一种BMC基材水性PU涂料及其制备方法与流程

一种bmc基材水性pu涂料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及水性pu涂料技术领域，特别涉及用bmc基材涂布的一种bmc基材水性pu涂料，以及该水性pu涂料的制备方法。


背景技术：

2.bmc团状模塑料，也称作不饱和聚酯团状模塑料，其主要原料由gf(短切玻璃纤维)、up(不饱和树脂)、md(填料碳酸钙)以及各种添加剂经充分混合而成的料团状预浸料。因bmc团状模塑料具有优良的电气性能，机械性能，耐热性，耐化学腐蚀性，又适应各种成型工艺，即可满足各种产品对性能的要求，因此越来越受到广大用户的喜爱。根据不同的最终应用领域，配制的复合材料可精确控制尺寸，阻燃性和抗电痕性良好，具有很高的介电强度、耐腐蚀性和耐污性，机械性能卓越，收缩性低且色泽稳定，对于细节和尺寸要求精确的各种应用非常适用。该材料还具有75种颜色可供选择，具有良好可涂装性能，能进行粉剂喷涂或水性涂料涂装。
3.现有生产工艺中，bmc基材多使用溶剂型pu涂料涂装，其溶剂型pu涂料的voc(挥发物性有机化合物)含量≧600g/l，有机溶剂含量较高，污染物排放量大。为符合国家环保要求，发展低碳环保、节能减排型涂料。因此，本发明提供一种bmc基材水性pu涂料，以及该水性pu涂料的制备方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种bmc基材水性pu涂料，该水性pu涂料voc含量小于200g/l，降低企业的污染物排放，比传统溶剂pu涂料降低60％～70％，且该水性pu涂料施工干燥后涂膜干燥后附着力好，光泽度高，耐磨性佳，耐化学性能优良。
5.为了实现上述目的，本发明提供一种bmc基材水性pu涂料，所述水性pu涂料包括黑色pu底漆和黑色pu面漆；所述黑色pu底漆由水性pu黑色底漆a组分、水性固化剂b组分和去离子水组成；所述黑色pu面漆由水性pu黑色面漆a组分、水性固化剂b组分和去离子水组成；
6.所述黑色pu底漆的配比为，水性pu黑色底漆a组分：水性固化剂b组分：去离子水＝8：1：0.5～0.8；
7.所述黑色pu面漆的配比为，水性pu黑色面漆a组分：水性固化剂b组分：去离子水＝3：1：0.1～0.3；
8.所述水性pu黑色底漆a组分由下述重量百分比含量的组分构成，
9.水性羟基丙烯酸分散体40％～50％，水性聚酯分散体10％～20％，水性通用黑色浆5％～10％，超细硫酸钡15％～20％，成膜助剂3％～8％，去离子水3％～5％，分散剂0.5％～1％，防沉剂1％～2％，润湿剂0.5％～1％，消泡剂0.2％～0.5％，氨中和剂0.1％～0.2％，增稠剂1％～2％。
10.所述水性pu黑色面漆a组分由下述重量百分比含量的组分构成，
11.高羟基水性丙烯酸分散体60％～70％，中羟基水性丙烯酸分散体10％～20％，水
性纳米黑色浆5％～10％，成膜助剂3％～8％，去离子水3％～5％，润湿剂0.5％～1％，消泡剂0.2％～0.5％，氨中和剂0.1％～0.2％，增稠剂1％～2％。
12.所述水性固化剂b组分由下述重量百分比含量的组分构成，水性聚异氰酸酯分散剂75％～85％，成膜助剂15％～25％。
13.所述水性通用黑色浆为含20％碳黑颜料的水性分散体；
14.所述超细硫酸钡颗粒直径0.35μm～0.55μm；
15.所述成膜助剂为丙二醇甲醚醋酸酯﹑二丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇丁醚﹑二乙二醇乙醚﹑二丙二醇甲醚﹑二丙二醇丁醚﹑三丙二醇丁醚中的一种或几种混合物；
16.所述分散剂为聚乙二醇200或聚乙二醇400；
17.所述防沉剂为气相二氧化硅；
18.所述润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物或有机硅双生结构表面活性剂，涂膜施工及润湿性好，涂膜表面流平性好，无缺陷。
