一種水性單組分3C銀粉漆及其製備方法與流程
2023-06-07 02:12:41
本發明涉及塗料，尤其是一種水性單組分3C銀粉漆及其製備方法。
背景技術：
3C塗料主要是指用於計算機(computer)、通信(communication)和消費電子(ConsumerElectronics)這三大類電子產品表面塗飾塗料的統稱。由於3C電子產品自身的特點，對塗層的外觀和功能要求相對於傳統電器產品和其他電子產品更為嚴格、苛刻。第一，3C產品與生俱來的「高檔」元素，令其對外觀的要求特別嚴謹，如漆膜的平整性、勻稱性、色彩的穩定性等；第二，手機電子產品具有常攜帶、常觸摸和多環境使用的特性，又促成了3C電子產品對3C塗料的漆膜功能性的極高要求，如高硬度、高耐磨、優異的耐化學品性、高溫高溼和水煮等破壞後的二次漆膜性能等。由於水性塗料性能的瓶頸桎梏，目前，市場上的3C塗料幾乎都是溶劑型。近年來，隨著新的《環境保護法》、《塗料消費稅》等各項環保法規相繼出臺和執行，北京市、上海市、江蘇省、安徽省、湖南省、四川省、天津市、遼寧省、浙江省和河北省等地相繼開徵揮發性有機物VOCs排汙費，人們環保意識的逐漸增強和國家環保法規的日趨嚴格，水性環保型塗料取代傳統油性塗料已經成為企業發展的必然趨勢。
傳統水性銀粉漆銀粉的分散，一般選用助溶劑浸泡，無法降低配方體系中VOC含量。現有水性3C塗料用「改性乙烯醋酸乙烯共聚物蠟乳液」調節銀粉排列，會導致漆膜成膜連續性下降的缺陷。
3C電子行業更新換代非常快，對外觀審美要求越來越高，對塗層的外觀和功能要求越來越嚴格、苛刻，再加上越來越大的環保壓力，發明一種外觀和性能都滿足3C行業塗料要求的水性漆勢在必行。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種近乎零VOC、硬度高、耐醇性好且耐磨性好的高性能水性單組分3C銀粉漆，以適應於3C電子產品表面塗裝。
為了達到上述目的，本發明採用以下技術方案：
一種水性單組分3C銀粉漆，其各原料的重量份如下：
丙烯酸—苯乙烯共聚物水分散體具有優異的耐酒精擦洗、耐刮擦、漆膜非常堅硬、對鋁銀漿定向排列性好等特點；含有聚碳酸酯的聚氨酯分散體具有極高的硬度和韌性，彈性好，可以進一步提升漆膜的耐磨耗和耐刮擦性能，同時提升了漆膜的耐溼熱、耐高低溫循環、耐手汗、耐鋼絲絨擦拭等性能，成本更有優勢。同時，丙烯酸—苯乙烯共聚物水分散體和含有聚碳酸酯的聚氨酯分散體對基材附著力優異。
本發明的體系選用合適的鋁銀粉，可以直接用去離子水浸泡，解決了現有水性3C塗料用助溶劑浸泡鋁銀漿，配方體系VOC偏高的缺陷。
進一步地，所述的含有聚碳酸酯的聚氨酯分散體優選拜耳公司AS2606，所述的丙烯酸—苯乙烯共聚物水分散體優選歐寶迪公司UH261。
進一步地，所述成膜助劑的初沸點溫度高於260℃，優選伊士曼OE300。
進一步地，所述的pH調節劑選用DMEA、氨水、AMP-95中的一種或幾種的混合物。
進一步地，所述的消泡劑選用Dehydran 1293、BYK025、BYK028中的一種或幾種的混合物。
進一步地，所述的增稠劑選用疏水改性的聚丙烯酸鹽鹼溶脹型乳液(優選巴斯夫HV30)、聚氨酯增稠劑(優選羅門哈斯RM-8W)中的一種或幾種的混合物。
進一步地，所述的防沉劑為聚醯胺鹽，優選帝斯巴隆AQH800、AQ600中的一種或者二者的混合物。
進一步地，所述的水性鋁銀漿為樹脂包覆或二氧化矽包覆的鋁銀漿，優選METAFLAKE公司的SD-CTA系列鋁銀漿。
上述水性單組分3C銀粉漆的製備方法，包括以下步驟：
(1)將水性鋁銀漿放入乾淨容器中，並用水性鋁銀漿質量2倍的去離子水浸泡12-15小時；浸泡過程中嚴禁攪拌，浸泡後用分散機以300～400轉/分鐘分散15～25分鐘製成混料A；
