本发明涉及化工领域。具体地，本发明涉及水漆及其制备方法和制品及其制备方法。
背景技术：
涂料是指涂于物体表面能形成具有保护、装饰或特殊性能(如绝缘、防腐、标志等)的固态涂膜的一类液体或固体材料的总称，包括油(性)漆、水(性)漆、粉末涂料。油漆主要是以苯类等有机溶剂作为稀释剂制成的用以装饰和保护物品的涂料，苯类溶剂有毒致癌，voc排放量高，易燃易爆，污染环境。水漆主要是以水为稀释剂的涂料，相比于油漆，具有节能环保、不燃不爆、超低排放以及低碳健康等特点。
然而，目前的水漆仍有待开发。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题至少之一。为此，本发明提出了水漆、制备水漆的方法、制品及制备制品的方法。由此，根据本发明实施例的水漆具有下列优点的至少之一：高硬度、高丰满度、高耐水性、高保护性、强光滑性、强稳定性、低气味以及低voc含量。
需要说明的是，本发明是基于发明人的下列发现而完成的：
目前用于金属表面的水漆存在硬度低、丰满度低以及耐水性差等问题。
有鉴于此，发明人经过大量实验发现，以环氧树脂、聚酯多元醇树脂、中和剂、消泡剂、分散剂、去离子水、催干剂、润湿剂、触变防沉剂以及增稠剂作为组分，并且以一定的配比配制而成的水漆，具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量，例如不大于85g/l。
为此，在本发明的一个方面，本发明提出了一种水漆。根据本发明的实施例，所述水漆包括：13～21重量份的环氧树脂；10～19重量份的聚酯多元醇树脂；0.25～1重量份的中和剂；0.25～0.75重量份的消泡剂；0.7～1.55重量份的分散剂；36.5～53.7重量份的去离子水；0.23～0.88重量份的催干剂；0.21～0.79重量份的润湿剂；0.33～0.56重量份的触变防沉剂；以及0.23～0.78重量份的增稠剂。发明人经过大量实验发现，以环氧树脂、聚酯多元醇树脂、中和剂、消泡剂、分散剂、去离子水、催干剂、润湿剂、触变防沉剂以及增稠剂作为组分，并且以一定的配比配制而成的水漆，具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量，例如不大于85g/l。
根据本发明的实施例，上述水漆还可以具有下列附加技术特征：
根据本发明的实施例，所述水漆进一步包括：0.35～1.89重量份的钛白粉；2.33～5.56重量份的大红粉；以及1.23～2.67重量份的硫酸钡。由此，根据本发明实施例的水漆进一步具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。
根据本发明的实施例，所述中和剂选自二甲基乙醇胺。由此，根据本发明实施例的水漆进一步具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。
根据本发明的实施例，所述增稠剂选自非离子型聚氨酯。由此，根据本发明实施例的水漆进一步具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。
根据本发明的实施例，所述触变防沉剂选自有机膨韧土。由此，根据本发明实施例的水漆进一步具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。
根据本发明的实施例，所述消泡剂选自改性有机硅和矿物油，其中所述改性有机硅和矿物油的质量比为1:1。由此，根据本发明实施例的水漆进一步具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。
根据本发明的实施例，所述分散剂选自非离子型丙烯酸类高分子聚合物、聚氨酯类高分子聚合物以及环氧类高分子聚合物，其中所述非离子型丙烯酸类高分子聚合物、聚氨酯类高分子聚合物以及环氧类高分子聚合物的质量比为1:1:1。由此，根据本发明实施例的水漆进一步具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。
