用於金屬拉頭和/或紐扣的水性漆及其製備方法與應用與流程

2023-06-09 05:41:36

本發明涉及噴漆
技術領域：
，具體涉及一種用於金屬拉頭和/或紐扣的水性漆及其製備方法與應用。
背景技術：
：目前，拉頭、鈕扣噴漆工藝中外觀效果最好的當屬手噴工藝。油性漆手噴工藝主要包括如下兩種：(1)手噴拉頭工藝：首先將掛好的拉頭掛具吊掛在噴塗最佳位置，由噴漆工調配油漆後通過手噴槍噴塗到每個拉頭上(在噴塗過程中耗油量巨大)，然後四個方向、正反噴均勻後，取出放入烤箱，常溫烘烤至120℃；中途要用手杆撥動拉頭，防止積油粘在一起。(2)手噴鈕扣工藝：首先將擺好的鈕扣掛具擺放在噴塗最佳位置，由噴漆工調配油漆後通過手噴槍噴塗到每個拉頭上(在噴塗過程中耗油量巨大)，然後四個方向、正反噴均勻後，取出放入烤箱(或隧道爐)，常溫逐漸烘烤至140℃(樹脂鈕扣烘烤溫度約80℃)。雖然根據現有方法噴出的拉頭和鈕扣平滑、圓潤、飽滿，但是它噴漆效率低、成本高、耗油量巨大，也導致了手噴工序對噴漆工、空氣環境影響最大；因此，亟需開發出不含有毒有害物質的新型油漆。技術實現要素：針對現有技術中的缺陷，本發明目的在於提供一種用於金屬拉頭和/或紐扣的水性漆及其製備方法與應用，以採用水替代油漆中的稀釋劑，噴漆完成後只需用水衝洗，可以簡化使用方法，降低生產成本，提高噴漆表面效果，提高漆層的附著力、耐鹽霧和耐水洗性，同時可以避免在油漆中加入如苯等有害物質，環保無毒，不會產生職業危害，能夠大幅改善職工工作環境和身體健康。為實現上述目的，本發明提供的技術方案為：第一方面，本發明提供了一種水性漆，水性漆的原料組分按重量份計，包括：水性改性丙烯酸樹脂50～70份、二乙醇胺3～5份、水性氨基樹脂15～25份和水8～12份。需要說明的是，水性氨基樹脂可以選用氰特325甲醚化氨基樹脂。在本發明的進一步實施方式中，水性改性丙烯酸樹脂的製備方法包括如下步驟：在攪拌和通氮氣狀態下，在水中加入無機分散劑並升溫至70～75℃；然後加入原料單體和引發劑，混合均勻後恆溫反應6～8h，再降溫至25～28℃，得到改性丙烯酸樹脂。在本發明的進一步實施方式中，水、無機分散劑、原料單體和引發劑的質量比為(165～175):(2.2～2.5):(90～95):1，攪拌的速率為80～90r/min。在本發明的進一步實施方式中，無機分散劑選自碳酸鈣、氧化鋁、氫氧化鎂、鹼式碳酸鎂和羥基磷酸鈣中的一種或多種；原料單體包括第一單體、第二單體和第三單體，第一單體、第二單體和第三單體的質量比為(50～55):(20～30):1；其中，第一單體為甲基丙烯酸甲酯和/或丙烯酸甲酯，第二單體為丙烯酸乙酯和/或甲基丙烯酸乙酯，第三單體為丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸丁酯中的一種或幾種；引發劑為過氧化二苯甲醯和/或偶氮二異丁基腈。在本發明的進一步實施方式中，原料組分還包括：附著力促進劑2.5～3.5份、流平劑0.5～1.5份、潤溼劑1.5～2.5份和水性色漿4～6份。需要說明的是，附著力促進劑可以選用byk-4509不含聚矽氧烷非離子化合物，流平劑可以選用二甲基矽氧烷和/或聚甲基苯基矽氧烷，二甲基矽氧烷可以選用basf公司的efkafl3772二甲基矽氧烷，潤溼劑可以選用迪高公司的tegowet500非離子表面活性劑；當然，也可以選用其他的附著力促進劑、流平劑和潤溼劑。在本發明的進一步實施方式中，水性色漿的製備方法包括如下步驟：將水性色粉進行分散，然後研磨至粒徑小於或等於5μm，得到水性色漿；其中，分散的轉速為1000～1500rpm，分散的時間為0.5～1h。