专利名称：一种塑料涂装用的仿金属水性涂料的制作方法
技术领域：
本发明的目的在于提出一种适用于塑料表面涂装的仿金属水性涂料，属于化工技术领域。
随着现代工业的发展，塑料作为新型的材料已广泛替代传统的材料如木材、钢铁用于各行各业，如汽车、家电、建筑和其它商业用途等。为了美观和耐用，往往需用涂料进行涂装。早期用于塑料涂装的涂料均为溶剂性涂料即含大量有机溶剂，如中国专利CN1122605A涉及的以聚氨酯和氨基树脂为成膜物，含20～60％的二甲苯、乙酸丁酯、丙二醇等溶剂，用于塑料，特别是极性塑料基材如碳酸酯、聚酰胺、苯乙烯共聚物等的底涂料。众所周知，溶剂性涂料带来的缺点是浪费能源和挥发的大量有机溶剂带来的严重环境污染，同时，溶剂性涂料还存在运输、储存和使用不安全等缺点。因此，发展无(低)污染涂料是保护人类生存环境防止有机物对大气、水源污染的需要，目前已有多种无(低)污染涂料如水性涂料、固体粉末涂料、辐射固化涂料等研制、应用的报道。与传统的溶剂型涂料相比，水性涂料是以水为分散介质，具有不燃、无毒、不污染环境、低成本，节省资源(有机溶剂)和能源等优点，塑料用涂料的水性化也是未来该行业的发展趋势。申请人曾在CN1363637A和CN1407014A中分别报道了一种塑料涂装用的聚合物纳米水分散树脂及其制备方法和一种聚氨酯-聚丙烯酸酯复合纳米水分散体及其制备方法，利用该类树脂可制备用于塑料表面涂装用的水性涂料。
随着经济的发展和生活水平的提高，金属闪光漆所具有的优异金属质感和装饰效果，在涂料业正越来越受到欢迎，应用越来越广泛。目前广泛使用的仍然是溶剂型金属闪光漆，但随着环保法规的修定和环保意识的不断增强，金属闪光漆水性化的要求越来越普遍。如美国专利4403003和4493914报道了采用交联微粒子聚合物水分散体制备的水性金属闪光涂料，用于汽车的层面涂装；中国专利CN1231311A报道了一种水性金属闪光涂料，用于汽车以及其零件的多层涂料体系的涂装；中国专利CN1414046A报道了一种水性金属乳胶漆，涂于水泥砂浆、灰泥、水泥石棉板、三合土等表面，用于内外墙装修；中国专利CN1364838A报道了一种水性常温固化氟硅金属质感涂料，用于建筑内外墙的涂装。但用于塑料表面涂装用仿金属水性涂料目前未见报道。
本发明的目的是提供一种采用聚合物水分散体树脂制备的仿金属水性涂料，用于塑料表面涂装，达到良好的金属质感和装饰效果。
为了达到上述目的，本发明采取以下措施，本发明的技术方案是仿金属水性涂料由以下组份组成(1)一种聚合物水分散体树脂体系；(2)金属颜料和着色颜料；(3)成膜助剂；(4)水性涂料用助剂；(5)水。各组分的重量份为聚合物水分散体树脂60-98.4份，金属颜料和着色颜料1-25份，成膜助剂0.1-25份；水性涂料用助剂0.5-5份，水0-30份。
本发明仿金属水性涂料配方中的一种聚合物水分散体树脂体系，其特征在于聚合物水分散树脂体系为聚丙烯酸酯系水分散体、聚氨酯水分散体、聚氨酯-聚丙烯酸酯复合水分散体一种或多种。
本发明仿金属水性涂料配方中的一种聚合物水分散体树脂体系，其聚合物水分散体树脂的粒径为0.02-0.5微米，优选聚合物纳米水分散体树脂，其粒径为0.02-0.1微米。与传统乳液相比，由于聚合物纳米水分散体树脂的粒径更小，成膜更致密、平整，光亮度、硬度、耐水性、耐溶剂性佳，而且，纳米分散体由于纳米尺寸效应在成膜过程中可渗透进塑料表层，可有效提高附着力，能满足如家电、汽车、摩托车、建筑等领域中塑料的高档涂装要求。聚合物纳米水分散体树脂优选一种聚丙烯酸酯系纳米水分散体或一种聚氨酯纳米水分散体或一种聚氨酯-聚丙烯酸酯复合纳米水分散体或以上三者的组合，聚丙烯酸酯系纳米水分散体和聚氨酯-聚丙烯酸酯复合纳米水分散体的配方组成和制备方法根据发明人以申请的中国专利CN1363637A和CN1407014A进行。
