一种用于塑胶基材的导电水性白底漆及其制备方法与流程

本发明涉及汽车内外饰涂料技术领域，具体涉及一种用于塑胶基材的导电水性白底漆及其制备方法。

背景技术：

目前，随着市场对汽车需求越来越大，相关的生产商越来越多，对汽车涂料要求越来越高，竞争愈加激烈。在众多产品中，如何使自己的产品吸引客户并保持持续的关注力和信任力，是所有产商一直在思考的问题。

随着我国对环保力度的逐渐加强，低voc必将成为与环保挂钩的代名词，在如今品种繁多，自主选择性很高的消费时代，用各种花哨的噱头，劲爆的卖点充斥于市售的产品往往能在短时间内吸引消费者，但不能长久。持续提升产品自身品质，尤其是与客户体验性相关的性能品质是吸引和保持客户的最长效的经营策略。

随着油性涂料对环境污染越来越严重，油转水是必然的发展趋势，塑胶材质在当下，价格便宜，有些性能方面还要优于金属材质，所以在各领域应用越来越多，越来越广；但同时在塑胶材质上，工艺要求越来越高，大多数在塑胶材质上应用的都是油性涂料，存在环境污染大、施工过程繁琐的问题，对于需要静电喷涂的塑胶很多油性都不能满足，涂料制造厂商往往投入大量成本，改善涂料满足施工要求，导致成品成本高，降低了产品的竞争力。因塑胶材质的不导电，让涂料施工只能使用传统的涂装方式空气喷涂，有效利用率仅为40％，造成大量浪费和效率下降。而先打一层该导电底漆后，可用静电旋杯喷涂方式，有效利用率可达到70-80％，节约了涂料及减少了污染排放。

导电涂料是涂覆在非导电底材上，涂层本身具有一定的传导电流和消散电荷能力的涂料，按其导电类型可分为电阻涂料、电波屏蔽涂料、电波吸收涂料、发热涂料、防静电涂料、电场缓和涂料等。导电涂料的应用目的不同，所需的导电能力也不同。本产品为电阻涂料。

发明专利cn101812260b公开了一种多功能水性白底漆，包括以下重量百分比组分：水7～10％，消泡剂0.1～0.3％，润湿剂0.3～0.8％，分散剂0.5～1.0％，钛白粉10～16％，滑石粉8～12％，碳酸钙10～15％，丙烯酸乳液a35～45％，丙烯酸乳液b5～10％，成膜助剂a2～4％，成膜助剂b3～5％，杀菌剂0.05～0.1％，增稠剂0.3～0.5％，ph调节剂0.1～0.2％；其中，丙烯酸乳液a为苯丙乳液，丙烯酸乳液b为含功能性单体的纯丙乳液，成膜助剂a为二丙二醇单丁醚，成膜助剂b为二丙二醇单甲醚。该发明提供的多功能水性白底漆，既能施工于各种木制品底材，又能施工于多种塑胶底材，同时还能应用于铜片，打破了功能单一化水性白底漆的局面，并且性能符合水性木器白底以及水性塑胶白底需要的各种要求。该发明不具备导电特性，后面涂料施工使用的利用率不高。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于塑胶基材的导电水性白底漆及其制备方法，成本较低，在对塑胶基材有良好附着力的同时，兼具导电性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于塑胶基材的导电水性白底漆，包括a组分和b组分，其中，a组分包括以下重量份组分：钛白粉20～25份，消泡剂a0.1～0.3份，分散剂1～3份，去离子水15～30份，水性丙烯酸树脂40～50份，流平剂0.3～0.8份，消光粉1～2份，消泡剂b0.2～0.5份，慢干剂3～5份，中和剂0.1～0.3份，增稠剂0.5～1份；b组分包括以下重量份组分：水性固化剂75～85份，溶剂15～25份。

