一種鍍鋅板用快速固化耐壓痕水性塗料及其製備方法
2023-05-22 00:15:26
一種鍍鋅板用快速固化耐壓痕水性塗料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種鍍鋅板用快速固化耐壓痕水性塗料，按重量百分比計，其原料配方包括以下成份：水性樹脂30-45%、分散劑1-3%、顏料填料20-35%、潤溼流平劑0.3-1%、觸變劑0.5-1%、消泡劑0.3-1%、防閃蝕劑0.1-0.8%、成膜助劑1-3%、PH調節劑0.1-0.5%、去離子水10-40%。本發明還公開了該水性塗料的製備方法。本發明的漆膜可快速固化，安全節能環保，施工簡便，滿足流水線快速生產要求，所得鍍鋅板的性能優異，其各項性能指標均達到鍍鋅板塗裝的行業標準。
【專利說明】一種鍍鋅板用快速固化耐壓痕水性塗料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種水性塗料，尤其是涉及一種鍍鋅板用快速固化耐壓痕水性塗料。本發明還涉及該塗料的製備方法。
【背景技術】
[0002]鍍鋅是一種經常採用的經濟而有效的鋼板防腐方法，全世界鋅產量的一半左右均用於此種工藝。為防止鋼板表面遭受腐蝕延長其使用壽命，在鋼板表面塗以一層金屬鋅，其表面的金屬鋅可以起到一定的防腐蝕作用。但是，普通鍍鋅板表面鍍鋅層很薄僅有40g/m 2左右，在比較嚴重的工業腐蝕環境中很快就會被腐蝕破壞。為此，鍍鋅板表面往往需要進行塗裝以達到防腐性能提高以及裝飾效果。鋅是活潑金屬，易與普通塗料中的基料發生皂化反應生成鋅皂，破壞鋅面與塗層的結合力，導至塗膜附著不牢固，限制了很多塗料在鍍鋅板上的應用。目前，大多數場合採用以下幾種塗料對鍍鋅板進行塗裝:
a.選擇附著力強且具有鈍化、緩蝕和屏蔽作用的塗料，比如雙組份環氧磷酸鋅塗料。
[0003]b.選擇附著力強且具有鈍化、緩蝕和屏蔽作用的塗料做底層，選擇耐腐、耐候和裝飾性好的塗料做面漆。一般是雙組份環氧磷酸鋅底漆+雙組份聚氨酯面漆或者丙烯酸面漆。
[0004]c.選擇氨基烤漆，此類產品需要130_160°C烘烤固化
d.選擇潮氣固化聚氨酯塗料，此類塗料中聚脲/聚氨酯預聚樹脂為主要成膜物質，通過與空氣中的潮氣發生反應而固化。
[0005]上述常見的鍍鋅板專用塗料存在幾個問題:施工不方便，耗能大，對施工環境要求嚴，而且皆為溶劑型塗料，VOC的排放不利於產品綠色環保發展要求。因此，開發一種能夠滿足鍍鋅板附著且具備一定防腐蝕能力的水性低溫快速固化塗料對於鍍鋅板塗裝行業無疑是倍受歡迎的。但是，水性塗料由於揮發潛熱大，短時間低溫烘烤會有高沸點成膜助劑殘留，如果流水線快速生產，強制風冷後即行包裝，遇到碼垛層壓的情形，未交聯固化完全的塗膜則會由於受壓形成壓痕，影響美觀。目前，只有交聯固化完全的水性高溫烤漆能夠達到流水生產線噴塗產品下線即時包裝碼垛而不留壓痕的要求。但是，鍍鋅板材體積較大，若高溫烘烤，能源費用大，而且在組裝套件的場合高溫可能會導致套件熔化、變形，造成次品。水性雙組份體系雖然可以在低溫下交聯，但是反應速度緩慢，而且使用不便，成本偏高，很難適應現有的快速生產線要求。
【發明內容】
[0006]本發明的目的之一在於提供一種鍍鋅板用快速固化耐壓痕水性塗料，該水性塗料環氧改性丙烯酸樹脂為主要基料，漆膜可快速固化，安全節能環保，施工簡便，滿足流水線快速生產要求，所得鍍鋅板的性能優異，其各項性能指標均達到鍍鋅板塗裝的行業標準。
[0007]本發明目的之二是提供上述水性塗料的製備方法。
[0008]本發明的第一個 目的是通過以下技術措施來實現的:一種鍍鋅板用快速固化耐壓痕水性塗料，包括以下重量份的組分:
水性樹脂30~45%
分散劑1~3%
顏料填料20~35%
潤溼流平劑0.3~1%
觸變劑0.5 ~1%
消泡劑0.3~1%
防閃蝕劑0.1~0.8%
成膜助劑1~3%
PH 調節劑0.1-0.5%
去離子水10~40%。
