一种双组份工程机械防腐装饰面漆及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种双组份工程机械防腐装饰面漆，本面漆由BC-1树脂72-75、润湿分散剂0.3-0.5、有机膨润土0.2-0.4、颜料18-20、助剂0.2-0.9、金属催干剂1-2、改性填料9-11、DBE溶剂1-3、乙酸丁酯2-3，混合制备而成。本发明的面漆与传统丙烯酸聚氨酯漆相比，该面漆涂膜丰满度高、鲜映性好、毒性小、价格低，符合或超过HG/T4339-2012（其他面漆）的技术要求，是一种功能性双组份涂料。
【专利说明】一种双组份工程机械防腐装饰面漆及其制备方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及油漆领域，具体涉及一种双组份工程机械防腐装饰面漆及其制备方法。
【背景技术】:
[0002]传统丙烯酸聚氨酯漆固化后的涂膜具有优越的耐化学腐蚀、耐候、耐水、保光保色性、耐磨、抗划伤性，因此在汽车、机械、交通、电器、航空等领域有广泛的应用。但传统丙烯酸聚氨酯漆存在涂膜丰满度差，价格偏高等缺陷。随着我国机械行业的发展，对工程机械涂装性价比的要求不断提高，使得传统的丙烯酸聚氨酯漆很难满足涂装要求。本发明通过用丙烯酸酯对醇酸树脂加以改性，从而使得改性后的树脂(BC-1树脂)具有高丰满度、耐化学腐蚀、抗划伤性好、硬度高、耐候性佳、易施工等特点。以此树脂为基料，选择各种耐光、耐候颜料、助剂制备主漆，再以脂肪族聚异氰酸酯为固化剂制备的双组份工程机械防腐装饰面漆，具有涂膜丰满度高、鲜映性、抗划伤性好、硬度高、毒性小、耐候性佳、价格低的特点。符合或超过HG/T4339-2012 (其他面漆)的技术要求，可完全满足现代工程机械涂装的要求。
【发明内容】
:
[0003]本发明提供了一种双组份工程机械防腐装饰面漆的制备方法，与传统丙烯酸聚氨酯漆相比，该面漆涂膜丰满度高、鲜映性好、毒`性小、价格低，符合或超过HG/T4339-2012(其他面漆)的技术要求，是一种功能性双组份涂料。
[0004]本发明采用的技术方案为:
[0005]一种双组份工程机械防腐装饰面漆，包括主漆和固化剂，其特征在于，所述的主漆由下列重量份的组分制成:
[0006]BC-1树脂72-75、润湿分散剂0.3-0.5、有机膨润土 0.2-0.4、颜料18-20、助剂
0.2-0.9、金属催干剂1-2、改性填料9-11、DBE溶剂1_3、乙酸丁酯2_3，
[0007]所述的BC-1树脂的制备方法为:
[0008](I)按重量份分别称取下列组份一、组份二的组分原料:
[0009]组份一的组成原料为:
[0010]季戊四醇20-40、邻苯二甲酸酐30-40、顺丁烯二酸酐4_6、反_2_ 丁烯酸2_4、苯甲酸2-5、不饱和脂肪酸30-40、二丁基氧化锡0.1-0.15、二甲苯42-64 ；
[0011 ] 组份二的组成原料为:
[0012]硫化剂ΒΡ00.5-0.7、丙烯腈5_10、甲基丙烯酸异冰片酯5_10、苯乙烯20-25、甲基丙烯酸甲酯10-15、二甲苯10-20 ；
[0013](2)按配方量将组份一中的季戊四醇、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、反-2-丁烯酸、苯甲酸、不饱和脂肪酸、二丁基氧化锡、配方量二甲苯的4-6%加入反应釜中，关闭反应釜盖，用l_2h升温至180±2°C保持酯化2h，再用1-2h升温至200±2°C保持酯化至酸值(20mgK0H/g，然后降温至140°C以下加入余下的二甲苯兑稀，得到基础醇酸树脂备用；[0014](3)按配方量将组份二中的70-80%的ΒΡ0、丙烯腈、甲基丙烯酸异冰片酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯加入滴加釜中，混合均匀备用；
