CN111171696A - 一种水性双组分哑光白面漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性双组分哑光白面漆及其制备方法，涉及水性涂料技术领域。其技术要点是：一种水性双组分哑光白面漆，包括甲组分和乙组分，所述甲组分包括如下重量份数的组分：羟基丙烯酸树脂：15‑40份；聚氨酯：15‑40份；胺中和剂：0.3‑0.8份；润湿剂：0.1‑0.5份；消泡剂：0.5‑1份；成膜助剂：2‑6份；增稠剂：0.2‑0.6份；消光剂：0.5‑1份；白浆：25‑30份；蜡助剂：1‑3份防腐剂：0.05‑0.1份；水：5‑10份；所述乙组分包括如下重量份数的组分：HDI：32‑64份；IPDI：20‑60份；PGDA：7‑15份；脱水剂：0.1‑0.5份。通过采用上述配方制备得到的水性双组分哑光白面漆具有可使用时间长、可回收循环使用的优点。
Description
技术领域
本发明涉及水性涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种水性双组分哑光白面漆及其制备方法。
背景技术
目前大型家具企业油改水工艺主要分为以下几类：第一类是以家具后端定制为主的家具企业，基本上是以水性双组份底漆+水性双组份面漆为主要工艺，施工方式主要以隔膜泵喷涂为主；第二类是以板式家具、木门为主的家具企业，工艺常见为UV底漆+水性面漆，施工方式主要以往复式等机械喷涂为主；第三类是以竹制品、松木为主的家具企业，以水性单组份底+水性单组份面漆为常见工艺，施工方式以静电喷涂设备为主。
本发明创造主要为第二类板式家具、木门为主的家具企业提供一个适用往复机喷涂的水性双组分哑光白面漆。目前这类家具企业主要还是以辊涂UV底漆+水性单组分白面漆工艺为主，该工艺的最大问题是单组分面漆的性能无法满足客户需求，主要表面在后期经过高湿天易出现鼓泡、脱层等风险。现有部分企业改用水性双组分面漆，已突破了机械喷涂施工、表面效果等测试。
水性双组分面漆主要是由含-OH的树脂和含-NCO固化剂两部分组成，属于反应型干燥方式，随着时间、温度变化，最终-NCO和-OH反应掉而形成硬化漆膜。从调漆到硬化这段时间被称为活化期，在活化期内，面漆的粘度是不断上升的，当粘度上升到无法喷涂或喷涂效果明显下降阶段称为可使用时间。行业内评定可使用时间是指恒温35℃的漆调配好固化期每隔1h测量其粘度，并观察状态，目前市面上的水性双组分面漆可使用时间在2-3h之间。
往复机喷涂工作原理是工件在传送带上输送至往复机内，高压喷嘴感应工件后开始往复喷涂工作，被喷涂到往复机履带上的漆会在传送到下部时被刮刀刮下来，集中回收再使用。在这个过程中，喷涂雾化在履带上的漆膜里的成膜助剂和水在快速挥发，粘度急剧上升，正在进行加速胶化的过程，而市面上的水性双组分面漆无法像单组分面漆一样进行往复循环回收使用，使得客户的往复机设备无法真正的实现高效喷涂的同时节省水漆的目的。
因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种水性双组分白面漆，其具有可使用时间长、可回收循环使用的优点。
本发明的目的二在于提供一种水性双组分白面漆的制备方法，其具有操作简单、适合大规模生产使用的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种水性双组分哑光白面漆，包括甲组分和乙组分，所述甲组分包括如下重量份数的组分：
羟基丙烯酸树脂：15-40份；
聚氨酯：15-40份；
胺中和剂：0.3-0.8份；
润湿剂：0.1-0.5份；
消泡剂：0.5-1份；
成膜助剂：2-6份；
增稠剂：0.2-0.6份；
消光剂：0.5-1份；
白浆：25-30份；
蜡助剂：1-3份防腐剂：0.05-0.1份；
水：5-10份；
所述乙组分包括如下重量份数的组分：
HDI：32-64份；
IPDI：20-60份；
PGDA：7-15份；
脱水剂：0.1-0.5份。
通过采用上述技术方案，本发明采用可使用时间较长的低羟树脂作为原料并复配聚氨酯树脂进行使用，制得的面漆具有可使用时间长的优点，能够满足回收循环使用的要求。
现有固化剂种类主要以HDI为主，聚醚改性和磺酸盐改性只是相容性和耐性的轻微区别，对可使用时间没有明显改善，本发明采用HDI型固化剂复配IPDI型固化剂使用，相较于市面上常用的PMA、DMM、PDGA、EDGA，本发明复配使用的固化剂的反应活性较低，可使用时间较长。
