[技術(shù)領(lǐng)域]
本發(fā)明涉及一種用于大巴車(chē)身高外觀效果的水性面漆涂料組合物及其制備方法。
[
背景技術(shù)：
]
近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，我國(guó)涂料的產(chǎn)銷(xiāo)量正以非?？斓乃俣仍鲩L(zhǎng)。但是相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)環(huán)保型涂料的比重要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家，尤其是高污染的油性涂料產(chǎn)品仍然有很大的市場(chǎng)份額，而這些高污染的涂料產(chǎn)品對(duì)環(huán)境和施工人員健康帶來(lái)極為嚴(yán)重的危害。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，尤其是國(guó)家更加嚴(yán)格而規(guī)范環(huán)保法規(guī)的日趨完善，使用綠色環(huán)保、節(jié)能節(jié)材的涂料新產(chǎn)品將越來(lái)越多。很多油性的涂料小廠都被關(guān)閉，很多使用油性涂料的大廠都限制了voc(揮發(fā)性有機(jī)化合物)的排放。其中水性涂料有利于合理利用資源、防止環(huán)境污染、保護(hù)人體健康，且不含或少含voc及有害空氣污染物(hap)，已成為研發(fā)熱點(diǎn)、推廣應(yīng)用的亮點(diǎn)及增長(zhǎng)點(diǎn)。即使是對(duì)于粉末涂料等其它環(huán)保型涂料，水性涂料因具有可實(shí)現(xiàn)技術(shù)途徑多、應(yīng)用面廣、安全、施工相對(duì)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)而成為首選品種，近年來(lái)在我國(guó)得到了廣泛的發(fā)展并且增長(zhǎng)速率得到了很大的改善。
然而大多數(shù)水性樹(shù)脂是以水乳化型或水分散型的形式存在，成膜后涂膜的光澤和豐滿度遠(yuǎn)不如溶劑型涂料，這使得大多數(shù)水性涂料無(wú)法應(yīng)用于要求高光澤涂層的領(lǐng)域。傳統(tǒng)的水性涂料在外觀方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到客戶的實(shí)際需求，并且施工性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到客戶生產(chǎn)線的快速要求。而大巴需要的正是高光澤涂層，要有絢麗多彩的外觀要求，且外觀效果只是諸多性能的其中一個(gè)，其對(duì)硬度、沖擊性、耐候性等性能要求也很高，其施工性能也要求很高，要滿足客戶生產(chǎn)線的快速施工要求并且沒(méi)有流掛、顆粒、氣泡、針孔等問(wèn)題。之前水性涂料面漆在光澤方面始終達(dá)不到應(yīng)用的要求，是困擾水性涂料在該應(yīng)用的最大的瓶頸。因此本發(fā)明一種用于大巴車(chē)身高外觀效果的水性面漆涂料具有很好的應(yīng)用價(jià)值和推廣前景，推動(dòng)水性涂料向高端應(yīng)用領(lǐng)域健康順暢、快速有序地發(fā)展。
[
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
]
本發(fā)明目的在于解決傳統(tǒng)的水性涂料無(wú)法應(yīng)用于大巴等要求非常高光澤涂層領(lǐng)域的問(wèn)題
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
本發(fā)明提供了一種用于大巴車(chē)身高外觀效果的水性面漆涂料組合物，其包括a組分和b組分，其中a組分按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的如下組分：
其中b組分按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的如下組分：
水性異氰酸酯固化劑60.0～80.0％；
水溶性有機(jī)溶劑20.0～40.0％；
其中a組分與b組分按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的如下組分：
a組分75～90.0％；
b組分10％～25.0％。
