一种环保型水性自喷漆及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种包括环保型水性自喷漆料液、抛射剂、气雾型包材的环保型水性自喷漆及其制备方法，所述液料包括以下重量份数的组分：水性树脂30?45份，颜料5?15份，助溶剂15?30份，水20?35份，助剂0.5?2份。本发明的环保型水性自喷漆料液采用水性树脂体系，整个漆膜水油双疏效果好，有助于提高自喷漆产品的品质；采用部分水代替部分溶剂，降低VOC，对环境友好，符合环保理念；生产的环保型水性自喷漆喷涂雾化性好、喷出率高、涂膜干燥迅速、漆膜丰满度高，硬度、附着力、光泽度、柔韧性、耐冲击等综合性能优异，色彩丰富艳丽，装饰效果优良，耐老化性能佳，具有极好的防锈和保护功能。
【专利说明】
一种环保型水性自喷漆及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于新材料涂料组合物领域，涉及一种具有低挥发性有机物的水性自喷 漆，具体涉及一种包括环保型水性自喷漆液料、抛射剂和气雾型包材的环保型水性自喷漆 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 涂料是一种施工方便、价格低廉、效果明显、附加价值率高的化工产品。它不仅能 装饰建筑、机械等表面，且具有防止其表面锈蚀，延长使用寿命之功能，还有装饰环境给人 以美的享受和醒目标记的功能。随着科技的不断发展，涂料逐步成为一种专用性强、功能性 强的精细化学产品。
[0003] 自喷漆，即气雾漆，通常由气雾罐、气雾阀、内容物(油漆)和抛射剂组成，就是把油 漆通过特殊方法处理后高压灌装，方便喷涂的一种油漆。自喷漆用途极为广泛，通过近几年 的经济发展，用途已从开始时的修补油漆瑕疵发展到模具、工业机械、玩具、工艺品、乐器、 建筑物、钢结构、广告宣传业、标识、涂鸦等各个行业，甚至在工业化程度较低的草原牧区也 用自喷漆，通过自喷漆的颜色用来区别各个养殖户的牛羊群。
[0004] 目前，市场上的大多数自喷漆，其内容物不形成漆膜，而是最终挥发到大气中的有 机物质，部分有机物质会产生一定的光电反应，对臭氧层有一定的破坏作用。另外，可挥发 有机物质的毒害作用是众所周知的，对人体健康有巨大影响，其影响有三种类型:气味和感 官效应;粘膜刺激和其它系统毒性导致的病态;某些挥发性有机化合物被证明是致癌物或 可疑致癌物。当挥发性有机物质达到一定浓度时，短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、乏 力等，严重时会出现抽搐、昏迷，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力 减退等严重后果。
[0005] 在国内，国家环保总局也发布了涂料中挥发有机物质的限制标准，要求成品涂料 中挥发有机物质不得高于某个限值。一般说来，涂料中所含挥发有机物质越少，它对人体的 危害就越轻微。
[0006] 自喷漆作为涂料品种，降低其挥发有机物质是提高产品环保性能的主要课题。国 内低挥发有机物质或无挥发有机物质的自喷漆尚处于研发阶段，还没有关于低挥发有机物 质自喷漆的标准。实际上，这些低挥发有机物质或无挥发有机物质的产品就是选择了具有 一定的低温稳定性的分散体。这样一来，在配方当中就可以不添加或少量添加成膜助剂和 抗冻剂，真正地实现低挥发有机物质或无挥发有机物质。
[0007] 综上所述，本领域缺乏一种环保型低V0C的水性自喷漆及其制备方法。
【发明内容】
[0008] 本发明目的在于克服现有自喷漆填充大量可挥发性有机溶剂的缺点，提供一种包 括低V0C的水性自喷漆料液、抛射剂和气雾型包材的环保型水性自喷漆及其制备方法。
