CN114316728A

CN114316728A - 一种快干型水性涂层体系

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Publication number: CN114316728A
Application number: CN202011046670.9A
Authority: CN
Inventors: 王雪三; 杨玉涛; 张楠; 金贤君; 陈浦
Original assignee: Nippon Paint Industrial Coatings Shanghai Co ltd
Current assignee: Nippon Paint Industrial Coatings Shanghai Co ltd
Priority date: 2020-09-29
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2040-09-29
Also published as: CN114316728B

Abstract

本发明公开了一种快干型水性涂层体系，包括至少一层第一涂层和至少一层第二涂层，其特征在于，所述第一涂层由第一涂料组合物形成，所述第二涂层由第二涂料组合物形成；其中，所述第一涂料组合物包括：可交联组分(A)与胺类固化剂；所述第二涂料组合物包括：可交联组分(B)与聚异氰酸酯固化剂；所述可交联组分(A)包括：水性环氧树脂分散体，所述水性环氧树脂分散体的环氧值为450～550mol/100克，PH值为7.5～8.5，固体份为50～55％，粒径在0.8～1.0μm；并且，所述可交联组分(B)包括：水性羟基丙烯酸树脂分散体，所述水性羟基丙烯酸树脂分散体的羟值为100～140mgKOH/g，PH值为6.5～7.5，固体份酸值为18～25mgKOH/g，数均分子量为5000～10000，粒径为100～180nm。

Description

一种快干型水性涂层体系

技术领域

本发明涉及涂料领域。更具体地，涉及一种快干型水性环氧涂层与水性聚氨酯涂层体系及其制备方法。

背景技术

近年来，我国政府为加快涂料产业的优化和环境保护的步伐，倡导各涂料供应商进行涂料产品的转型升级、保持可持续发展。同时，国家也对涂料生产和消费企业进行政策的引导。按照国家的规定，对于施工状态下的挥发性有机物(VOC)含量高于420g/L(含)的涂料厂商征收消费税，对涂料使用厂商征收VOC排放税，加快了企业对VOC污染源头的控制与环保涂料的发展与应用。在国家环保政策的驱动下，涂料在钢结构、商乘车辆、工程机械、轨道交通、木器等领域的应用正在进行从油性向水性应用转变和发展。

双组份环氧涂料通常是环氧与胺进行化学交联成三维网状结构。环氧-胺交联结构中含有柔软的醚键和刚性的苯基赋予漆膜优异的韧性，环氧基团与胺基可与金属表面形成强的相互作用。此种结构特点赋予环氧涂料在金属表面优异的附着力和防腐性能，同时在耐化学品和耐油性、尤其耐碱性等方面表现突出。双组份聚氨酯涂料通常是羟基丙烯酸与异氰酸酯固化剂形成交联结构。聚氨酯分子链上含强极性的氨基甲酸酯基团使得其具有高的内聚能，分子链间以氢键形式构成硬段微相区。同时，聚氨酯分子链中含弱极性的柔性链段易聚集形成软相区。聚氨酯此种独特“硬-软”微相结构特点，使得其涂层具有良好的附着力、外观、耐化学品、硬度，且耐磨性与耐候性优异。

目前环氧涂层与聚氨酯涂层体系具有良好的防腐、耐候、外观、耐化学品等特性，可应用在钢结构、商乘车辆、工程机械、轨道交通等领域。传统的溶剂型环氧涂层与聚氨酯涂层在制造、施工、干燥、固化、成膜过程中，向空气中散发大量的VOC，对人类生态环境造成了严重的污染和威胁。因此，水性环氧与水性聚氨酯涂料越来越受到人们的青睐。随着环保政策的推动与涂料消费者对环保意识程度提高，水性环氧与水性聚氨酯涂层体系在工程机械及轨道交通与地铁会得到广泛的推广与应用。相比于油性体系，水性体系在施工应用方面存在干燥速度慢，聚氨酯涂层与环氧涂层体系配套时环氧涂层需要烘烤致使能耗高、生产节奏慢、聚氨酯涂层高厚膜易爆泡等问题，很大程度上限制了水性环氧与水性聚氨酯涂层体系的推广与使用。

鉴于此，需要提供一种快干型水性环氧涂层与水性聚氨酯涂层体系及其制备方法，此涂层体系，环氧涂层干燥速度快，无需烘烤即可喷涂聚氨酯涂层，降低水性漆能耗和提高生产效率。聚氨酯涂层具有良好的爆泡膜厚、满足正常的工业生产要求。同时，环氧涂层搭配聚氨酯涂层具有良好的防腐性能、耐化学品、耐水性、耐候性，可应用在钢结构、商乘车辆、工程机械等工业防护领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快干型涂层体系，包括一水性环氧涂层与一水性聚氨酯涂层，以解决水性漆在施工应用方面存在干燥速度慢，聚氨酯与环氧涂层配套时环氧涂层需要烘烤致使高能耗与低生产效率、聚氨酯涂层高厚膜易爆泡等问题。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种快干型涂层体系，包括至少一层第一涂层和至少一层第二涂层；所述第一涂层由第一涂料组合物形成，所述第二涂层由第二涂料组合物形成；其中，所述第一涂料组合物包括：可交联组分(A)与胺类固化剂；所述第二涂料组合物包括：可交联组分(B)与聚异氰酸酯固化剂；

所述可交联组分(A)包括：水性环氧树脂分散体，所述水性环氧树脂分散体的环氧值为450～550mol/100克，PH值为7.5～8.5，固体份为50～55％，粒径在0.8～1.0μm；并且，

所述可交联组分(B)包括：水性羟基丙烯酸树脂分散体，所述水性羟基丙烯酸树脂分散体的羟值为100～140mgKOH/g，pH值为6.5～7.5，固体份酸值为18～25mgKOH/g，数均分子量为5000～10000，粒径为100～180nm。