作為優(yōu)選方案，所述的水性羥基丙烯酸分散體和水性異氰酸酯固化劑反應(yīng)形成的涂膜必須具有很好的外觀效果，這個(gè)是決定了涂料組合物的根本。上面所述的水性羥基丙烯酸分散體由兩種組成，都是改性過(guò)的水性羥基丙烯酸分散體，其不僅具有很好的外觀效果，而且還有很好的機(jī)械性能、耐候性能等。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，丙烯酸單體種類、丙烯酸單體用量的比例、乳化劑的種類和用量、引發(fā)劑的種類和用量、羥基單體的種類和用量等篩選后，對(duì)性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)后得出的。
其中作為優(yōu)選方案，所述用于大巴車(chē)身高外觀效果的水性面漆涂料組合物中a組分中水性羥基丙烯酸分散體由兩種水性羥基丙烯酸分散體組成。其中一種水性羥基丙烯酸分散體的羥基含量按固體分的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為3.5～4.0％，固體含量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為45％～55％；另一種水性羥基丙烯酸分散體的羥基含量按固體分的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)也為3.5～4.2％，固體含量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)也為40％～50％。
作為優(yōu)選方案，所述的用于大巴車(chē)身高外觀效果的水性面漆涂料組合物中b組分中的水性異氰酸酯固化劑由3種水性異氰酸酯固化劑組成。其中一種水性異氰酸酯固化劑的異氰酸酯含量按固體分的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為15.0～24.0％，固體含量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為100％；第二種水性異氰酸酯固化劑的異氰酸酯含量按固體分的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為9.0～15.0％，固體含量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為70％；第三種水性異氰酸酯固化劑的異氰酸酯含量按固體分的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為15.0～24.0％，固體含量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為100％。
作為優(yōu)選方案，所述的用于大巴車(chē)身高外觀效果的水性面漆涂料組合物a組分中顏填料為鈦白粉、硫酸鋇、碳酸鈣、滑石粉、云母粉中的至少兩種。生產(chǎn)的公司如杜邦公司的鈦白粉。
作為優(yōu)選方案，所述的用于大巴車(chē)身高外觀效果的水性面漆涂料組合物a組分中水溶性有機(jī)溶劑為乙二醇單丁醚(bcs)，二丙二醇甲醚(dpm),丙二醇丁醚(pnb),二丙二醇丁醚(dpnb),丙二醇甲醚醋酸酯(pma),丙二醇二乙酸酯(pgda),二乙二醇丁醚(bdg)中的至少兩種。
作為優(yōu)選方案，所述的用于大巴車(chē)身高外觀效果的水性面漆涂料組合物a組分中流平劑按a組分總質(zhì)量百分比計(jì)為0.2～1.5％；a組分中消泡劑按a組分總質(zhì)量百分比計(jì)為0.05～0.5％；a組分中基材潤(rùn)濕分散劑按a組分總質(zhì)量百分比計(jì)為0.05～0.5％；a組分中基材潤(rùn)濕分散劑按a組分總質(zhì)量百分比計(jì)為0.05～0.5％；a組分中ph調(diào)節(jié)劑按a組分總質(zhì)量百分比計(jì)為0.2～0.8％。
作為優(yōu)選方案，所述流平劑為畢克byk公司、迪高tego公司、法國(guó)先創(chuàng)公司的產(chǎn)品組合成分。這些流平劑可以在添加很少量的情況下達(dá)到很好的流平效果，從而得到平整光滑的涂料漆膜。
作為優(yōu)選方案，所述消泡劑為byk公司的產(chǎn)品。
作為優(yōu)選方案，所述基材潤(rùn)濕分散劑為byk公司和迪高tego公司的產(chǎn)品。
作為優(yōu)選方案，所述ph調(diào)節(jié)劑為氨水，2-氨基-2-甲基-1-丙醇(amp-95)，n,n-二甲基乙醇胺(dmea)，n-甲基乙醇胺(mmae)中至少一種。
作為優(yōu)選方案，所述的用于大巴車(chē)身高外觀效果的水性面漆涂料組合物b組分中水溶性有機(jī)溶劑為乙二醇單丁醚(bcs)，二丙二醇甲醚(dpm),丙二醇二乙酸酯(pgda),二乙二醇丁醚(bdg)中的至少一種。
