本發(fā)明屬于水性工業(yè)涂料領域，特別涉及一種水性電子白板涂料及其制備方法與應用。
背景技術：
：在國際市場上，由于書寫電子白板具備書寫、投影和打印等功能的統(tǒng)一，應用十分廣泛。由于中國制造業(yè)的強大成本優(yōu)勢，近年來全世界的電子白板80％以上都是在中國完成制造生產。書寫電子白板領域的涂料，品質也良莠不齊，既有大型國外涂料生產企業(yè)如立邦等主導市場，又有國內各種溶劑型涂料廠家涉足此領域，但是加工性、書寫性、擦拭性和投影性等性能始終不能平衡。在國內涂料市場上，長期以來，傳統(tǒng)的溶劑型涂料應用于室內裝飾領域，在很大程度上影響著人們的身心健康，環(huán)境友好的水性涂料頗受消費者的青睞。在現(xiàn)有技術中，電子白板涂料是溶劑型涂料，在目前應用過程中存在以下問題：第一，目前市場上廣泛應用的水性涂料是以水性丙烯酸乳液為主要成膜物質，涂層的沖擊性和柔韌性差，加工性能差，應用領域局限于建材涂料和木器漆等；第二，溶劑型白板涂料成膜后涂層硬度低(2H)，表面滑爽度低，擦拭性較差，對于有較高書寫性和擦拭性要求的電子白板，溶劑型涂料難以達到其性能要求；第三，現(xiàn)有的溶劑型白板涂料使用時氣味大，不僅會給施工人員身體造成危害，而且環(huán)境負荷很高，施工過程產生的高VOC排放會嚴重污染環(huán)境。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的首要目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種水性電子白板涂料。本發(fā)明的另一目的在于提供所述的水性電子白板涂料的制備方法。本發(fā)明的再一目的在于提供所述的水性電子白板涂料的應用。本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn)：一種水性電子白板涂料，包含如下按質量百分比計的成分：水性丙烯酸樹脂30～35％、胺中和劑2～3％、固化劑6～10％、催化劑0.2～0.5％、潤濕分散劑2～3％、鈦白粉15～20％、納米碳酸鈣6～10％、消泡劑0.5～1％、流平劑0.5～1％、氣相法二氧化硅0.5～1％、消光粉1～1.5％、助溶劑5～10％。所述的水性電子白板涂料還包含水，水為余量。所述的水性丙烯酸樹脂即水溶性丙烯酸樹脂，優(yōu)選地，玻璃化轉變溫度為30～50℃、酸值為40～100mgKOH/g，羥值為30～80mgKOH/g、分子量為10000～15000的水性丙烯酸樹脂；更優(yōu)選為珠海吉力化工AC-749RG、AC-769RG和北京陽光匯德YG-AC255、YG-AC272中的至少一種。所述的胺中和劑用來中和水性丙烯酸樹脂，形成羧酸鹽，增強其水溶性。優(yōu)選地，所述胺中和劑為N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)。所述的固化劑為水性異氰酸酯，具有良好的水溶性，可與水性丙烯酸樹脂中的羥基反應；優(yōu)選為德國Bayer拜耳公司BL5140、D270和日本Asahi-KASEI旭化成公司MF-B60X、SBN-70D中的至少一種。所述的催化劑用于催化水性丙烯酸樹脂中的羥基與固化劑發(fā)生反應，在較短時間達到較高的固化程度，提高反應活性；優(yōu)選為有機錫類催化劑，更優(yōu)選為二月桂酸二丁基酸錫，如美國AIRPRODUCTS氣體化學DBTDL-T12。所述的潤濕分散劑為高分子嵌段共聚物溶液，用于穩(wěn)定鈦白粉和其他填料，使其在涂料中均勻分散，不浮色發(fā)花或沉降分層。