本发明仿金属水性涂料配方中可加入的其他成膜物质为水性聚酯分散体、水性环氧树脂、水性氟碳树脂。
本发明仿金属水性涂料配方中的金属颜料为铝银浆、铜金粉、锌粉和各种珠光颜料；着色颜料浆包括无机颜料为碳黑、二氧化钛、透明氧化铁系颜料浆，有机颜料为酞菁系、偶氮系颜料浆。
本发明仿金属水性涂料配方中的成膜助剂由某些可与水混溶的有机溶剂组成，其有机溶剂为C1-4醇类，乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇的单醚或双醚类溶剂、N-甲基吡咯烷酮，优选低毒或无毒的溶剂如正丁醇、仲丁醇、丙二醇甲(乙、丁、苯)醚、N-甲基吡咯烷酮，其中有机溶剂在水性金属闪光涂料中的含量为0.1-25％，优选5-20％。
本发明配方中的水性涂料用助剂为润湿剂、分散剂、消泡剂、流平剂、增稠剂、防腐剂和防霉剂的一种或多种组合。
本发明研制的塑料涂装用的仿金属水性涂料的制备方法如下其特征在于它的制备方法如下(1)将润湿剂、分散剂和部分消泡剂加入由一部分水、成膜助剂组成的水性介质中，搅拌均匀；(2)将水性介质和聚合物水分散体树脂加入到金属颜料中，低速搅拌0.5-2小时，得到金属颜料浆；固含量为3-80％，优化选择10-60％；(3)将剩余部分的水、成膜助剂、聚合物水分散体树脂和消泡剂加入配料罐，搅拌均匀，然后依次加入金属颜料浆、着色颜料浆、流平剂、增稠剂、防腐剂和防霉剂，搅拌均匀，过滤，出料，得到成品涂料。
本发明研制的塑料涂装用的仿金属水性涂料可用于各种塑料表面的涂装，特别适用于ABS、PS、HIPS、PC/ABS、ABS/PS、PS/PP、POM、PAM、PVC塑料的表面涂装，可用于家用电器、汽车、摩托车、电话和移动电话、建筑、玩具、鞋跟、灯具、饰品等领域塑料制品的表面涂装。
本发明的特点在于(1)本发明制备的塑料涂装用的仿金属水性涂料VOC含量小于250克/升涂料，属于绿色环保产品，可大大减少有毒有机溶剂如甲苯、二甲苯的排放，减轻环境污染；(2)本发明优选采用聚合物纳米水分散体树脂作为成膜基质，树脂粒径更小，成膜更致密、平整，附着力、光亮度、硬度、耐水性、耐溶剂性佳，能满足如家电、汽车、摩托车、建筑等领域中塑料的高档涂装要求。(3)本发明制备塑料涂装用的仿金属水性涂料，颜料分散均匀，定向良好，可以达到良好的金属质感和装饰效果。
下面通过实施例对本发明作进一步说明。但本发明不局限于此。
实施例1 塑料用水性铝粉涂料A.铝颜料浆的制备在带搅拌的容器中，将润湿剂TRITONX-405 0.1千克、分散剂Tamol 0.2千克和消泡剂NXZ 0.1千克加入由水10.0千克、乙二醇丁醚10.0千克和聚乙二醇(分子量400)1.0千克组成的水性介质中，搅拌均匀；
将上述水性介质加入水性铝浆(65％)20.0千克，低速搅拌50分钟后加入水性研磨树脂2.0千克，继续搅拌1小时过滤制得铝颜料浆。
B.塑料用水性铝粉涂料的制备在带搅拌的混合罐中，加入聚丙烯酸酯纳米水分散体树脂70千克、二乙二醇甲醚5.0千克、消泡剂NXZ 0.2千克和正丁醇1.5公斤，中速搅拌20分钟后，将上述步骤A的铝颜料浆23.0公斤加入混合罐，低速搅拌20分钟，然后依次加入流平剂Efka772 0.3千克、增稠剂T-17 0.2千克、防腐剂PT 0.1千克，搅拌30分钟后，用10％二甲基乙醇胺水溶液调节pH值到9.0-9.2，固含量32.0％，过滤即制得塑料用水性铝粉涂料。