[0009]本發明所述的水性樹脂為自交聯丙烯酸乳液，採用水性丙烯酸乳液、水性環氧改性丙烯酸乳液和水性聚氨酯丙烯酸酯中的一種或兩種以上的混合。如拜耳化工2593-1、拜耳化工Β130、拜耳化工F245、羅門哈斯HG-54C 1100、歐寶迪化工？價1、歐寶迪化工？價7、BASF1532、BASF 537、煙臺萬華0602、煙臺萬華0612等。
[0010]本發明所述分散劑為聚羧酸鹽類分散劑、高分子型分散劑、非離子型分散劑和磷酸酯類分散劑中的一種或兩種以上的混合；其中，所述聚羧酸鹽類分散劑可選用Orotan731A、0rotanl65A ;CA_2500、SAMASO 5063、SAMASO 5045 等相應產品；所述高分子型分散劑可選 Dispersogen DIP、Dispersogen FSE> Solsperse 27000、EFKA-4550、EFKA-4585、BYK-190等相應產品；所述高分子非離子型分散劑可選Dispersogen PSL_100、DispersogenPTS、Dispersogen 2774等相應產品；所述磷酸酯類分散劑可選Lutensit? A-EP、Hostaphat 1306、Dispersogen LFH 等相應產品。
[0011]本發明所述顏料填料為雲母氧化鐵紅、鈦白粉、碳黑、溼雲母粉、沉澱硫酸鋇、滑石粉、矽灰石、陶瓷微珠和玻璃粉中的一種或兩種以上的混合。其中，矽灰石可選NYAD 1250、IOES W0LLAST0C0ATU0AS W0LLAST0C0AT 等相應產品；陶瓷微珠可選 Zeeosphere400 ;玻璃粉可選龍森VX-S或者NEG XL-801。
[0012]本發明所述潤溼流平劑為有機矽類潤溼劑、炔二醇類潤溼劑、丙烯酸類潤溼劑和氟類潤溼劑中的一種或兩種以上的混合；其中，所述有機矽類潤溼劑可選用EFKA-3580、TEG0-270、TWIN-4100、SN 1208、BYK-333、VXff-6503 等相應產品；所述炔二醇類潤溼劑可選用 EnviroGem AD-OU surfynol 104、GS-4035、GS-850、GS-830 等相應產品；所述丙烯酸類潤溼劑可選用BYK-348、EFKA-3772等相應產品；所述氟類潤溼劑可選用Zonyl?FS0、FS-331B等相應產品。
[0013]本發明所述觸變劑是指疏水改性聚氨酯增稠劑、疏水改性鹼溶脹增稠劑和聚脲改性增稠劑中的一種或兩種以上的混合。其中，所述疏水改性聚氨酯增稠劑可選用Borchi?Gel 0620、PS-166、U604、U605、U902等相應產品；所述疏水改性鹼溶脹增稠劑可選用HV30、L030.RM 8ff, RM2020等相應產品；所述聚脲改性增稠劑可選用BYK-420、BYK-425等相應產
品O
[0014]本發明所述消泡劑為BYK024、BYK011、BYK022、TEG0825、TEG0810、EFKA-2580 中的一種或兩種以上的混合。[0015]本發明所述防閃蝕劑為延緩金屬鏽蝕的溶液，如:Raybo60、SER-ADFA-179、Drewgard 794SA、Synthro-cor CE660B、ZT-707 和 AMP-95 中的一種或兩種以上的混合；
本發明所述成膜助劑可選用幫助塗膜成膜的助劑，如TEXAN0L、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚等相應產品。
[0016]本發明所述PH調節劑可選用調整溶液PH值的助劑，如DMAE、AMP-95等相應產
品O
[0017]本發明的第二個目的是通過以下技術措施來實現的:一種鍍鋅板用快速固化耐壓痕水性塗料及其製備方法，其包括以下步驟:
(I)將部分去離子水加入攪拌槽中，邊攪拌邊加入分散劑，然後加入1/3消泡劑，加入全部的顏料填料，分散20分鐘，轉移至砂磨機研磨至細度小於15微米。
[0018](2)往步驟(1)中研磨細後的色漿中，加入水性樹脂、其餘助劑和剩餘的去離子水，攪拌均勻，用PH調節劑調整PH值為7.5-8.5，靜置20-30分鐘後，用250-350目篩網過濾包裝。