19.所述消泡剂为含气相二氧化硅的聚醚硅氧烷共聚物乳液；
20.所述氨中和剂为n,n
‑
二甲基乙醇胺或2
‑
氨基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙醇，具有中等挥发速率，储存稳定性好。
21.所述增稠剂为非离子型聚氨酯，所述水性增稠剂采用低剪切聚醚聚氨酯缔合型流变助剂，涂膜抗流挂性好。
22.所述水性纳米黑色浆为含20％碳黑颜料和粒径小于300纳米的水性分散体组成；
23.所述羟基丙烯酸分散体使用oh％含量≤1％，tg玻璃化温度≤60℃的丙烯酸乳液，极大增加了涂膜与烫金层的附着力。
24.所述水性聚氨酯分散体，主要使用tg玻璃化温度≤
‑
20℃，断裂伸长率％≥300的水性聚氨酯分散体，有效降低涂膜收缩，增加涂膜柔韧性，提供涂膜耐水浸泡后与烫金层的附着力。
25.为了实现上述目的，本发明还提供制备该bmc基材水性pu涂料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：s1水性pu黑色底漆a组分制备，s2水性pu黑色面漆a组分制备和s3水性固化剂b组分制备；
26.所述s1水性pu黑色底漆a组分制备包括如下步骤：
27.s11主料制作，向不锈钢反应器投入水性羟基丙烯酸分散体，以转速为450rpm～550rpm进行持续搅拌；
28.s12乳化处理，向步骤s11中缓慢加入水性聚酯分散体，以转速450rpm～550rpm进行搅拌3～5分钟；
29.s13分散处理，在搅拌状态下，向步骤s12中再缓慢依次加入分散剂﹑防沉剂﹑消泡剂，以转速450rpm～550rpm进行搅拌5～10分钟；
30.s14调色处理，缓慢依次加入超细硫酸钡﹑水性通用黑色浆，以转速2000rpm～2500rpm进行搅拌60～90分钟；
31.s15静置处理，室温静置30分钟，刮板细度计测试细度小于8微米；
32.s16稀释处理，开启搅拌机以转速750rpm～850rpm搅拌状态下，依次缓慢加入去离子水﹑成膜助剂﹑润湿剂并搅拌3～5分钟；
33.s17调节ph值，以转速450rpm～550rpm搅拌状态下缓慢加入氨中和剂，调整ph值，
ph值为7.5～8.0；
34.s18调节粘度，以转速750rpm～850rpm搅拌状态下缓慢加入增稠剂，调节粘度ku值，粘度ku值为55～58；
35.s19后处理，以转速750rpm～850rpm搅拌30～40分钟，室温静置60分钟后，该水性pu黑色底漆a组分以200目过滤包装至黑色pe塑料桶。
36.优选的，步骤s11～步骤s19的环境温度15～35℃，湿度小于60％。
37.所述s2水性pu黑色面漆a组分制备包括如下步骤：
38.s21主料制作，向不锈钢反应器投入高羟基水性丙烯酸分散体，以转速为450rpm～550rpm进行持续搅拌；
39.s22乳化处理，向步骤s21中缓慢加入中羟基水性丙烯酸分散体，以转速450rpm～550rpm进行搅拌3～5分钟；
40.s23调色处理，缓慢加入水性纳米黑色浆，以转速450rpm～550rpm进行搅拌5～10分钟；
41.s24稀释处理，去离子水与成膜助剂预先混合后缓慢加入，以转速450rpm～550rpm进行搅拌3～5分钟；
42.s25消泡处理，依次缓慢加入消泡剂﹑润湿剂，以转速450rpm～550rpm进行搅拌3～5分钟；
43.s26调节ph值，以转速450rpm～550rpm搅拌状态下缓慢加入氨中和剂，调整ph值，ph值为7.5～8.0；
44.s27调节粘度，以转速750rpm～850rpm搅拌状态下缓慢加入增稠剂，调节粘度ku值，粘度ku值为50～52；
45.s28后处理，以转速750rpm～850rpm搅拌30～40分钟，室温静置60分钟后，该水性pu黑色面漆a组分以300目过滤包装至黑色pe塑料桶。
