一种水性闪光色漆及其制备方法与流程

本发明属于化工材料技术领域，具体涉及一种水性闪光色漆及其制备方法。

背景技术：

近年来随着社会大众对安全、环保意识的不断增强，国家与地方政府也在环保的法律法规上不断地强化，工业涂料向环保涂料的发展日益明显。其中水性涂料采取用水来替代之前可挥发性有害的有机溶剂，能够极大的减轻环保的压力。

烘烤型水性闪光色漆作为一种涂装材料，能够实现在最小改动原有油性生产线的基础上，满足企业生产效率，并且具有安全、环保的优势。但是就目前来说，现有的水乳体系中闪光色漆很难实现水性铝粉（珠光粉）的定向排列，涂料的存储稳定性不强，施工难度较大。涂装过后闪光效果与随角异色效果较差。漆膜的力学性能、耐化学性能表现较差。

技术上，本发明发现核壳型乳液由于其乳液粒子的特殊结构，其乳液粒子的壳层分子链具有很好的水溶性。当水分子开始挥发时，乳液粒子之间慢慢的接近，溶于水的壳层分子链很容易彼此相互缠结，排除水分子，从而促进水分挥发。本发明利用核壳丙烯酸乳液的这种性能，通过掺杂其它的普通型丙烯酸乳液制备出来定向效果好、性能好、存储稳定的闪光色漆。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种定向效果好、性能好、存储稳定的水性闪光色漆及其制备方法。

本发明提供的水性闪光色漆，其组成按重量份计为：

核壳型丙烯酸乳液：3~10份；

流变控制剂：0.2~2份；

水性丙烯酸乳液：35~50份；

氨基树脂：8~10份；

ph调节剂：0.2~1份；

水性铝粉（或珠光粉）：2~5份；

溶剂：8~12份；

去离子水：20~40份；

色浆：1~4份；

其它助剂0.5~1份；其他助剂包括润湿剂、流平剂、消泡剂、分散剂等。

本发明中，所述的核壳型丙烯酸乳液，为核壳结构，乳液粒子粒径较大（优选粒径为600nm-2200nm），乳液粒子的核主要是由乳液聚合得到的高分子量的丙烯酸树脂，乳液粒子的壳层酸值较高（优选酸值为30mgkoh/g-70mgkoh/g），主要是拥有较多羧基官能团的丙烯酸树脂，故壳层的分子链具有很好的水溶性。核壳型丙烯酸乳液在参与涂料的成膜过程中，随着水分子开始挥发，核壳型丙烯酸乳液粒子之间慢慢的接近，其溶于水的壳层分子链很容易彼此相互缠结，排除水分子，从而促进水分挥发，缩短了表干时间；同时壳层的分子链相互缠结，也形成了一定的空间结构，双重效果下，减少了铝片（珠光粉）的翻滚几率，增强了铝粉的定向效果，并同时也有利于两涂一烤的工艺实现。相对其他乳液树脂制得的涂料而言，成膜过程中，其他乳液粒子的壳层分子链在水中溶解不理想，球状乳液粒子互相靠近，就会把一部分的水受限在乳液粒子之间，影响水分进一步挥发，减缓了涂膜表干，增加了铝粉（珠光粉）翻滚的概率，从而影响定向效果。

本发明中，所述的流变控制剂，选自有机膨润土、气相二氧化硅、水合硅酸镁铝、硅酸镁锂、聚酰胺蜡、聚乙烯蜡、聚脲改性聚氨酯或聚氨酯触变剂、改性纤维素类触变剂；其中一种或几种组合使用。优选水合硅酸镁铝、碱溶胀型增稠剂、聚氨酯触变剂或聚酰胺蜡。在涂料中流变控制剂的使用提高了体系的触变指数，能够使涂料具有剪切变稀的特性。静止时，黏度较高，能够防止颜料沉降；在施工时，受到剪切力的作用，黏度降低得很快，能够满足施工要求；在喷涂和闪干过程中，利用溶剂释放性，乳液粒子靠近接触成膜，涂膜体积收缩，使铝粉定向，防止流挂。

