专利名称：水性聚酯彩板涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种涂料及其制备方法，尤其是一种水性聚酯彩板涂料及其制备方法。
背景技术：
水性聚酯彩板涂料由水性聚酯树脂、水性氨基树脂、颜料、填料、助剂和去离子水共六大类材料组成。随着经济的快速发展，国民经济的各个领域对预涂彩板的需求也在不断扩大。水性彩板涂料有利于减少印铁、机床、汽车等工业领域在施工过程中对环境的污染，且在漆膜 的丰满度、硬度、耐磨性、光泽度、耐化学品性等物理化学性能方面不逊于溶剂型品种。随着国内外环保法规对VOC的限制以及人们对环境和健康意识的增强，水性彩板涂料必将是发展趋势。现在的彩板涂料VOC的挥发性有机化合物含量达到1500g/L以上，同时粘度较差。
发明内容
作为熟悉涂料市场行情的供货商，天女制漆公司投入了上百万元的资金，成立项目研发小组，咨询国内外行业专家，深入市场调研，通过两年多的研发，终于开发出水性聚酷彩板涂料。本发明的核心部分是用胺中和剂中和水性聚酯树脂在酸催化剂的作用下，与水性氨基树脂交联固化，形成网状结构，不仅在硬度和柔韧性方面达到了很好的平衡，同时由于漆膜致密度高，具有较优异的耐溶剂性。由于水性聚酯羧基的存在，对底材有较好的附着力，同时，由于羧基的催化固化作用，使固化反应即使没有外加催化剂或少量催化剂的情况下也能在较低温度下进行。本发明的目的是为了解决上述技术的不足，而提供一种耐溶剂性好，底材有较好的附着力，能在较低温度下制备的水性聚酯彩板涂料。本发明的技术方案为在分散爸中，投入35-45份用2-4份胺中和剂中和好后的水性聚酯树脂、O. 3-0. 8份分散剂、15-20份的去离子水，进行均匀分散后，加入10-35份颜料、0-15份填料研磨分散且达到细度要求，加入8-14份氨基树脂、O. 4-0. 8份酸催化剂、
O.3-0. 5份流平助剂，用3-5份去离子水调整粘度；上述份数按重量计算。根据以上所述的水性聚酯树脂通过下列方法获得，在一个装有搅拌器、冷凝器、力口热器的反应器中，称入35-40g间苯二甲酸，13-16gl. 6-己二醇，12_15g新戍二醇,O. 1-0. 8g酯化催化剂，升温到150°C保温2h，接着再升温到180°C保温2h，然后再升温到200°C保温至物料透明，加入15g回流二甲苯，升温到220°C保温酯化，当酸值低于15mgK0H/g时，降温到180°C，加入3-3. 5g偏苯三酸酐，并在180°C保温酯化半个小时，测酸值低于50mgK0H/g时，降温，称入28-30g乙二醇丁醚进行兑稀。所得的聚酯树脂固含量为68-72%，粘度为110-140KU，酸值为 22-28mgK0H/g，羟基含量为 O. 8-1. 2%。较优的方案中，胺中和剂通过下列方法获得，如乙二胺、三乙胺、二乙醇胺、二甲基乙醇胺等；所述的胺中和剂通过有机胺与羧基中和反应生成水溶性的盐，提高树脂的水溶性及其稳定性。较优的方案中，分散剂通过下列方法获得，为一种带颜料亲和基团的高分子量共聚物溶液，如丙烯酸聚合体溶液、聚胺酸与烷醇胺共聚物溶液等；用来改善颜料润湿性，降低研磨粘度；通过空间位阻防止颜料絮凝，并增加体系的贮存稳定性。较优的方案中，颜料通过下列方法获得，如钛白粉、酞菁兰、铁黄粉、铁红粉等。较优的方案中，填料通过下列方法获得，如硫酸钡、云母粉等。较优的方案中，氨基树脂通过下列方法获得，如甲醇高度醚化的三聚氰胺甲醛树月旨、高亚氨基高甲醚化氨基树脂等；所述的氨基树脂与水性聚酯树脂中的反应基团进行化学交联，得到性能优异的涂膜涂层较优的方案中，酸催化剂通过下列方法获得，如对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二 壬基萘磺酸、二壬基二萘磺酸等；所述的酸催化剂可有效催化基础树脂和氨基树脂的反应，降低涂膜固化温度，缩短固化时间。较优的方案中，流平助剂通过下列方法获得，为改性聚硅氧烷复合物，如聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚酯改性聚二甲基硅氧烷等；所述的流平助剂用来降低涂料表面张力以提高底材的润湿性，改善漆膜流平性。