46.优选的，步骤s21～步骤s28的环境温度15～35℃，湿度小于60％。
47.所述s3水性固化剂b组分制备包括如下步骤：
48.s31主料制作，向不锈钢反应器投入水性聚异氰酸酯分散剂，以转速为450rpm～550rpm进行持续搅拌；
49.s32成膜处理，在搅拌状态下，缓慢加入成膜助剂，以转速为450rpm～550rpm进行搅拌10～15分钟；
50.s33后处理，室温静置30分钟后，用300目滤网过滤，包装。
51.优选的，步骤s31～步骤s33的环境温度15～35℃，湿度小于60％。
52.经过上述方法制备的水性pu黑色底漆a组分、水性pu黑色面漆a组分和水性固化剂b组分，按照配比为，水性pu黑色底漆a组分：水性固化剂b组分：去离子水＝8：1：0.5～0.8制备的所述黑色pu底漆；水性pu黑色面漆a组分：水性固化剂b组分：去离子水＝3：1：0.1～0.3制备的所述黑色pu面漆，喷涂于智能音箱bmc基材上，烘箱强制干燥后涂膜获得良好性能。
53.相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
54.1、本发明的bmc基材水性pu涂料，涂料施工流程与溶剂型pu涂料相同，水性pu涂料在施工状态下的voc含量小于200g/l，涂膜表面光泽较高，丰满度和流平性好，耐化学性能优异。降低企业的污染物排放，比传统溶剂pu涂料降低60％～70％，且该水性pu涂料施工干
燥后涂膜干燥后附着力好，光泽度高，耐磨性佳，耐化学性能优良。
55.2、本发明的bmc基材水性pu涂料，使用水性聚氨酯丙烯酸酯分散体为主体树脂，提供涂膜耐溶剂性及耐水性；搭配含羟基丙烯酸乳液分散，增加涂膜整体柔韧性及耐水性，使涂料具有良好附着力。
具体实施方式
56.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，以使本领域技术人员能够充分理解本发明的技术内容。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
57.本发明的bmc基材水性pu涂料该水性pu涂料，包括黑色pu底漆和黑色pu面漆；该黑色pu底漆由水性pu黑色底漆a组分、水性固化剂b组分和去离子水组成；该黑色pu面漆由水性pu黑色面漆a组分、水性固化剂b组分和去离子水组成；
58.该黑色pu底漆的配比为，水性pu黑色底漆a组分：水性固化剂b组分：去离子水＝8：1：0.5～0.8；
59.该黑色pu面漆的配比为，水性pu黑色面漆a组分：水性固化剂b组分：去离子水＝3：1：0.1～0.3；
60.该水性pu黑色底漆a组分由下述重量百分比含量的组分构成，水性羟基丙烯酸分散体40％～50％，水性聚酯分散体10％～20％，水性通用黑色浆5％～10％，超细硫酸钡15％～20％，成膜助剂3％～8％，去离子水3％～5％，分散剂0.5％～1％，防沉剂1％～2％，润湿剂0.5％～1％，消泡剂0.2％～0.5％，氨中和剂0.1％～0.2％，增稠剂1％～2％。
61.该水性pu黑色面漆a组分由下述重量百分比含量的组分构成，高羟基水性丙烯酸分散体60％～70％，中羟基水性丙烯酸分散体10％～20％，水性纳米黑色浆5％～10％，成膜助剂3％～8％，去离子水3％～5％，润湿剂0.5％～1％，消泡剂0.2％～0.5％，氨中和剂0.1％～0.2％，增稠剂1％～2％。
62.本发明还提供制备该bmc基材水性pu涂料的制备方法，
63.该制备方法包括以下步骤：s1水性pu黑色底漆a组分制备，s2水性pu黑色面漆a组分制备和s3水性固化剂b组分制备；
64.在环境温度15～35℃，湿度小于60％，该s1水性pu黑色底漆a组分制备包括如下步骤：
65.s11主料制作，向不锈钢反应器投入水性羟基丙烯酸分散体，以转速为450rpm～550rpm进行持续搅拌；
66.s12乳化处理，向步骤s11中缓慢加入水性聚酯分散体，以转速450rpm～550rpm进行搅拌3～5分钟；