[0009] 本发明所采取的技术方案为：
[0010] -种环保型水性自喷漆液料，包括以下重量份数的组分： 水性树脂 30-45份， 颜料 5-15份，
[0011] 助溶剂 15-30份， 水 20-35份， 助剂 （).5-2份。
[0012] 水优选的是去离子水。
[0013] 优选的，所述的水性树脂是水性聚氨酯树脂和水性丙烯酸树脂中的至少一种。
[0014] 优选的，所述的颜料是钛白粉、炭黑、大红粉、酞菁蓝、酞菁绿、永固橙和铁红中的 至少一种。所用颜料均符合R〇HS标准。
[0015] 优选的，所述的助溶剂是乙醇、丁醇、异丙醇、丙二醇、醇醚类溶剂和二元酸酯混合 物中的一种或几种。
[0016] 优选的，所述的助剂为水性润湿分散剂、水性消泡剂、水性基材润湿剂、水性流平 剂、水性增韧剂和水性附着力促进剂中的一种或几种。
[0017] 优选的，所述的水性润湿分散剂是EFKA4585和TB031中的至少一种，所述的水性消 泡剂是Super0341B和EFKA2526中的至少一种，所述的水性基材润湿剂是WE3220,所述的水 性流平剂是Super9033和WE3500中的至少一种，所述的水性增韧剂是ButterflylOO,所述的 水性附着力促进剂是Superl03AT。
[0018] -种环保型水性自喷漆，包括抛射剂、气雾型包材和环保型水性自喷漆液料。
[0019] 优选的，所述的抛射剂是二甲醚;所述的气雾剂型包材包括气雾剂罐、气雾阀门和 技头。
[0020] 优选的，环保型水性自喷漆液料与抛射剂的质量比是1-2:1，环保型水性自喷漆液 料和抛射剂填充于气雾剂型包材内，且环保型水性自喷漆液料与抛射剂总填充率为70-85%，即液料与抛射剂的体积占气雾剂罐体积在70-85%的范围内。
[0021 ]环保型水性自喷漆的制备方法，包括以下步骤：
[0022] 1)液料的制备:按重量份数，将占水性树脂总量的30-70 %水性树脂和占助剂总量 50-80%的助剂投入反应釜中分散均匀，然后加入颜料，高速分散20-30min，经研磨至色浆 细度<20μπι，再投入配方中余下的水性树脂、助溶剂、助剂、水，继续搅拌20~40min得到水 性自喷漆料液；
[0023] 2)填充：用专业气雾剂填充设备将步骤1)所得的水性自喷漆料液与抛射剂按重量 比为1-2:1，填充于气雾剂型包材内，得到环保型水性自喷漆。
[0024] 本发明的有益效果是:本发明的环保型水性自喷漆采用水性树脂体系，整个漆膜 水油双疏效果好，有助于提高自喷漆产品的品质;采用部分水代替部分溶剂，降低V0C，对环 境友好，符合环保理念;生产的环保型水性自喷漆喷涂雾化性好、喷出率高、涂膜干燥迅速、 漆膜丰满度高，硬度、附着力、光泽度、柔韧性、耐冲击等综合性能优异，色彩丰富艳丽，装饰 效果优良，耐老化性能佳，具有极好的防锈和保护功能，广泛应用于模具、工业机械、玩具、 工艺品、乐器、建筑物、钢结构、广告业宣传业、标识、涂鸦等各个行业。
【具体实施方式】
[0025] 实施例1
[0026] -种环保型水性自喷漆液料，包括以下重量份数的组分： 水性树脂 40份， 颜料 15份，
[0027] 助溶剂 2〇份， 去离子水 _23* 5.份， 助剂 1. 5份9
[0028] 一种环保型水性自喷漆，包括120g水性喷漆液料和100g二甲醚。