在本發明的進一步實施方式中，水性漆的原料組分按重量份計，包括：水性改性丙烯酸樹脂60份、二乙醇胺4份、水性氨基樹脂20份、去離子水10份、附著力促進劑3份、流平劑1份、潤溼劑2份和水性色漿5份。第二方面，本發明提供了上述水性漆的製備方法，包括如下步驟：s101：在水性改性丙烯酸樹脂中加入二乙醇胺，混合均勻後加入水，再次混合均勻；s102：在s101得到的產物中加入水性氨基樹脂，分散均勻後消泡過濾，收集濾液，得到水性漆。需要說明的是，s101得到的產物的ph值在7～8之間。本發明還提供了另一種上述水性漆的製備方法，包括如下步驟：s101：在水性改性丙烯酸樹脂中加入二乙醇胺，混合均勻後加入水，再次混合均勻；s102：將附著力促進劑、流平劑、潤溼劑和水混合均勻，然後加入s101得到的產物，再加入水性氨基樹脂，分散均勻後加入水性色漿，分散均勻後消泡過濾，收集濾液，得到水性漆。需要說明的是，s101得到的產物的ph值在7～8之間。第三方面，本發明提供了上述水性漆在製備金屬拉頭和/或紐扣中的應用。本發明提供的技術方案，具有如下的有益效果：(1)本發明提供的水性漆可專門用於金屬拉頭、紐扣表面保護，通過調整漆液表幹速率和固含量，使尖銳金屬表面包邊效果更好，耐鹽霧、耐水洗性能也大幅提高，完全可替換目前的油性拉頭、鈕扣漆；(2)本發明提供的水性漆可直接用水來稀釋，相比油性漆用專用稀釋劑稀釋，可以節約成本；器具使用完後可用水簡單衝洗即可，相比油性漆用香蕉水清洗，可以節約成本，操作方便；(3)本發明提供的水性漆無毒環保，可以極大改善職工現場作業環境，大幅降低職工職業病的風險。有效減少空氣汙染；(4)本發明提供的水性漆噴塗拉頭，拉頭噴塗外觀效果好且性能優異。本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。具體實施方式下面將結合本發明實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本發明的保護範圍。下述實施例中的實驗方法，如無特殊說明，均為常規方法。下述實施例中所用的試驗材料，如無特殊說明，均為自常規試劑商店購買得到的。以下實施例中的定量試驗，均設置三次重複實驗，數據為三次重複實驗的平均值或平均值±標準差。在本發明中，水性氨基樹脂是選用氰特325甲醚化氨基樹脂，附著力促進劑是選用byk-4509，流平劑是選用basf公司的efkafl3772，潤溼劑是選用迪高公司的tegowet500非離子表面活性劑。實施例一本實施例提供一種水性漆，其原料組分按重量份計，包括：水性改性丙烯酸樹脂60份、二乙醇胺4份、水性氨基樹脂20份、去離子水10份、附著力促進劑3份、流平劑1份、潤溼劑2份和水性色漿5份；其中，水性改性丙烯酸樹脂的製備方法包括如下步驟：在85r/min攪拌和通氮氣狀態下，在水中加入無機分散劑羥基磷酸鈣並升溫至72℃；然後加入原料單體和引發劑過氧化二苯甲醯，混合均勻後恆溫反應7h，再降溫至27℃，得到改性丙烯酸樹脂；水、無機分散劑羥基磷酸鈣、原料單體和引發劑過氧化二苯甲醯的質量比為170:2.4:92:1，原料單體包括第一單體丙烯酸甲酯、第二單體丙烯酸羥丙酯和第三單體丙烯酸，第一單體、第二單體和第三單體的質量比為53:25:1；水性色漿的製備方法如下：將水性色粉以1200rpm的轉速分散0.8h，然後研磨至粒徑小於或等於5μm，得到水性色漿。根據上述原料組分，採用本發明提供的水性漆的製備方法，製備水性漆：s101：在水性改性丙烯酸樹脂中加入二乙醇胺，混合均勻後加入水，再次混合均勻；s102：將附著力促進劑、流平劑、潤溼劑和水混合均勻，然後加入s101得到的產物，再加入水性氨基樹脂，分散均勻後加入水性色漿，分散均勻後消泡過濾，收集濾液，得到水性漆。