67.s13分散处理，在搅拌状态下，向步骤s12中再缓慢依次加入分散剂﹑防沉剂﹑消泡剂，以转速450rpm～550rpm进行搅拌5～10分钟；
68.s14调色处理，缓慢依次加入超细硫酸钡﹑水性通用黑色浆，以转速2000rpm～2500rpm进行搅拌60～90分钟；
69.s15静置处理，室温静置30分钟，刮板细度计测试细度小于8微米；
70.s16稀释处理，开启搅拌机以转速750rpm～850rpm搅拌状态下，依次缓慢加入去离
子水﹑成膜助剂﹑润湿剂并搅拌3～5分钟；
71.s17调节ph值，以转速450rpm～550rpm搅拌状态下缓慢加入氨中和剂，调整ph值，ph值为7.5～8.0；
72.s18调节粘度，以转速750rpm～850rpm搅拌状态下缓慢加入增稠剂，调节粘度ku值，粘度ku值为55～58；
73.s19后处理，以转速750rpm～850rpm搅拌30～40分钟，室温静置60分钟后，该水性pu黑色底漆a组分以200目过滤包装至黑色pe塑料桶。
74.在环境温度15～35℃，湿度小于60％，该s2水性pu黑色面漆a组分制备包括如下步骤：
75.s21主料制作，向不锈钢反应器投入高羟基水性丙烯酸分散体，以转速为450rpm～550rpm进行持续搅拌；
76.s22乳化处理，向步骤s21中缓慢加入中羟基水性丙烯酸分散体，以转速450rpm～550rpm进行搅拌3～5分钟；
77.s23调色处理，缓慢加入水性纳米黑色浆，以转速450rpm～550rpm进行搅拌5～10分钟；
78.s24稀释处理，去离子水与成膜助剂预先混合后缓慢加入，以转速450rpm～550rpm进行搅拌3～5分钟；
79.s25消泡处理，依次缓慢加入消泡剂﹑润湿剂，以转速450rpm～550rpm进行搅拌3～5分钟；
80.s26调节ph值，以转速450rpm～550rpm搅拌状态下缓慢加入氨中和剂，调整ph值，ph值为7.5～8.0；
81.s27调节粘度，以转速750rpm～850rpm搅拌状态下缓慢加入增稠剂，调节粘度ku值，粘度ku值为50～52；
82.s28后处理，以转速750rpm～850rpm搅拌30～40分钟，室温静置60分钟后，该水性pu黑色面漆a组分以300目过滤包装至黑色pe塑料桶。
83.在环境温度15～35℃，湿度小于60％，该s3水性固化剂b组分制备包括如下步骤：
84.s31主料制作，向不锈钢反应器投入水性聚异氰酸酯分散剂，以转速为450rpm～550rpm进行持续搅拌；
85.s32成膜处理，在搅拌状态下，缓慢加入成膜助剂，以转速为450rpm～550rpm进行搅拌10～15分钟；
86.s33后处理，室温静置30分钟后，用300目滤网过滤，包装。
87.经过上述方法制备的水性pu黑色底漆a组分、水性pu黑色面漆a组分和水性固化剂b组分，按照配比为，水性pu黑色底漆a组分：水性固化剂b组分：去离子水＝8：1：0.5～0.8制备的黑色pu底漆；水性pu黑色面漆a组分：水性固化剂b组分：去离子水＝3：1：0.1～0.3制备的黑色pu面漆，喷涂于智能音箱bmc基材上，烘箱强制干燥后涂膜获得良好性能。
88.具体的，本发明中的化合物及有机物充分选取自下列厂商和型号，水性羟基丙烯酸分散体采用尚水科技spu6154
‑
3，对bmc基材附着力好，干燥快；水性聚酯分散体采用赢创科技ds
‑
1300，增加附着力，柔韧性和重涂性；高羟基水性丙烯酸分散体采用同德科技3ah0519w，高丰满度，高流平性，高膜厚不起泡；中羟基水性丙烯酸分散体采用尚水科技
spu6154，高硬度，高耐醇；水性通用黑色浆采用喜颜科技nw1790，水性纳米黑色浆采用喜颜科技nt1715，分散及相容性好，不影响光泽，储存稳定性好；润湿剂采用byk346﹑byk347﹑byk349﹑tego wet 270﹑tego wet 280﹑tegotwin 4100﹑tegotwin 4200﹑tego surfynol 104中的一种或几种混合物；消泡剂采用byk024﹑byk028﹑tego 902w﹑tego805n中的一种或几种混合物；氨中和剂采用海名斯德谦dmea和陶氏amp