[0019]所述的步驟(1)物料分散的轉速為2000-3000rpm/min，溫度控制在45°C以下。
[0020]本發明與現有技術相比具有如下優點:
⑴本發明提供的塗料為一種單組份水性塗料，低溫烘烤或者室溫自幹即可達到乾燥目的，不僅很大程度上節約 了能源的使用，而且施工適應性強，能夠適用於現有油性塗裝生產線的施工工藝，施工簡單，可較快實現大規模生產。
[0021]⑵本發明採用自交聯丙烯酸乳液作為基料，通過提高交聯密度以及降低塗膜表面摩擦係數，滿足流水線快速生產即時包裝的要求，同時在層壓碼垛後不留印痕。
[0022](3)本發明提供的塗料屬於一種環保型水性塗料，以水性樹脂為主要成膜物質，與同類溶劑型相比，該塗料以水為稀釋劑，僅含少量有機溶劑；同時採用無毒環保型防鏽顏料取代傳統的鉛鉻等顏料，無毒環保，滿足企業安全生產的需求。
【具體實施方式】
[0023]下面列舉一部分具體實施例對本發明進行說明，有必要在此指出的是以下具體實施例只用於對本發明作進一步說明，不代表對本發明保護範圍的限制。其他人根據本發明做出的一些非本質的修改和調整仍屬於本發明的保護範圍。
[0024]實施例f 4的水性塗料的組成參見表一，製備方法如下:將1/3的去離子水加入攪拌槽中，邊攪拌邊加入分散劑，然後加入1/3消泡劑，加入全部的顏料填料，最後高速分散20分鐘，轉移至砂磨機研磨至細度小於15微米。
[0025](2)往步驟(1)中研磨細後的色漿中，加入水性樹脂、潤溼流平劑、觸變劑、防閃蝕劑、成膜助劑、剩餘的消泡劑和去離子水，攪拌均勻，加入PH調節劑調整pH為值7.5-8.5，靜置20-30分鐘後，用250-350目篩網過濾包裝。
[0026]所述的步驟(1)物料高速分散的轉速是指2000-3000rpm/min，溫度控制在45°C以下。
[0027]其中，水性樹脂為自交聯丙烯酸乳液，採用水性丙烯酸乳液、水性環氧改性丙烯酸乳液、水性聚氨酯丙烯酸酯中的一種或它們的混合物。如拜耳化工2593-1、拜耳化工B130、拜耳化工F245、羅門哈斯HG-54C 1100、歐寶迪化工PU71、歐寶迪化工PU77、BASF1532、BASF 537、煙臺萬華0602、煙臺萬華0612等。
[0028]分散劑為聚羧酸鹽類分散劑、高分子型分散劑、非離子型分散劑和磷酸酯類分散劑中的一種或它們的混合物；其中，聚羧酸鹽類分散劑可選用Orotan 731A、0rotanl65A ；CA-2500、SAMASO 5063, SAMASO 5045 等相應產品；高分子型分散劑可選 Dispersogen DIP、Dispersogen FSE, Solsperse 27000、EFKA-4550、EFKA-4585、BYK-190 等相應產品；高分子非離子型分散劑可選 Dispersogen PSL-100、Dispersogen PTS、Dispersogen 2774 等相應產品；憐酸酯類分散劑可選Lutensit? A-EP、Hostaphat 1306>Dispersogen LFH等相應產品O
[0029]顏料填料為雲母氧化鐵紅、鈦白粉、碳黑、溼雲母粉、沉澱硫酸鋇、滑石粉、矽灰石、陶瓷微珠、玻璃粉中的一種或它們的混合物。其中，矽灰石可選NYAD 1250U0ESW0LLAST0C0ATU0AS W0LLAST0C0AT等相應產品；陶瓷微珠可選Zeeosphere400 ;玻璃粉可選龍森VX-S或者NEG XL-801。
[0030]潤溼流平劑為有機矽類潤溼劑、炔二醇類潤溼劑、丙烯酸類潤溼劑和氟類潤溼劑中的一種或它們的混合物。有機矽類潤溼劑可選用EFKA-3580、TEG0-270、TWIN-4100、SN1208、BYK-333、VXW-6503 等相應產品。炔二醇類潤溼劑可選用 EnviroGem AD-OUsurfynol104、GS-4035、GS-850、GS-830等相應產品。丙烯酸類潤溼劑可選用BYK_348、EFKA_3772等相應產品。氟類潤溼劑可選用Zonyl?FS0、FS-331B等相應產品。