在一些实施例中，所述可交联组分(A)与所述胺类固化剂的质量比为100:(10～20)。

在一些实施例中，所述胺类固化剂中的活泼氢当量(AHEW)与所述可交联组分(A)中的环氧值当量(EEW)比例为(0.8～1):1。

在一些实施例中，所述水性环氧树脂分散体为通过固体环氧树脂与聚醚共聚，得到分子量分布均一、链段带有可亲水性基团的聚合物，再进一步乳化，得到的具有核壳结构的水性环氧乳液。

在一些实施例中，所述水性环氧树脂分散体选自洪汇新材材料科技股份有限公司的水性环氧乳液XS0402、亨斯曼化工有限公司的型号为PZ3961-1水性环氧乳液、湛新树脂(中国)有限公司的型号为EP387W水性环氧乳液中的一种或几种的混合。

在一些实施例中，所述胺类固化剂为40-60wt％水性环氧胺类固化剂。

在一些实施例中，所述水性环氧固化剂为改性脂环族聚胺加成物的水溶液。

在一些实施例中，所述水性环氧胺类固化剂选自洪汇新材材料科技股份有限公司的XS0608C、亨斯曼有限公司的Aradur 38-1、湛新树脂(中国)有限公司的BECKOPOXTMEH613w/80WA的一种或几种的混合。

在本申请中，所述水性环氧胺类固化剂是高粘度的聚合物，单独用于水性环氧涂料组合物(即所述第一涂料组合物)中会造成可交联组分(A)与固化剂的混溶性差，从而影响交联密度。因此，在本申请中，采用纯水开稀的方式，有效解决了所述可交联组分(A)与所述水性环氧胺类固化剂的混合相容性问题，使得获得的水性环氧涂料组合物(即所述第一涂料组合物)具有良好的施工应用性，在室温干燥下均能形成三维的高分子材料涂层。

在一些实施例中，所述聚异氰酸酯固化剂的NCO基团与所述可交联组分(B)的OH基团的比例为(1～1.5):1。

在一些实施例中，所述水性羟基丙烯酸树脂分散体包括水性羟基丙烯酸树脂A，所述水性羟基丙烯酸树脂A通过丙烯酸酯类单体和乙烯基类单体的自由基共聚，得到分子量分布均一、链段带有可参与固化交联的活性基团的聚合物，再进一步乳化，得具有核壳结构的水性羟基丙烯酸树脂A。

在一些实施例中，所述水性羟基丙烯酸树脂A选自科思创聚合物(中国)有限公司的型号为Bayhydrol A 2601的水性羟基丙烯酸树脂、科思创聚合物(中国)有限公司的型号为Bayhydrol A 145的水性羟基丙烯酸树脂、科思创聚合物(中国)有限公司的型号为Bayhydrol A 2542的水性羟基丙烯酸树脂、湛新树脂(中国)有限公司的型号为

6511的水性羟基丙烯酸树脂、烟台万华的型号为Antkote2035的水性羟基丙烯酸树脂中的一种或几种的混合。

在一些实施例中，所述水性羟基丙烯酸树脂分散体还包括水性羟基丙烯酸树脂B，所述水性羟基丙烯酸树脂B选自科思创聚合物(中国)有限公司的型号为Bayhydrol A 2601的水性羟基丙烯酸树脂、科思创聚合物(中国)有限公司的型号为Bayhydrol A 145的水性羟基丙烯酸树脂、科思创聚合物(中国)有限公司的型号为Bayhydrol A 2542的水性羟基丙烯酸树脂、湛新树脂(中国)有限公司的型号为

6511的水性羟基丙烯酸树脂、烟台万华的型号为Antkote 2035的水性羟基丙烯酸树脂中的一种或几种的混合。

在一些实施例中，所述水性羟基丙烯酸树脂A与所述水性羟基丙烯酸树脂B的质量比为(2～5):1。

在一些实施例中，所述可交联组分(A)还包括防锈颜料，所述防锈颜料选自复合杂化磷酸盐类防锈颜料，复合钼酸盐类防锈颜料中的至少一种。

在一些实施例中，所述可交联组分(A)还包括助溶剂，所述助溶剂选自丙二醇甲醚、丙二醇苯醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇已醚、二乙二醇二乙醚、丙二醇二乙酸酯、二乙二醇二丁醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单丁醚溶剂中的至少一种或多种混合。

在一些实施例中，所述可交联组分(B)还包括成膜溶剂，所述成膜溶剂选自乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇已醚、二乙二醇二乙醚、丙二醇二乙酸酯、二乙二醇二丁醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单丁醚溶剂中的至少一种或多种混合。

在一些实施例中，所述可交联组分(A)或所述可交联组分(B)中的至少一者还包括填料，所述填料选自滑石粉、长石粉、重晶石粉、沉淀硫酸钡、云母粉中的至少一种。

在一些实施例中，所述可交联组分(A)或所述可交联组分(B)中的至少一者还包括颜料，所述颜料选自钛白、炭黑、有机颜料中的至少一种。

在一些实施例中，所述可交联组分(A)或所述可交联组分(B)中的至少一者还包括助剂，所述助剂选自分散剂、消泡剂、底材润湿剂、流变助剂中的至少一种。

在一些实施例中，所述可交联组分(B)还包括功能性助剂。所述功能性助剂为紫外光吸收剂或位阻胺光稳定剂中的至少一种。

在一些优选实施例中，本申请提供一种快干型涂层体系，包括至少一层第一涂层和至少一层第二涂层；所述第一涂层由第一涂料组合物形成，所述第二涂层由第二涂料组合物形成；其中，

所述第一涂料组合物包括：可交联组分(A)与胺类固化剂；

所述可交联组分(A)包括以下重量份的组分(以所述可交联组分(A)的总重量份为100份计)：

所述胺类固化剂包括以下重量份的组分(以所述胺类固化剂的总重量份为100份计)：

水性环氧胺类固化剂 40-60份；

去离子水 45-60份；

水性环氧树脂分散体，所述水性环氧树脂分散体的环氧值为450～550mol/100克，PH值为7.5～8.5，固体份为50～55％，粒径在0.8～1.0μm；并且，

