CN102690589B - 一种水分散性醇酸调合色漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水分散性醇酸调合色漆及其制备方法，按重量百分含量计，该调合色漆包含以下组分：40%-46%醇酸树脂、2%-6%石油树脂、10%-28%颜填料、0.3%-0.8%消泡剂、0.4%-0.8% 有机粘土、0.3%-0.6%润湿剂、0.5%-1%催干剂、0.1%-0.3%防结皮剂、20%-35%助溶剂和5%-10%有机溶剂。本发明的水分散性醇酸调合色漆气味清新、自然，具有极好的光泽、结合力、柔韧性、耐水性、防腐蚀性及户外耐久性。

Description

一种水分散性醇酸调合色漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种水分散性醇酸调和色漆及其制备方法。

背景技术

醇酸树脂是最重要的涂料用树脂，也是涂料工业中用量最大，使用最早的合成树脂。目前试用的醇酸树脂多为溶剂型树脂，是有机挥发物（VOC）的主要来源。随着人们对环境要求的逐渐提高，各国对涂料中VOC的含量提出了严格的限制。由于水无毒、无味、不燃而且廉价，因此，将水引入涂料中，既可降低生产成本，又可大大降低VOC的含量。

目前将水引入醇酸漆中形成分散体的方法有三种：

1、使传统的醇酸树脂含过量的羧基，并用胺或氨将其中和成盐，得到水稀释性的醇酸树脂；

该途径存在的缺点有：①存在大量有机溶剂；②所使用的三乙基胺现在在涂料行业被限制使用；③邻苯二甲酸的邻位效应导致树脂不耐水解。

2、制备自乳化的醇酸树脂，一种方法是制备具有核壳结构的丙烯酸改性醇酸树脂，将疏水的醇酸树脂部分作为乳胶粒的核，亲水的丙烯酸共聚物部分作为壳，疏水的核被包裹在亲水的壳中间；另一种方法是醇酸树脂与具有反应活性的表面活性剂反应，使表面活性剂接枝到醇酸树脂上面，使醇酸树脂在水中能够乳化，它克服因加入大量乳化剂而引起的硬度和疏水性能的下降；

该种方法存在的缺点有①乳化效率低；②有些树脂要用胺（或氨）等中和剂进行中和；③乳液固含量低。

3、通过外加表面活性剂的方式将溶剂型醇酸树脂转相乳化成醇酸树脂乳液分散体。

第一种与第二种方法通过对醇酸树脂水性化，提高其与水的相容性，工艺复杂，成本大幅度提高，因此在工业化生产中并不适用。第三种方法无疑具有很好的经济效益和社会效益，并且简单易行。

CN 101333405A公开了一种在溶剂型醇酸树脂漆中添加水溶剂的办法，其包括下列步骤： a.按比例选取醇酸树脂,将其加入容器； b.在20～50℃温度、50转/分转速搅拌下加入符合比例的助剂和水，搅拌20～30分钟； c.按比例加入颜料和填料，继续搅拌10～20分钟后，控制温度50℃ 以下进行研磨，达到要求的细度为止； d.按比例加入原醇酸树脂漆和200#汽油，继续搅拌20分钟后，检测包装。

添加水溶剂以后的醇酸树脂漆存在的问题有：（1）水挥发慢，干燥困难；（2）配制比较复杂、对颜料润湿分散难；（3）易引起基体腐蚀、对湿度的影响很大；（4）成膜干性慢，且硬度差，贮存稳定性比较差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服溶剂型醇酸树脂漆加助溶剂以后存在的成膜干性慢、硬度差等问题而提出的一种经济、制备工艺简单的水分散性醇酸调和色漆。

本发明的目的可以采用以下技术的方案实现：

一种水分散性醇酸调合色漆，按重量百分含量计，该调合色漆包含以下组分：40%-46%醇酸树脂、2%-6%石油树脂、10%-28%颜填料、0.3%-0.8%消泡剂、0.4%-0.8% 有机粘土、0.3%-0.6%润湿剂、0.5%-1%催干剂、0.1%-0.3%防结皮剂、20%-35%助溶剂和5%-10%有机溶剂。

上述的醇酸树脂优选为中油度醇酸树脂；上述的石油树脂优选为C9石油树脂，C9石油树脂的加入能显著改善醇酸树脂色漆的光泽、附着力，并显著提高漆膜的硬度。

所述的颜填料包括体质颜料和着色颜料，所述的体质颜料为超细碳酸钙、沉淀硫酸钡及滑石粉中的任意两种或全部；着色颜料选自金红石钛白粉、中铬黄、易散型铁兰、酞菁蓝、酞菁绿、氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、中色素碳黑中的任意一种或几种。

所述的体质颜料和着色颜料的重量比为1~6:1。

所述的助溶剂为水性助剂，所述的水性助剂为专利CN 101230217A公开的一种单组份溶剂型银粉漆的水性助剂，其为江苏冠军涂料实业有限公司研发的一种助剂，由以下重量比配制而成：烷基磺酸钠阴离子表面活性剂1%-2%，水性分散剂0.1%-0.2%，水性防腐剂0.5%-1%，其余为水。这种助溶剂的优点是：①所需原材料易得，便宜；②制备简单；③是环保型产品；④不影响油漆的原有性能。这种助溶剂能显著减少有机溶剂的用量，从而起到减少VOC含量的作用。