本发明中配方的核心是遵循简单化，即尽量添加较少量的助剂，以减小对可使用时间的影响，同时得到的涂料粘度较好，漆膜性能优异。
进一步优选为，所述羟基丙烯酸树脂的羟基含量为1.5-3.9％。
通过采用上述技术方案，本发明通过采用不同羟基含量的羟基丙烯酸树脂与聚氨酯树脂复配使用，再与固化剂反应，能够得到各方面性能较为优异的面漆。
进一步优选为，所述成膜助剂为DPM和EDG的组合物，两者用量比为1:1。
通过采用上述技术方案，在水性双组分配方中，助溶剂对可使用时间的影响非常大。水性漆配方中常用的成膜助剂有DPNB、DPM、BCS、PNB、BDG和EDG等，但DPNB和BCS类会加速-NCO与-OH的反应，本发明采用DPM和EDG进行复配使用，并严格控制其用量比，得到的成膜助剂能够较大程度的提升涂料的可使用时间，得到的涂料的粘度稳定性也最好。
进一步优选为，所述消光剂采用气相二氧化硅。
通过采用上述技术方案，在双组分体系中，消光粉对可使用时间的影响也比较大，常用的消光剂有气相二氧化硅、PMMA类有机树脂型、聚甲基脲树脂粉末，而相比于另外两类消光剂，本发明采用气相二氧化硅，其对可使用时间的影响较小，对可使用时间内的体系粘度影响最小，明显优于另两类消光剂。
进一步优选为，所述蜡助剂为微晶蜡乳液、巴西棕榈蜡乳液和聚乙烯蜡乳液中的一种。
通过采用上述技术方案，微晶蜡乳液具有硬度小、韧性好、受力情况下倾向塑性流动、延伸度大、覆盖性好的特点，在使用时无需加热熔融或使用溶剂溶解，而且其成膜均匀、覆盖性好，易于与配方中其他乳液复合使用，更好的用于水性体系，减少了挥发剂有机溶剂的使用；巴西棕榈蜡乳液和聚乙烯蜡乳液用于水性清面漆具有抗酸、抗碱、耐硬水、水溶性强、乳液稳定的特点，任意比例水稀释不分层、不破乳、不结块、保质期长、固含量高、分散性好。
进一步优选为，所述胺中和剂采用AMP-95，润湿剂采用BYK-346，防腐剂采用DOW342。
通过采用上述技术方案，胺中和剂AMP-95气味低、挥发性低，兼具酸碱值调节稳定，促进漆膜光泽展现，提高罐内防腐性能；润湿剂BYK-346具有卓越的润湿分散性能、增强在预分散体系中的乳化效果，有效降低色漆的浮色和发花现象，提高色漆的展色性即稳定性；防腐剂DOW342能够确保涂料不受细菌和藻类的侵害，抑制涂料致腐微生物，防止涂料破乳变质。
进一步优选为，所述消泡剂采用德丰DF-8205，所述增稠剂采用L-1084。
通过采用上述技术方案，德丰DF-8205为一种不含有机硅的复合型消泡剂，抑泡持久性好、分散性好、消泡能力强；增稠剂L-1084能够较好的控制涂料的流动性，提高涂料的贮存稳定性，以及防止涂料在涂刷垂直物体表面时发生流挂现象。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种水性双组分哑光白面漆的制备方法，所述甲组分由如下制备步骤获得：
S1，将相应重量份数的羟基丙烯酸树脂和聚氨酯投入到分散缸中，在400-600rpm转速下分散5-10min；
S2，将相应重量份数的胺中和剂、润湿剂和消泡剂投入到S1步骤中的分散缸中，提高转速至600-800rpm，分散5-10min，再加入成膜助剂和增稠剂，继续分散5-10min；
S3，降低转速至300-400rpm，投入消光剂，提升转速至1000-1200rpm，高速分散30min刮玻璃无缩孔，细度板细度小于30μm；
S4，降低转速至600-800rpm，再依次加入白浆、蜡助剂和防腐剂，分散10-15min，即得；所述乙组分由如下制备步骤获得：
将PGDA和脱水剂混合充分脱水后待用，再加入HDI和IPDI的预混合物，向分散缸内充入氮气，将混合好的固化剂进行出料并立即密封待用。
通过采用上述技术方案，上述制备方法制得的面漆分散性好、成膜性能稳定，面漆可使用时间长，粘度稳定性好，且此制备方法不涉及加热等条件，操作简单，适合大规模生产使用。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用可使用时间较长的低羟树脂作为原料并复配聚氨酯树脂进行使用，制得的面漆具有可使用时间长的优点，能够满足回收循环使用的要求；本发明采用HDI型固化剂复配IPDI型固化剂使用，相较于市面上常用的PMA、DMM、PDGA、EDGA，本发明复配使用的固化剂的反应活性较低，可使用时间较长；
(2)本发明通过采用不同羟基含量的羟基丙烯酸树脂与聚氨酯树脂复配使用，再与固化剂反应，能够得到各方面性能较为优异的面漆；本发明采用DPM和EDG进行复配使用，并严格控制其用量比，得到的成膜助剂能够较大程度的提升涂料的可使用时间，得到的涂料的粘度稳定性也最好；