a组分中所述的钛白粉包括yipaqueft-3000，所述的消泡剂a包括elementisdaprodf1181，消泡剂b包括elementisdaprodf661。a组分中所添加的钛白粉为导电钛白粉(导电二氧化钛)，是以钛白粉为基质，采用纳米技术，通过表面处理、半导体掺杂处理，使其基质表面形成导电性氧化层,从而制得一类新型电子导电功能性半导体颜(填)料。yipaqueft-3000由于其特殊的针状结构，比球状产品拥有着更理想的导电性和其他性能，并可增加涂膜材料的强度，即使在潮湿的条件下，它也表现出了杰出的化学和物理稳定性。在强分散条件下，ft-3000产品的针状结构比其他针状产品(例如钛酸氢氧化钾)有更好的导电性，且ft-3000产品的白色色相比其他产品更容易调色。

所述的a组分和b组分重量比为8～12:1。

进一步地，a组分中所述的水性丙烯酸树脂为含有羟基的水性二液固化型丙烯酸树脂，与dnw5500结合使用，可以得到尤其是对塑胶材质具有优秀的附着力的固化涂膜。

a组分中所述的水性丙烯酸树脂通过以下步骤制得：

(1)向反应釜内加入甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯，混合完成后将温度升高；

(2)然后再向反应釜内加入甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-β-羟丙酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、巰基乙醇、偶氮二异丁腈、正丁醇、乙醇，继续反应，然后降温；

(3)在充分搅拌下加入二甲基乙醇胺，再在高剪切下加入去离子水，最终得到水性丙烯酸树脂。

进一步地，所述的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-β-羟丙酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、巰基乙醇、偶氮二异丁腈、正丁醇、乙醇、二甲基乙醇胺、去离子水的质量比为15:16:12:28:8:8:10:3:1:1.4:19:7:10.6:61。

步骤(1)中所述的混合完成后将温度升高至105～115℃；

步骤(2)中所述的继续反应时间为8～16h，所述的降温至55～65℃；

步骤(3)中所述的充分搅拌时的转速为300～500rpm，高剪切时的转速为800～1000rpm。

b组分中所述的水性固化剂包括亲水性脂肪族聚异氰酸酯dnw5500，所述的溶剂包括dowanolpma。

b组分中所述的水性固化剂的-nco含量为20～25wt％，粘度为1500～3500mpa·s。

a组分中所述的分散剂包括nuospersew-30；

所述的流平剂包括有机硅类流平剂byk-370；

所述的消光粉包括东曹e-1011；

所述的慢干剂包括dowanoldpnb或dowanoldpm；

所述的中和剂包括elementisdeuaddma-95；

所述的增稠剂包括elementisrheolate150。

本发明添加的各类助剂，如分散剂nuospersew-30，对环境无污染，对水性涂料体系的颜料分散有理想的效果，可稳定避免结块，可提高颜料含量。

上述用于塑胶基材的导电水性白底漆的制备方法，包括以下步骤：

(1)a组分备料：按重量份称取钛白粉20～25份，消泡剂a0.1～0.3份，分散剂1～3份，去离子水15～30份，水性丙烯酸树脂40～50份，流平剂0.3～0.8份，消光粉1～2份，消泡剂b0.2～0.5份，慢干剂3～5份，中和剂0.1～0.3份，增稠剂0.5～1份；

(2)a组分制备：在低速搅拌状态下依次将钛白粉、消泡剂a、分散剂、一部分去离子水加入至反应器中，研磨至10um以下，再加入水性丙烯酸树脂、消泡剂b、流平剂、消光粉、慢干剂和剩余部分去离子水，然后在高速搅拌状态下搅拌一段时间，再在中速搅拌状态下将增稠剂和中和剂加入，并搅拌一段时间，得到a组分；