[0029]将25份水性丙烯酸树脂和1份水性润湿分散剂EFKA4585投入分散釜中，在600r/ min转速下分散均匀，然后加入15份钛白粉颜料，在1200r/min转速下高速分散20min，经研 磨至白浆细度彡20μπι，在800r/min转速下投入15份水性丙烯酸树脂、20份助溶剂（乙醇10 份，异丙醇5份，二丙二醇甲醚5份）、0.3份水性流平剂Super9033、0.2份水性消泡剂 Super0341B和23.5份去离子水，分散20min，制得水性喷漆料液，其粘度为16s，即得到本发 明的环保型水性液料。如果所得水性喷漆液料粘度S10S，可以添加入水性丙烯酸树脂调节 粘度;如果涂料粘度多20S，可以添加入去离子水调节粘度。
[0030] 用专业气雾剂填充设备将120g水性喷漆液料和100g二甲醚填充在配套有气雾阀 门与按头的350ml气雾剂罐内，即得到本发明的环保型水性自喷漆产品。
[0031] 实施例2
[0032] -种环保型水性自喷漆液料，包括以下重量份数的组分： 水性树脂 份，
[0033] 颜料 8份， 助溶剂 16份， 去离子水 34. 3份，
[0034] 助剂 1. 7份。
[0035] 一种环保型水性自喷漆，包括132g水性喷漆液料和88g二甲醚。
[0036]将30份水性聚氨酯树脂、1.2份水性润湿分散剂TB031投入分散釜中，在600r/min 转速下分散均勾，然后加入8份炭黑颜料，在1200r/min转速下高速分散20min，经研磨至黑 浆细度彡20μπι，在800r/min转速下投入余下的10份水性聚氨酯树脂、16份助溶剂（乙醇9份， 丙二醇4份，二元酸酯混合物(DBE)3份）、0.3份水性基材润湿剂WE3220、0.2份水性消泡剂 EFKA2526和34.3份去离子水，分散30min，即得到本发明的水性喷漆液料，其粘度为15s。如 果料液粘度S10S，可以添加入水性聚氨酯树脂调节;如果涂料粘度多20S，可以添加去离子 水调节。
[0037]用专业气雾剂填充设备将132g水性喷漆液料和88g二甲醚填充于配套有气雾阀门 与按头的350ml气雾剂罐内，即得本发明环保型水性自喷漆产品。
[0038] 实施例3
[0039] -种环保型水性自喷漆液料，包括以下重量份数的组分： 水性树脂 45份， 颜料 10份，
[0040] 助溶剂 18份， 去离子水 25份， 助剂 2份。
[0041 ] 一种环保型水性自喷漆，包括110g水性喷漆液料和110g二甲醚。
[0042]将30份水性丙烯酸树脂、1.5份水性润湿分散剂EFKA4585投入分散釜中，在600r/ min转速下分散均勾，然后加入10份大红粉颜料，在1200r/min转速下高速分散20min，经研 磨至色浆细度彡20μπι;在800r/min转速下投入余下的15份水性丙烯酸树脂、18份助溶剂（乙 醇10份，丁醇5份，二丙二醇甲醚3份）、0.3份水性流平剂TC3500、0.2份附着力促进剂 Super 103AT、25份去离子水，分散20min，即得到本发明的水性自喷漆液料，粘度为其18s。如 果液料粘度S10S，可以添加入水性丙烯酸树脂调节;如果涂料粘度多20S，可以添加入去离 子水调节。
[0043]用专业气雾剂填充设备将110g水性喷漆液料和110g二甲醚填充在配套有气雾阀 门与按头的350ml气雾剂罐内，即得本发明的环保型水性自喷漆产品。
[0044] 对比例1
[0045]将30份水性醇酸树脂7080、0.8份水性润湿分散剂TB031投入分散釜中，在600r/ min转速下分散均匀，然后加入15份钛白粉颜料，在1200r/min转速下高速分散20min，经研 磨至白浆细度彡20μπι;在800r/min转速下，投入余下的15份水性醇酸树脂，20份助溶剂（乙 醇10份，丁醇7份，二丙二醇甲醚3份）、0.2份AMP-95、0.8份水性催干剂A200、0.2份水性消泡 剂EFKA2526，18份去离子水，分散20min，制得水性喷漆料液，粘度为20s。
[0046]用专业气雾剂填充设备将130g水性喷漆液料和90g二甲醚填充在配套有气雾阀门 与按头的350ml气雾剂罐内，即得环保型水性自喷漆产品。
