一种水性儿童玩具色漆及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种水性儿童玩具色漆及其制备方法，该色漆包括以下原料组分，各组分的重量份数为：水性聚氨酯树脂70?90％；水性润湿剂0.2?0.5％；水性消泡剂0.2?0.5％；分散剂0.5?2％；颜料8?15％；纳米二氧化硅溶液0.5?1％；附着力促进剂2?4％；耐磨助剂1?2％；水性增稠剂0.5?1％；水余量；其中，水性聚氨酯树脂包括高光水性聚氨酯树脂A和弹性水性聚氨酯树脂B，高光水性聚氨酯树脂A与弹性水性聚氨酯树脂B的重量比例为(0.5?1.5)：(4?6)。本发明获得的水性儿童玩具色漆，环保性能好，具有极好的拉伸强度；水性儿童玩具色漆光泽度高，可达到80°以上；水性儿童玩具色漆在PVC、PU等玩具球上具有极好的附着力，耐磨性能优异。
【专利说明】
一种水性儿童玩具色漆及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及水性涂料领域，具体公开了一种水性儿童玩具色漆及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 儿童在玩玩具的过程中，不断的触摸玩具，甚至还会放进嘴里，如果表面漆不安全 环保，会对儿童的身体产生危害，儿童玩具的漆多以溶剂型漆为主，这种漆容易产生挥发性 有害物质，严重威胁着儿童的安全。现有一些水性儿童玩具色漆来代替溶剂型漆，减少了对 儿童的身体伤害，但是大多数水性漆在玩具上喷涂后会出现附着力低、耐磨性差和耐水性 差的问题，尤其是气球及类似气球的玩具，随着气球的形状的不断变化，漆膜会逐渐发生变 化，出现开裂、脱落的现象，严重影响气球的质量。因此，亟需一种新的水性儿童玩具色漆解 决上述问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种水性儿童玩具色漆及其制备方 法，该水性儿童玩具色漆具有无毒、环保的优点，并且具有良好的弹性及耐磨性。
[0004] 为了实现以上目的及其他目的，本发明是通过包括以下技术方案实现的：一种水 性儿童玩具色漆，其特征在于:包括以下原料组分，各组分的重量份数为： 水性聚氨酯树脂 70-90%; 水性润湿剂 0.2-0.5%; 水性消泡剂 0.2-0.5%; 分散剂 0.5-2%: 颜料 8-15%；
[0005] 纳米二氧化硅溶液 0.5-1%: 附着力促进剂 2-4%; 耐磨助剂 丨-2%; 水性增稠剂 0.5-1%; 水 余量;
[0006] 其中，所述水性聚氨酯树脂包括高光水性聚氨酯树脂Α和弹性水性聚氨酯树脂Β， 所述高光水性聚氨酯树脂A的涂膜光泽大于95°，所述弹性水性聚氨酯树脂B的涂膜伸长率 为300-700%，所述高光水性聚氨酯树脂A与所述弹性水性聚氨酯树脂B的重量比例为(0.5-1.5)：(4-6)〇
[0007] 所述高光水性聚氨酯树脂A为型号KT300A水性聚氨酯树脂，所述弹性水性聚氨酯 树脂B为型号KT706水性聚氨酯树脂。本发明技术方案中采用由两种芳香族树脂混合的水性 树脂，使得漆膜光泽度高，拉伸性能及附着力良好。
[0008] 优选地，所述水性润湿剂为有机硅改性润湿剂。
[0009] 更优选地，所述水性润湿剂的型号选自SP-994、TEG0270和0T-75。
[0010] 优选地，所述水性消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂或矿物油消泡剂。
[0011] 更优选地，所述聚醚有机硅改性消泡剂的型号选自TEG0902W、QX-600和Y-14865， 所述矿物油消泡剂的型号为NXZ。
[0012] 优选地，所述分散剂为铵盐分散剂。
[0013] 更优选地，所述分散剂的型号为A168。
[0014] 优选地，所述颜料包括钛白粉和氧化铁黄中的任意一种。
[0015] 优选地，所述纳米二氧化硅溶液的重量分数为0.4%-1 %。
[0016] 优选地，所述附着力促进剂为有机硅促进剂。
[0017] 更优选地，所述附着力促进剂的型号为silok-628。
[0018] 优选地，所述耐磨助剂为硅氧烷类耐磨剂。
[0019] 更优选地，所述耐磨助剂的型号为道康宁51。