一種如前述的用于大巴車(chē)身高外觀效果的水性面漆涂料組合物a組分的制備方法，其包括如下步驟：
將a組分中的兩種水性羥基丙烯酸分散于部分去離子水中，得到預(yù)混合液；
在攪拌的條件下，向所述預(yù)混合液中加入功能性助劑，分散均勻后調(diào)節(jié)ph值為8.0～8.5，得到乳液與助劑分散體混合液；
在攪拌的條件下，向所述乳液與助劑分散體混合液中加入事先研磨好的顏填料，最后再加入水溶性有機(jī)溶劑，分散均勻后調(diào)節(jié)ph值為8.0～8.5。得到均勻分散的a組分。
作為優(yōu)選方案，所述涂料組合物a組分的細(xì)度<20um，并且越小越好。并且羥基丙烯酸的種類與比例要根據(jù)性能要求和施工性能要求之間作平衡確定，切記外觀效果只是各項(xiàng)重要性能中一項(xiàng)，不能單純?yōu)榱送庥^而把很多性能犧牲掉。
一種如前述的用于大巴車(chē)身高外觀效果的水性面漆涂料組合物b組分的制備方法，其包括如下步驟：
將b組分中的三種水性異氰酸酯固化劑按一定的重量比混合后，加入水溶性溶劑稀釋分散均勻即可。
作為優(yōu)選方案，所述涂料組合物b組分中的異氰酸酯含量按固體分的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為15.0～24.0％，固體含量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為100％的一種水性異氰酸酯固化劑為光澤相對(duì)更高的水性異氰酸酯固化劑。盡量提高其比例以達(dá)到更高的光澤。而且實(shí)際上高光澤的要求要以20o角為準(zhǔn)。
本發(fā)明提供了用于大巴車(chē)身高外觀效果的水性面漆涂料組合物及其制備方法，該涂料組合物具有很好的外觀效果，尤其是光澤高，滿足客戶高光澤的需求。同時(shí)，該涂料組合物還滿足客戶的硬度、沖擊性、耐候性等性能要求和快速無(wú)弊病的施工要求。其中水性羥基丙烯酸分散體尤為關(guān)鍵，其合成原理是通過(guò)各種丙烯酸單體在預(yù)乳化的前提下，加入引發(fā)劑進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)得到的。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
1、本發(fā)明通過(guò)對(duì)水性羥基丙烯酸合成和水性異氰酸酯等配方組份的篩選、比例搭配和工藝改進(jìn)，創(chuàng)造出用于大巴車(chē)身高外觀效果的水性面漆涂料組合物，提高了在車(chē)身施工涂料后的外觀效果，滿足大巴車(chē)身絢麗多彩的外觀要求，解決了長(zhǎng)久以來(lái)水性面漆外觀效果不如傳統(tǒng)的油性涂料的問(wèn)題。
2、同時(shí)，該涂料組合物還滿足客戶的硬度、沖擊性、耐候性等性能要求和快速無(wú)弊病的嚴(yán)格施工要求。
[具體實(shí)施方式]
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例a組分1～10中大巴車(chē)身高外觀效果的水性面漆涂料組合物a組分的具體制備步驟如下：
一、將占a組分總量55.0～70.0％的兩種水性羥基丙烯酸分散體在分散機(jī)中以500～800r/min轉(zhuǎn)速分散10～15min，得到分散均勻的樹(shù)脂分散液；其中一種水性羥基丙烯酸分散體的羥基含量按固體分的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為3.5～4.0％，固體含量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為45％～55％；另一種水性羥基丙烯酸分散體的羥基含量按固體分的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)也為3.5～4.2％，固體含量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)也為40％～50％。兩種的比例可以根據(jù)需要自行調(diào)整。
水性羥基丙烯酸分散體的結(jié)構(gòu)式最好為：
x＝乙基，正丁基，羥乙基；z＝甲基，乙基，羥甲基，羥乙基，羥丁基；
m＝8～30；n＝4～8；y＝5～10；
二、將分散機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)至500～800r/min，將30～40％的顏填料加入步驟一中所得的預(yù)混合樹(shù)脂分散液中，分散15～20min。所述的用于大巴車(chē)身外觀效果好的水性面漆涂料組合物a組分中顏填料為鈦白粉、硫酸鋇、碳酸鈣、滑石粉、云母粉中的至少兩種。顏填料的比例也可以自行調(diào)整。