(3)b组分备料：按重量份称取水性固化剂75～85份，溶剂15～25份；

(4)b组分制备：在低速搅拌状态下将水性固化剂和溶剂加入至反应器中，然后在高速搅拌状态下搅拌一段时间，得到b组分；

(5)使用时，按重量比，将a组分和b组分混合，之后加热，得到用于塑胶基材的导电水性白底漆。

进一步地，步骤(2)中所述的低速搅拌状态的搅拌转速为300～600rpm，所述的高速搅拌状态的搅拌转速为1000～1200rpm，时间为15～20min，所述的中速搅拌状态的搅拌转速为500～700rpm，时间为10～15min；

步骤(4)所述的低速搅拌状态的搅拌转速为300～500rpm，高速搅拌状态的搅拌转速为800～1000rpm，时间为10～15min；

步骤(5)所述的加热的温度为75～85℃，时间为3～5h。

本发明选用的钛白粉、树脂和助剂有良好的相容性，在充分混合搅拌均匀后，使其在80±5℃烘烤60min后具备良好的表面干燥性，随着放置或烘烤时间的增加，其耐化性和物理性能得到提升，针对导电性、耐水性、耐酒精性、打磨性等方面性能优异。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、导电性能好，特殊的钛白粉结构可以提升涂料的导电性能，同时在塑胶材质上比其他导电涂料，减少产生的静电效果，在施工方面提供了更多的便利；

2、对塑胶附着力良好，成膜过程中形成牢固的化学键，长期使用喷涂后的塑胶不会造成漆膜脱落问题；

3、耐化和物理性能优异，可以适用于对涂料要求高的塑胶件上，应用更为广泛；

4、制备方法简单，环保且成本低，易于操作。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种用于塑胶基材的导电水性白底漆的制备，具体包括以下步骤：

组分的称取：

a组份制备：

(1)向釜内加入7.5份甲基丙烯酸甲酯和8份丙烯酸丁酯，混合完成后将温度升高；然后再向反应釜内加入6份甲基丙烯酸丁酯、14份丙烯酸-β-羟丙酯、4份苯乙烯、4份丙烯腈、5份甲基丙烯酸、1.5份甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.5份巰基乙醇、0.7份偶氮二异丁腈、9.5份正丁醇、3.5份乙醇，继续反应，然后降温；在充分搅拌下加入5.3份二甲基乙醇胺，再在高剪切下加入30.5份去离子水，最终得到水性丙烯酸树脂；

(2)根据分散出量计算好a各个物料所需加量，在低速搅拌状态下依次将钛白粉、消泡剂a、分散剂、一部分去离子水加入至反应器中，研磨至10um以下，再加入水性丙烯酸树脂、消泡剂b、流平剂、消光粉、慢干剂和剩余部分去离子水，之后在1000-1200rpm的转速下搅拌15-20min，静置一段时间加入增稠剂和胺中和剂调整粘度，在500-700rpm的转速下搅拌10-15min便可以得到a组份。

b组份制备：

根据分散量计算好b组份各个物料所需加量，在300-400rpm的搅拌机转速下依次将水性固化剂、溶剂加入至容器中，之后在800-1000rpm的转速下搅拌10-15min便可以得到b组份。

固化过程：

将制备的a组份和b组份按质量配比a:b＝10:1混合，用少量去离子水开稀到喷涂粘度后用喷枪均匀涂装在塑胶素材上，之后置于80℃烤箱中烘烤4h，得到导电水性白底漆膜。

对本实施例制得的漆膜进行性能测试，结果如下表所示：

可知本发明制得的用于塑胶基材的导电水性白底漆导电性能好，附着力强，耐水性进而抗蒸汽喷射性好，柔韧性高。

实施例2

一种用于塑胶基材的导电水性白底漆，其制备步骤如下：

(1)水性丙烯酸树脂制备：向反应釜内加入7.5份甲基丙烯酸甲酯和8份丙烯酸丁酯，混合完成后将温度升高至115℃；然后再向反应釜内加入6份甲基丙烯酸丁酯、14份丙烯酸-β-羟丙酯、4份苯乙烯、4份丙烯腈、5份甲基丙烯酸、1.5份甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.5份巰基乙醇、0.7份偶氮二异丁腈、9.5份正丁醇、3.5份乙醇，继续反应8h，然后降温至65℃；在300rpm转速下充分搅拌，加入5.3份二甲基乙醇胺，再在1000rpm高剪切下加入30.5份去离子水，最终得到水性丙烯酸树脂；