優(yōu)選為德國畢克BYK-180、BYK-AT-250和BYK-2012中的至少一種。所述的鈦白粉為白色顏料，用于提供涂層的白度和遮蓋力，優(yōu)選為TiO2含量>95％、白度>98％、遮蓋力<45g/m2的鈦白粉；更優(yōu)選為杜邦R706。所述的納米碳酸鈣為白色填料，用于提供涂層表面的滑爽性，優(yōu)選為CaCO3含量>99％、白度>95％、水分<0.4％的納米碳酸鈣；更優(yōu)選為廣西鐘億ZY-725。所述的消泡劑為有機硅聚合物，優(yōu)選為德國畢克的BYK-022、BYK-024和德國迪高Airex901w、Airex902w中的至少一種。所述的流平劑為丙烯酸酯聚合物，優(yōu)選為德國畢克的BYK-381、BYK-3441和上海泰格的Tec-138w、Tech-247中的至少一種。所述的氣相法二氧化的粒徑為7～15nm，用于調節(jié)水性涂料的粘度及流變性能，增強水性涂料的儲存穩(wěn)定性；優(yōu)選為德國贏創(chuàng)Degussa的AEROSOLR812、AEROSOLR972和AEROSOLR974中的至少一種。所述的消光粉為粒徑<6μm，孔隙率為2ml/g的消光粉，其表面經(jīng)過無機處理，能顯著降低涂層表面光澤度，優(yōu)選為廣州慧谷化學AD802和AD8085中的至少一種。所述的助溶劑是醇醚類有機化合物，用于增強樹脂及助劑在水中的溶解性，優(yōu)選為乙二醇單丁醚和丙二醇單甲醚中的至少一種。所述的水優(yōu)選為去離子水。上述水性電子白板涂料的制備方法，包含以下步驟：(1)依次將鈦白粉、納米碳酸鈣、潤濕分散劑、消泡劑、氣相法二氧化硅加入至水中，攪拌均勻，經(jīng)砂磨機研磨，得到水性預制漿；(2)在攪拌狀態(tài)下，往步驟(1)得到的水性預制漿中，依次加入水性丙烯酸樹脂、胺中和劑、固化劑、催化劑、流平劑、消光粉和助溶劑，攪拌均勻，得到水性電子白板涂料；其中，各成分的含量按質量百分比計，如下：水性丙烯酸樹脂30～35％、胺中和劑2～3％、固化劑6～10％、催化劑0.2～0.5％、潤濕分散劑2～3％、鈦白粉15～20％、納米碳酸鈣6～10％、消泡劑0.5～1％、流平劑0.5～1％、氣相法二氧化硅0.5～1％、消光粉1～1.5％、助溶劑5～10％、水余量。步驟(1)中所述的攪拌條件優(yōu)選為600～800r/min攪拌10～20min。步驟(1)中所述的研磨程度優(yōu)選為水性預制漿細度≤10μm。步驟(2)中所述的攪拌條件優(yōu)選為800～1000r/min攪拌20～30min。所述的水性電子白板涂料在制備書寫電子白板制品中的應用。本發(fā)明的水性電子白板涂料為單組分型涂料，分散均勻，儲存和使用方便；涂層綜合性能優(yōu)異：硬度與柔韌性、滑爽性與絲印性、書寫性與擦拭性的平衡；不含苯類溶劑，環(huán)保性強，能廣泛用于書寫電子白板領域。一種書寫電子白板制品，由上述水性電子白板涂料涂布在金屬板材表面制備得到。上述書寫電子白板制品，優(yōu)選通過如下步驟制備得到：(A)對金屬板材進行基材前處理；(B)在經(jīng)過步驟(A)處理的金屬板材上均勻涂布上述水性電子白板涂料，烘烤，冷卻，切除毛邊，得到書寫電子白板制品。步驟(A)中所述的金屬板材優(yōu)選為熱鍍鋅鋼材基板。步驟(A)中所述的基材前處理，優(yōu)選為如下步驟：水洗、脫脂、水洗、鈍化、再水洗、烘干。步驟(B)中所述的水性電子白板涂料涂布于所述金屬板材上的干膜厚度，優(yōu)選為10～15μm。步驟(B)中所述的烘烤的條件優(yōu)選為250～300℃烘烤60～90秒，使金屬板材的最高金屬板溫(PMT)達到230～250℃。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有如下的優(yōu)點及效果：(1)本發(fā)明提供的水性電子白板涂料，首次將水性涂料應用于書寫電子白板領域，并開創(chuàng)國內此項