[0015](4)将步骤(2)制得的基础醇酸树脂升温至140±2°C时开始滴加混合单体，用
2.5-3h滴加完，然后直接加入余下的二甲苯和余下的BPO混合的混合液进行补加，保持Ih后测转化率> 98%时降温，过滤出料得BC-1树脂；
[0016]所述改性填料是通过下列方法制备而得:a.取下列重量份的原料:高岭土100-150、碳酸钙120-130、沸石10-12、纳米碳1-2、三氧化钨1-2、氧化镧2-3、薄荷精油
2-3、过硼酸钠1-2、氧化铝2-3、沉淀法硫酸钡30-34、茶多酚3-4、柠檬酸三乙酯1-2、钛酸酯偶联剂TMC-TTS4-6、玉石粉1-2 ；
[0017]b、将高岭土、碳酸钙、沸石在450_480°C下煅烧4_5h，冷却至室温，取出后，加入
3-4%的氢氧化钠溶液中研磨1-2小时，然后，加入12-15%的盐酸溶液，调节PH值为4_5，陈化10-15小时，再加氢氧化钠溶液调节研磨液pH为中性，过滤，烘干得到填料粉末；
[0018]C、将上述所得粉末与其它剩余成分混合，并以8000-10000转/分的高速分散均匀，即得。
[0019]所述的双组份工程机械防腐装饰面漆，其特征在于:所述颜料为有机中铬黄、钛白粉、钥红三种物质构成，三者的重量比为13-15:4-5.5:0.5-0.6。
[0020]所述的双组份工程机械防腐装饰面漆，其特征在于:所述助剂选自流平剂、消泡剂、防结皮剂中的一种或多种。
[0021]所述的双组份工程机械防腐装饰面漆，其特征在于:所述的固化剂为脂肪族聚异
氰酸酯。
[0022]所述的双组份工程机械防腐装饰面漆，其特征在于，所述的主漆的制备方法，包括以下步骤:
[0023](I)按配方量将BC-1树脂加入配料罐内，开启搅拌在500_800r/min加入润湿分散剂搅匀，再依次加入有机膨润土、颜料，再提升搅拌转速至1000-1200r/min搅拌30min，用80目筛网过滤进入砂磨机循环研磨，出口物料温度≤70°C，细度控制≤20ym；
[0024](2)将细度研磨合格的漆浆进入兑稀罐中，开启搅拌在100-200r/min用色浆调色到符合要求，再加入流平剂、消泡剂、催干剂、防结皮剂、DBE搅匀；
[0025](3)搅匀后用乙酸丁酯调整粘度至80-100 (S)/涂_4，用200目振动筛过滤、包装，即得到主漆。
[0026]本发明的技术方案确定过程:
[0027]1、BC-1树脂的确定
[0028]本发明中的BC-1树脂是制漆的关键材料，基础醇酸树脂结构的设计、丙烯酸酯改性量、引发剂用量的确定、共聚反应温度的控制、干燥方式，是树脂性能好坏的关键所在，有效控制能使BC-1树脂的分子量分布均匀、降低相对分子量，从而获得理想的涂膜，本发明主要通过以下途径解决。
[0029](I)在基础醇酸树脂中，本发明选择不饱和脂肪酸，利用不饱和脂肪酸中的-C=C-，为涂膜的氧化交联干燥提供反应基团；采用顺丁烯二酸酐和反-2- 丁烯酸代替部分苯酐，确保基础醇酸树脂中共轭双键的数量，提高反应活性点；用苯甲酸进行调节，使基础醇酸树脂分子量分布均匀、相对分子量更低，为后期与丙烯酸酯共聚奠定良好的基础。[0030](2)丙烯酸酯改性量直接影响涂膜的硬度、干燥时间、抗划伤性、耐候性，通过反复试验选择丙烯腈、甲基丙烯酸异冰片酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯，软硬单体搭配，功能性互补，确定丙烯酸酯改性重量百分比为总体系的40~60%，可达到良好的效果。