(2)a组分备料：按重量份称取yipaqueft-300020份，elementisdaprodf11810.3份，nuospersew-303份，去离子水30份，水性丙烯酸树脂50份，byk-3700.3份，东曹e-10112份，elementisdaprodf6610.2份，dowanoldpm4份，elementisdeuaddma-950.1份，elementisrheolate1500.5份；

(3)a组分制备：在600rpm低速搅拌状态下依次将yipaqueft-3000、daprodf1181、nuospersew-30、15份去离子水加入至反应器中，研磨至10um以下，再加入水性丙烯酸树脂、daprodf661、byk-370、东曹e-1011、dowanoldpm和15份去离子水，然后在1200rpm高速搅拌状态下搅拌15min，再在700rpm中速搅拌状态下将elementisrheolate和elementisdeuaddma-95加入，并搅拌10min，得到a组分；

(4)b组分备料：按重量份称取dnw550075份，dowanolpma15份；

(5)b组分制备：在500rpm低速搅拌状态下将dnw5500和dowanolpma加入至反应器中，然后在1000rpm高速搅拌状态下搅拌10min，得到b组分；

按重量比8:1，将a组分和b组分混合，用少量去离子水开稀到喷涂粘度后用喷枪均匀涂装在塑胶素材上，之后置于85℃烤箱中烘烤3h，得到用于塑胶基材的导电水性白底漆膜。

实施例3

一种用于塑胶基材的导电水性白底漆，其制备步骤如下：

(1)水性丙烯酸树脂制备：向反应釜内加入7.5份甲基丙烯酸甲酯和8份丙烯酸丁酯，混合完成后将温度升高至110℃；然后再向反应釜内加入6份甲基丙烯酸丁酯、14份丙烯酸-β-羟丙酯、4份苯乙烯、4份丙烯腈、5份甲基丙烯酸、1.5份甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.5份巰基乙醇、0.7份偶氮二异丁腈、9.5份正丁醇、3.5份乙醇，继续反应12h，然后降温至60℃；在400rpm转速下充分搅拌，加入5.3份二甲基乙醇胺，再在900rpm高剪切下加入30.5份去离子水，最终得到水性丙烯酸树脂；

(2)a组分备料：按重量份称取yipaqueft-300025份，elementisdaprodf11810.2份，nuospersew-302份，去离子水35份，水性丙烯酸树脂40份，byk-3700.8份，东曹e-10111.5份，elementisdaprodf6610.5份，dowanoldpm5份，elementisdeuaddma-950.3份，elementisrheolate1500.8份；

(3)a组分制备：在400rpm低速搅拌状态下依次将yipaqueft-3000、daprodf1181、nuospersew-30、10份去离子水加入至反应器中，研磨至10um以下，再加入水性丙烯酸树脂、daprodf661、byk-370、东曹e-1011、dowanoldpm和25份去离子水，然后在1100rpm高速搅拌状态下搅拌17min，再在600rpm中速搅拌状态下将elementisrheolate和elementisdeuaddma-95加入，并搅拌12min，得到a组分；

(4)b组分备料：按重量份称取dnw550085份，dowanolpma25份；

(5)b组分制备：在400rpm低速搅拌状态下将dnw5500和dowanolpma加入至反应器中，然后在900rpm高速搅拌状态下搅拌12min，得到b组分；

按重量比12:1，将a组分和b组分混合，用少量去离子水开稀到喷涂粘度后用喷枪均匀涂装在塑胶素材上，之后置于75℃烤箱中烘烤5h，得到用于塑胶基材的导电水性白底漆膜。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

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