所述可交联组分(A)与所述胺类固化剂的质量比为100:(10～20)；

所述第二涂料组合物包括：可交联组分(B)与聚异氰酸酯固化剂；

所述可交联组分(B)包括以下重量份的组分(以所述可交联组分(B)的总重量份为100份计)：

所述水性羟基丙烯酸树脂分散体的羟值为100～140mgKOH/g，pH值为6.5～7.5，固体份酸值为18～25mgKOH/g，数均分子量为5000～10000，粒径为100～180nm；并且，

所述可交联组分(B)与聚异氰酸酯固化剂的质量比为100:(15～30)。

在一些实施例中，以可交联组分(A)的总重量份为100份计，所述可交联组分(A)包含的所述助剂中包括以下重量份的组分：

在一些实施例中，以所述可交联组分(B)的总重量份为100份计，所述可交联组分(B)包含的所述助剂中包括以下重量份的组分：

本发明的有益效果如下：

本发明提供的快干型水性环氧涂层与水性聚氨酯涂层体系，具有良好的施工操作性与最终涂膜性能。水性环氧涂层干燥速度快，无需烘烤即可喷涂聚氨酯涂层，降低烘烤能耗和提高生产效率。聚氨酯涂层具有良好的爆泡膜厚、适合工业生产。同时，环氧涂层搭配聚氨酯涂层具有良好的防腐性能、耐化学品、耐水性、耐候性，可应用在钢结构、商乘车辆、工程机械等工业防护领域。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

根据本发明的一个具体实施方式，提供一种快干型涂层体系，包括至少一层水性环氧涂层(第一涂层)与至少一层水性聚氨酯涂层(第二涂层)。

在本实施例中，所述第一涂层，即所述水性环氧涂层由第一涂料组合物形成，所述第一涂料组合物包括：可交联组分(A)与胺类固化剂，其中，

可交联组分(A)包括：

以可交联组分(A)总重量份为100份计，包括以下重量份的组分：

B组分，包括：

以胺类固化剂总重量份为100份计，包括以下重量份的组分：

水性环氧胺类固化剂 40-60份

去离子水 40-60份

其中，可交联组分(A)与胺类固化剂质量比为100：10-20。

在上述可交联组分(A)与胺类固化剂所形成的第一涂料组合物中，在配方中通过调节水性环氧树脂分散体和胺类固化剂的配比，可有效的调节水性环氧涂层的化学反应速度与交联密度，调节环氧涂层至高的快干膜厚。

同时，配方中水性环氧树脂分散体的选择及胺类固化剂在优先的比例范围内搭配使用，可有效地脱除生产与施工过程中的泡，避免了施工过程中的环氧涂层出现缩孔等问题。且此环氧涂层形成的高分子交联涂层具有较高的附着力，结构稳定，优异的外观、无缺陷，具有好的耐盐雾、耐水、耐化学品等性能，能很好地与水性聚氨酯涂层相匹配。

可以理解，本实施方式中，水性环氧树脂分散体为水性环氧树脂分散在水中形成。

在一优选示例中，所述胺类固化剂中，所述胺类固化剂为水性环氧胺类固化剂。所述水性环氧胺类固化剂是高粘度的聚合物，其单独用于水性环氧涂料组合物中会造成环氧树脂与固化剂的混溶性差，从而影响交联密度。本示例中，采用纯水开稀的方式，有效解决了可交联组分(A)与所述水性环氧胺类固化剂的混合相容性问题，使得得到的组合物获得良好的施工应用性，在室温干燥下均能形成三维的高分子材料涂层。

进一步地，所述水性环氧胺类固化剂为改性脂环族聚胺加成物的水溶液。

在一优选示例中，所述水性环氧树脂分散体中，基于固体树脂，所述水性环氧树脂分散体的环氧值为450-550mol/100克，PH值为7.5-8.5，固体份为53±2％，粒径在0.8-1.0μm。

在一优选示例中，所述防锈颜料选自复合杂化磷酸盐类，复合钼酸盐类中的至少一种。

在一优选示例中，所述颜料选自钛白、炭黑、有机颜料中的至少一种。

在一优选示例中，所述填料料选自滑石粉、长石粉、重晶石粉、沉淀硫酸钡、云母粉中的至少一种。

在一优选示例中，所述助溶剂为醇醚类的溶剂。示例性的成膜溶剂包括但不限于选自丙二醇甲醚、丙二醇苯醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇已醚、二乙二醇二乙醚、丙二醇二乙酸酯、二乙二醇二丁醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单丁醚溶剂中的至少一种或多种混合。

在一个优选示例中，以可交联组分(A)的总重量份为100份计，所述助剂中包括以下重量份的组分：

在本申请中，通过上述特定比例的助剂的各组分搭配使用，可进一步有效地脱除生产与施工过程中产生的泡，同时又能在施工过程中的提高环氧漆膜的干性。

在一个优选示例中，上述分散剂为湛新的产品Additol VXW 6208、

VXW 6374或者毕克公司的DIS-2012、DIS-2055中的至少一种。

在一个优选示例中，上述消泡剂包含聚二甲基硅氧烷消泡剂和炔二醇类消泡剂。其中，聚二甲基硅氧烷消泡剂优先为赢创的TEGO Foamex 825与TEGO Airex 901W、BYK024、BYK 028中的至少一种或多种混合；炔二醇类消泡剂优先为赢创的系列产品SURFYNOL104BC、SURFYNOL 107L、SURFYNOL 440中的至少一种或多种混合。

在一个优选示例中，上述底材润湿剂为有机改性硅氧烷，其可有效地降低表面张力。示例性的底材润湿剂包括但不限于毕克公司的系列产品BYK 345、BYK 346、BYK349、或者赢创的系列产品TEGO Twin 4100、DYNOL 360、SURFYNOL 485W中的至少一种或多种混合。

在一个优选示例中，所述的流变助剂为非离子聚氨酯缔合型增稠剂，可有效调节低剪切与高剪切的粘度，所述的增稠剂为非离子的疏水改性得到。优选地为德谦化学(中国)有限公司的系列产品WT-202与WT-102、或者是圣诺科普有限公司SN-THICKER 660T、SN-THICKER 640T中的至少一种或多种混合。配方中的流变助剂可有效地调节施工过程中的低剪切粘度与高剪切粘度，可提高施工过程中的流变行为。