实施例2 塑料用水性珠光涂料A.珠光颜料浆的制备在带搅拌的混合罐中，将润湿分散剂磷酸三钠0.3千克和消泡剂磷酸三丁酯0.2千克加入由水5.0千克、丙二醇乙醚15.0千克和乙二醇1.0千克组成的水性介质中，搅拌均匀；将上述水性介质加入银白珠光粉(粒度10-60微米)8.0千克，低速搅拌30分钟后加入聚丙烯酸酯纳米水分散体树脂3.0千克，继续搅拌30小时过滤制得珠光颜料浆。
B.塑料用水性珠光涂料的制备在带搅拌的混合罐中，加入聚氨酯-聚丙烯酸酯纳米水分散体树脂65千克、异丙醇5.0千克、二丙二醇单甲醚3.0千克、消泡剂SB-310 0.5千克和，中速搅拌30分钟后，将步骤A的珠光颜料浆20.0公斤加入上述树脂中，低速搅拌40分钟，然后依次加入聚乙烯吡咯烷酮增稠剂0.2千克、防腐剂PT 0.1千克、防霉剂五氯酚钠0.2千克，搅拌30分钟后，用10％三乙醇胺水溶液调节pH值到7.6，过滤即制得塑料用水性珠光涂料。
权利要求
1.一种塑料涂装用仿金属水性涂料，其特征在于它的组份是(1)一种聚合物水分散体树脂体系；(2)金属颜料和着色颜料浆；(3)成膜助剂；(4)水性涂料用助剂；(5)水。各组分的重量份为聚合物水分散体树脂60-98.4份，金属颜料和着色颜料1-25份，成膜助剂0.1-25份；水性涂料用助剂0.5-5份，水0-30份。
2.根据权利要求1所述的塑料涂装用仿金属水性涂料，其特征在于聚合物水分散树脂体系为聚丙烯酸酯系水分散体、聚氨酯水分散体、聚氨酯-聚丙烯酸酯复合水分散体一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的塑料涂装用仿金属水性涂料，其特征在于聚合物水分散体树脂的粒径为0.02-0.5微米；优选聚合物纳米水分散体树脂，粒径为0.02-0.1微米。
4.根据权利要求1所述的塑料涂装用仿金属水性涂料，其特征在于上述组份中也可以加入其他成膜物质。
5.根据权利要求1所述的塑料涂装用仿金属水性涂料，其特征在于金属颜料为铝银浆、铜金粉、锌粉和各种珠光颜料；着色颜料包括无机颜料为碳黑、二氧化钛、透明氧化铁系颜料浆，有机颜料为酞菁系、偶氮系颜料浆。
6.根据权利要求1所述的塑料涂装用仿金属水性涂料，其特征在于成膜助剂由某些可与水混溶的有机溶剂组成，其中有机溶剂在水性金属闪光涂料中的含量为1-25％，优选5-20％。
7.根据权利要求1所述的塑料涂装用仿金属水性涂料，其特征在于水性涂料用助剂为润湿剂、分散剂、消泡剂、流平剂、增稠剂、防腐剂和防霉剂的一种或多种组合。
8.根据权利要求1所述的塑料涂装用仿金属水性涂料，其特征在于它的制备方法如下(1)将润湿剂、分散剂和部分消泡剂加入由一部分水、成膜助剂组成的水性介质中，搅拌均匀；(2)将水性介质和聚合物水分散体树脂加入到金属颜料中，低速搅拌0.5-2小时，得到金属颜料浆；固含量为3-80％，优化选择10-60％；(3)将剩余部分的水、成膜助剂、聚合物水分散体树脂和消泡剂加入配料罐，搅拌均匀，然后依次加入金属颜料浆、着色颜料浆、流平剂、增稠剂、防腐剂和防霉剂，搅拌均匀，过滤，出料，得到成品涂料。
全文摘要
本发明涉及一种塑料涂装用仿金属水性涂料，属于化工技术领域。该涂料由聚合物水分散体树脂、金属颜料和着色颜料、成膜助剂、水性涂料用助剂和水组成，可用于各种塑料表面的涂装，特别适用于ABS、PS、HIPS、PC/ABS、ABS/PS、PS/PP、POM、PAM、PVC塑料的表面涂装。
文档编号C09D5/02GK1626587SQ200310111158
公开日2005年6月15日 申请日期2003年12月10日 优先权日2003年12月10日
发明者郑朝晖, 丁小斌, 彭宇行, 潘毅, 朱珠 申请人:中国科学院成都有机化学有限公司