一种既可ed涂装又可喷涂的水性涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种既可ED涂装又可喷涂的水性涂料及其制备方法，所述涂料为单组份，由18-36重量份具有热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂、4-9重量份封闭异氰酸酯固化剂、0.2-0.6重量份中和剂、16-32重量份颜填料、0.4-0.8重量份水性流平剂、0.2-0.5重量份水性增稠剂、21.1-61.2重量份去离子水组成，细度≤15μm。本发明的涂料既可以ED涂装又可以喷涂，涂料利用率达到95％以上，解决了喷漆利用率低和回收复杂的难题，两种涂装方式对涂膜性能无影响，极大的降低了涂装成本和节能减排，具有非常好的社会效益。
【专利说明】一种既可ED涂装又可喷涂的水性涂料及其制备方法
[【技术领域】]
[0001] 本发明属于水性涂料和制备方法【技术领域】，涉及一种既可ED涂装又可喷涂的水 性涂料及其制备方法。
[【背景技术】]
[0002] 现阶段在以水性涂料逐步代替有机溶剂型涂料之时，普遍采用像电泳涂装和静电 喷涂等高上漆率的涂装方法，并努力开发废弃水性涂料的回收再利用技术，以达到涂料的 完全利用。电泳涂料利用率可以达到95%以上，采用静电喷涂法涂装时即使是在最理想的 情况下，也有10%以上的过喷漆雾飞散，若是采用手工喷涂至少有50%以上的过喷漆雾飞 散掉。因此，如何回收飞散漆雾，使之重新循环利用，提高漆的利用率，减少废水、废渣的排 放，降低成本是涂料工作者研究的重要课题。但现在市面上过喷漆雾回收装置无法将回收 的涂料再利用，而且回收设备复杂和成本高，还没有非常有效的途径解决过喷漆雾回收利 用问题。
[
【发明内容】
]
[0003] 本发明针对现有技术的不足，提供一种既可ED涂装又可喷涂的水性涂料及其制 备方法，本发明产品为单组份涂料，涂料利用率达到95%以上，解决了喷漆利用率低和回收 复杂的难题，两种涂装方式对性能无影响，极大的降低了涂装成本和节能减排，具有非常好 的社会效益。本涂料既可以用于电泳过程中工件焊接处很难电泳上涂膜，直接对焊接处进 行喷涂，还可以单纯用于金属件的喷涂，过喷漆雾经过水幕回收后直接用于电泳，回收成 本低。本涂料涂层硬度达到2H，冲击强度为50Kg. cm，附着力为0级，具有非常优异的耐酸、 耐碱、耐水性，还具有较好的耐腐蚀性，耐盐雾性达到800小时，单向腐蚀宽度< 2_，和具 有非常优异的耐候性能，经1000小时QUV老化试验，失光率< 15%，ΛΕ < 1. 5。
[0004] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种既可ED涂装又可喷涂的单组份 水性涂料，其特征主要包含热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂，该热塑性弹性体改性阴 离子丙烯酸树脂由11-21重量份丙二醇单丁醚，7-19重量份异丁醇，8-12重量份SBS，5-9 重量份甲基丙烯酸，7-12重量份丙烯酸羟乙酯，11-15重量份甲基丙烯酸甲酯，10-16重量 份丙烯酸异辛酯，9-13重量份苯乙烯，0. 8-1. 6重量份过氧化苯甲酰，0. 2-0. 4重量份偶氮 二异丁腈和3-9重量份甲基异丁基酮组成。
[0005] 该涂料中还进一步可以包括以下优化成分：
[0006] 在所述的单组份水性涂料中，每18-36重量份热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树 脂中，还添加16-32重量份颜填料。
[0007] 在所述的单组份水性涂料中，每18-36重量份热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树 脂中，还添加0. 4-0. 8重量份水性流平剂、0. 2-0. 5重量份水性增稠剂、21. 1-61. 2重量份去 离子水。
[0008] 在所述的单组份水性涂料中，每18-36重量份热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树 脂中，还添加4-9重量份封闭异氰酸酯固化剂。
[0009] 所述的封闭异氰酸酯固化剂由12-29重量份甲基异丁基酮，37-43重量份异佛尔 酮二异氰酸酯，24-27重量份甲乙酮肟，6-10重量份异丙醇和4-8重量份乙二醇单丁醚组 成。