较优的方案中，去离子水通过下列方法获得，如采用离子交换树脂法制得，电导率小于 5. O μ s/cm。本发明的核心部分是用胺中和剂中和后的水性聚酯树脂在酸催化剂的作用下，与水性氨基树脂交联固化，形成网状结构，不仅在硬度和柔韧性方面达到了很好的平衡，同时由于漆膜致密度高，具有较优异的耐溶剂性。由于水性聚酯羧基的存在，对底材有较好的附着力，同时，由于羧基的催化固化作用，使固化反应即使没有外加催化剂或少量催化剂的情况下也能在较低温度下进行。通过添加水性分散剂，改善颜料润湿性，降低研磨粘度；通过空间位阻防止颜料絮凝，并增加体系的贮存稳定性。通过添加流平助剂，降低涂料表面张力以提高底材的润湿性，改善漆膜流平性。本发明的涂料有以下优点产品拥有高装饰性、高丰满度，较低的VOC含量，节约能源，减少环境污染，降低制造成本。产品在施工中无不良反应，工艺简单，产品性能优异，经济效益良好等特点。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明作进一步的描述。实施例I制备水性聚酯树脂，在一个装有搅拌器、冷凝器、加热器的反应器中，称入382g间苯二甲酸，152gl. 6-己二醇，135g新戊二醇，O. 5g酯化催化剂，升温到150°C保温2h，接着再升温到180°C保温2h，然后再升温到200°C保温至物料透明，加入15g回流二甲苯，升温到220°C保温酯化，当酸值低于15mgK0H/g时，降温到180°C，加入36g偏苯三酸酐，并在180°C保温酯化半个小时，测酸值低于50mgK0H/g时，降温，称入295g乙二醇丁醚进行兑稀。所得的聚酯树脂固含量为69. 5%，粘度为136KU，酸值为25. 8mgK0H/g，羟基含量为I. 05。
实施例2制备水性聚酯树脂，在一个装有搅拌器、冷凝器、加热器的反应器中，称入350g间苯二甲酸，130gl. 6-己二醇，120g新戊二醇，O. 5g酯化催化剂，升温到150°C保温2h，接着再升温到180°C保温2h，然后再升温到200°C保温至物料透明，加入15g回流二甲苯，升温到220°C保温酯化，当酸值低于15mgK0H/g时，降温到180°C，加入50g偏苯三酸酐，并在180°C保温酯化半个小时，测酸值低于70mgK0H/g时，降温，称入280g乙二醇丁醚进行兑稀。所得的聚酯树脂固含量为70. 2%，粘度为112KU，酸值为35. 8mgK0H/g，羟基含量为O. 95。实施例3 在分散釜中，投入用实施例I的水性聚酯树脂450g，用40g胺中和剂中和后，加入3. Og分散剂、150g水，高速分散均匀后，加入30g酞青兰、80g钛白粉、I. Og铁黄粉、90g沉淀 硫酸钡研磨分散至细度20 μ m,加入4. Og酸催化剂、80g氨基树脂、3. Og流平助剂,用余下的40g水调整粘度。实施例4 在分散釜中，投入用实施例2的水性聚酯树脂450g，用40g胺中和剂中和后，加入3. Og分散剂、150g去离子水，高速分散均匀后，加入30g酞青兰、80g钛白粉、I. Og铁黄粉、90g沉淀硫酸钡研磨分散至细度20 μ m,加入4. Og酸催化剂、80g氨基树脂、3. Og流平助剂，用余下的40g去离子水调整粘度。实施例5:在分散釜中，投入用实施例I的水性聚酯树脂450g，用40g胺中和剂中和后，加入3. Og分散剂、150g去离子水，高速分散均匀后，加入30g酞青兰、80g钛白粉、I. Og铁黄粉、90g沉淀硫酸钡研磨分散至细度20 μ m,加入4. Og酸催化剂、42g氨基树脂、3. Og流平助剂，用余下的40g去离子水调整粘度。实施例6 在分散釜中，投入用实施例I的水性聚酯树脂450g，用40g胺中和剂中和后，加入3. Og分散剂、150g去离子水，高速分散均匀后，加入30g酞青兰、80g钛白粉、I. Og铁黄粉、90g沉淀硫酸钡研磨分散至细度20 μ m,加入10. Og酸催化剂、80g氨基树脂、3. Og流平助齐U，用余下的40g去离子水调整粘度。实施例7 在分散釜中，投入用实施例I的水性聚酯树脂450g，用40g胺中和剂中和后，加入