在本实施例中，所述第二涂层，即所述水性聚氨酯涂层由第二涂料组合物形成，所述第二涂料组合物包括：可交联组分(B)与聚异氰酸酯固化剂，其中，

可交联组分(B)包括：

以可交联组分(B)总重量份为100份计，包括以下重量份的组分：

其中，所述可交联组分(B)与聚异氰酸酯固化剂的质量比为100：15-30。

在本申请中，可交联组分(B)与聚异氰酸酯固化剂形成的水性聚氨酯涂层中，在配方中通过调节水性羟基丙烯酸树脂分散体和聚异氰酸酯固化剂的配比，可有效地调节水性聚氨酯涂层的化学反应速度与交联密度，以调节水性聚氨酯涂层至高的爆泡膜厚。同时，在上述配方中，通过所述水性羟基丙烯酸树脂分散体的选择及所述聚异氰酸酯固化剂在优先的比例范围内搭配使用，可有效地脱除生产与施工过程中的泡，避免了施工过程中的水性聚氨酯涂层出现爆泡问题。且此水性聚氨酯涂层形成的高分子交联涂层具有较高的光泽，结构稳定，优异的外观、无缺陷，具有好的耐盐雾、耐水、耐化学品等性能，能很好的与双组份环氧涂层相匹配。

可以理解，本实施方式中，水性羟基丙烯酸树脂分散体为水性羟基丙烯酸树脂分散在水中形成。

在一个优选示例中，所述聚异氰酸酯固化剂中还包含有氨酯级别的溶剂。在本申请中，所述聚异氰酸酯固化剂为疏水型的固化剂，其单独用于水性聚氨酯涂料组合物中其在水中的分散性不佳，从而会影响交联特性。因而，本示例中，采用溶剂开稀的方式，能够有效地解决了所述可交联组分(B)与所述聚异氰酸酯固化剂混合相容性问题，使得得到的组合物获得良好的施工应用性，在室温干燥与低温烘烤条件下均能形成三维的高分子材料涂层，且减少了施工过程中爆泡的发生。

进一步地，所述聚异氰酸酯固化剂为低粘度的六亚甲基二异氰酸酯不对称三聚体，优选地为旭化成Duranate TLA100、Duranate TUL-100中的其中一种，或者科思创(中国)有限公司的系列产品Desmodur N 3900、Desmodur 3600中的其中一种。

进一步地，所述氨酯级的溶剂优选地为陶氏化学(中国)有限公司的DOWANOLTMPMA、DOWANOLTM PGDA、PROGLYDETM DMM。

在一个优选示例中，所述水性羟基丙烯酸树脂分散体的羟值(基于固体含量)为100-140mgKOH/g，pH值为6.5-7.5，固体份酸值为18-25mgKOH/g，数均分子量在5000-10000，粒径在100-180nm。

在又一个示例中，所述水性羟基丙烯酸树脂分散体中包含至少两种水性羟基丙烯酸树脂。

在又一个示例中，所述水性羟基丙烯酸树脂分散体中，水性羟基丙烯酸树脂选自水性羟基丙烯酸树脂A，所述水性羟基丙烯酸树脂A选自科思创聚合物(中国)有限公司的型号为Bayhydrol A 2601的水性羟基丙烯酸树脂、科思创聚合物(中国)有限公司的型号为Bayhydrol A 145的水性羟基丙烯酸树脂、科思创聚合物(中国)有限公司的型号为Bayhydrol A 2542的水性羟基丙烯酸树脂、湛新树脂(中国)有限公司的型号为

所述水性羟基丙烯酸树脂A为通过丙烯酸酯类单体和乙烯基类单体的自由基共聚，得到分子量分布均一、链段带有可参与固化交联的活性基团的聚合物，再进一步乳化，得具有核壳结构的水性羟基丙烯酸树脂A。其中，基于固体树脂，所述水性羟基丙烯酸树脂A的羟值为100-140mgKOH/g，pH值为6.5-7.5，固体份酸值为18-25mgKOH/g，数均分子量在5000-10000，粒径在100-180nm。

进一步地，所述水性羟基丙烯酸树脂分散体包括所述水性羟基丙烯酸树脂A与水性羟基丙烯酸树脂B的混合；其中，水性羟基丙烯酸树脂B选自科思创聚合物(中国)有限公司的型号为Bayhydrol A 2601的水性羟基丙烯酸树脂、科思创聚合物(中国)有限公司的型号为Bayhydrol A 145的水性羟基丙烯酸树脂、科思创聚合物(中国)有限公司的型号为Bayhydrol A 2542的水性羟基丙烯酸树脂、湛新树脂(中国)有限公司的型号为

所述水性羟基丙烯酸树脂A与所述水性羟基丙烯酸树脂B的质量比为(2-5):1。

在一个优选示例中，所述颜料选自钛白、炭黑、有机颜料中的至少一种。

在一个优选示例中，所述成膜溶剂为醇醚类的溶剂。示例性的成膜溶剂包括但不限于选自乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇已醚、二乙二醇二乙醚、丙二醇二乙酸酯、二乙二醇二丁醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单丁醚溶剂中的至少一种或多种混合。

在又一个优选示例中，以所述可交联组分(B)的总重量份为100份计，所述助剂中包括以下重量份的组分：

在本申请中，通过上述特定比例范围的助剂中各组分搭配使用，可进一步有效地脱除生产与施工过程中产生的泡，避免了施工过程中的聚氨酯涂层出现爆泡问题。

在一个优选示例中，上述分散剂为巴斯夫的系列产品Dispex Ultra PA 4550与Dispex Ultra PX 4585、Dispex Ultra PX 4275、Dispex Ultra PX 4575或者毕克公司的DIS-2012、DIS-2055中的至少一种。