(2)將各種分散體依次放入乾淨容器中，用分散機以400～600轉/分鐘分散5～10分鐘，用pH調節劑將混合液pH值調節到7.5～8.5，加入剩餘的去離子水，用分散機以400～600轉/分鐘分散10～15分鐘繼續製成混料B；
(3)向步驟(2)製成的混料B中加入防沉劑、消泡劑、增稠劑、成膜助劑，用分散機以400～600轉/分鐘分散20～25分鐘，然後加入步驟(1)製成的混料A，用分散機以400～600轉/分鐘分散10～20分鐘，製成混料C；
⑷上述混料C經過濾網過濾包裝，即為水性單組分3C銀粉漆。
整個生產過程中，分散機的轉速嚴禁超過600轉/分鐘，以避免鋁銀漿變形發黑。
本發明結合了傳統油性3C塗料和水性塗料的特點，相對於傳統3C塗料具有下列優點：
(1)利用丙烯酸—苯乙烯共聚物水分散體具有優異的耐酒精擦洗、耐刮擦、漆膜非常堅硬、對鋁銀漿定向排列性好等特點，避免因使用「改性乙烯醋酸乙烯共聚物」等蠟乳液作為水性鋁銀漿的定向排列帶來的缺陷。由於蠟乳液的活性組分並不能參與交聯，且最終會留在漆膜中，引起漆膜的連續性下降，同時蠟表面的活性劑具有較大的親水性，無法保證成膜後表面活性劑的封閉性，在高溼的環境下易被水再分散，從而使漆膜綜合性能下降。
(2)利用含有聚碳酸酯的聚氨酯分散體具有極高的硬度和韌性，彈性好等特點，進一步提升漆膜的耐磨性和抵抗耐鋼絲絨擦拭的性能。
(3)該體系鋁銀漿在預分散過程及加入後均採用低於600轉/分鐘的轉速進行分散，這種低剪切力作用避免了鋁銀漿被分散葉片高速擊打彎曲變形，確保鋁銀漿的原始形態不被破壞。
(4)該體系採用初沸點高於260℃的高效成膜助劑外，不用添加其他任何助溶劑，體系VOC含量幾乎為零。
(5)傳統水性銀粉漆用自來水搭配酒精作為噴塗稀釋劑來加快體系溶劑的釋放速度，但是由於酒精的揮發速度較快，在水中的濃度逐漸降低，從而導致銀粉排列會越來越差，客戶生產線上產品色差越來越大，產品合格率越來越低。本發明直接用去離子水或乾淨的自來水作為噴塗稀釋劑，無需另配專用稀釋劑，客戶使用方便，成品率極高。
(6)本發明的水性單組分3C銀粉漆，可作為單塗層噴直接塗在電腦外殼、手機外殼、iPad外殼、滑鼠等3C產品表面，固化後可獲得耐磨性好、耐化性優異的塗膜，附著力好，鋁銀漿定向排列優異，滿足3C塗料產品的各項性能要求。
具體實施方式
以下結合實施例進一步闡述本發明。
實施例1
一種高性能水性單組分3C銀粉漆，其各原料以重量份計為：
上述高性能水性單組分3C銀粉漆的製備方法，其步驟如下：
(1)將水性鋁銀漿放入乾淨容器中，並用水性鋁銀漿質量2倍的去離子水浸泡12-15小時；浸泡過程中嚴禁攪拌，浸泡後用分散機以300～400轉/分鐘分散15～25分鐘製成混料A；
(2)將各種水分散體依次放入乾淨容器中，用分散機以400～600轉/分鐘分散5～10分鐘，用pH調節劑將混合液pH值調節到7.5～8.5，加入剩餘的去離子水，用分散機以400～600轉/分鐘分散10～15分鐘繼續製成混料B；
(3)向步驟(2)製成的混料B中加入防沉劑、消泡劑、增稠劑、成膜助劑，用分散機以400～600轉/分鐘分散20～25分鐘，然後加入步驟(1)製成的混料A，用分散機以400～600轉/分鐘分散10～20分鐘，製成混料C；
⑷上述混料C經過120目濾網過濾包裝，即為高性能水性單組分3C銀粉漆。
將上述製備的水性單組分3C銀粉漆用去離子水或乾淨自來水直接稀釋到30-35秒(塗-4杯)，噴塗在電腦外殼或滑鼠或手機外殼等工件表面，噴塗完成後，室溫靜置10～15分鐘，再在60℃條件強制乾燥30分鐘。
本實施例1中的水性單組分3C銀粉漆，塗料儲存穩定性好，塗層表面細膩，銀粉排列效果優異。塗膜固化(60℃條件強制乾燥30分鐘後再60℃乾燥6小時，冷卻後測試)後所有性能指標測試合格，測試項目和測試方法見表2。
實施例2
一種高性能水性單組分3C銀粉漆，其各原料以重量份計為：
上述高性能水性單組分3C銀粉漆的製備方法，其步驟如下：