[0031]觸變劑是指疏水改性聚氨酯增稠劑、疏水改性鹼溶脹增稠劑和聚脲改性增稠劑中的一種或它們的混合物。其中，疏水改性聚氨酯增稠劑可選用Borchi? Gel 0620,PS-166,U604、U605、U902等相應產品。疏水改性鹼溶脹增稠劑可選用HV30、L030、RM 8W.RM2020等相應產品。聚脲改性增稠劑可選用BYK-420、BYK-425等相應產品。
[0032]消泡劑為BYK024、BYK011、BYK022、TEG0825、TEG0810、EFKA-2580 中的一種或它們的混合物。
[0033]防閃蝕劑為延緩金屬鏽蝕的溶液，如:Raybo60、SER-ADFA-179, Drewgard 794SA、Synthro-cor CE660B、ZT-707、AMP-95 中的一種或它們的混合物；
成膜助劑可選用幫助塗膜成膜的助劑，如TEXAN0L、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚等相應
女口
廣叩ο
[0034]PH調節劑可選用調整溶液PH值的助劑，如DMAE、AMP_95等相應產品。
【權利要求】
1.一種鍍鋅板用快速固化耐壓痕水性塗料，其特徵是，包括以下重量份的組分: 水性樹脂30-45%分散劑1-3% 顏料填料20-35% 潤溼流平劑0.3-1% 觸變劑0.5-1% 消泡劑0.3-1% 防閃蝕劑0.1-0.8% 成膜助劑1-3% PH 調節劑0.1-0.5% 去離子水10-40%。
2.根據權利要求1所述的一種鍍鋅板用快速固化耐壓痕水性塗料，其特徵是，所述的水性樹脂為水性丙烯酸乳液、水性環氧改性丙烯酸乳液和水性聚氨酯丙烯酸酯中的一種或兩種以上的混合。
3.根據權利要求1所述的一種鍍鋅板用快速固化耐壓痕水性塗料，其特徵是，所述的分散劑為聚羧酸鹽類分散劑、高分子型分散劑、非離子型分散劑和磷酸酯類分散劑中的一種或兩種以上的混合。
4.根據權利要求1所述的一種鍍鋅板用快速固化耐壓痕水性塗料，其特徵是，所述的顏料填料為雲母氧化鐵紅、鈦白粉、碳黑、溼雲母粉、沉澱硫酸鋇、滑石粉、矽灰石、陶瓷微珠和玻璃粉中的一種或兩種以上的混合。
5.根據權利要求1所述的一種鍍鋅板用快速固化耐壓痕水性塗料，其特徵是，所述的潤溼流平劑為炔二醇類潤溼劑、有機矽類潤溼劑、丙烯酸類潤溼劑和氟類潤溼劑中的一種或兩種以上的混合。
6.根據權利要求1所述的一種鍍鋅板用快速固化耐壓痕水性塗料，其特徵是，所述的觸變劑為疏水改性聚氨酯增稠劑、疏水改性鹼溶脹增稠劑和聚脲改性增稠劑中的一種或兩種以上的混合。
7.根據權利要求1所述的鍍鋅板用快速固化耐壓痕水性塗料，其特徵是，本發明所述的成膜助劑為TEXANOL、丙二醇甲醚和二丙二醇甲醚中的一種或兩種以上的混合。
8.權利要求1至7任一項所述的鍍鋅板用快速固化耐壓痕水性塗料的製備方法，其特徵是，包括以下步驟: (1)將部分去離子水加入攪拌槽中，邊攪拌邊加入分散劑，然後加入1/3消泡劑，加入全部的顏料填料，分散20分鐘，轉移至砂磨機研磨至細度小於15微米； (2)往步驟(1)中研磨細後的色漿中，加入水性樹脂、其餘助劑和剩餘的去離子水，攪拌均勻，用PH調節劑調整PH值為7.5-8.5，靜置20-30分鐘後，用250-350目篩網過濾包裝。
9.根據權利要求8所述的鍍鋅板用快速固化耐壓痕水性塗料的製備方法，其特徵是，所述的步驟(1)物料分散的轉速是指2000-3000rpm/min，溫度控制在45°C以下。
【文檔編號】C09D163/10GK103602183SQ201310496187
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2013年10月22日
【發明者】禹漢文, 許奕祥, 姚煌, 謝唯, 張紅 申請人:廣州擎天材料科技有限公司, 中國電器科學研究院有限公司