技術領域：
之先河。(2)本發(fā)明提供的水性電子白板涂料綜合性能優(yōu)異，達到了硬度與柔韌性、滑爽性與絲印性、書寫性與擦拭性的性能平衡。(3)本發(fā)明提供的水性電子白板涂料，相對于溶劑型涂料，不含有甲苯、二甲苯、三甲苯等芳烴類有害物質，VOC排放較低，屬于環(huán)境友好型涂料。具體實施方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述，但本發(fā)明實施方式不限于此。實施例1(1)制備水性電子白板涂料A，各組分的用量如下：(2)水性電子白板涂料A的制備方法如下：(a)依次將鈦白粉、納米碳酸鈣、潤濕分散劑、消泡劑、氣相法二氧化硅加入至去離子水中，攪拌均勻(800rpm攪拌10min)，經(jīng)砂磨機研磨至細度≤10μm，得到水性預制漿A1；(b)在攪拌狀態(tài)下，往步驟(a)得到的水性預制漿A1中，依次加入水性丙烯酸樹脂、胺中和劑、固化劑、催化劑、流平劑、消光粉和助溶劑，攪拌均勻(800rpm攪拌30min)，得到水性電子白板涂料A；(3)水性電子白板涂料A的應用方法如下：(a)對熱鍍鋅鋼板進行前處理：水洗、脫脂、水洗、鈍化、再水洗、烘干；(b)在經(jīng)過(a)處理的熱鍍鋅鋼板上均勻涂布水性電子白板涂料A(13μm)，烘烤(270℃/80s)，冷卻，切除毛邊，得到電子白板制品A2。實施例2(1)制備水性電子白板涂料B，各組分的用量如下：(2)水性電子白板涂料B的制備方法如下：(a)依次將鈦白粉、納米碳酸鈣、潤濕分散劑、消泡劑、氣相法二氧化硅加入至去離子水中，攪拌均勻(600rpm攪拌20min)，經(jīng)砂磨機研磨至細度≤10μm，得到水性預制漿B1；(b)在攪拌狀態(tài)下，往步驟(a)得到的水性預制漿B1中，依次加入水性丙烯酸樹脂、胺中和劑、固化劑、催化劑、流平劑、消光粉和助溶劑，攪拌均勻(1000rpm攪拌20min)，得到水性電子白板涂料B；(3)水性電子白板涂料B的應用方法如下：(a)對熱鍍鋅鋼板進行前處理：水洗、脫脂、水洗、鈍化、再水洗、烘干；(b)在經(jīng)過(a)處理的熱鍍鋅鋼板上均勻涂布水性電子白板涂料A(13μm)，烘烤(270℃/80s)，冷卻，切除毛邊，得到電子白板制品B2。實施例3(1)制備水性電子白板涂料C，各組分的用量如下：(2)水性電子白板涂料C的制備方法如下：(a)依次將鈦白粉、納米碳酸鈣、潤濕分散劑、消泡劑、氣相法二氧化硅加入至去離子水中，攪拌均勻(700rpm攪拌15min)，經(jīng)砂磨機研磨至細度≤10μm，得到水性預制漿C1；(b)在攪拌狀態(tài)下，往步驟(a)得到的水性預制漿C1中，依次加入水性丙烯酸樹脂、胺中和劑、固化劑、催化劑、流平劑、消光粉和助溶劑，攪拌均勻(900rpm攪拌25min)，得到水性電子白板涂料C；(3)水性電子白板涂料C的應用方法如下：(a)對熱鍍鋅鋼板進行前處理：水洗、脫脂、水洗、鈍化、再水洗、烘干；(b)在經(jīng)過(a)處理的熱鍍鋅鋼板上均勻涂布水性電子白板涂料A(13μm)，烘烤(270℃/80s)，冷卻，切除毛邊，得到電子白板制品C2。