[0020] 优选地，所述水性增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂。
[0021] 更优选地，所述缔合型聚氨酯类增稠剂的型号选自RM2020和UH-752。
[0022 ]本发明公开一种制备如上述所述的水性儿童玩具色漆的方法，包括以下步骤： [0023] 1)将所述水性聚氨酯树脂投入搅拌机，然后加入所述水性润湿剂、所述水性消泡 剂和所述分散剂进行混合分散，搅拌速度控制在300-400转/分钟；
[0024] 2)缓慢添加所述颜料，然后将搅拌速度调节至700-800转/分钟，高速分散25- 35min后，将搅拌速度调节至500-600转/分钟；
[0025] 3)缓慢添加所述纳米二氧化硅溶液、所述附着力促进剂、所述耐磨助剂、所述水性 增稠剂和所述水，搅拌25-35min后，过滤，获得水性儿童玩具色漆。
[0026]优选地，常温下，所述水性儿童玩具色漆的粘度范围控制在45-60S。
[0027] 综上所述，本发明提供一种水性儿童玩具色漆及其制备方法，本发明的有益效果： 本发明获得的水性儿童玩具色漆，环保性能好，不含有甲醛、重金属等，不会对儿童的身心 健康造成影响。水性儿童玩具色漆具有极好的拉伸强度，可以随着气球玩具的变形而随之 发生变化，将气球充满气体，气球表面的漆膜都不会发生变化;水性儿童玩具色漆光泽度 高，可达到80°以上；水性儿童玩具色漆在PVC、PU等玩具球上具有极好的附着力，耐磨性能 优异;水性儿童玩具色漆耐水性好，将喷涂水性儿童玩具色漆的气球放在常温水中1个月， 气球表面的漆膜没有发生变化，依旧完好。
[0028] 与市场所用的油性漆相比，本发明获得的水性儿童玩具色漆为无毒，无味的水性 漆，大大减少环境污染，避免了对儿童身体的伤害。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，实施例仅用于说明本发明，而非限制 本发明的范围。
[0030] 本发明提供了一种水性儿童玩具色漆，其采用水性聚氨酯树脂是由两种水性芳香 族聚氨酯树脂复配而成，具有优异的柔软性、拉伸性能以及光泽度高的特点。优选地，两种 水性芳香族聚氨酯树脂为合肥科天公司KT300A和KT706水性聚氨酯树脂，无毒纯环保，不含 甲醛、苯等有害溶剂，对人体无伤害，VOC含量符合国际环保标准。型号KT300A水性聚氨酯树 脂的涂膜光泽大于95°，分子量30000-50000，固含量34-36 %，粘度不大于60s，型号KT300A 水性聚氨酯树脂主要应用于涂料领域;而KT706水性聚氨酯树脂的分子量30000-50000,固 含量34-36%，粘度不大于60s，具有很好的拉伸强度，耐水性好，对塑料具有很好的附着力， KT706水性聚氨酯树脂主要应用于皮革表面处理领域。两种水性聚氨酯树脂复配后使获得 的水性儿童玩具色漆既具有良好的拉伸性能，又具有耐摩擦的性能。
[0031] 在涂布过程中要求水性儿童玩具色漆在气球表面充分流平的条件为二者之间的 接触角为零，即气球的表面能和儿童玩具色漆的表面能近似相等。对于水性涂料体系而言， 在某些具有低表面能的气球上极有可能出现润湿的问题。而通过添加少量的水性润湿剂， 便可达到降低漆涂膜表面张力的目的，使色漆变得易于涂布。润湿剂的种类和用量根据水 性树脂的表面张力、基材的界面张力进行选择，本发明优选地水性润湿剂为有机硅润湿剂， 可达到降低体系表面张力，促进脱泡的效果。水性润湿剂的加入量一定要适中，过多的水性 润湿剂会形成胶束。
[0032] 本发明添加纳米二氧化硅溶液，纳米二氧化硅无毒、无味、无污染，比面积大，表面 存在大量不饱和键及不同键合状态的羟基，具有极强的吸收紫外线、反射红外线特征，加入 到色漆中，起到提高色漆抗老化性能。优选地，纳米二氧化硅溶液的重量分数为〇.4%_1%， 更优选地，纳米二氧化硅溶液的重量分数为〇. 5%。
[0033] 本发明选用型号silok-628附着力促进剂，大大提高水性儿童玩具色漆和气球之 间的层间附着力，并且采用极小的附着力促进剂用量，即可获得高强的附着力与键结力，避 免了气球采用水性儿童玩具色漆后没过多长时间就会出现漆膜脱落问题。
[0034]本发明选用型号道康宁51耐磨助剂作为耐磨助剂，提高水性儿童玩具色漆的防粘 连、抗回粘的性能，还可以降低摩擦系数，提高抗磨损性能，提供非常好的手感。并且道康宁 51耐磨助剂添加量小，道康宁51耐磨助剂添加的重量占整个水性儿童玩具色漆重量的1 % 至2%〇