根据本发明的实施例，所述环氧树脂和聚酯多元醇树脂的质量比为1:1。由此，根据本发明实施例的水漆进一步具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。
根据本发明的实施例，所述润湿剂选自硅氧烷型聚合物。由此，根据本发明实施例的水漆进一步具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备水漆的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：将所述消泡剂、分散剂、部分所述中和剂以及部分所述聚酯多元醇树脂进行第一混合处理，以便得到第一混合物；向所述第一混合物中加入所述钛白粉、大红粉、硫酸钡、触变防沉剂以及部分所述去离子水，进行第二混合处理，以便得到第二混合物；以及将所述环氧树脂、润湿剂、催干剂、增稠剂、剩余部分所述中和剂、剩余部分所述聚酯多元醇树脂以及剩余部分所述去离子水进行第三混合处理，以便得到所述水漆。由此，根据本发明实施例的制备水漆的方法所得到的水漆具有下列优点的至少之一：高硬度、高丰满度、高耐水性、高保护性、强光滑性、强稳定性、低气味以及低voc含量。
在本发明的又一方面，本发明提出了一种制品。根据本发明的实施例，所述制品的至少部分外表面由金属构成，所述金属表面形成有漆层，所述漆层是由前面所述水漆构成的。由此，根据本发明实施例的制品的至少部分外表面硬度高、丰满度高、耐水性强、光滑性强、低气味以及低voc含量。
根据本发明的实施例，所述制品为千斤顶。由此，根据本发明实施例的千斤顶外表面硬度高、丰满度高、耐水性强、光滑性强、低气味以及低voc含量。
在本发明的又一方面，本发明提出了一种制备制品的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：在所述金属表面施加前面所述水漆，以便形成所述漆层。由此，根据本发明实施例的制备制品的方法所得到的制品的至少部分外表面硬度高、丰满度高、耐水性强、光滑性强、低气味以及低voc含量。
根据本发明的实施例，所述施加是采用喷涂的方式进行的。由此，根据本发明实施例的制备制品的方法所得到的制品的至少部分外表面硬度高、丰满度高、耐水性强、光滑性强、低气味以及低voc含量。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了根据本发明一个实施例的制备水漆方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明提出了水漆及其制备方法和制品及其制备方法，下面将分别对其进行详细描述。
水漆
在本发明的一个方面，本发明提出了一种水漆。根据本发明的实施例，水漆包括：13～21重量份的环氧树脂；10～19重量份的聚酯多元醇树脂；0.25～1重量份的中和剂；0.25～0.75重量份的消泡剂；0.7～1.55重量份的分散剂；36.5～53.7重量份的去离子水；0.23～0.88重量份的催干剂；0.21～0.79重量份的润湿剂；0.33～0.56重量份的触变防沉剂；以及0.23～0.78重量份的增稠剂。
发明人发现，目前用于金属表面的水漆存在硬度低、丰满度低以及耐水性差等问题。进而，发明人经过大量实验得到上述最优水漆组分及配比，尤其是以环氧树脂和聚酯多元醇树脂的复配，不仅使水漆具有较好的遮盖力，能够遮盖底层的金属，还具有较强的硬度，抗冲击性较强，同时具有较强的耐水性。各组分之间相互作用，使得水漆具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。然而，其他组分或者配比的效果不佳。