實施例4(1)制備水性電子白板涂料D，各組分的用量如下：(2)水性電子白板涂料D的制備方法如下：(a)依次將鈦白粉、納米碳酸鈣、潤濕分散劑、消泡劑、氣相法二氧化硅加入至去離子水中，攪拌均勻(800rpm攪拌10min)，經(jīng)砂磨機研磨至細度≤10μm，得到水性預制漿D1；(b)在攪拌狀態(tài)下，往步驟(a)得到的水性預制漿D1中，依次加入水性丙烯酸樹脂、胺中和劑、固化劑、催化劑、流平劑、消光粉和助溶劑，攪拌均勻(900rpm攪拌25min)，得到水性電子白板涂料D；(3)水性電子白板涂料D的應用方法如下：(a)對熱鍍鋅鋼板進行前處理：水洗、脫脂、水洗、鈍化、再水洗、烘干；(b)在經(jīng)過(a)處理的熱鍍鋅鋼板上均勻涂布水性電子白板涂料A(13μm)，烘烤(270℃/80s)，冷卻，切除毛邊，得到電子白板制品D2。對比例1：樹脂和固化劑超出范圍(1)制備水性電子白板涂料M，各組分的用量如下：(2)水性電子白板涂料M的制備方法如下：(a)依次將鈦白粉、納米碳酸鈣、潤濕分散劑、消泡劑、氣相法二氧化硅加入至去離子水中，攪拌均勻(700rpm攪拌15min)，經(jīng)砂磨機研磨至細度≤10μm，得到水性預制漿M1；(b)在攪拌狀態(tài)下，往步驟(a)得到的水性預制漿M1中，依次加入水性丙烯酸樹脂、胺中和劑、固化劑、催化劑、流平劑、消光粉和助溶劑，攪拌均勻(900rpm攪拌25min)，得到水性電子白板涂料M；(3)水性電子白板涂料M的應用方法如下：(a)對熱鍍鋅鋼板進行前處理：水洗、脫脂、水洗、鈍化、再水洗、烘干；(b)在經(jīng)過(a)處理的熱鍍鋅鋼板上均勻涂布水性電子白板涂料A(13μm)，烘烤(270℃/80s)，冷卻，切除毛邊，得到電子白板制品M2。對比例2：顏填料(鈦白粉和納米碳酸鈣)超出范圍(1)制備水性電子白板涂料N，各組分的用量如下：(2)水性電子白板涂料N的制備方法如下：(a)依次將鈦白粉、納米碳酸鈣、潤濕分散劑、消泡劑、氣相法二氧化硅加入至去離子水中，攪拌均勻(700rpm攪拌15min)，經(jīng)砂磨機研磨至細度≤10μm，得到水性預制漿N1；(b)在攪拌狀態(tài)下，往步驟(a)得到的水性預制漿N1中，依次加入水性丙烯酸樹脂、胺中和劑、固化劑、催化劑、流平劑、消光粉和助溶劑，攪拌均勻(900rpm攪拌25min)，得到水性電子白板涂料N；(3)水性電子白板涂料N的應用方法如下：(a)對熱鍍鋅鋼板進行前處理：水洗、脫脂、水洗、鈍化、再水洗、烘干；(b)在經(jīng)過(a)處理的熱鍍鋅鋼板上均勻涂布水性電子白板涂料A(13μm)，烘烤(270℃/80s)，冷卻，切除毛邊，得到電子白板制品N2。對比例3：使用其他填料(納米硫酸鋇代替納米碳酸鈣)(1)制備水性電子白板涂料P，各組分的用量如下：(2)水性電子白板涂料P的制備方法如下：(a)依次將鈦白粉、納米碳酸鈣、潤濕分散劑、消泡劑、氣相法二氧化硅加入至去離子水中，攪拌均勻(700rpm攪拌15min)，經(jīng)砂磨機研磨至細度≤10μm，得到水性預制漿P1；(b)在攪拌狀態(tài)下，往步驟(a)得到的水性預制漿P1中，依次加入水性丙烯酸樹脂、胺中和劑、固化劑、催化劑、流平劑、消光粉和助溶劑，攪拌均勻(900rpm攪拌25min)，得到水性電子白板涂料P；(3)水性電子白板涂料P的應用方法如下：(a)對熱鍍鋅鋼板進行前處理：水洗、脫脂、水洗、鈍化、再水洗、烘干；(b)在經(jīng)過(a)處理的熱鍍鋅鋼板上均勻涂布水性電子白板涂料A(13μm)，烘烤(270℃/80s)，冷卻，切除毛邊，得到電子白板制品P2。