[0010] 在所述的单组份水性涂料中，每18-36重量份热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树 脂中,还添加0. 2-0. 6重量份中和剂。
[0011] 所述的中和剂为二丁胺或者二乙醇胺中的任意一种。
[0012] 所述颜填料为钛白粉、炭黑、高岭土或硫酸钡中的一种或任意几种混合物。
[0013] 所述水性流平剂选自市售的德国Silcona的FLW B-127或FLW K-134中的任意一 种。
[0014] 所述水性增稠剂选自市售的BYK-420、BYK-425或BYK-428中的任意一种。
[0015] 本发明还包括一种既可ED涂装又可喷涂的水性涂料的制备方法：
[0016] 将5-9重量份甲基丙烯酸，7-12重量份丙烯酸羟乙酯，11-15重量份甲基丙烯酸甲 酯，10-16重量份丙烯酸异辛酯，9-13重量份苯乙烯，0. 8-1. 6重量份过氧化苯甲酰混合均 匀得到混合液a，待用；
[0017] 将0. 2-0. 4重量份的偶氮二异丁腈和3-9重量份甲基异丁基酮混合均匀得到混合 液b，待用；
[0018] 将11-21重量份丙二醇单丁醚，7-19重量份异丁醇和8-12重量份SBS加入带有搅 拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到l〇〇°C，开始滴加混合液a，3小时滴完后保温1 小时，然后滴加混合液b，半小时滴完，然后升温到110°C保温2小时，然后降温到45°C以下 制得热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂。
[0019] 上述工艺方法还进一步可以包括如下步骤：
[0020] 将18-36重量份热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂和4-9重量份封闭异氰酸酯 固化剂加入研磨罐中搅拌30分钟混合均匀，然后加入0. 2-0. 6重量份中和剂搅拌30分钟， 再将21. 1-61. 2重量份去离子水一次性加入研磨罐中搅拌30分钟，再加入16-32重量份颜 填料高速砂磨2小时，至细度< 15 μ m，然后加入0. 4-0. 8重量份流平剂、0. 2-0. 5重量份增 稠剂，搅拌1小时，整个制备过程研磨罐中物料温度控制在15_30°C。采用过滤网过滤出料， 获得所述的既可ED涂装又可喷涂的水性涂料
[0021] 所述的封闭异氰酸酯固化剂由以下步骤制得：将12-29重量份甲基异丁基酮和 37-43重量份异佛尔酮二异氰酸酯加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到 80°C，滴加24-27重量份甲乙酮肟和6-10重量份异丙醇的共混液体，2小时滴完，保温2小 时后，加入4-8重量份乙二醇单丁醚，继续保温1小时，降温到45°C以下出料，获得所述的封 闭异氰酸酯固化剂。
[0022] 本发明的一种既可ED涂装又可喷涂的水性涂料的有益效果是：本发明产品为单 组份涂料，涂料利用率达到95%以上，解决了喷漆利用率低和回收复杂的难题，两种涂装 方式对性能无影响，极大的降低了涂装成本和节能减排，具有非常好的社会效益，本涂料涂 装方便，使用环保、安全。本涂料采用热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂，通过加料方式 的变化来提高热塑性弹性体引入分子主链的效率，此合成的树脂既是主体树脂又是研磨树 月旨，可以很好的包裹颜填料，使得既可ED涂装又可喷涂的涂料变成了现实。本涂料既可以 用于电泳过程中工件焊接处很难电泳上涂膜，直接对焊接处进行喷涂，还可以单纯用于金 属件的喷涂，过喷漆雾经过水幕回收后直接用于电泳。本涂料涂层硬度达到2H，冲击强度为 50Kg. cm，附着力为0级，具有非常优异的耐酸、耐碱、耐水性，还具有较好的耐腐蚀性，耐盐 雾性达到800小时，单向腐蚀宽度< 2_，和具有非常优异的耐候性能，经1000小时QUV老 化试验，失光率彡15%，ΛΕ彡1. 5。
[【具体实施方式】]
[0023] 以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限 定本发明的范围。
[0024] 实施例1
[0025] 1)所述热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂配方：
[0026] 丙二醇中」丁醚 11份 异下醇 7份 SBS 12份 甲堪内烯酸 9份 内帰酸羟乙酯 12份 Φ基丙烯酸明醋 15份 内熵酸异辛酯 16份 苯乙烯 13份 过氧化苯Φ酰 1.6份 偶氮二异丁腈 0.4份 甲堪异丁.墙酬 3份
