用水性金属烤漆配方一般只使用一种树脂，添加的助剂种类也很少，造成产品性能较低，使用周期也较短，而且环保性不够理想。


技术实现要素：

[0003]
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种金属表面用高硬度高光泽环保涂料及其制备工艺。
[0004]
首先提供一种金属表面用高硬度高光泽环保涂料，由以下成分及其质量份组成：氨基树脂5-7份，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂1-3份，水性丙烯酸树脂19-21份，水性改性丙烯酸树脂12-14份，环氧改性丙烯酸树脂9-11份，水性附着力促进剂1-3份，润湿分散剂1-3份，流平剂1-3份， 底材润湿剂0.2-0.4份，消泡剂0.2-0.4份，润湿剂0.2-0.4份，醇酯十二1-3份，乙二醇丁醚醋酸酯2-4份，二乙二醇丁醚7-9份，乙二醇丁醚28-30份，气相法二氧化硅0.2-0.4份，钛白粉48-50份，二甲基乙醇胺8-12份，去离子水11-13份。
[0005]
上述技术方案可以进一步优化为：一种金属表面用高硬度高光泽环保涂料，由以下成分及其质量份组成：氨基树脂6份，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂2份，水性丙烯酸树脂20份，水性改性丙烯酸树脂13份，环氧改性丙烯酸树脂10份，水性附着力促进剂2份，润湿分散剂2份，流平剂2份， 底材润湿剂0.3份，消泡剂0.3份，润湿剂0.3份，醇酯十二2份，乙二醇丁醚醋酸酯3份，二乙二醇丁醚8份，乙二醇丁醚29份，气相法二氧化硅0.3份，钛白粉49份，二甲基乙醇胺10份，去离子水12份。
[0006]
所述氨基树脂采用cymel325型，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂采用cymel303型，水性丙烯酸树脂采用3ab91w型，水性改性丙烯酸树脂采用3ab92w型，环氧改性丙烯酸树脂采用3aeb95w型，水性附着力促进剂采用wd019型，润湿分散剂采用w600型，流平剂采用sd2730型， 底材润湿剂采用sd3750型，消泡剂采用foamex810型，润湿剂采用tego4100型。
[0007]
接着，提供一种上述金属表面用高硬度高光泽环保涂料的制备工艺，其采用如下步骤：（1）向混合釜中加入水性改性丙烯酸树脂8.5-9.5份；（2）在搅拌状态下向混合釜中加入二甲基乙醇胺2.5-3.5份、润湿分散剂1-3份、消泡剂0.2-0.4份、去离子水11-13份、二乙二醇丁醚7-9份及气相法二氧化硅0.2-0.4份，分散均匀；（3））在搅拌状态下向混合釜中加入钛白粉48-50份，分散均匀；然后将分散后的混合物转入研磨机，研磨至细度小于15微米；再将研磨后的混合物倒回混合釜；
（4）向混合釜中加入水性丙烯酸树脂19-21份、水性改性丙烯酸树脂3.5-4.5份及环氧改性丙烯酸树脂9-11份；（5）在搅拌状态下向混合釜中加入二甲基乙醇胺2.5-3.5份、氨基树脂5-7份、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂1-3份及乙二醇丁醚28-30份，分散均匀；（6）在搅拌状态下向混合釜中加入流平剂1-3份、底材润湿剂0.2-0.4份、润湿剂0.2-0.4份、乙二醇丁醚醋酸酯2-4份、醇酯十二1-3份、水性附着力促进剂1-3份及二甲基乙醇胺3-5份，分散均匀。
[0008]
上述制备工艺可以进一步优化为：一种金属表面用高硬度高光泽环保涂料的制备工艺，其采用如下步骤：（1）向混合釜中加入水性改性丙烯酸树脂9份；（2）在搅拌状态下向混合釜中加入二甲基乙醇胺3份、润湿分散剂2份、消泡剂0.3份、去离子水12份、二乙二醇丁醚8份及气相法二氧化硅0.3份，分散均匀；（3）在搅拌状态下向混合釜中加入钛白粉49份，分散均匀；然后将分散后的混合物转入研磨机，研磨至细度小于15微米；再将研磨后的混合物倒回混合釜；（4）向混合釜中加入水性丙烯酸树脂20份、水性改性丙烯酸树脂4份及环氧改性丙烯酸树脂10份；（5）在搅拌状态下向混合釜中加入二甲基乙醇胺3份、氨基树脂6份、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂2份及乙二醇丁醚29份，分散均匀；（6）在搅拌状态下向混合釜中加入流平剂2份、底材润湿剂03份、润湿剂03份、乙二醇丁醚醋酸酯3份、醇酯十二2份、水性附着力促进剂2份及二甲基乙醇胺4份，分散均匀。