實施例二本實施例提供一種水性漆，其原料組分按重量份計，包括：水性改性丙烯酸樹脂50份、二乙醇胺5份、水性氨基樹脂15份、去離子水12份、附著力促進劑2.5份、流平劑1.5份、潤溼劑1.5份和水性色漿6份；其中，水性改性丙烯酸樹脂的製備方法包括如下步驟：在80r/min攪拌和通氮氣狀態下，在水中加入無機分散劑羥基磷酸鈣並升溫至70℃；然後加入原料單體和引發劑過氧化二苯甲醯，混合均勻後恆溫反應6h，再降溫至25℃，得到改性丙烯酸樹脂；水、無機分散劑羥基磷酸鈣、原料單體和引發劑過氧化二苯甲醯的質量比為165:2.2:90:1，原料單體包括第一單體丙烯酸甲酯、第二單體丙烯酸羥丙酯和第三單體丙烯酸，第一單體、第二單體和第三單體的質量比為50:20:1；水性色漿的製備方法如下：將水性色粉以1000rpm的轉速分散0.5h，然後研磨至粒徑小於或等於5μm，得到水性色漿。根據上述原料組分，採用本發明提供的水性漆的製備方法，製備水性漆：s101：在水性改性丙烯酸樹脂中加入二乙醇胺，混合均勻後加入水，再次混合均勻；s102：將附著力促進劑、流平劑、潤溼劑和水混合均勻，然後加入s101得到的產物，再加入水性氨基樹脂，分散均勻後加入水性色漿，分散均勻後消泡過濾，收集濾液，得到水性漆。實施例三本實施例提供一種水性漆，其原料組分按重量份計，包括：水性改性丙烯酸樹脂70份、二乙醇胺3份、水性氨基樹脂25份、去離子水8份、附著力促進劑3.5份、流平劑0.5份、潤溼劑2.5份和水性色漿4份；其中，水性改性丙烯酸樹脂的製備方法包括如下步驟：在90r/min攪拌和通氮氣狀態下，在水中加入無機分散劑羥基磷酸鈣並升溫至75℃；然後加入原料單體和引發劑過氧化二苯甲醯，混合均勻後恆溫反應8h，再降溫至28℃，得到改性丙烯酸樹脂；水、無機分散劑羥基磷酸鈣、原料單體和引發劑過氧化二苯甲醯的質量比為175:2.5:95:1，原料單體包括第一單體丙烯酸甲酯、第二單體丙烯酸羥丙酯和第三單體丙烯酸，第一單體、第二單體和第三單體的質量比為55:30:1；水性色漿的製備方法如下：將水性色粉以1500rpm的轉速分散1h，然後研磨至粒徑小於或等於5μm，得到水性色漿。根據上述原料組分，採用本發明提供的水性漆的製備方法，製備水性漆：s101：在水性改性丙烯酸樹脂中加入二乙醇胺，混合均勻後加入水，再次混合均勻；s102：將附著力促進劑、流平劑、潤溼劑和水混合均勻，然後加入s101得到的產物，再加入水性氨基樹脂，分散均勻後加入水性色漿，分散均勻後消泡過濾，收集濾液，得到水性漆。對於本發明提供的水性漆，在製備拉頭或紐扣時可以採用(但不限制於)以下兩種方法：1、掛噴拉頭具體包括如下步驟：第一步(調漆)：將水性漆與水以1:0.5的質量比混合，充分攪拌；第二步(調噴槍)：調整手噴槍流量、氣壓；第三步(設備操作)：將拉頭掛件放入噴塗位置，噴塗；第四步(設備操作)：放入烤箱，常溫烘烤至140℃，保溫30分鐘；中途用手杆撥動防止粘連；第五步：取出吹涼，成品包裝。2、手噴鈕扣具體包括如下步驟：第一步(調漆)：將水性漆與水以1:0.5的質量比混合，充分攪拌；第二步(調噴槍)：調整手噴槍流量、氣壓；第三步(設備操作)：把鈕扣擺好的託盤放入噴塗位置，噴塗；第四步：金屬鈕扣放入烤箱或隧道爐，常溫烘烤至140℃，共60分鐘；樹脂鈕扣放入烤箱中，常溫烘烤至80℃，保溫30分鐘；第五步：取出冷卻，成品包裝。將本發明實施例一至實施例三製備得到的水性漆，並以現有技術中的溶劑型油漆丙烯酸烤漆作為對照，通過試驗來系統評價其效果。