所述的有机溶剂为200#汽油、混三甲苯、1500#溶剂油或芳烃溶剂油S-1000#中的任意一种或几种。

所述的有机粘土为160有机膨润土。

所述的消泡剂是BYK141或BYK052，所述的润湿剂为BYK104S，所述的催干剂为V-668。

上述的水分散性醇酸调合色漆，其在于采用以下步骤制备：

（1）先加入醇酸树脂与部分有机溶剂，开动搅拌，再依次加入颜填料、润湿剂、消泡剂、有机粘土搅拌均匀；

（2）将步骤（1）所得混合物吸入砂磨机进行沙磨，直至细度小于35微米；

（3）再在搅拌条件下加入石油树脂、助溶剂、催干剂，并用剩余有机溶剂调节粘度至130-200，搅拌均匀；4-10月份粘度为160-200s、11-3月份130-160s（涂-4杯，25℃）。

（4）加入防结皮剂搅拌均匀后过200目筛。

上述的水分散性醇酸调合色漆的制备方法，其在于包括以下步骤制备：

（1）先加入醇酸树脂与部分有机溶剂，开动搅拌，再依次加入颜填料、润湿剂、消泡剂、有机粘土搅拌均匀；

（2）将步骤（1）所得混合物吸入砂磨机进行沙磨，直至细度小于35微米；

（3）再在搅拌条件下加入石油树脂、助溶剂、催干剂，并用剩余有机溶剂调节粘度至130-200，搅拌均匀；4-10月份粘度为160-200s、11-3月份130-160s（涂-4杯，25℃）。

（4）加入防结皮剂搅拌均匀后过200目筛。

本发明的有益效果：

本发明的水分散性醇酸调合色漆可用于金属底材的保护用漆，该漆可以作为底面合一漆单独使用，也可以与水性面漆或溶剂型面漆配合使用。适用于工业设施、设备和民用产品中金属底材的保护性涂饰。可以漫涂、浸涂，也可以采用常规空气喷涂，高压无空气喷涂等方法施工。具有干燥快、防护性能好等特点，并进一步具有如下优点：（1）采用水性助剂作为助溶剂，挥发性有机物含量低；（2）不易燃烧，有利于安全生产；（3）气味小，低毒，有助于改善施工环境和人身健康；（4）一次浸涂漆膜厚度高；（5）具有极好的结合力、耐水性、防腐蚀性及户外耐久性；（6）具有极好的柔韧性。

将本发明水分散性醇酸调合色漆与溶剂型的醇酸漆进行了各方面的对比，结果如表1所示，可以看出，本发明的水分散性醇酸调合漆气味清新、自然，明显优于溶剂型醇酸漆，游离甲醛及挥发性有机物含量也明显低于溶剂型的醇酸漆，环保性能优越。此外在其他产品性能及漆膜性能方面良好的保持了溶剂型醇酸漆的优点。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步说明，不应被看做是对本发明的限定。

实施例1

先加入42kg中油度醇酸树脂（江苏冠军涂料实业有限公司）与4 kg混三甲苯，开动搅拌（300 rpm），再依次加入6 kg氧化铁黄、3.3kg中铬黄、0.8 kg金红石钛白粉、5 kg超细碳酸钙、5.5 kg 沉淀硫酸钡、0.35 kg BYK104S润湿剂、0.5kg BYK141消泡剂、0.6 kg 160有机膨润土加速搅拌（900 rpm）15 min，至搅拌均匀（锅边沿无粉料附着，锅内无成块积团）；

将所得混合物吸入砂磨机进行沙磨，直至细度小于35微米；

再开动搅拌（300 rpm）加入5 kg C9石油树脂、22 kg 水性助剂（该水性助剂是公开号为CN 101230217A的发明专利实施例1公开的助剂，江苏冠军涂料实业有限公司）、0.86 kg V-668催干剂（江苏省海门市海峰化工助剂有限公司），并加入3.89 kg混三甲苯调节粘度（160-200s（4-10月份）、130-160s（11-3月份））（涂-4杯，25℃），用色浆调色，搅拌30min检测是否搅拌均匀；

加入0.2 kg防结皮剂（上海长风化工厂）搅拌均匀，将所得漆液过200目筛。产品性能检测见表1。

实施例2

先加入44kg中油度醇酸树脂（江苏冠军涂料实业有限公司）与4 kg200#汽油，开动搅拌（300 rpm），再依次加入0.64kg酞菁蓝、0.26kg易散型铁兰、3.5 kg金红石钛白粉、6 kg超细碳酸钙、6.5 kg沉淀硫酸钡、0.35 kg BYK104S润湿剂、0.5kg BYK052消泡剂、0.6kg 160有机膨润土加速搅拌（900 rpm）15 min，至搅拌均匀（锅边沿无粉料附着，锅内无成块积团）；