本发明中，所述的水性丙烯酸乳液，选自羟值较高丙烯酸乳液、自交联的丙烯酸乳液，其单独或者组合使用；具体包括：水性羟基丙烯酸乳液，水性羟基丙烯酸分散体，水性丙烯酸改性聚氨酯乳液，水性聚氨酯/丙烯酸酯共聚物分散体，水性丙烯酸聚酯乳液，自交联水性丙烯酸改性聚氨酯乳液，自交联丙烯酸共聚乳液，多重交联丙烯酸乳液，其中一种或几种组合使用。

本发明中，所述的氨基树脂为三聚氰胺树脂，选自：部分甲醚化氨基树脂，完全甲醚化氨基树脂，混合醚化氨基树脂。优选为甲基醚化高亚氨基三聚氰胺树脂。进一步地氨基树脂选自：三木化工5717氨基树脂，三木化工5717w氨基树脂，长春化学625氨基树脂，长春化学625s氨基树脂，湛新325氨基树脂，湛新327氨基树脂，湛新303氨基树脂，湛新303lf氨基树脂，其中一种或多种组合使用。

本发明中，所述的ph调节剂，选用有机胺化合物，优选为n，n-二甲基乙醇胺，amp-95，其中一种或多种组合使用。

本发明中，所述的溶剂能够使水性树脂更好的分散在水中，调节体系的粘度、流变性；改变体系的挥发程度，改变涂膜的外观与性能。所述的溶剂选自：乙醇，异丙醇，异丁醇，异辛醇，正丁醇，乙二醇单丁醚，乙二醇异辛醚，二丙酮醇，丙二醇甲醚醋酸酯，二丙二醇甲醚，丙二醇甲醚，二丙二醇丁醚，丙二醇丁醚，乙二醇丁醚醋酸酯，其中一种或多种组合使用。

本发明中，所述的其他助剂，包括润湿剂、流平剂、消泡剂、分散剂，具体选自byk022，byk333，byk381，byk347，byk346，空气化工104e，空气化工104bc，空气化工dynol604，空气化工dynol607，迪高270，迪高4100，迪高消泡剂foamex810，陶氏wt-400，byk192，byk190,其中一种或几种混合使用，使涂料低泡，且涂膜能够光滑平整。

本发明还提供所述水性闪光色漆的制备方法，具体步骤为：

a.在辅缸内，按照质量分数，加入水性铝粉（或珠光粉）、溶剂、分散剂、包裹溶剂，低速搅拌，充分混合均匀；然后静置，使其熟化，制得浆料部分备用；

b.在主缸，按照质量分数，将核壳型丙烯酸乳液加入水中，分散均匀，然后加入水性丙烯酸乳液，自交联丙烯酸乳液；再加入ph调节剂，调节ph值至7.5-8.5，而后加入氨基树脂，再加入消泡润湿剂，流变控制剂，制得乳液基料部分；

c.将辅缸内的浆料部分在低速搅拌状态下加入到乳液基料中，加入色浆进行调色，分散均匀，即得目标产物水性闪光色漆。

对以上步骤制得的产品进行检测，检测合格之后进行过滤，包装。

本发明中，产品的流变性质通过核壳丙烯酸乳液，溶剂，增稠剂共同来调控的。涂料中掺入核壳型丙烯酸乳液，其机理在于将溶剂加入到中和后的核壳型水性丙烯酸乳液中，其中碱可以溶胀乳胶粒子，溶剂可以改变乳液界面性质从而使其发生絮凝，这种碱和溶剂共增稠分散体的流变性质是树脂的溶胀能力和溶剂絮凝效应的加和。并且这种碱和溶剂共同增稠分散体的涂料对比于传统碱溶涨涂料的性质是，提高了涂料的储存稳定性、触变性，铝粉（珠光粉）定向排列的能力，并使其更趋向于平行排列，减少了明暗斑，增强了闪光效果与随角异色效果。