對比例4：使用其他催化劑(潛酸催化劑代替有機錫催化劑)(1)制備水性電子白板涂料Q，各組分的用量如下：(2)水性電子白板涂料Q的制備方法如下：(a)依次將鈦白粉、納米碳酸鈣、潤濕分散劑、消泡劑、氣相法二氧化硅加入至去離子水中，攪拌均勻(600rpm攪拌20min)，經(jīng)砂磨機研磨至細度≤10μm，得到水性預制漿Q1；(b)在攪拌狀態(tài)下，往步驟(a)得到的水性預制漿Q1中，依次加入水性丙烯酸樹脂、胺中和劑、固化劑、催化劑、流平劑、消光粉和助溶劑，攪拌均勻(1000rpm攪拌20min)，得到水性電子白板涂料Q；(3)水性電子白板涂料Q的應用方法如下：(a)對熱鍍鋅鋼板進行前處理：水洗、脫脂、水洗、鈍化、再水洗、烘干；(b)在經(jīng)過(a)處理的熱鍍鋅鋼板上均勻涂布水性電子白板涂料A(13μm)，烘烤(270℃/80s)，冷卻，切除毛邊，得到電子白板制品Q2。效果實施例：水性電子白板制品的性能指標產品試驗：對本發(fā)明的產品性能進行檢測，具體檢測內容如下：I、檢測內容：硬度，柔韌性，滑爽性，絲印性，書寫性，擦拭性，附著力。II、檢測標準(1)硬度檢測GB/T6739-1996：采用已知硬度的鉛筆測定涂膜硬度，以1Kg的硬度小車，裝上不同硬度的鉛筆，犁傷涂膜的下一級的硬度作為涂膜的硬度。(2)柔韌性檢測GB/T6742-2007：將樣板插入彎曲儀中，使漆膜面朝座板，然后向漆膜外部方向折彎成直角，將樣板取出觀察。漆膜無裂紋則OK，漆膜有裂紋則NG。(3)滑爽性檢測ISO16047：采用摩擦系數(shù)測定儀GM-1，將兩塊試驗樣板平放在一起，在一定的接觸壓力下，使兩表面產生相對移動，記錄滑動摩擦系數(shù)K?；瑒幽Σ料禂?shù)K值越小，滑爽性越高；滑動摩擦系數(shù)K值越大，滑爽性越低。(4)絲印性檢測JISK5600-5-6：交叉劃線法。在白板制品表面，用250目網(wǎng)版印刷黑色油墨，室溫放置3h；用劃格器刻劃，用玻璃紙膠帶剝離，觀察黑色油墨的剝離情況。若黑色油墨層無法剝離則OK，若黑色油墨層被剝離則NG。(5)書寫性檢測電子白板行業(yè)標準：在白板制品表面，用PLUS白板筆(紅、黑、藍、綠)勻速書寫，觀察字跡是否收縮。若字跡無收縮則OK，若字跡收縮則NG。(6)擦拭性檢測電子白板行業(yè)標準：在白板制品表面，用PLUS白板筆書寫，室溫放置4h；用重量為2Kg的鐵塊包裹棉布，橫向勻速擦拭6次，觀察書寫痕跡殘留情況。若表面無痕跡殘留則OK，若表面有痕跡殘留則NG。(7)附著力檢測JISK5600-5-6：交叉劃線法。在白板制品表面，用劃格器刻劃百格，用玻璃紙膠帶剝離，觀察涂層剝離情況。若涂層無法剝離則OK，若涂層被剝離則NG。III、檢測結果如表1所示：表1、水性電子白板制品的性能測試檢測項目白板硬度柔韌性滑爽性絲印性書寫性擦拭性附著力實施例1A24HOKK＝0.25OKOKOKOK實施例2B24HOKK＝0.26OKOKOKOK實施例3C24HOKK＝0.24OKOKOKOK實施例4D24HOKK＝0.25OKOKOKOK對比例1M23HOKK＝0.30OKOKNGOK對比例2N24HNGK＝0.42OKOKNGOK對比例3P24HNGK＝0.40OKOKNGOK對比例4Q23HOKK＝0.32NGOKNGNG由表1可見，本發(fā)明提供的水性電子白板涂料具有十分優(yōu)異的綜合性能。由對比例1、2、3、4可見，樹脂、固化劑、顏填料、催化劑等組分的種類或用量超過本發(fā)明的數(shù)值范圍都會導致水性電子白板涂料的綜合性能變差。因此，本發(fā)明提供的水性電子白板涂料具有良好的硬度、柔韌性、滑爽性、絲印性、書寫性和擦拭性。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3