在一个优选示例中，上述底材润湿剂为有机改性硅氧烷，其可有效地降低表面张力。示例性的底材润湿剂包括但不限于毕克公司的系列产品BYK 345、BYK 346、BYK349、或者赢创的系列产品TEGO Twin 4100、DYNOL 360、SURFYNOL 485W中的至少一种或多种复合。

在一个优选示例中，所述流变助剂为非离子聚氨酯缔合型增稠剂，可有效调节低剪切与高剪切的粘度，所述的增稠剂为非离子的疏水改性得到。优选地为陶氏化学(中国)有限公司的系列产品ACRTSOL RM-3030NPR与ACRYSOL RM-998、或者是海明斯新材料科技有限公司的RHEOLATE 350D与RHEOLATE 299中的至少一种或多种复合。配方中的流变助剂可有效地调节施工过程中的低剪切粘度与高剪切粘度，可提高施工过程中的流变行为。紫外吸收剂与位阻胺光稳定剂的合理搭配，会使得涂层具有良好的耐候性。

在一个优选示例中，所述紫外光吸收剂，优选地巴斯夫的TINUVIN 99DW(N)、TINUVIN 123DW(N)、TINUVIN1130中的至少一种。

在一个优选示例中，所述位阻胺光稳定剂，优先地巴斯夫的TINUVIN477DW(N)、TINUVIN292、TINUVIN 400DW(N)中的至少一种。

以下结合一些具体实施例对本发明的技术方案进行说明，如无具体说明，本发明的各种原材料在市售都可得到，或者根据本领域的常规方法制备得到。除非另有特殊说明，本发明所使用的所有专业与科学术语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。任何与所记载内容类似的方法或材料均可应用在本发明方法中。

实施例1

在本实施例中，提供一种快干型涂层体系，包含快干型水性环氧涂层和快干型水性聚氨酯涂层。

所述快干型水性环氧涂层由第一涂料组合物形成，所述第一涂料组合物包括：可交联组分(A)与胺类固化剂；

所述可交联组分(A)按照质量百分比由以下组分组成：

所述胺类固化剂由水性环氧胺类固化剂与溶剂组成，所述溶剂为纯水。

所述的水性环氧树脂分散体为洪汇新材材料科技股份有限公司的的型号为水性环氧乳液XS0402。该乳液固含量53％，固体份的EEW为480g/Ep，粘度1000mPa.S，粒径在0.8-1μm；

所述颜料为TI-PURE R-996钛白粉和YZ 1688氧化铁黄；

所述防锈颜料为409硫酸锌和CLF102三聚磷酸铝；

所述分散剂为Additol VXW 6208；

所述填料：长石粉PGf-7、重晶石粉B45、800目滑石粉、云母粉GA-1。

所述助溶剂为丙二醇甲醚和乙二醇丁醚。

所述消泡剂为TEGO Airex 901W；

所述底材润湿剂为毕克公司的BYK 345和赢创的TEGO Twin 4100。

所述水性环氧胺类固化剂含量为43wt％，洪汇新材材料科技股份有限公司的XS0608C。

所述可交联组分(A)和所述胺类固化剂的质量比为100:11，AHEW与EEW的比例为0.9。

进一步地，将水性环氧分散体、颜填料、分散剂、助溶剂、消泡剂采用砂磨机研磨到细度在30μm以下，然后再在高速搅拌条件下依次加入底材润湿剂、流变助剂，得混合均匀的可交联组分(A)。

施工时，将可交联组分(A)与所述胺类固化剂混合均匀，并用水稀释至15-40s的粘度，其中，所述的粘度为涂-4杯粘度。

所述快干型水性聚氨酯涂层由第二涂料组合物形成，所述第二涂料组合物包括：可交联组分(B)与聚异氰酸酯固化剂；

所述可交联组分(B)按照质量百分比由以下组分组成：

所述聚异氰酸酯固化剂的溶剂为二丙二醇二甲醚(DMM)；其中：

所述水性羟基丙烯酸树脂分散体是中树脂是通过丙烯酸酯类单体和乙烯基类单体的自由基共聚，得到分子量分布均一、链段带有可参与固化交联的活性基团的聚合物。进一步对该聚合物中和乳化得到溶剂含量低，固含高具有核壳结构的羟基丙烯酸树脂分散体。该分散体的羟值为100-140mgKOH/g，pH值为6.5-7.5，粒径在100-180nm，固体份酸值在18-25mgKOH/g，数均分子量在5000-10000左右。

所述颜料为TI-PURE R-960钛白粉；

所述分散剂为Dispex Ultra PX 4575；

所述成膜溶剂为乙二醇丁醚2.0份与二乙二醇丁醚3.0份；

所述消泡剂为0.5份TEGO Foamex 825消泡剂与0.5份SURFYNOL 107L消泡剂；

所述底材润湿剂为毕克公司的BYK 345；

所述流变助剂为0.5份ACRTSOL RM-998与0.5份ACRTSOL RM-3030NPR；

所述紫外光吸收剂与位阻胺光稳定剂分别为TINUVIN1130与TINUVIN292。

所述聚异氰酸酯固化剂含量为65wt％，聚异氰酸酯固化剂为旭化成DuranateTUL-100。

所述可交联组分(B)和所述聚异氰酸酯固化剂的质量比为100:15，所述聚异氰酸酯固化剂的NCO基团(异氰酸酯基团)与所述可交联组分(B)的OH基团(羟基基团)的比例在1.1:1。

进一步地，将水性羟基丙烯酸树脂分散体、颜料、分散剂、成膜溶剂、消泡剂采用砂磨机研磨到细度在10μm以下，然后再在高速搅拌条件下依次加入底材润湿剂、流变助剂、紫外光吸收剂、位阻胺光稳定剂，得混合均匀的所述可交联组分(B)。

施工时，将所述可交联组分(B)与所述聚异氰酸酯固化剂混合均匀，并用水稀释至15-40s的粘度，其中，所述的粘度为涂-4杯粘度。

基于快干型水性双组份环氧涂层与水性双组份聚氨酯涂层的的施工性与外观如表1与表2。其中爆泡的评估方法为：用Sata JET5000上壶枪(1.8mm口径)喷涂环氧涂层，喷涂道数之间的闪干时间为1分钟，流平时间为15分钟，环氧涂层的膜厚在30-50μm。采用同样的方式喷涂聚氨酯涂层，流平15分钟，然后在60度烘箱中放置40分钟。