根据本发明的实施例，水漆进一步包括：0.35～1.89重量份的钛白粉；2.33～5.56重量份的大红粉；以及1.23～2.67重量份的硫酸钡。发明人发现，钛白粉和大红粉以上述比例进行互配，不仅能够使得水漆具有大红色，以增强其装饰性，还能够提高漆膜的机械强度，提高其抗击性。硫酸钡作为填料以上述比例进行添加，能够起到较好的填充效果，提高漆膜的丰满度，防止出现表面粗糙等现象，提高硬度及抗击性。同时与钛白粉及大红粉相互作用，使得漆膜的色泽更加丰满。由此，根据本发明实施例的水漆进一步具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。
根据本发明的实施例，环氧树脂和聚酯多元醇树脂的质量比为1：1。发明人经过大量实验发现，环氧树脂和聚酯多元醇树脂的质量比会影响水漆的硬度、丰满度及耐水性等特性。当环氧树脂和聚酯多元醇树脂的质量比为1:1时，效果较佳。根据本发明的具体实施例，环氧树脂购自同德公司，型号为wda5473。聚酯多元醇树脂购自河北晨阳工贸集团有限公司，型号为a641。由此，根据本发明实施例的水漆进一步具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。
根据本发明的实施例，中和剂选自二甲基乙醇胺。发明人经过大量实验发现，以二甲基乙醇胺作为中和剂的效果较好。由此，根据本发明实施例的水漆进一步具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。
根据本发明的实施例，增稠剂选自非离子型聚氨酯。发明人经过大量实验发现，以非离子型聚氨酯作为增稠剂，水漆的效果较佳。根据本发明的实施例，非离子型聚氨酯购自南通市晗泰化工有限公司，型号为0620。由此，根据本发明实施例的水漆进一步具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。
根据本发明的实施例，触变防沉剂选自有机膨韧土。发明人发现，选用防沉触变剂有机膨韧土，可以解决体系的触变性，提高体系的防沉效果。本申请对于有机膨韧土的来源不作严格限定，可以通过市售获得。由此，根据本发明实施例的水漆进一步具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。
根据本发明的实施例，消泡剂选自改性有机硅和矿物油，其中改性有机硅和矿物油的质量比为1:1。发明人发现，以改性有机硅和矿物油复配作为消泡剂能够有效地消除水漆中的泡沫，防止出现针孔、缩孔、鱼眼和橘皮等不良现象，影响装饰性和保护性。根据本发明的具体实施例，改性有机硅购自tego公司，型号为902w，矿物油购自byk公司，型号为byk-024，由此，根据本发明实施例的水漆进一步具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。
根据本发明的实施例，分散剂选自非离子型丙烯酸类高分子聚合物、聚氨酯类高分子聚合物以及环氧类高分子聚合物，其中非离子型丙烯酸类高分子聚合物、聚氨酯类高分子聚合物以及环氧类高分子聚合物的质量比为1:1:1。发明人在众多分散剂中发现，非离子型丙烯酸类高分子聚合物、聚氨酯类高分子聚合物以及环氧类高分子聚合物能够使得各组分均匀分散于水中，同时也能防止固体颗粒的沉降和凝聚，形成稳定体系。根据本发明的具体实施例，非离子型丙烯酸类高分子聚合物购自佛山三升贸易有限公司，型号为760w，聚氨酯类高分子聚合物购自东莞市比高化工有限公司，型号为0851，环氧类高分子聚合物购自东莞市力胜化工有限公司，型号为dfn。由此，根据本发明实施例的水漆进一步具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。
根据本发明的实施例，催干剂选自综合型催干剂。发明人在众多催干剂中发现，综合型催干剂能够较好地加速漆膜的氧化、聚合、干燥，达到快干的目的。根据本发明的具体实施例，综合型催干剂购自南通艾德旺化工有限公司，型号为6206。由此，根据本发明实施例的水漆进一步具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。