本发明提供的水性闪光色漆，以定向排列的铝粉或珠光粉来提供闪光效果，丙烯酸乳液为主要成膜物质，并添加适当的流变控制剂、润湿流平助剂及消泡剂，铝粉包裹剂，分散剂制备而得；操作上，发现了一种利用核壳型丙烯酸乳液辅助铝粉（珠光粉）定向排列的方式，并利用此方式制备了水性闪光涂料，解决了目前水乳体系中水性铝粉定向排列方法单一、困难、效果不佳的缺点。制得的涂料还具有较好的储存稳定性，能够长时间放置无沉淀分层浮水现象，且具有低voc值、安全环保的优势。涂料喷涂在金属基材后，随着温度的升高，涂覆后溶剂挥发，乳液粒子互相靠近接触成膜。涂装后保证了良好的定向性能，使得涂膜具有很好地闪光效果与随角异色效果，同时漆膜的力学性能、耐化学性能也优异于同类型油性产品。

附图说明

图1为本发明水性闪光色漆制备流程图示。

具体实施方式

下面通过具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施实例仅为本发明的优先实施例，并非用于限制本发明。

实施例1，辅缸，取合适容器b，按照质量分数，先加入水性铝粉3份，再加入溶剂丙二醇甲醚4.5份，异辛醇4.5份，低速搅拌，搅拌过程中加入铝粉包裹剂聚丙二醇1份，继续搅拌20min，使其充分混合均匀，然后静置30min，使其熟化，制得铝浆部分备用。

主缸，取合适的容器a，按照质量分数，初始加入35份的水，开动分散机，低速分散，先加入核壳型丙烯酸乳液5.5份，再加入水性丙烯酸乳液19份，自交联丙烯酸乳液17份，使其充分混合均匀，加入ph调节剂0.2份，调节ph值至8，然后加入甲醚化高亚氨基三聚氰胺树脂8.3份。再加入炔二醇类消泡润湿剂0.7份，流变控制剂加入巴斯夫rheovisas11301.3份，分散30分钟，制得乳液基料部分。

将辅缸内的铝浆部分在低速搅拌状态下加入到乳液基料中，加入色浆进行调色，分散20分钟。对以上步骤制得的产品进行检测，检测合格之后用100目滤布进行过滤，包装。

实施例2，辅缸，取合适容器b，按照质量分数，先加入水性铝粉3份，再加入溶剂丙二醇甲醚4.5份，异辛醇4.5份，低速搅拌，搅拌过程中加入铝粉包裹剂聚丙二醇1份，继续搅拌20min，使其充分混合均匀，然后静置30min，使其熟化，制得铝浆部分备用。

主缸，取合适的容器a，按照质量分数，初始加入35份的水，开动分散机，低速分散，先加入核壳型丙烯酸乳液5.5份，再加入水性丙烯酸乳液19份，自交联聚氨酯改性丙烯酸乳液17份，使其充分混合均匀，加入ph调节剂0.2份，调节ph值至8，然后加入甲醚化高亚氨基三聚氰胺树脂8.3份。再加入炔二醇类消泡润湿剂0.7份，流变控制剂加入巴斯夫rheovisas11301.3份，分散30分钟，制得乳液基料部分。

将辅缸内的铝浆部分在低速搅拌状态下加入到乳液基料中，加入色浆进行调色，分散20分钟。对以上步骤制得的产品进行检测，检测合格之后用100目滤布进行过滤，包装。

实施例3，辅缸，取合适容器b，按照质量分数，先加入珠光粉3份，再加入溶剂丙二醇甲醚4.5份，异辛醇4.5份，低速搅拌20min，使其充分混合均匀，然后静置30min，使其熟化，制得珠光粉料部分。