[0035]下面结合具体的实施例对本发明的技术方案进行说明。
[0036]表1中为实施例1~7中各原料组分的配比，表中各原料组分的含量为重量份。
[0037] 表1实施例1~7中各原料组分的重量配比
[0038]
[0040] 实施例1
[0041] 将5kg水性聚氨酯树脂(合肥科天公司KT300A)、60kg水性聚氨酯树脂(合肥科天公 司KT706)投入搅拌机，然后加入0.3kg水性润湿剂(TEG0245)、0.3kg水性消泡剂(TEG0902W) 和0.8kg分散剂(A168)进行混合分散，搅拌速度控制在300转/分钟；缓慢添加12kg钛白粉 (杜邦706)，然后将搅拌速度调节至700转/分钟，高速分散25min后，将搅拌速度调节至500 转/分钟;缓慢添加〇. 5kg重量分数为0.5%的纳米二氧化硅溶液(A200)、3kg附着力促进剂 (811〇1^-628)、11^耐磨助剂(道康宁51)、0.51^水性增稠剂(冊2020)和16.61^水，搅拌351^11 后，过滤，获得水性儿童玩具色漆。
[0042] 实施例2
[0043]将10kg水性聚氨酯树脂(合肥科天公司KT300A)、55kg水性聚氨酯树脂(合肥科天 公司KT706)投入搅拌机，然后加入0.3kg水性润湿剂（TEG0245)、0.3kg水性消泡剂 (TEG0902W)和0.8kg分散剂(A168)进行混合分散，搅拌速度控制在300转/分钟；缓慢添加 12kg钛白粉(杜邦706)，然后将搅拌速度调节至700转/分钟，高速分散25min后，将搅拌速度 调节至500转/分钟;缓慢添加0.5kg重量分数为0.5%的纳米二氧化硅溶液(A200)、3kg附着 力促进剂（silok-628)、lkg耐磨助剂(道康宁51)、0.51^水性增稠剂(冊2020)和16.61^水， 搅拌35min后，过滤，获得水性儿童玩具色漆。
[0044] 实施例3
[0045]将15kg水性聚氨酯树脂(合肥科天公司KT300A)、50kg水性聚氨酯树脂(合肥科天 公司KT706)投入搅拌机，然后加入0.3kg水性润湿剂（TEG0245)、0.3kg水性消泡剂 (TEG0902W)和0.8kg分散剂(A168)进行混合分散，搅拌速度控制在350转/分钟；缓慢添加 12kg钛白粉(杜邦706)，然后将搅拌速度调节至750转/分钟，高速分散25min后，将搅拌速度 调节至550转/分钟;缓慢添加0.5kg重量分数为0.5%的纳米二氧化硅溶液(A200)、3kg附着 力促进剂（silok-628)、lkg耐磨助剂(道康宁51)、0.51^水性增稠剂(冊2020)和16.61^水， 搅拌30min后，过滤，获得水性儿童玩具色漆。
[0046] 实施例4
[0047]将5kg水性聚氨酯树脂(合肥科天公司KT300A)、60kg水性聚氨酯树脂(合肥科天公 司KT706)投入搅拌机，然后加入0.3kg水性润湿剂(TEG0245)、0.3kg水性消泡剂(TEG0902W) 和0.8kg分散剂(A168)进行混合分散，搅拌速度控制在350转/分钟;缓慢添加12kg氧化铁黄 (朗盛4960)，然后将搅拌速度调节至750转/分钟，高速分散25min后，将搅拌速度调节至550 转/分钟;缓慢添加〇. 5kg重量分数为0.5%的纳米二氧化硅溶液(A200)、3kg附着力促进剂 (811〇1^-628)、11^耐磨助剂(道康宁51)、0.51^水性增稠剂(冊2020)和16.61^水，搅拌301^11 后，过滤，获得水性儿童玩具色漆。
[0048] 实施例5
[0049]将10kg水性聚氨酯树脂(合肥科天公司KT300A)、55kg水性聚氨酯树脂(合肥科天 公司KT706)投入搅拌机，然后加入0.3kg水性润湿剂（TEG0245)、0.3kg水性消泡剂 (TEG0902W)和0.8kg分散剂(A168)进行混合分散，搅拌速度控制在400转/分钟；缓慢添加 12kg氧化铁黄（朗盛4960)，然后将搅拌速度调节至800转/分钟，高速分散25min后，将搅拌 速度调节至600转/分钟；缓慢添加0.5kg重量分数为0.5%的纳米二氧化硅溶液(A200)、3kg 附着力促进剂(silok-628)、lkg耐磨助剂(道康宁51)、0.5kg水性增稠剂(RM2020)和16.6kg 水，搅拌30min后，过滤，获得水性儿童玩具色漆。