[0009]
所述氨基树脂采用cymel325型，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂采用cymel303型，水性丙烯酸树脂采用3ab91w型，水性改性丙烯酸树脂采用3ab92w型，环氧改性丙烯酸树脂采用3aeb95w型，水性附着力促进剂采用wd019型，润湿分散剂采用w600型，流平剂采用sd2730型， 底材润湿剂采用sd3750型，消泡剂采用foamex810型，润湿剂采用tego4100型。
[0010]
所述步骤（2）搅拌是在每分钟500转速度下至少20分钟。
[0011]
所述步骤（3）搅拌是在每分钟500转速度下至少30分钟。
[0012]
所述步骤（5）搅拌是在每分钟500转速度下至少20分钟。
[0013]
所述步骤（6）搅拌是在每分钟500转速度下至少30分钟。
[0014]
与现有技术相比，本发明主要具有如下有益技术效果：1.本发明主要采用水性丙烯酸树脂、水性改性丙烯酸树脂及环氧改性丙烯酸树脂，并且辅助采用六甲氧基甲基三聚氰胺树脂及氨基树脂。通过多种树脂合理搭配，涂料的基本性能显著提升，尤其是高硬度和高光泽性能异常突出。
[0015]
2.通过水性附着力促进剂、润湿分散剂、流平剂、底材润湿剂等助剂的配合使用及钛白粉的强力作用，涂料的综合性能显著提升，尤其是附着力、耐水性、耐候性、耐老化性等性能得到极大增强，使用周期相应延长。
[0016]
3.采用水性树脂原料，挥发性有机物（voc）含量低，使涂料具有卓越的环保优势。
[0017]
4.工艺合理，操作简便，具有良好的推广应用价值。
具体实施方式
[0018]
下面结合实施例对本发明进行详细描述。
[0019]
实施例1一种金属表面用高硬度高光泽环保涂料，由以下成分及其质量份组成：氨基树脂（cymel325型）5份，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂（cymel303型）1份，水性丙烯酸树脂（3ab91w型）19份，水性改性丙烯酸树脂（3ab92w型）12份，环氧改性丙烯酸树脂（3aeb95w型）9份，水性附着力促进剂（wd019型）1份，润湿分散剂（w600型）1份，流平剂（sd2730型）1份， 底材润湿剂（sd3750型）0.2份，消泡剂（foamex810型）0.2份，润湿剂（tego4100型）0.2份，醇酯十二1份，乙二醇丁醚醋酸酯2份，二乙二醇丁醚7份，乙二醇丁醚28份，气相法二氧化硅0.2份，钛白粉48份，二甲基乙醇胺8份，去离子水11份。
[0020]
实施例2一种金属表面用高硬度高光泽环保涂料，由以下成分及其质量份组成：氨基树脂（cymel325型）6份，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂（cymel303型）2份，水性丙烯酸树脂（3ab91w型）20份，水性改性丙烯酸树脂（3ab92w型）13份，环氧改性丙烯酸树脂（3aeb95w型）10份，水性附着力促进剂2份（wd019型），润湿分散剂（w600型）2份，流平剂（sd2730型）2份， 底材润湿剂（sd3750型）0.3份，消泡剂（foamex810型）0.3份，润湿剂（tego4100型）0.3份，醇酯十二2份，乙二醇丁醚醋酸酯3份，二乙二醇丁醚8份，乙二醇丁醚29份，气相法二氧化硅0.3份，钛白粉49份，二甲基乙醇胺10份，去离子水12份。
[0021]
实施例3一种金属表面用高硬度高光泽环保涂料，由以下成分及其质量份组成：氨基树脂（cymel325型）7份，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂（cymel303型）3份，水性丙烯酸树脂（3ab91w型）21份，水性改性丙烯酸树脂（3ab92w型）14份，环氧改性丙烯酸树脂（3aeb95w型）11份，水性附着力促进剂（wd019型）3份，润湿分散剂（w600型）3份，流平剂（sd2730型）3份， 底材润湿剂（sd3750型）0.4份，消泡剂（foamex810型）0.4份，润湿剂（tego4100型）0.4份，醇酯十二3份，乙二醇丁醚醋酸酯4份，二乙二醇丁醚9份，乙二醇丁醚30份，气相法二氧化硅0.4份，钛白粉50份，二甲基乙醇胺12份，去离子水13份。
[0022]