[0031](3)共聚反应温度直接影响BC-1树脂的分子量分布、相对分子量的大小，通过实验确定140±2°C为最佳的共聚反应温度。
[0032](4)引发剂的用量也影响着BC-1树脂的分子量分布、相对分子量的大小，通过实验确定引发剂重量百分比为总体系的0.5-0.7%，可满足要求。
[0033](5) BC-1树脂中含有-C=C-及-0H，即能氧化交联干燥，也可与-NCO交联干燥，属于双交联干燥方式，最终使涂膜形成网状体型交联结构。
[0034]2、成漆的确定
[0035]工程机械防腐装饰面漆主要的侧重点是要求涂膜抗划伤性、保光保色性、鲜映性好、丰满度高、耐候性佳，本发明主要通过以下途径解决。
[0036](I)BC-1树脂具有高丰满度、耐化学腐蚀、抗划伤、硬度高、耐候性佳、易施工等特点，因此本发明用BC-1树脂为成漆基料。
[0037](2)选择耐光性4-5级、耐候性7-8级的颜料，可提高涂膜的抗变色性。
[0038]3、异氰酸酯及0H/NC0当量比的确定
[0039]本发明采用耐光性、耐候性极佳的脂肪族聚异氰酸酯为固化剂，该固化剂性能优于HDI缩二脲为固化剂。0H/NC0当量比对涂膜的综合性能影响很大，若固化剂过多，交联密度增加，涂膜硬度高，耐磨性增`强，但涂膜较脆，不耐冲击；若固化剂太少，则有-OH残留，亲水性增强，漆膜渗透性提高，同时漆膜硬度也随之降低，综合各方面的性能，并经反复实验确定以0H/NC0=1-1.2为佳。
[0040]本发明的优点
[0041]1、基础醇酸树脂中选择不饱和脂肪酸，利用不饱和脂肪酸中的-C=C-，为涂膜的氧化交联干燥提供反应基团。
[0042]2、采用顺丁烯二酸酐和反-2- 丁烯酸代替部分苯酐，确保基础醇酸树脂中共轭双键的数量，提高反应活性点。
[0043]3、反-2-丁烯酸属于一元酸，即提高基础醇酸树脂的反应活性，又可与苯甲酸一同调苄基础醇酸树脂的分子量，使基础醇酸树脂的分子量分布均匀、相对分子量更低，为后期与丙烯酸酯共聚奠定良好的基础。
[0044]4、利用基础醇酸树脂中醇超所保留的-0H，可与-NCO交联反应。
[0045]5、-C=C-的氧化交联干燥、-OH与-NCO的交联干燥，涂膜干燥方式属于双交联干燥，最终使涂膜形成网状体型交联结构，提高涂膜交联密度，具有极佳的防腐性及耐候性。
[0046]6、基础醇酸树脂中采用抗水解性、热稳定性好、降低酯化反应温度的二丁基氧化锡作为酯化催化剂，降低了酯化反应温度，降低了能耗。
[0047]7、基础醇酸树脂中采用不饱和脂肪酸，无需醇解，简化了合成工艺，缩短了生产台时，降低了能耗。
[0048]8、合成BC-1树脂所需原料都是工业品，原料易得，合成工艺简单。
[0049]9、采用BC-1树脂为基料，提高了涂膜的保光性、丰满度、鲜映性、抗划伤性、耐候性,并且降低了成漆的生产成本低。[0050]10、成漆中选择了耐光性4-5级、耐候性7-8级的颜料，提高了涂膜的抗变色性能。【具体实施方式】
[0051 ] 1、BC-1树脂配方及制备工艺
[0052]BC-1树脂配方
[0053]
【权利要求】
1.一种双组份工程机械防腐装饰面漆，包括主漆和固化剂，其特征在于，所述的主漆由下列重量份的组分制成: BC-1树脂72-75、润湿分散剂0.3-0.5、有机膨润土 0.2-0.4、颜料18-20、助剂0.2-0.9、金属催干剂1-2、改性填料9-11、DBE溶剂1_3、乙酸丁酯2_3， 所述的BC-1树脂的制备方法为: (O按重量份分别称取下列组份一、组份二的组分原料: 组份一的组成原料为: 季戊四醇20-40、邻苯二 甲酸酐30-40、顺丁烯二酸酐4-6、反_2_ 