将所得混合物吸入砂磨机进行沙磨，直至细度小于35微米；

再开动搅拌（300 rpm）加入5 kg C9石油树脂、22.94 kg 水性助剂（该水性助剂是公开号为CN 101230217A的发明专利实施例1公开的助剂，江苏冠军涂料实业有限公司）、0.86 kgV-668催干剂（江苏省海门市海峰化工助剂有限公司），并加入4.65kg 200#汽油调节粘度（160-200（4-10月份）、130-160（11-3月份））（涂-4杯，25℃），用色浆调色，搅拌30 min检测是否搅拌均匀；

加入0.2 kg防结皮剂（上海长风化工厂长风化工）搅拌均匀，将所得漆液过200目筛。产品性能检测见表1。

实施例3

先加入46 kg中油度醇酸树脂（江苏冠军涂料实业有限公司）与4kg芳烃溶剂油S-1000#，开动搅拌（300 rpm），再依次加入4.74 kg中色素碳黑N234、5.5 kg超细碳酸钙、6 kg沉淀硫酸钡、0.35 kg BYK104S润湿剂、0.5kg BYK052消泡剂、0.6 kg 160有机膨润土加速搅拌（900 rpm）15 min，至搅拌均匀（锅边沿无粉料附着，锅内无成块积团）；

将所得混合物吸入砂磨机进行沙磨，直至细度小于35微米；

再开动搅拌（300 rpm）加入5 kg C9石油树脂液、22 kg水性助剂（该水性助剂是公开号为CN 101230217A的发明专利实施例1公开的助剂，江苏冠军涂料实业有限公司）、0.94 kg V-668催干剂（江苏省海门市海峰化工助剂有限公司），并加入4.17 kg芳烃溶剂油S-1000#调节粘度（160-200（4-10月份）、130-160（11-3月份））（涂-4杯，25℃），用色浆调色，搅拌30 min检测是否搅拌均匀；

加入0.2 kg防结皮剂（上海长风化工厂长风化工）搅拌均匀，将所得漆液过200目筛。产品性能检测见表1。

表1 为本发明各实例的检测结果与溶剂型的对比

表1 本发明调合色漆与溶剂型醇酸漆性能对比

Claims (8)

1. 一种水分散性醇酸调合色漆，其特征在于按重量百分含量计，该调合色漆包含以下组分：40%-46%醇酸树脂、2%-6%石油树脂、10%-28%颜填料、0.3%-0.8%消泡剂、0.4%-0.8% 有机粘土、0.3%-0.6%润湿剂、0.5%-1%催干剂、0.1%-0.3%防结皮剂、20%-35%助溶剂和5%-10%有机溶剂；

所述的助溶剂由以下重量比配制而成：烷基磺酸钠阴离子表面活性剂1%-2%，水性分散剂0.1%-0.2%，水性防腐剂0.5%-1%，其余为水。

2.根据权利要求1所述的水分散性醇酸调合色漆，其特征在于所述的颜填料包括体质颜料和着色颜料，所述的体质颜料为超细碳酸钙、沉淀硫酸钡及滑石粉中的任意两种或全部；着色颜料选自金红石钛白粉、中铬黄、易散型铁兰、酞菁蓝、酞菁绿、氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、中色素碳黑中的任意一种或几种。

3.根据权利要求2所述的水分散性醇酸调合色漆，其特征在于所述的体质颜料和着色颜料的重量比为1~6:1。

4.根据权利要求1所述的水分散性醇酸调合色漆，其特征在于所述的醇酸树脂为中油度醇酸树脂；所述的石油树脂为C9石油树脂；所述的有机溶剂为200#汽油、混三甲苯、1500#溶剂油或芳烃溶剂油S-1000#中的任意一种或几种。

5.根据权利要求1所述的水分散性醇酸调合色漆，其特征在于所述的有机粘土为160有机膨润土。

6.根据权利要求1所述的水分散性醇酸调合色漆，其特征在于所述的消泡剂是BYK141或BYK052，所述的润湿剂为BYK104S，所述的催干剂为V-668。

7.根据权利要求1所述的水分散性醇酸调合色漆，其特征在于采用以下步骤制备：

（1）先加入醇酸树脂与部分有机溶剂，开动搅拌，再依次加入颜填料、润湿剂、消泡剂、有机粘土搅拌均匀；

（2）将步骤（1）所得混合物吸入砂磨机进行沙磨，直至细度小于35微米；

（3）再在搅拌条件下加入石油树脂、助溶剂、催干剂，并用剩余有机溶剂调节粘度至130-200，搅拌均匀；

（4）加入防结皮剂搅拌均匀后过200目筛。

8.权利要求1所述的水分散性醇酸调合色漆的制备方法，其特征在于包括以下步骤制备：

（1）先加入醇酸树脂与部分有机溶剂，开动搅拌，再依次加入颜填料、润湿剂、消泡剂、有机粘土搅拌均匀；

（2）将步骤（1）所得混合物吸入砂磨机进行沙磨，直至细度小于35微米；

（3）再在搅拌条件下加入石油树脂、助溶剂、催干剂，并用剩余有机溶剂调节粘度至130-200，搅拌均匀；

（4）加入防结皮剂搅拌均匀后过200目筛。