[0027] 按配方量将甲基丙烯酸，丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸异辛酯，苯乙烯， 过氧化苯甲酰混合均匀得到混合液a，待用；
[0028] 按配方量将偶氮二异丁腈和甲基异丁基酮混合均匀得到混合液b，待用；
[0029] 按配方量将丙二醇单丁醚，异丁醇和SBS (苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物）加入 带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到l〇〇°C，开始滴加混合液a，3小时滴完 后保温1小时，然后滴加混合液b，半小时滴完，然后升温到11(TC保温2小时，然后降温到 45°C以下出料，获得所述的热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂；
[0030] 2)所述封闭异氰酸酯固化剂配方
[0031] Φ基异丁基酗 12份 异怫尔_Γ :异氰酸PI 43份 甲乙丽肟 27份 异丙醇 10份 乙+:醇单丁麵 S份
[0032] 按配方量将甲基异丁基酮和异佛尔酮二异氰酸酯加入带有搅拌器和冷凝管的反 应容器中，通氮气、升温到80°C，滴加甲乙酮肟和异丙醇的共混液体，2小时滴完，保温2小 时后，加入乙二醇单丁醚，继续保温1小时，降温到45°C以下出料，获得所述的封闭异氰酸 酯固化剂。
[0033] 3)所述一种既可ED涂装又可喷涂的水性涂料配方
[0034] 塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂 18份 封闭异慨酸翻固化1? 4份
[0035] 二丁胺 0.2 # ttfi# 5 份 高岭土 3份 硫酸顿 8份 FLWB-127 0,4 份 BYK-425 0.2 份 去离子水 61.2份
[0036] 按配方量将热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂和封闭异氰酸酯固化剂加入研 磨罐中搅拌30分钟混合均匀，然后加入中和剂二丁胺搅拌30分钟，再将去离子水一次性加 入研磨罐中搅拌30分钟，再加入颜填料钛白粉、高岭土和硫酸钡高速砂磨2小时，至细度 < 15 μ m，然后加入流平剂FLW B-127、增稠剂BYK-425,搅拌1小时，整个制备过程研磨罐中 物料温度控制在15_30°C。采用过滤网过滤出料，获得所述的既可ED涂装又可喷涂的水性 涂料。
[0037] 实施例2
[0038] 1)所述热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂配方：
[0039] W :醇Φ.Γ醚 16份 异丁醇 13份 SBS 10份
[0040] 烯酸 7份 |Aj烯酸羟乙?1指 9.S份 Φ坫W烯丨3份 内婦酸异卡_ 13份 笨乙烯 丨丨份 过氧化苯Φ酰 1.2# 偶氯二异111 0.3份 甲堪异丁裉酮 6份
[0041] 按配方量将甲基丙烯酸，丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸异辛酯，苯乙烯， 过氧化苯甲酰混合均匀得到混合液a，待用；
[0042] 按配方量将偶氮二异丁腈和甲基异丁基酮混合均匀得到混合液b，待用；
[0043] 按配方量将丙二醇单丁醚，异丁醇和SBS(苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物）加入 带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到l〇〇°C，开始滴加混合液a，3小时滴完 后保温1小时，然后滴加混合液b，半小时滴完，然后升温到11(TC保温2小时，然后降温到 45°C以下出料，获得所述的热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂；
[0044] 2)所述封闭异氰酸酯固化剂配方
[0045] φ坫异』'.堪_ 20.5份
[0046] :!τΗ弗尔酮：好氰酸酯 40份 Φ乙酮肟 25.5份 异丙醇 8份 乙二醇巾-厂_ 6份
[0047] 按配方量将甲基异丁基酮和异佛尔酮二异氰酸酯加入带有搅拌器和冷凝管的反 应容器中，通氮气、升温到80°C，滴加甲乙酮肟和异丙醇的共混液体，2小时滴完，保温2小 时后，加入乙二醇单丁醚，继续保温1小时，降温到45°C以下出料，获得所述的封闭异氰酸 酯固化剂。