[0047] 将实施例1-3和对比例1所制备的环保型水性喷漆产品进行各项性能的测定，所得 结果如表1所示。
[0048] 表1本发明产品和对比例1产品各项性能测定结果和水性喷漆的各项指标
[0049]
[0050] 由表1可看出，本发明的环保型水性喷漆与对比例1制备的水性喷漆相比，其克服 了对比例1中产品的耐水性差的缺点，且水性醇酸树脂对配方体系要求较严格，其要求的pH 值范围较窄，生产过程需要调节配方体系pH值范围，增加了生产的难度与工序。另外，与采 用水性醇酸树脂制备的自喷漆相比，本发明优化了生产工艺，生产过程不需调整配方体系 pH值范围，也不需要添加催干剂调整干燥速度，降低了配方体系中水的含量，从而使生产体 系更加稳定，提高了生产过程的安全性。
[0051 ]本发明的水性喷漆具有溶剂型自喷漆的优点，目前市面上使用的溶剂型自喷漆的 V0C含量一般在700g/L，而本发明属于水性环保体系，V0C含量大幅降低，对环境影响更小， 具有喷出率高、填充率高、耐水性好，光亮度好、耐弯曲、抗划伤、储存稳定性好等综合性能。 [0052 ]将本发明实施例制备的环保型水性自喷漆产品和对比例1制备的水性自喷漆产品 在不同材料介质表面的进行喷涂测试，结果如表2所示。
[0053]表2本发明产品和对比例1产品在不同材料介质表面的喷涂测试结果 [0054]
[0055]由表2可知，本发明产品尽管采用水性涂膜材料和去离子水作溶剂替代挥发性有 机物溶剂，但干燥时间仍能够满足相关标准，个别指标优于行业标准，V0C含量低，有取代溶 剂型自喷漆的可能;本发明与对比例1相比，对比例的的实干时间均比本发明的长，而本发 明不添加催干剂，仍具有较大的干燥速度，其性能优于采用水性醇酸树脂制备的水性漆。 [0056]本发明制备的水性自喷漆实现以下产品指标：1)喷出速度多1.5g/s适用于更快施 工；2)干燥时间：表干50min，实现快速干燥，细度<20μπι，实现喷出时不堵嘴，光泽高；3)附 着力<2级，实现无脱落，耐用巩固；4)喷出率多98%，无浪费充分使用；5)柔韧性<2mm，耐 弯曲，有效使用;6)硬度彡HB，达到抗划伤。
[0057]本发明采用主要原料名称、技术指标如下：
[0058] (1)水性丙烯酸树脂
[0059] 旋转粘度（25Γ，mPa · s) :3000~5500
[0060] 固含量：50 ±2%
[0061 ] Tg：30°C
[0062] (2)水性聚氨酯树脂
[0063] 外观:浅色透明液体
[0064] 固含量：46~50 %
[0065] 溶剂:水
[0066] 比重：约1.0
[0067] (3)二甲醚
[0068] 色谱纯度（％):彡99
[0069] 工业级
[0070] (4)DBE(二元酸酯混合物）
[0071] 外观:无色透明液体，略有苦清香味
[0072] 酯含量：彡99%
[0073] 沸程：196-225Γ
[0074] (5)异丙醇
[0075] 外观:无色透明具有乙醇气味液体
[0076] 沸点：82·45Γ
[0077] 闪点（闭口杯）彡12°C
[0078] 工业级
[0079] (6)二丙二醇甲醚
[0080] 外观:无色透明粘稠液体，具有令人愉快的气味
[0081] 沸点：187.2Γ
[0082] 工业级
[0083] (7)钛白粉、炭黑、大红粉、酞菁蓝、酞菁绿、永固橙、铁红，市售，工业级；
[0084] (8)EFKA4585
[0085] 外观:透明、淡黄色液体
[0086] 溶剂:水
[0087] 活性成分：50%
[0088]供应商:金力高贸易有限公司；
[0089] (9)EFKA2526
[0090] 成份:乳化金属聚合物.