‑
95中的一种或两种混合物；增稠剂采用海名斯德谦rheolate 299﹑rheolate 350d﹑rheolate fx 1010中的一种或几种混合物；水分散型聚异氰酸酯采用旭化成wt31
‑
100、wt33
‑
100、wl72
‑
100中的一种或几种混合物；防沉剂采用赢创科技水性气相二氧化硅分散体wf7620n，防沉性好，防流挂好；水分散型聚异氰酸酯采用旭化成wt31
‑
100、wt33
‑
100、wl72
‑
100中的一种或几种混合物，活化期长，相容性好。
89.本发明的bmc基材水性pu涂料的制备方法，先以制备100kg的水性pu黑色底漆a组分的具体配比见表1的实施方例。
90.表1水性pu黑色底漆a组分百分比表
[0091][0092][0093]
本发明的bmc基材水性pu涂料的制备方法，先以制备100kg的水性pu黑色面漆a组分的具体配比见表2的实施方例。
[0094]
表2水性pu黑色面漆a组分百分比表
[0095]
项目(水性pu黑色面漆a)面漆a实施例一面漆a实施例二面漆a实施例三高羟基水性丙烯酸分散体706560中羟基水性丙烯酸分散体101520水性纳米黑色浆5810成膜助剂753去离子水54.53.5润湿剂0.50.71消泡剂0.30.20.4
氨中和剂0.20.10.1增稠剂21.52ph值7.67.87.9ku值50.9451.1151.54
[0096]
本发明的bmc基材水性pu涂料的制备方法，先以制备100kg的水性固化剂b组分的具体配比见表3的实施方例。
[0097]
表3水性固化剂b组分百分比表
[0098]
项目(水性固化剂b)固化剂b实施例一固化剂b实施例二固化剂b实施例三水性聚异氰酸酯分散剂758085成膜助剂252015
[0099]
经过上述方法制备的水性pu黑色底漆a组分、水性pu黑色面漆a组分和水性固化剂b组分，按照配比为表4配制各10kg做喷涂测试：
[0100]
水性pu黑色底漆a组分：水性固化剂b组分：去离子水＝8：1：0.5～0.8制备的黑色pu底漆；水性pu黑色面漆a组分：水性固化剂b组分：去离子水＝3：1：0.1～0.3制备的黑色pu面漆。
[0101]
表4黑色pu涂料配比
[0102]
项目实施例一实施例二实施例三黑色pu底漆8.1：1.1：0.88.2：1.2：0.68.3：1.2：0.5黑色pu面漆6.8：2.5：0.77：2.4：0.67.3：2.2：0.5
[0103]
将上述黑色pu涂料，喷涂于智能音箱bmc基材上，烘箱强制干燥后得到的涂膜经过测试获得良好性能表5。
[0104]
喷涂具体施工流程为：智能音箱bmc基材
→
前处理
→
240#砂纸打磨
→
喷涂水性pu黑色底漆
→
温度60～70度烘烤干燥
→
下线400目砂纸打磨
→
喷涂水性pu黑色底漆
→
温度60～70度烘烤干燥
→
下线800目砂纸打磨
→
喷涂水性pu黑色面漆
→
温度60～70度烘烤干燥
→
下线1500目砂纸打磨
→
喷涂水性pu黑色面漆
→
温度60～70度烘烤干燥
→
下线包装。
[0105]
表5黑色pu涂料涂膜性能
[0106][0107]
本发明的bmc基材水性pu涂料，涂料施工流程与溶剂型pu涂料相同，水性pu涂料在施工状态下的voc含量小于200g/l，涂膜表面光泽较高，丰满度和流平性好，耐化学性能优异。降低企业的污染物排放，比传统溶剂pu涂料降低60％～70％，且该水性pu涂料施工干燥后涂膜干燥后附着力好，光泽度高，耐磨性佳，耐化学性能优良。
[0108]
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。