I.Og分散剂、150g去离子水，高速分散均匀后，加入30g酞青兰、80g钛白粉、I. Og铁黄粉、90g沉淀硫酸钡研磨分散至细度20 μ m,加入4. Og酸催化剂、80g氨基树脂、3. Og流平助剂，用余下的40g去离子水调整粘度。实施例8 在分散釜中，投入用实施例I的水性聚酯树脂450g，用40g胺中和剂中和后，加入
3.Og分散剂、150g去离子水，高速分散均匀后，加入30g酞青兰、80g钛白粉、I. Og铁黄粉、90g沉淀硫酸钡研磨分散至细度20 μ m,加入4. Og酸催化剂、O. 5g流平助剂、80g氨基树脂，用余下的40g去离子水调整粘度。将上述1-8实施例中3-8例进行水性聚酯漆性能测试及稳定性试验见附表。
权利要求
1.一种水性聚酯彩板涂料，其特征是它含有35-45份水性聚酯树脂、2-4份胺中和齐[J、0. 3-0. 8份分散剂、10-35份颜料、0-15份填料、8_14份氨基树脂、O. 4-0. 8份酸催化剂、O.3-0. 5份流平助剂、18-25份去离子水；以上所述的份数按重量计算。
2.根据权利要求I所述的水性聚酯彩板涂料，其特征是所述的水性聚酯树脂是这样制得的，在一个装有搅拌器、冷凝器、加热器的反应器中，称入35-40g间苯二甲酸，13-16gl. 6-己二醇，12-15g新戊二醇，O. 1-0. 8g酯化催化剂，升温到150°C保温2h，接着再升温到180°C保温2h，然后再升温到200°C保温至物料透明，加入15g回流二甲苯，升温到220°C保温酯化，当酸值低于15mgKOH/g时，降温到180°C，加入3- 3. 5g偏苯三酸酐，并在180°C保温酯化半个小时，测酸值低于50mgK0H/g时，降温，称入28_30g乙二醇丁醚进行兑稀。
3.根据权利要求I或2所述的水性聚酯彩板涂料，其特征是所述的胺中和剂为乙二胺、三乙胺、二乙醇胺、二甲基乙醇胺。
4.根据权利要求I或2所述的水性聚酯彩板涂料，其特征是所述的分散剂是丙烯酸聚合体溶液、聚胺酸与烷醇胺共聚物溶液中的一种。
5.根据权利要求I或2所述的水性聚酯彩板涂料，其特征是所述的颜料为钛白粉、酞菁兰、铁黄粉、铁红粉；所述的填料为硫酸钡、云母粉。
6.根据权利要求I或2所述的水性聚酯彩板涂料，其特征是所述的氨基树脂为甲醇高度醚化的三聚氰胺甲醛树脂、高亚氨基高甲醚化氨基树脂。
7.根据权利要求I或2所述的水性聚酯彩板涂料，其特征是所述的酸催化剂为对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二壬基萘磺酸、二壬基二萘磺酸。
8.根据权利要求I或2所述的水性聚酯彩板涂料，其特征是所述的流平助剂为改性聚硅氧烷复合物。
9.一种水性聚酯彩板涂料的制备方法，其特征是投入35-45份用2-4份胺中和剂中和好后的水性聚酯树脂、O. 3-0. 8份分散剂、15-20份的去尚子水，均勻分散后，加入10-35份颜料、0-15份填料研磨分散且达到细度要求，加入8-14份氨基树脂、O. 4-0. 8份酸催化齐IJ、0. 3-0. 5份流平助剂，用余下的3-5份去离子水调整粘度；以上所述的份数按重量计算。
全文摘要
本发明公开了一种涂料及其制备方法，尤其是一种水性聚酯彩板涂料及其制备方法；本发明的目的是为了解决提供一种耐溶剂性好，底材有较好的附着力，能在较低温度下制备的水性聚酯彩板涂料；是用胺中和剂中和水性聚酯树脂在酸催化剂的作用下，与水性氨基树脂交联固化，形成网状结构，不仅在硬度和柔韧性方面达到了很好的平衡，同时由于漆膜致密度高，具有较优异的耐溶剂性。由于水性聚酯羧基的存在，对底材有较好的附着力，同时，由于羧基的催化固化作用，使固化反应即使没有外加催化剂或少量催化剂的情况下也能在较低温度下进行。
文档编号C09D161/20GK102863878SQ20121033044
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者姚珄铭, 朱敬林, 姚飞, 王炳华 申请人:浙江天女集团制漆有限公司