实施例2

所述可交联组分(A)按照质量百分比由以下组分组成：

所述胺类固化剂为水性环氧固化剂，溶剂为纯水。

所述的水性环氧树脂分散体为洪汇新材材料科技股份有限公司的的型号为水性环氧乳液XS0402。该乳液固含量53％，固体份的EEW为480g/Ep，粘度1000mPa.S，粒径在0.8-1μm。

所述颜料为TI-PURE R-996钛白粉和YZ 1688氧化铁黄；

所述防锈颜料为409硫酸锌和CLF102三聚磷酸铝；

所述分散剂为Additol VXW 6208；

所述填料：长石粉PGf-7、重晶石粉B45、800目滑石粉、云母粉GA-1；

所述助溶剂为丙二醇甲醚和乙二醇丁醚；

所述消泡剂为TEGO Airex 901W；

所述底材润湿剂为毕克公司的BYK 345和赢创的TEGO Twin 4100。

所述胺类固化剂中，所述水性环氧固化剂含量为43wt％，洪汇新材材料科技股份有限公司的XS0608C。

所述可交联组分(A)和所述胺类固化剂的质量比为100:16，AHEW与EEW的比例在0.9。

所述可交联组分(B)按照质量百分比由以下组分组成：

所述聚异氰酸酯固化剂的溶剂丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)；其中：

所述水性羟基丙烯酸树脂分散体是如实施例1中所述的水性羟基丙烯酸树脂分散体与科思创聚合物(中国)有限公司的Bayhydrol A 145的混合物，两者的质量比例为2/1。

所述颜料为巴斯夫海丽晶L6930蓝色(Heliogen Blue)；

所述分散剂为Dispex Ultra PX 4585；

所述成膜溶剂为二丙二醇单丁醚4.0份与二乙二醇丁醚2.0份、乙二醇丁醚2.0份；

所述消泡剂为1.5份SURFYNOL DF-110D消泡剂与0.5份BYK 028；

所述底材润湿剂为毕克公司的TEGO Twin 4100；

所述流变助剂为0.5份RHEOLATE 350D与0.5份RHEOLATE 299；

所述的紫外光吸收剂与位阻胺光稳定剂分别为TINUVIN 99DW(N)与TINUVIN400DW(N)。

所述聚异氰酸酯固化剂的含量为60wt％，聚异氰酸酯固化剂为Desmodur N 3900。

所述可交联组分(B)和所述聚异氰酸酯固化剂的质量比为100:30，NCO(异氰酸酯基团)与OH(羟基基团)的比例在1.5。

进一步地，水性羟基丙烯酸树脂分散体、颜料、分散剂、成膜溶剂、消泡剂采用砂磨机研磨到细度在10μm以下，然后再在高速搅拌条件下依次加入底材润湿剂、流变助剂、紫外光吸收剂、位阻胺光稳定剂，得混合均匀的所述可交联组分(B)。

施工时将所述可交联组分(B)与聚异氰酸酯固化剂混合均匀，并用水稀释至15-40s的粘度，所述的粘度为涂-4杯粘度。

实施例3

所述可交联组分(A)按照质量百分比由以下组分组成：

所述胺类固化剂为水性环氧固化剂，溶剂为纯水。

所述水性环氧树脂分散体为洪汇新材材料科技股份有限公司的的型号为水性环氧乳液XS0402。该乳液固含量53％，固体份的EEW为480g/Ep，粘度1000mPa.S，粒径在0.8-1μm；

所述颜料为TI-PURE R-996钛白粉和YZ 1688氧化铁黄；

所述防锈颜料为409硫酸锌和CLF102三聚磷酸铝；

所述分散剂为Additol VXW 6208；

所述助溶剂为丙二醇甲醚和乙二醇丁醚；

所述消泡剂为TEGO Airex 901W；

所述底材润湿剂为毕克公司的BYK 345和赢创的TEGO Twin 4100。

所述胺类固化剂中的水性环氧固化剂含量为43wt％，洪汇新材材料科技股份有限公司的XS0608C。

所述可交联组分(A)和所述胺类固化剂的质量比为100:14，AHEW与EEW的比例在0.9。

进一步地，将水性环氧分散体、颜填料、分散剂、助溶剂、消泡剂采用砂磨机研磨到细度在30μm以下，然后再在高速搅拌条件下依次加入底材润湿剂、流变助剂，得混合均匀的A组分。

施工时，将所述可交联组分(A)与所述胺类固化剂混合均匀，并用水稀释至15-40s的粘度，其中，所述的粘度为涂-4杯粘度。

所述可交联组分(B)按照质量百分比由以下组分组成：

所述聚异氰酸酯固化剂的溶剂为丙二醇二乙酸酯(PGDA)。

所述水性羟基丙烯酸树脂分散体是湛新树脂(中国)有限公司的型号为

6511与烟台万华化学集团股份有限公司的Antkote 2035及科思创聚合物(中国)有限公司的Bayhydrol A 2542混合物，三者的质量比例在2/1/1；

所述成膜溶剂为二乙二醇丁醚4.0份与二丙二醇单丁醚1.0份、乙二醇丁醚2.0份；

所述消泡剂为0.5份BYK 024与1.5份SURFYNOL 104BC消泡剂；

所述底材润湿剂为毕克公司的TEGO Twin 4100；

所述流变助剂为0.5份ACRTSOL RM-998W与0.5份ACRTSOL RM-3030NPR；

所述紫外光吸收剂与位阻胺光稳定剂分别为TINUVIN 99DW(N)与TINUVIN400DW(N)。

所述聚异氰酸酯固化剂的含量为70wt％，聚异氰酸酯固化剂为旭化成DuranateTLA100。

所述可交联组分(B)和所述聚异氰酸酯固化剂的质量比为100:25，NCO(异氰酸酯基团)与OH(羟基基团)的比例在1.3。

施工时将所述可交联组分(B)与所述聚异氰酸酯固化剂混合均匀，并用水稀释至15-40s的粘度，所述的粘度为涂-4杯粘度。

实施例4

所述可交联组分(A)按照质量百分比由以下组分组成：

所述胺类固化剂为水性环氧固化剂，溶剂为纯水。

所述水性环氧树脂分散体为洪汇新材材料科技股份有限公司的的型号为水性环氧乳液XS0402。该乳液固含量53％，固体份的EEW为480g/Ep，粘度1000mPa.S，粒径在0.8-1μm。