[0048] 3)所述一种既可ED涂装又可喷涂的水性涂料配方
[0049] 塑性弹性体改性_离子内烯酸树脂 27份 封闭异氛酸酯W化剂 6.5份 + :乙醇胺 0.4份 炭黑 14份 高岭土 10份 FLWK-134 0.6 份 BYK-420 0.4 份 去离子水 4L2份
[0050] 按配方量将热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂和封闭异氰酸酯固化剂加入研 磨罐中搅拌30分钟混合均匀，然后加入中和剂二乙醇胺搅拌30分钟，再将去离子水一次性 加入研磨罐中搅拌30分钟，再加入颜填料炭黑和高岭土高速砂磨2小时，至细度< 15 μ m， 然后加入流平剂FLW K-134、增稠剂BYK-420,搅拌1小时，整个制备过程研磨罐中物料温度 控制在15-30°C。采用过滤网过滤出料，获得所述的既可ED涂装又可喷涂的水性涂料。
[0051] 实施例3
[0052] 1)所述热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂配方：
[0053] W :醇中.j'? 21份 #ι厂醇 19份 SBS 8 份 丙烯_ 5份 爾烯酸?乙醋 7份 甲篇·《烯酸甲酯 η份 W烯酸异辛酯 ?ο份 苯乙烯 9份 过氧化苯Φ酰 0J份 偶氣1 .兄j腈 0.2份
[0054] ￥11异 ΤΛΙΙ 9 份
[0055] 按配方量将甲基丙烯酸，丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸异辛酯，苯乙烯， 过氧化苯甲酰混合均匀得到混合液a，待用；
[0056] 按配方量将偶氮二异丁腈和甲基异丁基酮混合均匀得到混合液b，待用；
[0057] 按配方量将丙二醇单丁醚，异丁醇和SBS(苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物）加入 带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到l〇〇°C，开始滴加混合液a，3小时滴完 后保温1小时，然后滴加混合液b，半小时滴完，然后升温到11(TC保温2小时，然后降温到 45°C以下出料，获得所述的热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂；
[0058] 2)所述封闭异氰酸酯固化剂配方
[0059] 29 份 异佛尔W :异汛酸1? 37# Φ乙得衡 24份 异丙醇 6# 乙+:醇单+Γ1Ι 4份
[0060] 按配方量将甲基异丁基酮和异佛尔酮二异氰酸酯加入带有搅拌器和冷凝管的反 应容器中，通氮气、升温到80°C，滴加甲乙酮肟和异丙醇的共混液体，2小时滴完，保温2小 时后，加入乙二醇单丁醚，继续保温1小时，降温到45°C以下出料，获得所述的封闭异氰酸 酯固化剂。
[0061] 3)所述一种既可ED涂装又可喷涂的水性涂料配方
[0062] 塑性弹性体改性阴离子丙烯歷树脂 36份 封闭异氛黢酯W化剂 9份 二丁胺 0,6份 钛ΓΤ粉 10份 炭黑 13份 ?酸镇 9份 FLWK-134 0.8 份 BYK-428 0.5 份 去离-T水 21.1份
[0063] 按配方量将热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂和封闭异氰酸酯固化剂加入研 磨罐中搅拌30分钟混合均匀，然后加入中和剂二丁胺搅拌30分钟，再将去离子水一次性 加入研磨罐中搅拌30分钟，再加入颜填料钛白粉、炭黑和硫酸钡高速砂磨2小时，至细度 < 15 μ m，然后加入流平剂FLW K-134、增稠剂BYK-428,搅拌1小时，整个制备过程研磨罐中 物料温度控制在15_30°C。采用过滤网过滤出料，获得所述的既可ED涂装又可喷涂的水性 涂料。
[0064] 将上述实施例1-3制得的既可ED涂装又可喷涂的水性涂料，采用ED涂装和喷涂 两种涂装方式进行制板测试，膜厚都为20-30um，固化条件为140°C烘烤20min。
[0065] 样板的主要技术指标如下表：
[0066]
【权利要求】
1. 一种既可ED涂装又可喷涂的单组份水性涂料，其特征主要包含热塑性弹性体改 性阴离子丙烯酸树脂，该热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂由11-21重量份丙二醇单 丁醚，7-19重量份异丁醇，8-12重量份SBS，5-9重量份甲基丙烯酸，7-12重量份丙烯酸 羟乙酯，11-15重量份甲基丙烯酸甲酯，10-16重量份丙烯酸异辛酯，9-13重量份苯乙烯， 0. 8-1. 6重量份过氧化苯甲酰，0. 2-0. 4重量份偶氮二异丁腈和3-9重量份甲基异丁基酮组 成。