实施例4一种金属表面用高硬度高光泽环保涂料的制备工艺，其特征在于，采用如下步骤：（1）向混合釜中加入水性改性丙烯酸树脂（3ab92w型）8.5份；（2）在搅拌状态下向混合釜中加入二甲基乙醇胺2.5份、润湿分散剂（w600型）1份、消泡剂（foamex810型）0.2份、去离子水11份、二乙二醇丁醚7份及气相法二氧化硅0.2份，在每分钟500转速度下搅拌20分钟，分散均匀；（3）在搅拌状态下向混合釜中加入钛白粉48份，在每分钟500转速度下搅拌30分钟，分散均匀；然后将分散后的混合物转入研磨机，研磨至细度小于15微米；再将研磨后的混合物倒回混合釜；（4）向混合釜中加入水性丙烯酸树脂（3ab91w型）19份、水性改性丙烯酸树脂（3ab92w型）3.5份及环氧改性丙烯酸树脂（3aeb95w型）9份；（5）在搅拌状态下向混合釜中加入二甲基乙醇胺2.5份、氨基树脂（cymel325型）5份、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂（cymel303型）1份及乙二醇丁醚28份，在每分钟500转速度下搅拌
20分钟，分散均匀；（6）在搅拌状态下向混合釜中加入流平剂（sd2730型）1份、底材润湿剂（sd3750型）0.2份、润湿剂（tego4100型）0.2份、乙二醇丁醚醋酸酯2份、醇酯十二1份、水性附着力促进剂（wd019型）1份及二甲基乙醇胺3份，在每分钟500转速度下搅拌30分钟，分散均匀。
[0023]
实施例5一种金属表面用高硬度高光泽环保涂料的制备工艺，其特征在于，采用如下步骤：（1）向混合釜中加入水性改性丙烯酸树脂（3ab92w型）9份；（2）在搅拌状态下向混合釜中加入二甲基乙醇胺3份、润湿分散剂（w600型）2份、消泡剂（foamex810型）0.3份、去离子水12份、二乙二醇丁醚8份及气相法二氧化硅0.3份，在每分钟500转速度下搅拌25分钟，分散均匀；（3）在搅拌状态下向混合釜中加入钛白粉49份，在每分钟500转速度下搅拌35分钟，分散均匀；然后将分散后的混合物转入研磨机，研磨至细度小于15微米；再将研磨后的混合物倒回混合釜；（4）向混合釜中加入水性丙烯酸树脂（3ab91w型）20份、水性改性丙烯酸树脂（3ab92w型）4份及环氧改性丙烯酸树脂（3aeb95w型）10份；（5）在搅拌状态下向混合釜中加入二甲基乙醇胺3份、氨基树脂（cymel325型）6份、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂（cymel303型）2份及乙二醇丁醚29份，在每分钟500转速度下搅拌25分钟，分散均匀；（6）在搅拌状态下向混合釜中加入流平剂（sd2730型）2份、底材润湿剂（sd3750型）0.3份、润湿剂（tego4100型）0.3份、乙二醇丁醚醋酸酯3份、醇酯十二2份、水性附着力促进剂（wd019型）2份及二甲基乙醇胺4份，在每分钟500转速度下搅拌35分钟，分散均匀。
[0024]
实施例6一种金属表面用高硬度高光泽环保涂料的制备工艺，其特征在于，采用如下步骤：（1）向混合釜中加入水性改性丙烯酸树脂（3ab92w型）9.5份；（2）在搅拌状态下向混合釜中加入二甲基乙醇胺3.5份、润湿分散剂（w600型）3份、消泡剂（foamex810型）0.4份、去离子水13份、二乙二醇丁醚9份及气相法二氧化硅0.4份，在每分钟500转速度下搅拌30分钟，分散均匀；（3）在搅拌状态下向混合釜中加入钛白粉50份，在每分钟500转速度下搅拌40分钟，分散均匀；然后将分散后的混合物转入研磨机，研磨至细度小于15微米；再将研磨后的混合物倒回混合釜；（4）向混合釜中加入水性丙烯酸树脂（3ab91w型）21份、水性改性丙烯酸树脂（3ab92w型）4.5份及环氧改性丙烯酸树脂（3aeb95w型）11份；（5）在搅拌状态下向混合釜中加入二甲基乙醇胺3.5份、氨基树脂（cymel325型）7份、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂（cymel303型）3份及乙二醇丁醚30份，在每分钟500转速度下搅拌30分钟，分散均匀；（6）在搅拌状态下向混合釜中加入流平剂（sd2730型）3份、底材润湿剂（sd3750型）0.4份、润湿剂（tego4100型）0.4份、乙二醇丁醚醋酸酯4份、醇酯十二3份、水性附着力促进剂（wd019型）3份及二甲基乙醇胺5份，在每分钟500转速度下搅拌40分钟，分散均匀。
[0025]
为使本领域技术人员更好地理解本发明，现将本发明涂料的主要成分的基本功能