(3)本发明还提供了一种水性双组分哑光白面漆的制备方法，采用该方法制备的面漆分散性好、成膜性能稳定，面漆可使用时间长，粘度稳定性好，且此制备方法不涉及加热等条件，操作简单，适合大规模生产使用。
附图说明
图1为本发明实施例1中甲组分的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图1和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种水性双组分哑光白面漆，各组分及其相应的重量份数如表1所示，其中甲组分通过如下步骤制备获得：
S1，按表1中相应重量份数，将羟基丙烯酸树脂和聚氨酯投入到分散缸中，在400rpm转速下分散5min；
S2，将相应重量份数的胺中和剂、润湿剂和消泡剂投入到S1步骤中的分散缸中，提高转速至600rpm，分散5min，再加入成膜助剂和增稠剂，继续分散5min；
S3，降低转速至300rpm，投入消光剂，提升转速至1000rpm，高速分散30min刮玻璃无缩孔，细度板细度小于30μm；
S4，降低转速至600rpm，再依次加入白浆、蜡助剂和防腐剂，分散10min，即得。
其中乙组分由如下制备步骤获得：
将PGDA和脱水剂混合充分脱水后待用，再加入HDI和IPDI的预混合物，向分散缸内充入氮气，将混合好的固化剂进行出料并立即密封待用。
使用时，将得到的甲组分与乙组分充分混匀后即可。
其中，羟基丙烯酸树脂的羟基含量为1.5％；
成膜助剂为DPM和EDG的组合物，两者用量比为1:1；
消光剂采用气相二氧化硅；
蜡助剂采用微晶蜡乳液；
胺中和剂采用AMP-95；
润湿剂采用BYK-346；
防腐剂采用DOW342；
消泡剂采用德丰DF-8205；
增稠剂采用L-1084；
脱水剂采用三星化工的BF5。
实施例2-6：一种水性双组分哑光白面漆，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。
表1实施例1-6中各组分及其重量份数
实施例7：一种水性双组分哑光白面漆，与实施例1的不同之处在于，甲组分中的羟基丙烯酸树脂的羟基含量为3.9％。
实施例8：一种水性双组分哑光白面漆，与实施例1的不同之处在于，甲组分中的蜡助剂采用巴西棕榈蜡乳液。
实施例9：一种水性双组分哑光白面漆，与实施例1的不同之处在于，甲组分中的蜡助剂采用聚乙烯蜡乳液。
实施例10：一种水性双组分哑光白面漆，与实施例1的不同之处在于，甲组分由如下制备步骤获得：
S1，按照实施例1中各组分相应重量份数，将羟基丙烯酸树脂和聚氨酯投入到分散缸中，在600rpm转速下分散10min；
S2，将相应重量份数的胺中和剂、润湿剂和消泡剂投入到S1步骤中的分散缸中，提高转速至800rpm，分散10min，再加入成膜助剂和增稠剂，继续分散10min；
S3，降低转速至400rpm，投入消光剂，提升转速至1200rpm，高速分散30min刮玻璃无缩孔，细度板细度小于30μm；
S4，降低转速至800rpm，再依次加入白浆、蜡助剂和防腐剂，分散15min，即得。
对比例1：一种水性双组分哑光白面漆，与实施例1的不同之处在于，甲组分中未加入聚氨酯。
对比例2：一种水性双组分哑光白面漆，与实施例1的不同之处在于，乙组分中未加入IPDI。
对比例3：一种水性双组分哑光白面漆，与实施例1的不同之处在于，乙组分中采用PMA替代IPDI。
对比例4：一种水性双组分哑光白面漆，与实施例1的不同之处在于，乙组分中未加入HDI。
对比例5：一种水性双组分哑光白面漆，与实施例1的不同之处在于，乙组分中采用PMA替代HDI。
性能测试
对实施例1-10和对比例1-5中得到的水性双组分白面漆进行性能测试，将涂料的光泽、初始粘度和回收油的回收粘度和光泽计入表2中。
由表2中测试数据可以看出，实施例1-10的粘度上升都相对较小，而对比例1-10的粘度上升相对较大，其中对比例3和对比例5的粘度上升最大。此外实施例1-10的涂料回收粘度也相对较为稳定，效果最优，对比例2和对比例4的粘度最大且不稳定。
表2性能测试结果
对实施例1-10和对比例1-5中得到的水性双组分白面漆进行性能测试，将涂料的附着力、1周耐水性和回收油的附着力、1周耐水性计入表3中。