[0050] 实施例6
[0051]将15kg水性聚氨酯树脂(合肥科天公司KT300A)、55kg水性聚氨酯树脂(合肥科天 公司KT706)投入搅拌机，然后加入0.3kg水性润湿剂（TEG0245)、0.3kg水性消泡剂 (TEG0902W)和0.8kg分散剂(A168)进行混合分散，搅拌速度控制在400转/分钟；缓慢添加 12kg氧化铁黄（朗盛4960)，然后将搅拌速度调节至800转/分钟，高速分散25min后，将搅拌 速度调节至600转/分钟；缓慢添加0.5kg重量分数为0.5%的纳米二氧化硅溶液(A200)、3kg 附着力促进剂(silok-628)、lkg耐磨助剂(道康宁51)、0.5kg水性增稠剂(RM2020)和11.6kg 水，搅拌25min后，过滤，获得水性儿童玩具色漆。
[0052] 实施例7
[0053]将15kg水性聚氨酯树脂(合肥科天公司KT300A)、50kg水性聚氨酯树脂(合肥科天 公司KT706)投入搅拌机，然后加入0.3kg水性润湿剂（TEG0245)、0.3kg水性消泡剂 (TEG0902W)和0.8kg分散剂(A168)进行混合分散，搅拌速度控制在400转/分钟；缓慢添加 15kg钛白粉(杜邦706)，然后将搅拌速度调节至800转/分钟，高速分散25min后，将搅拌速度 调节至600转/分钟;缓慢添加0.5kg重量分数为0.5%的纳米二氧化硅溶液(A200)、3kg附着 力促进剂（silok-628)、lkg耐磨助剂(道康宁51)、0.51^水性增稠剂(冊2020)和13.61^水， 搅拌25min后，过滤，获得水性儿童玩具色漆。
[0054]性能测试：
[0055] (1)耐水性:常温下，将喷涂有实施例1-7的水性儿童玩具色漆的气球浸泡在水中1 个月，观察气球表面漆膜是有无异常变化，比如，气球表面存在明显地褪色、变色、异色，漆 膜起泡、起皱。
[0056] (2)耐磨性:通过taber法进行测试，将喷涂有实施例1-7的水性儿童玩具色漆的气 球与H18砂轮通过1000g的荷重以72转/分钟的速度进行摩擦1000次，观察气球表面是否出 现损伤。
[0057] (3)耐折性:常温下，将各个玩具球置于耐折机中测试5000次，观察漆膜表面是否 开裂。
[0058] (4)弹性:将各个玩具球充入气体，气体的体积是玩具球原体积的三倍，观察玩具 球的表面漆膜是否出现开裂、起皱现象。
[0059] (5)耐汗水性：
[0060]①汗水浸泡测试:在室温23±2°C下，将被测试涂漆层的50%浸入人工汗水中，48 小时后取出静置24小时，进行外观检视和附着性检测。表面是否有异常变化，异常变化包括 出现凹痕、起泡、龟裂、剥离、破裂、脱落、露底材料等缺陷。在自然光源下，是否有明显目视 可见褪色、变色、异色。
[0061]②汗水摩擦测试:在室温23 ± 2 °C下，人工汗液浸湿的脱脂棉折叠 4层，500g的力， 距离6cm，来回擦拭被测漆膜，一个来回计为1循环，60循环/分钟，摩擦测试须满足500循环， 500循环后观察漆膜是否有气泡、起皱、破裂现象，是否有明显异色。
[0062]其中，人工汗液配方为：1)氯化钠 20g/L;2)氯化铵17.5g/L;3)尿素 5g/L;4)醋酸 2.5g/L; 5)乳酸15g/L;氢氧化钠适量(调节溶液pH值达到6.5)。
[0063] 表2实施例1至7水性儿童玩具色漆产品的技术性能检测结果
[0064]
[0065]
[0066] 实施例1~7中的水性儿童玩具色漆的术性能结果如表2所示，从表2可以看出，实 施例1~7获得水性儿童玩具色漆的耐水性、耐磨性均符合要求;实施例1~7获得水性儿童 玩具色漆具有很好的耐折性和弹性，实施例1~7获得水性儿童玩具色漆光泽度高，均达到 80°以上，符合玩具球对色漆光泽的要求；水性儿童玩具色漆的甲醛释放量为ND(Not detected简写，翻译为未检出），减少对儿童身体的伤害。经过对实施例1~7获得水性儿童 玩具色漆进行耐汗水浸泡测试和耐汗水摩擦测试，均未发现出现异常，说明实施例1~7获 得水性儿童玩具色漆的耐汗水性强。