1、黏度和固含量的測定將本發明實施例一至實施三製備得到的水性漆和現有技術中的溶劑型油漆丙烯酸烤漆進行黏度和固含量的測定。其中，黏度的測定方法如下：常溫25℃的動力粘度巖田4#粘度計以液體流過的時間秒來測定。固含量的測定方法如下：根據塗料固定含量測定法gb1725-29來測得。測定得到的結果如下表1所示：表1黏度和固含量的測定結果組別黏度固含量實施例一31.4秒39％實施例二30.8秒34％實施例三30.9秒36％溶劑型油漆12.0秒18％2、有毒物質的含量測定將本發明實施例一至實施三製備得到的水性漆和現有技術中的溶劑型油漆丙烯酸烤漆進行有毒物質的含量測定，測定方法為採用標準chem-top-050-14氣相色譜儀/質譜儀進行測定。測定得到的結果如下表2所示：表2有毒物質的含量測定結果有毒物質種類二甲苯苯其它有機溶劑實施例一未檢出未檢出未檢出實施例二未檢出未檢出未檢出實施例三未檢出未檢出未檢出溶劑型油漆200mg/kg120mg/kg360mg/kg3、耐水洗、耐鹽霧、耐酸性能測試分別採用本發明實施例一至實施例三製備得到的水性漆製備金屬拉頭，將得到的噴塗有水性漆的金屬拉頭進行性能測試，具體包括如下實驗。(1)耐水洗測試實驗方法：採用工業洗衣機分別清洗噴塗有水性漆的金屬拉頭；洗水條件：溫度50度，30min/次，在洗衣機中添加加酵素粉200g、梘油100g和浮石4kg，清洗一次，觀察結果。實驗結果：分別觀察清洗後的噴塗有水性漆的金屬拉頭，發現外觀均無變化。(2)鹽霧測試實驗方法：採用鹽霧試驗機分別對噴塗有水性漆的金屬拉頭進行耐鹽霧測試實驗，鹽溶液為5％濃度的氯化鈉溶液，測試方法為常規的耐鹽霧測試方法，測試72小時，觀察結果。實驗結果：分別觀察清洗後的噴塗有水性漆的金屬拉頭，發現外觀均無變化。(3)耐酸測試實驗方法：採用純淨水稀釋濃硝酸溶液，配製得到質量分數為46％的硝酸溶液，作為比準溶液，分別將噴塗有水性漆的金屬拉頭放入比準溶液30秒，然後取出，觀察結果。實驗結果：分別觀察清洗後的噴塗有水性漆的金屬拉頭，發現外觀均無變化。需要說明的是，除了上述實施例一至實施例三列舉的情況，選用其他的原料組分配比也是可行的。本發明提供的技術方案，具有如下的有益效果：(1)本發明提供的水性漆可專門用於金屬拉頭、紐扣表面保護，通過調整漆液表幹速率和固含量，使尖銳金屬表面包邊效果更好，耐鹽霧、耐水洗性能也大幅提高，完全可替換目前的油性拉頭、鈕扣漆；(2)本發明提供的水性漆可直接用水來稀釋，相比油性漆用專用稀釋劑稀釋，可以節約成本；器具使用完後可用水簡單衝洗即可，相比油性漆用香蕉水清洗，可以節約成本，操作方便；(3)本發明提供的水性漆無毒環保，可以極大改善職工現場作業環境，大幅降低職工職業病的風險。有效減少空氣汙染；(4)本發明提供的水性漆噴塗拉頭，拉頭噴塗外觀效果好且性能優異。需要注意的是，除非另有說明，本申請使用的技術術語或者科學術語應當為本發明所屬領域技術人員所理解的通常意義。除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對步驟、數字表達式和數值並不限制本發明的範圍。在這裡示出和描述的所有示例中，除非另有規定，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制，因此，示例性實施例的其他示例可以具有不同的值。最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍，其均應涵蓋在本發明說明書的範圍當中。當前第1頁12