根据本发明的实施例，润湿剂选自硅氧烷型聚合物。发明人在众多润湿剂中发现，硅氧烷型聚合物能够有效地降低液/固之间的界面张力，增强表面的亲液性，并使得漆膜的表面光滑性较好。根据本发明的实施例，硅氧烷型聚合物购自tego公司，型号为4100。由此，根据本发明实施例的水漆进一步具有较高的硬度、丰满度、保护性以及耐水性、较好的光滑性、较强的稳定性、较低气味以及较低voc含量。
制备水漆的方法
在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备水漆的方法。根据本发明的实施例，参见图1，该方法包括：第一混合处理s100、第二混合处理s200以及第三混合处理s300。由此，根据本发明实施例的制备水漆的方法所得到的水漆具有下列优点的至少之一：高硬度、高丰满度、高耐水性、高保护性、强光滑性、强稳定性、低气味以及低voc含量。下面将对其进行详细描述。
根据本发明的实施例，该方法包括：
第一混合处理s100
在该步骤中，将消泡剂、分散剂、部分中和剂以及部分聚酯多元醇树脂进行第一混合处理，以便得到第一混合物。
第二混合处理s200
在该步骤中，向第一混合物中加入钛白粉、大红粉、硫酸钡、触变防沉剂以及部分去离子水，进行第二混合处理，以便得到第二混合物。
第三混合处理s300
在该步骤中，将环氧树脂、润湿剂、催干剂、增稠剂、剩余部分中和剂、剩余部分聚酯多元醇树脂以及剩余部分去离子水进行第三混合处理，以便得到水漆。
发明人发现，若将所有组分同时进行混合，不易研磨，导致漆膜效果较差。进而，发明人经过大量实验发现，将组分按照上述三批进行混合，能够使漆膜丰满度高，效果好。由此，根据本发明实施例的制备水漆的方法所得到的水漆具有下列优点的至少之一：高硬度、高丰满度、高耐水性、高保护性、强光滑性、强稳定性、低气味以及低voc含量。
本领域技术人员能够理解的是，前面针对水漆所描述的特征和优点，同样适用于该制备水漆的方法，在此不再赘述。
制品
在本发明的又一方面，本发明提出了一种制品。根据本发明的实施例，该制品的至少部分外表面由金属构成，金属表面形成有漆层，漆层是由前面所述水漆构成的。由此，根据本发明实施例的制品的至少部分外表面硬度高、丰满度高、耐水性强、光滑性强、低气味以及低voc含量。
需要说明的是，“该制品的至少部分外表面由金属构成”应作广义理解，对于制品整体的质构不作严格限定，既可以完全由金属构成，也可以是金属和其它材质相间构成，只要其表面至少有一部分由金属构成即可。
根据本发明的实施例，制品为千斤顶。由此，根据本发明实施例的千斤顶外表面硬度高、丰满度高、耐水性强、光滑性强、低气味以及低voc含量。
本领域技术人员能够理解的是，前面针对水漆所描述的特征和优点，同样适用于该制品，在此不再赘述。
制备制品的方法
在本发明的又一方面，本发明提出了一种制备制品的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：在金属表面施加前面所述水漆，以便形成漆层。由此，根据本发明实施例的制备制品的方法所得到的制品的至少部分外表面硬度高、丰满度高、耐水性强、光滑性强、低气味以及低voc含量。
根据本发明的实施例，施加是采用喷涂的方式进行的。由此，根据本发明实施例的制备制品的方法所得到的制品的至少部分外表面硬度高、丰满度高、耐水性强、光滑性强、低气味以及低voc含量。
需要说明的是，本发明对于喷涂后的处理方式不作严格限定，既可以采用烘干处理，也可以自干，具体可以根据实际需要进行选择。
本领域技术人员能够理解的是，前面针对制品所描述的特征和优点，同样适用于该制备制品的方法，在此不再赘述。
下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
在该实施例中，按照下列方法制备水漆：
1、原料