[0091] 有效成份（％):75~79
[0092] 密度（g/cm3,2(TC):0.91~0.93
[0093] 供应商:金力高贸易有限公司；
[0094] (10)ffE3220
[0095] 外观:微黄色澄清液体
[0096] 比重：约 1.04g/ml
[0097] 有效成分：100 %
[0098] 供应商:金力高贸易有限公司；
[0099] (ll)ffE3500
[0100] 外观:透明、淡黄色液体 [0101]供应商:金力高贸易有限公司；
[0102] (12)Super9033、Super0341B、TB031、Superl03AT、Butterfly100
[0103] 供应商:永诚达科技有限公司；
[0104] (13)气雾剂罐、气雾阀门与按头
[0105] 工业级；
[0106] 符合 GB13042。
【主权项】
1. 一种环保型水性自喷漆液料，其特征在于，包括以下重量份数的组分： 水性树脂 30-45份， 颜料 5-15份， 助溶剂 15-30份， 水 20-35份， 助剂 0.5-2份。2. 根据权利要求1所述的环保型水性自喷漆液料，其特征在于，所述的水性树脂是水性 聚氨酯树脂和水性丙烯酸树脂中的至少一种。3. 根据权利要求1所述的环保型水性自喷漆液料，其特征在于，所述的颜料是钛白粉、 炭黑、大红粉、酞菁蓝、酞菁绿、永固橙和铁红中的至少一种。4. 根据权利要求1所述的环保型水性自喷漆液料，其特征在于，所述的助溶剂是乙醇、 丁醇、异丙醇、丙二醇、醇醚类溶剂和二元酸酯混合物中的一种或几种。5. 根据权利要求1所述的环保型水性自喷漆液料，其特征在于，所述的助剂为水性润湿 分散剂、水性消泡剂、水性基材润湿剂、水性流平剂、水性增韧剂和水性附着力促进剂中的 一种或几种。6. 根据权利要求5所述的环保型水性自喷漆液料，其特征在于，所述的水性润湿分散剂 是EFKA4585和TB031中的至少一种，所述的水性消泡剂是Super0341B和EFKA2526中的至少 一种，所述的水性基材润湿剂是WE3220，所述的水性流平剂是Super9033和WE3500中的至少 一种，所述的水性增韧剂是Bu11 erf I y 100，所述的水性附着力促进剂是Sup er 10 3AT。7. -种环保型水性自喷漆，其特征在于，包括抛射剂、气雾型包材和权利要求1所述的 环保型水性自喷漆液料。8. 根据权利要求7所述的环保型水性自喷漆，其特征在于，所述的抛射剂是二甲醚;所 述的气雾剂型包材包括气雾剂罐、气雾阀门和按头。9. 根据权利要求7所述的环保型水性自喷漆，其特征在于，环保型水性自喷漆液料与抛 射剂的质量比是1-2:1，环保型水性自喷漆液料和抛射剂填充于气雾剂型包材内，且环保型 水性自喷漆液料与抛射剂总填充率为70-85%。10. 权利要求7所述的环保型水性自喷漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 液料的制备：按重量份数，将占水性树脂总量的30-70%水性树脂和占助剂总量50-80%的助剂投入反应釜中分散均匀，然后加入颜料，高速分散20-30min，经研磨至色浆细度 <20μπι，再投入余下的水性树脂、助溶剂、助剂和水，继续搅拌20-40min得到水性自喷漆料 液； 2) 填充:将步骤1)所得的水性自喷漆料液与抛射剂按重量比为1-2:1，填充于气雾剂型 包材内，得到环保型水性自喷漆。
【文档编号】C09D7/12GK105907201SQ201610228067
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】杨高产, 张建国, 林新国, 陈柔好
【申请人】中山市润宜汽车用品有限公司