及其成分间的协调配合作用简介如下：氨基树脂（cymel325型）、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂（cymel303型）、水性丙烯酸树脂（3ab91w型）、水性改性丙烯酸树脂（3ab92w型）及环氧改性丙烯酸树脂（3aeb95w型）的联合作用使涂料具有很高的硬度和光泽，并且具有良好的环保性。氨基树脂（cymel325型）是一种含高亚氨基的甲醚化氨基树脂，无需强酸催化剂便能快速固化。与部分甲醚化树脂相似，氨基树脂（cymel325型）能自聚，因此提高氨基树脂交联剂用量，可以增加漆膜硬度。而cymel325型比其他牌号的自聚性低，可以使硬度和柔韧性平衡，不会造成只硬不柔韧的“脆性”。cymel325型在低温下能快速反应，对烘烤温度不稳定的环境也可以反应并自干，而且低分子量树脂挥发的可能性降低了，因此很适合用于对烘烤废气排放要求较严格的场合。六甲氧基甲基三聚氰胺树脂（cymel303型）的挥发性有机物（voc）含量低，采用柔性主体树脂时固化膜柔韧性高，配方稳定性优异（特别是在ph8-9的水性配方体系中），耐擦伤性和层间附着力优良，户外耐久性优异，耐热性优良。
[0026]
水性附着力促进剂（wd019型）尤其适用于水性漆，提高附着力及韧性。润湿分散剂（w600型）的作用有两个，一个是改变涂料的表面张力和渗透性，可以更好的润湿底材，用来提高涂料的附着力；另一个就是可以对填料和颜料等进行协助分散和协助防尘作用，是很好的防沉降剂。流平剂（sd2730型）能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，能有效降低涂饰液表面张力并提高其流平性和均匀性，可改善涂饰液的渗透性，能减少刷涂时产生斑点和斑痕的可能性，增加覆盖性，使成膜均匀。底材润湿剂（sd3750型）改善涂料的表面张力和渗透性，使其能够更好地润湿底材，从而提高涂料的附着力。关于消泡剂（foamex810型）的作用：涂料在产和使用过程中容易产生气泡,大量稳定的气泡不利于涂料生产的顺利进行，影响涂料涂装时的涂膜效果和性能，这时就需要加入涂料消泡剂来消泡；消泡剂主要有两个作用，一是抑制气泡的产生；二是加速已产生的气泡的破灭。润湿剂（tego4100型）主要有两个作用，第一个作用为润湿底材，增加附着力；第二个作用为对填料和颜料等进行协助分散和协助防尘作用，是很好的防沉降剂。醇酯十二能够加强乳液中各种高分子聚合物粒子和均相乳液中粒子的弹性形变，还能够增强其塑性流动性，对改善乳胶漆的凝结聚合性能具有非常好的效果。醇酯十二还有助于高分子聚合物粒子及其他粒子的溶解，使得各种粒子的表面软化，这些有机聚合物粒子及其它粒子之间受到相同的压力时相对更容易发生形变从而成膜。乙二醇丁醚醋酸酯的作用在于溶解树脂，增加其加工性能，使助剂更好的与树脂混合。二乙二醇丁醚为助溶剂，溶解树脂，降低粘度，有助于改善其加工性能。乙二醇丁醚作为助溶树脂，便于加工树脂。关于气相法二氧化硅的作用。气相法二氧化硅作为流变助剂，在完全非极性液体中，涂料粘度恢复时间短；在极性液体中，涂料粘度恢复时间较长，这取决于气相法二氧化硅的浓度及其分散程度，这一特性赋予油性涂料非常好的储存和施工性能，特别是厚浆形涂料，既能保证涂料在一定的施工剪切力下有良好的流动性，又能保证涂膜的一次施工厚度。通常，在施工过程中，由于涂层边缘的溶剂挥发较快，导致表面张力不均匀，容易使涂料向边缘移动，而二氧化硅网络能够有效的阻止涂料的移动而形成厚边，同时还防止涂料在固化过程中的流挂现象，使涂层均匀；气相法二氧化硅的小粒径和高表面能使其可以吸附在涂料粉体的表面，并在粉体表面形成一个表层，提高粉料的分散性，故可作为分散剂使用；气相法二氧化硅还可以提高涂料的耐候性、抗划伤性，提高涂层与基材之间的结合强度。钛白粉主要增加遮盖力，增强漆膜的机械强度
和附着力，增加耐老化性。二甲基乙醇胺(dmea)是中和剂，丙烯酸和聚酯树脂分子链上的羧基会和dmea反应，中和成盐，从而提高了树脂的水溶性；因为dmea沸点比氨水高很多，在常温下挥发很少，所以用dmea中和的涂料ph一般比较稳定。
[0027]
经过测试，本发明涂料综合性能优异，详情参见表1。
[0028]
表1 本发明涂料性能测试一览表不挥发物含量/%≥50voc含量/（g/l）≤80细度/μm≤20铅笔硬度≥3h附着力/级≤1耐冲击性/（kg.cm）≥50弯曲/mm1耐水性/（168h）不起泡、不起皱、不脱落、允许轻微变色耐候性/（300h）不起泡、不起皱、不脱落、允许轻微变色

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除