三、將乙二醇單丁醚(bcs)，二丙二醇甲醚(dpm),丙二醇丁醚(pnb),二丙二醇丁醚(dpnb),丙二醇甲醚醋酸酯(pma),丙二醇二乙酸酯(pgda),二乙二醇丁醚(bdg)中的至少兩種水溶性有機(jī)溶劑按一定比例分散均勻。將步驟二中所得混合液在500～800r/min的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行分散15～20min，并于分散過(guò)程中加入預(yù)先混合好的2.0～10.0％水溶性有機(jī)溶劑，得到分散體；
四、將占a組分總質(zhì)量百分比計(jì)為0.2～1.5％的流平劑，占a組分總質(zhì)量百分比計(jì)為0.05～0.5％的消泡劑，占a組分總質(zhì)量百分比計(jì)為0.05～0.5％的基材潤(rùn)濕分散劑，占a組分總質(zhì)量百分比計(jì)為0.2～0.8％的ph調(diào)節(jié)劑混合分散均勻，調(diào)節(jié)ph至8.0～8.5。得到分散均勻的分散體。
五、余量去離子水調(diào)整粘度到50-100ku/23攝氏度。
實(shí)施例a組分1～10組分組成如表1所示。其中ph調(diào)節(jié)劑用2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
表1.實(shí)施例a組分1～10的組成
(單位：質(zhì)量百分比)
實(shí)施例b組分1～10中大巴車(chē)身高外觀效果的水性面漆涂料組合物b組分的具體制備步驟如下：
一、將占b組分60.0～80.0％的水性異氰酸酯固化劑在分散機(jī)中以500～800r/min轉(zhuǎn)速分散10～15min，得到分散均勻的固化劑分散液。其中一種水性異氰酸酯固化劑的異氰酸酯含量按固體分的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為9.0～24.0％，固體含量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為70％～100％；第二種水性異氰酸酯固化劑的異氰酸酯含量按固體分的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為9.0～24.0％，固體含量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為70％～100％；第三種水性異氰酸酯固化劑的異氰酸酯含量按固體分的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為18.0～48.0％，固體含量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為70％～100％。
二、將占b組分20.0～40.0％的水溶性有機(jī)溶劑分散均勻后，再在分散機(jī)中以500～800r/min攪拌下加入到上面的固化劑分散液。b組分中水溶性有機(jī)溶劑為乙二醇單丁醚(bcs)，二丙二醇甲醚(dpm),丙二醇丁醚(pnb),二丙二醇丁醚(dpnb),丙二醇甲醚醋酸酯(pma),丙二醇甲醚(pm),丙二醇二乙酸酯(pgda),二乙二醇丁醚(bdg),丙二醇(pg)中的至少一種。
表2.實(shí)施例b組分1～10的組成
(單位：質(zhì)量百分比)，
實(shí)施例a+b組分1～10中大巴車(chē)身高外觀效果的水性面漆涂料組合物b組分的具體制備步驟如下：
一、將占a組分與b組分總質(zhì)量的75～90.0％的a組分和25％～10.0％的b組分在分散機(jī)中以500～800r/min轉(zhuǎn)速分散20～30min，得到分散均勻的分散液。余量用去離子水補(bǔ)全。
表3.實(shí)施例a+b組分1～10的組成
(單位：質(zhì)量百分比)
實(shí)施例a+b組分1～10制備的水性面漆涂料組合物的測(cè)試方法如下：以德國(guó)byk公司的光澤儀測(cè)定漆膜的光澤度，每組涂料的膜厚均為40-50um；霧影值也是德國(guó)byk的霧影儀測(cè)定的，每組取5個(gè)點(diǎn)的霧影值，然后取平均值；顯映性(doi)也是德國(guó)byk公司的顯映儀測(cè)定的，同樣每組取5個(gè)點(diǎn)的顯映值，然后取平均值。表4為實(shí)施例a+b組分1～10制備的水性面漆涂料組合物性能測(cè)試結(jié)果。
表4.實(shí)施例a+b組分1～10制備的水性面漆涂料組合物性能測(cè)試結(jié)果
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。