所述颜料为TI-PURE R-996钛白粉和YZ 1688氧化铁黄；

所述防锈颜料为409硫酸锌和CLF102三聚磷酸铝；

所述分散剂为Additol VXW 6208；

所述助溶剂为丙二醇甲醚和乙二醇丁醚；

所述消泡剂为TEGO Airex 901W；

所述底材润湿剂为毕克公司的BYK 345和赢创的TEGO Twin 4100。

所述胺类固化剂中的所述水性环氧固化剂含量为32wt％，所述水性环氧固化剂为洪汇新材材料科技股份有限公司的XS0608C和湛新树脂(中国)有限公司BECKOPOX^TMEH613w/80WA混合，质量比为1:1。

所述可交联组分(A)和所述胺类固化剂的质量比为100:15，AHEW与EEW的比例在0.9。

所述可交联组分(B)按照质量百分比由以下组分组成：

所述聚异氰酸酯固化剂的溶剂为丙二醇二乙酸酯(PGDA)。

所述消泡剂为0.5份BYK 024与1.5份SURFYNOL 104BC消泡剂；

所述底材润湿剂为毕克公司的TEGO Twin 4100；

所述流变助剂为0.5份ACRTSOL RM-998W与0.5份ACRTSOL RM-3030NPR；

所述紫外光吸收剂与位阻胺光稳定剂分别为TINUVIN 99DW(N)与TINUVIN 400DW(N)。

所述聚异氰酸酯固化剂含量为70wt％，聚异氰酸酯固化剂为旭化成DuranateTLA100。

实施例5

所述可交联组分(A)按照质量百分比由以下组分组成：

所述胺类固化剂为水性环氧固化剂，溶剂为纯水。

所述水性环氧树脂分散体为洪汇新材材料科技股份有限公司的的型号为水性环氧乳液XS0402，该乳液固含量53％，固体份的EEW为480g/Ep，粘度1000mPa.S，粒径在0.8-1μm；以及湛新树脂(中国)有限公司的型号为EP387W水性环氧乳液，该乳液固含量53％，固体份的EEW为490g/Ep，粘度1200mPa.S，粒径在0.8-1μm；两者乳液的比例为1:1。

所述颜料为TI-PURE R-996钛白粉和YZ 1688氧化铁黄；

所述防锈颜料为409硫酸锌和CLF102三聚磷酸铝；

所述分散剂为Additol VXW 6208；

所述助溶剂为丙二醇甲醚和乙二醇丁醚；

所述消泡剂为TEGO Airex 901W；

所述底材润湿剂为毕克公司的BYK 345和赢创的TEGO Twin 4100。

所述胺类固化剂中，所述水性环氧固化剂含量为32wt％，所述水性环氧固化剂为洪汇新材材料科技股份有限公司的XS0608C和湛新树脂(中国)有限公司BECKOPOX^TMEH613w/80WA的混合，质量比为1:1。

所述可交联组分(B)按照质量百分比由以下组分组成：

所述聚异氰酸酯固化剂的溶剂为丙二醇二乙酸酯(PGDA)。

所述消泡剂为0.5份BYK 024与1.5份SURFYNOL 104BC消泡剂；

所述底材润湿剂为毕克公司的TEGO Twin 4100；

所述流变助剂为0.5份ACRTSOL RM-998W与0.5份ACRTSOL RM-3030NPR；

所述紫外光吸收剂与位阻胺光稳定剂分别为TINUVIN 99DW(N)与TINUVIN 400DW(N)；

实施例6

所述可交联组分(A)按照质量百分比由以下组分组成：

所述胺类固化剂为水性环氧固化剂，溶剂为纯水。

所述水性环氧树脂分散体为亨斯曼化工有限公司的型号为PZ3961-1水性环氧乳液，该乳液固含量53％，固体份的EEW为490g/Ep，粘度1000mPa.S，粒径在0.8-1μm；以及湛新树脂(中国)有限公司的型号为EP387W水性环氧乳液，该乳液固含量53％，固体份的EEW为490g/Ep，粘度1200mPa.S，粒径在0.8-1μm；两者乳液的比例为1:1。

所述颜料为TI-PURE R-996钛白粉和YZ 1688氧化铁黄；

所述防锈颜料为409硫酸锌和CLF102三聚磷酸铝；

所述分散剂为Additol VXW 6208；

所述助溶剂为丙二醇甲醚和乙二醇丁醚；

所述消泡剂为TEGO Airex 901W；

所述底材润湿剂为毕克公司的BYK 345和赢创的TEGO Twin 4100。

所述胺类固化剂中，所述水性环氧固化剂含量为43wt％，所述水性环氧固化剂为亨斯曼有限公司的Aradur 38-1和湛新树脂(中国)有限公司的BECKOPOX^TMEH 613w/80WA的混合，质量比为1:1。

进一步地，将水性环氧分散体、颜填料、分散剂、助溶剂、消泡剂采用砂磨机研磨到细度在30μm以下，然后再在高速搅拌条件下依次加入底材润湿剂、流变助剂，得混合均匀的所述可交联组分(A)。