[0067] 综上所述，本发明获得的水性儿童玩具色漆，环保性能好，不含有甲醛、苯系物、重 金属等，不会对儿童的身心健康造成影响。水性儿童玩具色漆具有极好的拉伸强度，可以随 着气球的变形而随之发生变化，水性儿童玩具色漆光泽度高，水性儿童玩具色漆在PVC、PU 等玩具球上具有极好的附着力，耐磨性能优异。本发明获得的水性儿童玩具色漆符合安全、 环保、节能要求且有利于人身健康，原料成本低，适合工业化生产。所以，本发明有效克服了 现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0068] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制， 应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出 若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员， 在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更 动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对 上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围 内。
【主权项】
1. 一种水性儿童玩具色漆，其特征在于:包括W下原料组分，各组分的重量份数为： 水性聚氨醋树脂 70-90%; 水性淘湿剂 0.2-0.5%; 水性消泡剂 0.2-0.5%; 分散剂 0.5-2%; 颜料 8-15%; 纳米二氧化桂溶液 化5-1 %; 附着力促进剂 2-4%; 耐磨助剂 1-2%.; 水性增稠剂 0.5-1%; 氷 余量； 其中，所述水性聚氨醋树脂包括高光水性聚氨醋树脂A和弹性水性聚氨醋树脂B，所述 高光水性聚氨醋树脂A的光泽大于95%所述弹性水性聚氨醋树脂B的涂膜伸长率为300- 700%，所述高硬度水性聚氨醋树脂A与所述弹性水性聚氨醋树脂B的重量比例为（0.5- 1.5):(4-6)。2. 如权利要求1所述的水性儿童玩具色漆，其特征在于:所述高光水性聚氨醋树脂A为 型号KT300A的水性聚氨醋树脂，所述弹性水性聚氨醋树脂B为型号KT706的水性聚氨醋树 脂。3. 如权利要求1所述的水性儿童玩具色漆，其特征在于:所述水性润湿剂为有机娃改性 润湿剂。4. 如权利要求1所述的水性儿童玩具色漆，其特征在于:所述水性消泡剂为聚酸改性有 机娃消泡剂或矿物油消泡剂。5. 如权利要求1所述的水性儿童玩具色漆，其特征在于:所述分散剂为锭盐分散剂。6. 如权利要求1所述的水性儿童玩具色漆，其特征在于:所述纳米二氧化娃溶液的重量 分数为0.4 %-1 %。7. 如权利要求1所述的水性儿童玩具色漆，其特征在于:所述附着力促进剂为有机娃促 进剂。8. 如权利要求1所述的水性儿童玩具色漆，其特征在于:所述耐磨助剂为硅氧烷类耐磨 剂。9. 如权利要求1所述的水性儿童玩具色漆，其特征在于:所述水性增稠剂为聚氨醋缔合 型增稠剂。10. -种制备如权利要求1至9任一所述的水性儿童玩具色漆的方法，其特征在于:包括 W下步骤： 1) 将所述水性聚氨醋树脂投入揽拌机，然后加入所述水性润湿剂、所述水性消泡剂和 所述分散剂进行混合分散，揽拌速度控制在300-400转/分钟； 2) 缓慢添加所述颜料，然后将揽拌速度调节至700-800转/分钟，高速分散25-35min后， 将揽拌速度调节至500-600转/分钟； 3)缓慢添加所述纳米二氧化娃溶液、所述附着力促进剂、所述耐磨助剂、所述水性增稠 剂和所述水，揽拌25-35min后，过滤，获得水性儿童玩具色漆。
【文档编号】C09D7/12GK106085181SQ201610605333
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月28日 公开号201610605333.6, CN 106085181 A, CN 106085181A, CN 201610605333, CN-A-106085181, CN106085181 A, CN106085181A, CN201610605333, CN201610605333.6
【发明人】荣光, 程世友, 叶朋朋, 王洁, 宋杰, 赵曦, 戴家兵, 李维虎
【申请人】合肥科天水性科技有限责任公司, 兰州科天环保节能科技有限公司, 兰州科天水性科技有限公司