20重量份的环氧树脂(购自同德公司，型号为wda5473)、19重量份的聚酯多元醇树脂(购自河北晨阳工贸集团有限公司，型号为a641)、0.5重量份的中和剂(二甲基乙醇胺)、0.45重量份的消泡剂(改性有机硅购自tego公司，型号为902w；矿物油购自byk公司，型号为byk-024，两者的质量比为1:1)、1.2重量份的分散剂(非离子型丙烯酸类高分子聚合物购自佛山三升贸易有限公司，型号为760w，聚氨酯类高分子聚合物购自东莞市比高化工有限公司，型号为0851，环氧类高分子聚合物购自东莞市力胜化工有限公司，型号为dfn，三者的质量比为1:1)、45重量份的去离子水、0.4重量份的催干剂(综合型催干剂购自南通艾德旺化工有限公司，型号为6206)、0.35重量份的润湿剂(硅氧烷型聚合物购自tego公司，型号为4100)、0.45重量份的触变防沉剂(有机膨韧土)、1.70重量份的钛白粉、2.45重量份的大红粉、1.95重量份的硫酸钡以及0.5重量份的增稠剂(非离子型聚氨酯购自南通市晗泰化工有限公司，型号为0620)。
2、步骤
(1)将消泡剂、分散剂、部分中和剂以及部分聚酯多元醇树脂以400-500r/min的速度搅拌，以便得到第一混合物；
(2)向第一混合物中加入钛白粉、大红粉、硫酸钡、触变防沉剂以及部分去离子水，以500-600r/min的速度搅拌，以便得到第二混合物；以及
(3)将环氧树脂、润湿剂、催干剂、增稠剂、剩余部分中和剂、剩余部分聚酯多元醇树脂以及剩余部分去离子水以700r/min左右的速度搅拌，以便得到水漆。
实施例2
按照实施例1的方法制备水漆，区别在于，原料如下：
13重量份的环氧树脂、19重量份的聚酯多元醇树脂、1重量份的中和剂、0.3重量份的消泡剂、1.55重量份的分散剂、53.7重量份的去离子水、0.23重量份的催干剂、0.45重量份的润湿剂、0.56重量份的触变防沉剂、0.8重量份的钛白粉、4.0重量份的大红粉、2.5重量份的硫酸钡以及0.7重量份的增稠剂。
实施例3
按照实施例1的方法制备水漆，区别在于，原料如下：
21重量份的环氧树脂、15重量份的聚酯多元醇树脂、0.6重量份的中和剂、0.6重量份的消泡剂、0.9重量份的分散剂、45重量份的去离子水、0.42重量份的催干剂、0.79重量份的润湿剂、0.33重量份的触变防沉剂、0.4重量份的钛白粉、5.5重量份的大红粉、1.4重量份的硫酸钡以及0.78重量份的增稠剂。
实施例4
按照实施例1的方法制备水漆，区别在于，不含聚酯多元醇树脂。
实施例5
按照实施例1的方法制备水漆，区别在于，将聚酯多元醇树脂替换为醇酸树脂，购自河北晨阳工贸集团有限公司，型号6251。
实施例6
按照实施例1的方法制备水漆，区别在于，聚酯多元醇树脂的含量为30重量份。
实施例7
按照实施例1的方法制备水漆，区别在于，分散剂为聚醚型改性有机硅，购自tego公司，型号为810。
实施例8
在该实施例中，分别将实施例1～7所得到的水漆喷涂于千斤顶基体上，以便得到千斤顶。
实施例9品质检测
将实施例1～7所得到的水漆进行如下品质检测：
(1)耐水性
步骤：将水漆喷涂于马口铁板上，分别进行如下操作：①80℃下烘烤2小时，取出后置于常温水中，观察漆层表面状况；②自干1、3和7天，取出后置于常温水中，观察漆层表面状况。
(2)盐雾性
步骤：将水漆喷涂于四块盐雾板上，分别进行如下操作：①两块置于80℃下烘烤2h，取出后一块表面划叉，一块表面不划，7天后观察漆层表面状况；②自干7天，取出后一块表面划叉，一块表面不划，10天后观察漆层表面状况。
(3)热贮存稳定性
步骤：将水漆装在透明玻璃瓶密封好，置于50℃烘箱，10天后观察产品状态。
(4)硬度
步骤：将水漆喷涂一块马口铁板，80℃烘烤1h，用硬度测试铅笔测试其硬度。
(5)抗冲击性
步骤：将马口铁板打磨干净，在其上喷涂漆膜厚度20微米左右，表干后80℃烘烤2小时，使用抗冲击测定仪测试。
(6)光泽性
步骤：将水漆喷涂一块马口铁板，80℃烘烤1h，选用光泽测试仪进行光泽测试(60°观察)。
结果表1所示。可以看出，实施例1～3所得到的水漆的性能较好。
表1品质测试
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。