由表3中测试数据可以看出，实施例1-10中的涂料在回收利用之后，附着力依然复合标准且为0级，1周耐水性均无异常；对比例1-5的涂料在回收利用之后，其中对比例1和对比例1、3和5中的回收油附着力降低为1级，1周耐水性无异常，而对比例2和4回收油的附着力明显不符合标准要求且1周耐水性出现气泡现象，说明本发明采用低羟树脂作为原料复配聚氨酯树脂进行使用，并采用HDI和IPDI复配使用作为固化剂，得到的水性双组分白面漆具有可使用时间长、可回收循环使用的优点。
表3性能测试结果
| 检测指标 | 附着力 | 1周耐水性 | 回收油附着力 | 回收油1周耐水性 |
| 标准要求 | ≥1级 | 无异常 | ≥1级 | 无异常 |
| 实施例1 | 0级 | 无异常 | 0级 | 无异常 |
| 实施例2 | 0级 | 无异常 | 0级 | 无异常 |
| 实施例3 | 0级 | 无异常 | 0级 | 无异常 |
| 实施例4 | 0级 | 无异常 | 0级 | 无异常 |
| 实施例5 | 0级 | 无异常 | 0级 | 无异常 |
| 实施例6 | 0级 | 无异常 | 0级 | 无异常 |
| 实施例7 | 0级 | 无异常 | 0级 | 无异常 |
| 实施例8 | 0级 | 无异常 | 0级 | 无异常 |
| 实施例9 | 0级 | 无异常 | 0级 | 无异常 |
| 实施例10 | 0级 | 无异常 | 0级 | 无异常 |
| 对比例1 | 0级 | 无异常 | 1级 | 无异常 |
| 对比例2 | 0级 | 无异常 | 2级 | 轻微鼓泡，可恢复 |
| 对比例3 | 0级 | 无异常 | 1级 | 无异常 |
| 对比例4 | 0级 | 无异常 | 2级 | 轻微鼓泡，可恢复 |
| 对比例5 | 0级 | 无异常 | 1级 | 无异常 |
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。
Claims (8)
1.一种水性双组分哑光白面漆，包括甲组分和乙组分，其特征在于，所述甲组分包括如下重量份数的组分：
羟基丙烯酸树脂：15-40份；
聚氨酯：15-40份；
胺中和剂：0.3-0.8份；
润湿剂：0.1-0.5份；
消泡剂：0.5-1份；
成膜助剂：2-6份；
增稠剂：0.2-0.6份；
消光剂：0.5-1份；
白浆：25-30份；
蜡助剂：1-3份
防腐剂：0.05-0.1份；
水：5-10份；
所述乙组分包括如下重量份数的组分：
HDI：32-64份；
IPDI：20-60份；
PGDA：7-15份；
脱水剂：0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的水性双组分哑光白面漆，其特征在于，所述羟基丙烯酸树脂的羟基含量为1.5-3.9%。
3.根据权利要求1所述的水性双组分哑光白面漆，其特征在于，所述成膜助剂为DPM和EDG的组合物，两者用量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的水性双组分哑光白面漆，其特征在于，所述消光剂采用气相二氧化硅。
5.根据权利要求1所述的水性双组分哑光白面漆，其特征在于，所述蜡助剂为微晶蜡乳液、巴西棕榈蜡乳液和聚乙烯蜡乳液中的一种。
6.根据权利要求1所述的水性双组分哑光白面漆，其特征在于，所述胺中和剂采用AMP-95，润湿剂采用BYK-346，防腐剂采用DOW342。
7.根据权利要求1所述的水性双组分哑光白面漆，其特征在于，所述消泡剂采用德丰DF-8205，所述增稠剂采用L-1084。
8.根据权利要求1-7任一所述的水性双组分哑光白面漆的制备方法，其特征在于，所述甲组分由如下制备步骤获得：
S1，将相应重量份数的羟基丙烯酸树脂和聚氨酯投入到分散缸中，在400-600rpm转速下分散5-10min；
S2，将相应重量份数的胺中和剂、润湿剂和消泡剂投入到S1步骤中的分散缸中，提高转速至600-800rpm，分散5-10min，再加入成膜助剂和增稠剂，继续分散5-10min；
S3，降低转速至300-400rpm，投入消光剂，提升转速至1000-1200rpm，高速分散30min刮玻璃无缩孔，细度板细度小于30μm；
S4，降低转速至600-800rpm，再依次加入白浆、蜡助剂和防腐剂，分散10-15min，即得；
所述乙组分由如下制备步骤获得：
将PGDA和脱水剂混合充分脱水后待用，再加入HDI和IPDI的预混合物，向分散缸内充入氮气，将混合好的固化剂进行出料并立即密封待用。
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