主缸，取合适的容器a，按照质量分数，初始加入26份的水，开动分散机，低速分散，先加入核壳型丙烯酸乳液5份，再加入水性丙烯酸乳液24份，自交联丙烯酸乳液22份，使其充分混合均匀，加入ph调节剂0.2份，调节ph值至8，然后加入甲醚化高亚氨基三聚氰胺树脂9份。再加入炔二醇类消泡润湿剂0.8份，流变控制剂加入巴斯夫rheovisas11301份，分散30分钟，制得乳液基料部分。

将辅缸内的珠光粉混合浆在低速搅拌状态下加入到乳液基料中，加入色浆进行调色，分散20分钟。对以上步骤制得的产品进行检测，检测合格之后用100目滤布进行过滤，包装。

实施例4，辅缸，取合适容器b，按照质量分数，先加入水性铝粉3份，再加入溶剂丙二醇甲醚4.5份，异辛醇4.5份，低速搅拌，搅拌过程中加入铝粉包裹剂聚丙二醇1份，继续搅拌20min，使其充分混合均匀，然后静置30min，使其熟化，制得铝浆部分备用。

主缸，取合适的容器a，按照质量分数，初始加入25份的水，开动分散机，低速分散，先加入核壳型丙烯酸乳液5份，再加入水性丙烯酸改性饱和聚酯分散体24份，自交联聚氨酯改性丙烯酸乳液22份，使其充分混合均匀，加入ph调节剂0.2份，调节ph值至8，然后加入甲醚化高亚氨基三聚氰胺树脂9份。再加入炔二醇类消泡润湿剂0.8份，流变控制剂加入巴斯夫rheovisas11301.2份，分散30分钟，制得乳液基料部分。

将辅缸内的铝浆在低速搅拌状态下加入到乳液基料中，加入色浆进行调色，分散20分钟。对以上步骤制得的产品进行检测，检测合格之后用100目滤布进行过滤，包装。

实施例5，辅缸，取合适容器b，按照质量分数，先加入珠光粉3份，再加入溶剂丙二醇甲醚4.5份，异辛醇4.5份，低速搅拌20min，使其充分混合均匀，然后静置30min，使其熟化，制得珠光粉料部分。

主缸，取合适的容器a，按照质量分数，初始加入26份的水，开动分散机，低速分散，先加入核壳型丙烯酸乳液5份，再加入水性丙烯酸改性饱和聚酯分散体24份，自交联聚氨酯改性丙烯酸乳液22份，使其充分混合均匀，加入ph调节剂0.2份，调节ph值至8，然后加入甲醚化高亚氨基三聚氰胺树脂9份。再加入炔二醇类消泡润湿剂0.7份，流变控制剂加入巴斯夫rheovisas11301.1份，分散30分钟，制得乳液基料部分。

将辅缸内的珠光粉混合浆在低速搅拌状态下加入到乳液基料中，加入色浆进行调色，分散20分钟。对以上步骤制得的产品进行检测，检测合格之后用100目滤布进行过滤，包装。

涂料性能测试按相应指标规定的测试方法测试，具体如下表：

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涂料在室温下不开罐半年无沉淀、无分层、无浮水。

以上型式试验（硬度、附着力、柔韧性、冲击）使用单层闪光色漆制板，底板为马口铁板，用400目水砂打磨处理，制板检测所需的条件：在马口铁上喷涂一遍，烘烤130℃×15min，漆膜厚度（20±3）μm，常温25℃放置20min后，常温室内测试。

以上型式试验（耐水、耐酸、耐碱、耐汽油、耐盐雾）使用正常生产工艺制板，底板为钢板，必须除油除锈磷化前处理，制板检测所需的条件：电泳漆（20±5）μm、面漆（15±5）μm、漆膜总厚度（30-45）μm，闪光色漆烘烤130℃×20min，常温25℃放置24h后即可测试。