丁烯酸2_4、苯甲酸2-5、不饱和脂肪酸30-40、二丁基氧化锡0.1-0.15、二甲苯42-64 ； 组份二的组成原料为: 硫化剂BP00.5-0.7、丙烯腈5-10、甲基丙烯酸异冰片酯5_10、苯乙烯20-25、甲基丙烯酸甲酯10-15、二甲苯10-20 ； (2)按配方量将组份一中的季戊四醇、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、反-2-丁烯酸、苯甲酸、不饱和脂肪酸、二丁基氧化锡、配方量二甲苯的4-6%加入反应釜中，关闭反应釜盖，用l_2h升温至180±2°C保持酯化2h，再用l_2h升温至200±2°C保持酯化至酸值(20mgK0H/g，然后降温至140°C以下加入余下的二甲苯兑稀，得到基础醇酸树脂备用； (3)按配方量将组份二中的70-80%的BPO、丙烯腈、甲基丙烯酸异冰片酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯加入滴加釜中，混合均匀备用； (4)将步骤(2)制得的基础醇酸树脂升温至140±2°C时开始滴加混合单体，用2.5-3h滴加完，然后直接加入余下的二甲苯和余下的BPO混合的混合液进行补加，保持Ih后测转化率> 98%时降温，过滤出料得BC-1树脂； 所述改性填料是通过下列方法制备而得:a.取下列重量份的原料:高岭土 100-150、碳酸钙120-130、沸石10_12、纳米碳1-2、二氧化鹤1-2、氧化俩2_3、薄荷精油2_3、过砸酸钠1-2、氧化铝2-3、沉淀法硫酸钡30-34、茶多酚3_4、柠檬酸三乙酯1_2、钛酸酯偶联剂TMC-TTS 4-6、玉石粉 1-2 ； b、将高岭土、碳酸钙、沸石在450-480 V下煅烧4-5h，冷却至室温，取出后，加入3-4%的氢氧化钠溶液中研磨1-2小时，然后，加入12-15%的盐酸溶液，调节PH值为4-5，陈化10-15小时，再加氢氧化钠溶液调节研磨液PH为中性，过滤，烘干得到填料粉末； C、将上述所得粉末与其它剩余成分混合，并以8000-10000转/分的高速分散均匀，即得。
2.根据权利要求1所述的双组份工程机械防腐装饰面漆，其特征在于:所述颜料为有机中铬黄、钛白粉、钥红三种物质构成，三者的重量比为13-15:4-5.5:0.5-0.6。
3.根据权利要求1所述的双组份工程机械防腐装饰面漆，其特征在于:所述助剂选自流平剂、消泡剂、防结皮剂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的双组份工程机械防腐装饰面漆，其特征在于:所述的固化剂为脂肪族聚异氰酸酯。
5.根据权利要求1所述的双组份工程机械防腐装饰面漆，其特征在于，所述的主漆的制备方法，包括以下步骤:(1)按配方量将BC-1树脂加入配料罐内，开启搅拌在500-800r/min加入润湿分散剂搅匀，再依次加入有机膨润土、颜料，再提升搅拌转速至1000-1200r/min搅拌30min，用80目筛网过滤进入砂磨机循环研磨，出口物料温度< 70°C，细度控制< 20 μ m ; (2)将细度研磨合格的漆浆进入兑稀罐中，开启搅拌在100-200r/min用色浆调色到符合要求，再加入流平剂、消泡剂、催干剂、防结皮剂、DBE搅匀； (3)搅匀后用乙酸丁酯调整粘度至80-100(S)/涂-4，用200目振动筛过滤、包装，即得到主漆。
【文档编号】C08F220/44GK103555176SQ201310539173
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2013年11月4日
【发明者】周文杰, 安宏旭 申请人:安庆菱湖涂料有限公司