2. 如权利要求1所述的既可ED涂装又可喷涂的单组份水性涂料，其特征在于在所述的 单组份水性涂料中，每18-36重量份热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂中，还添加16-32 重量份颜填料。
3. 如权利要求1所述的既可ED涂装又可喷涂的单组份水性涂料，其特征在于在所 述的单组份水性涂料中，每18-36重量份热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂中，还添加 0. 4-0. 8重量份水性流平剂、0. 2-0. 5重量份水性增稠剂、21. 1-61. 2重量份去离子水。
4. 如权利要求1所述的既可ED涂装又可喷涂的单组份水性涂料，其特征在于在所述 的单组份水性涂料中，每18-36重量份热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂中，还添加4-9 重量份封闭异氰酸酯固化剂。
5. 如权利要求4所述的用于既可ED涂装又可喷涂的水性涂料，其特征在于所述的封闭 异氰酸酯固化剂由12-29重量份甲基异丁基酮，37-43重量份异佛尔酮二异氰酸酯，24-27 重量份甲乙酮肟,6-10重量份异丙醇和4-8重量份乙二醇单丁醚组成。
6. 如权利要求1所述的既可ED涂装又可喷涂的单组份水性涂料，其特征在于在所 述的单组份水性涂料中，每18-36重量份热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂中，还添加 0.2-0. 6重量份中和剂。
7. 如权利要求6所述的用于既可ED涂装又可喷涂的水性涂料，其特征在于所述的中和 剂为二丁胺或者二乙醇胺中的任意一种。
8. -种既可ED涂装又可喷涂的水性涂料的制备方法，其特征在于： 将5-9重量份甲基丙烯酸，7-12重量份丙烯酸羟乙酯，11-15重量份甲基丙烯酸甲酯， 10-16重量份丙烯酸异辛酯，9-13重量份苯乙烯，0. 8-1. 6重量份过氧化苯甲酰混合均匀得 到混合液a，待用； 将0. 2-0. 4重量份的偶氮二异丁腈和3-9重量份甲基异丁基酮混合均匀得到混合液b， 待用； 将11-21重量份丙二醇单丁醚，7-19重量份异丁醇和8-12重量份SBS加入带有搅拌 器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到l〇〇°C，开始滴加混合液a，3小时滴完后保温1小 时，然后滴加混合液b，半小时滴完，然后升温到11(TC保温2小时，然后降温到45°C以下制 得热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂。
9. 如权利要求8所述的既可ED涂装又可喷涂的水性涂料的制备方法，其特征在于还 包括：将18-36重量份热塑性弹性体改性阴离子丙烯酸树脂和4-9重量份封闭异氰酸酯固 化剂加入研磨罐中搅拌30分钟混合均匀，然后加入0. 2-0. 6重量份中和剂搅拌30分钟，再 将21. 1-61. 2重量份去离子水一次性加入研磨罐中搅拌30分钟，再加入16-32重量份颜填 料高速砂磨2小时，至细度< 15 μ m，然后加入0. 4-0. 8重量份流平剂、0. 2-0. 5重量份增稠 齐U，搅拌1小时，整个制备过程研磨罐中物料温度控制在15_30°C。采用过滤网过滤出料，获 得所述的既可ED涂装又可喷涂的水性涂料。
10.如权利要求9所述的既可ED涂装又可喷涂的水性涂料的制备方法，其特征在于所 述的封闭异氰酸酯固化剂由以下步骤制得：将12-29重量份甲基异丁基酮和37-43重量份 异佛尔酮二异氰酸酯加入带有搅拌器和冷凝管的反应容器中，通氮气、升温到80°C，滴加 24-27重量份甲乙酮肟和6-10重量份异丙醇的共混液体，2小时滴完，保温2小时后，加入 4-8重量份乙二醇单丁醚，继续保温1小时，降温到45°C以下出料，获得所述的封闭异氰酸 酯固化剂。
【文档编号】C08G18/80GK104140753SQ201410384586
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日
【发明者】孔凡桃, 刘薇薇, 周贤, 赵颖, 方娟娟, 李金伟, 张春香 申请人:浩力森涂料（上海）有限公司, 浩力森化学科技江苏有限公司