(1)將水性鋁銀漿放入乾淨容器中，並用水性鋁銀漿質量2倍的去離子水浸泡12-15小時；浸泡過程中嚴禁攪拌，浸泡後用分散機以300～400轉/分鐘分散15～25分鐘製成混料A；
(2)將各種水分散體依次放入乾淨容器中，用分散機以400～600轉/分鐘分散5～10分鐘，用pH調節劑將混合液pH值調節到7.5～8.5，加入剩餘的去離子水，用分散機以400～600轉/分鐘分散10～15分鐘繼續製成混料B；
(3)向步驟(2)製成的混料B中加入防沉劑、消泡劑、增稠劑、成膜助劑，用分散機以400～600轉/分鐘分散20～25分鐘，然後加入步驟(1)製成的混料A，用分散機以400～600轉/分鐘分散10～20分鐘，製成混料C；
⑷上述混料C經過120目濾網過濾包裝，即為高性能水性單組分3C銀粉漆。
將上述製備的水性單組分3C銀粉漆用去離子水或乾淨自來水直接稀釋到30-35秒(塗-4杯)，噴塗在電腦外殼或滑鼠或手機外殼等工件表面，噴塗完成後，室溫靜置10～15分鐘，再在60℃條件強制乾燥30分鐘。
本實施例2中的水性單組分3C銀粉漆，塗料儲存穩定性好，銀粉排列較差，塗層表面不細膩，。塗膜固化(60℃條件強制乾燥30分鐘後再60℃乾燥6小時，冷卻後測試)後所有性能指標測試合格，測試項目和測試方法見表2。
實施例3
一種高性能水性單組分3C銀粉漆，其各原料以重量份計為：
上述高性能水性單組分3C銀粉漆的製備方法，其步驟如下：
(1)將水性鋁銀漿放入乾淨容器中，並用水性鋁銀漿質量2倍的去離子水浸泡12-15小時；浸泡過程中嚴禁攪拌，浸泡後用分散機以300～400轉/分鐘分散15～25分鐘製成混料A；
(2)將各種水分散體依次放入乾淨容器中，用分散機以400～600轉/分鐘分散5～10分鐘，用pH調節劑將混合液pH值調節到7.5～8.5，加入剩餘的去離子水，用分散機以400～600轉/分鐘分散10～15分鐘繼續製成混料B；
(3)向步驟(2)製成的混料B中加入防沉劑、消泡劑、增稠劑、成膜助劑，用分散機以400～600轉/分鐘分散20～25分鐘，然後加入步驟(1)製成的混料A，用分散機以400～600轉/分鐘分散10～20分鐘，製成混料C；
⑷上述混料C經過120目濾網過濾包裝，即為高性能水性單組分3C銀粉漆。
將上述製備的水性單組分3C銀粉漆用去離子水或乾淨自來水直接稀釋到30-35秒(塗-4杯)，噴塗在電腦外殼或滑鼠或手機外殼等工件表面，噴塗完成後，室溫靜置10～15分鐘，再在60℃條件強制乾燥30分鐘。
本實施例3中的水性單組分3C銀粉漆，塗料儲存穩定性好，塗層表面細膩，銀粉排列效果優異。塗膜固化(60℃條件強制乾燥30分鐘後再60℃乾燥6小時，冷卻後測試)後所有性能指標測試合格，測試項目和測試方法見表2。實施例1、實施例3的塗膜效果優於實施例2，綜合性能和成本考慮，優選實施例1。
比較例
比較例為現有水性單組分銀粉漆，所用分散體不同於本發明，並且銀粉排列大多採用畢克公司價格昂貴的ATIX 8421作為定向助劑，性能無法滿足3C行業對塗膜越來越高的綜合性能要求。
本發明與現有水性單組分銀粉漆的對比情況(各組分以重量份計)如表1、表2所示：
表1實施例與對比例
表2測試情況
因此，本發明高性能水性單組分3C銀粉漆固化後，可以通過3C塗料的所有性能測試；而現有水性單組分銀粉漆漆膜則無法通過耐溫變性、耐鹽霧、耐油、耐褪色性、RCA紙帶測試以及耐鋼絲絨擦拭表面等測試要求。另外，本發明選用合適的水性色漿取代配方中的水性鋁銀漿，亦可作為3C塗料色漆，該色漆體系同樣符合3C塗料性能測試要求。
雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施方案對本發明作了詳盡的描述，但在本發明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬於本發明要求保護的範圍。