所述可交联组分(B)按照质量百分比由以下组分组成：

所述聚异氰酸酯固化剂的溶剂为丙二醇二乙酸酯(PGDA)。

所述消泡剂为0.5份BYK 024与1.5份SURFYNOL 104BC消泡剂；

所述底材润湿剂为毕克公司的TEGO Twin 4100；

所述流变助剂为0.5份ACRTSOL RM-998W与0.5份ACRTSOL RM-3030NPR；

所述所述可交联组分(B)和所述聚异氰酸酯固化剂的质量比为100:25，NCO(异氰酸酯基团)与OH(羟基基团)的比例在1.3。

对比例1

重复实例1，区别在于，所述可交联组分(B)组分中，羟基丙烯酸树脂为帝斯曼(中国)有限公司的

XK-540树脂；其余条件不变，按上述实施例方法进行测试。

对比例2

重复实施例1，区别在于，所述聚异氰酸酯固化剂为DIC的BURNOCKDNW-5500，其余条件不变，按上述实施例方法测试。

对比例3

重复实施例3，区别在于，所述可交联组分(A)中，所述水性环氧树脂分散体为华谊化工的STW703A水性环氧乳液。其余条件不变，其余条件不变，按上述实施例方法进行测试。

对比例4

重复实施例3，区别在于，所述胺类固化剂为湛新树脂(中国)有限公司BECKOPOXEH616w/67WA。其余条件不变，其余条件不变，按上述实施例方法进行测试。

本发明上述实施例及对比例中，使用的测试性能基材为SPCC钢板，然后涂装水性环氧涂层，表干30分钟，80℃烘烤2小时，室温环境放置7天后测试性能，性能如表2所示。

表1

由表1中的实验结果可见，相对于目前市售的聚氨酯涂层样品(对比例1与对比2)，本发明的实施例所提供的快干型水性聚氨酯涂层在高温低湿、高温高湿、低温低湿、低温高湿条件下具有高的爆泡膜厚。相对于目前市售的环氧涂层(对比例3与对比4)，本发明公开了快干型水性环氧涂层(干膜膜厚约30-50μm)在四种不同温湿度条件下喷涂15分钟后表干，即可喷涂快干型水性聚氨酯涂层。由此可见，本申请提供的由快干型水性环氧涂层与快干型水性聚氨酯涂层构成的快干型涂层体系在高温低湿、高温高湿、低温低湿、低温高湿条件下，具有良好的施工性。

表2

由表2所示，相对于目前市售的聚氨酯涂层样品(对比例1与对比例2)，本发明提供的快干型水性聚氨酯涂层具有良好的耐水性能与耐酸碱性，同时具有光泽高的特点。在烘烤条件下，本发明的快干型水性聚氨酯涂层光泽高于市售的5个点。这与聚氨酯中羟丙树脂与固化剂的反应速度与交联密度有关。对比例3与对比例4的比较可发现，环氧涂层中的环氧树脂与胺类固化剂对复合涂层的性能与光泽有很大影响。这可能与环氧树脂、胺类固化剂的干燥性有关，即慢干的环氧树脂与胺类固化剂会影响聚氨酯涂层中NCO/OH的反应，出现明显的环氧涂层与聚氨酯涂层间混层，进而影响性能和降低光泽。本发明所述快干型水性环氧涂层具有快干的特性，对所述快干型水性聚氨酯涂层中NCO/OH的反应影响很小，因此可维持所述快干型水性聚氨酯涂层交联密度高、高光泽、高耐性的特点。本申请提供的由快干型水性环氧涂层与快干型水性聚氨酯涂层构成的快干型涂层体系，具有高光泽、高鲜艳度的漆膜外观，且干膜具有良好耐性。

由表1与表2也可看出，本发明提供的由快干型水性环氧涂层与快干型水性聚氨酯涂层构成的快干型涂层体系具有宽的施工应用性，且具有高的光泽。在自干与低温烘烤条件下，具有高光的特点，适合于机车车辆、机械设备、钢结构及其木器家具等各个行业。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所述领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种快干型水性涂层体系，包括至少一层第一涂层和至少一层第二涂层，其特征在于，所述第一涂层由第一涂料组合物形成，所述第二涂层由第二涂料组合物形成；其中，

所述第一涂料组合物包括：可交联组分(A)与胺类固化剂；

2.如权利要求1所述的快干型水性涂层体系，其特征在于，所述可交联组分(A)与所述胺类固化剂的质量比为100:(10～20)。

3.如权利要求1所述的快干型水性涂层体系，其特征在于，所述胺类固化剂为改性脂环族聚胺加成物的水溶液。

4.如权利要求1所述的快干型水性涂层体系，其特征在于，所述可交联组分(A)还包括防锈颜料，所述防锈颜料选自复合杂化磷酸盐类防锈颜料，复合钼酸盐类防锈颜料中的至少一种。

5.如权利要求1所述的快干型水性涂层体系，其特征在于，所述可交联组分(A)还包括助溶剂，所述助溶剂选自丙二醇甲醚、丙二醇苯醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇已醚、二乙二醇二乙醚、丙二醇二乙酸酯、二乙二醇二丁醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单丁醚溶剂中的至少一种或多种混合。

6.如权利要求1所述的快干型水性涂层体系，其特征在于，所述聚异氰酸酯固化剂的NCO基团与所述可交联组分(B)的OH基团的比例为(1～1.5):1。

7.如权利要求1所述的快干型水性涂层体系，其特征在于，所述可交联组分(B)还包括成膜溶剂，所述成膜溶剂选自乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇已醚、二乙二醇二乙醚、丙二醇二乙酸酯、二乙二醇二丁醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单丁醚溶剂中的至少一种或多种混合。

8.如权利要求1至7中任一项所述的快干型水性涂层体系，其特征在于，所述可交联组分(A)或所述可交联组分(B)中的至少一者还包括填料，所述填料选自滑石粉、长石粉、重晶石粉、沉淀硫酸钡、云母粉中的至少一种。

9.如权利要求8所述的快干型水性涂层体系，其特征在于，所述可交联组分(A)或所述可交联组分(B)中的至少一者还包括助剂，所述助剂选自分散剂、消泡剂、底材润湿剂、流变助剂、颜料中的至少一种。

10.如权利要求8所述的快干型水性涂层体系，其特征在于，所述可交联组分(B)还包括紫外光吸收剂或位阻胺光稳定剂中的至少一种。