一种高循环稳定性的水性涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料，具体地，涉及水性涂料的珠光分散领域和一种高循环稳定性的水性涂料，更具体地，涉及一种适用于汽车涂装、能够明显改善循环稳定性的水性涂料，以及上述涂料的制备方法。

背景技术：

1、水性珠光、珠光涂料由于其绚丽的色彩及闪烁效果，已经在汽车及其他工业领域得到广泛应用。

2、在现有技术中，车厂常使用机器人喷涂系统完成涂料喷涂，而为了保持涂料的稳定性和便捷性，喷涂系统一般会配套循环系统。对于汽车涂料，尤其是色彩绚丽的汽车涂料的色漆中多含有铝粉、珠光粉等颜填料，在循环过程中由于受到不同剪切力、过滤阻力的影响，一方面会导致铝粉和珠光粉表面的钝化层脱落或被破坏，与空气中的水、氧气及其他介质作用后被氧化；另一方面会导致铝粉和珠光粉发生形变，如弯曲、破裂、变形、粉碎等。被氧化或者发生形变的铝粉混杂在涂料中，经喷涂后，涂料的颜色、性状等稳定性会变差，致使喷涂成的漆膜在外观、性能等方面存在缺陷。

3、此外，现有技术在铝粉、珠光粉使用前采取的分散工艺多为使用溶剂浸泡和搅拌，其分散效果、稳定性和定向效果较差，已渐渐无法满足行业发展的需要。

4、有鉴于此，本发明旨在提供一种高循环稳定性的水性涂料及其制备方法，以解决现有涂料技术领域中面临的问题。

技术实现思路

1、基于以上事实，本发明的目的在于提供一种高循环稳定性的水性涂料，其循环抗剪切能力强，可以有效减少团聚的发生，非常适合汽车领域的涂装使用。

2、本发明的第一方面提供了一种高循环稳定性的水性涂料，按重量份计，其组分包含：

3、

4、以上各组分的重量总计为100.0份。

5、混合树脂

6、在本发明中，所述混合树脂包括丙烯酸树脂、氨基树脂、聚酯树脂和聚氨酯树脂，各类树脂间的反应在增稠剂的帮助下会产生较好的触变性及铝粉定向性，使漆膜具有较好的外观、柔韧性、交联密度等性能。

7、按重量份计，所述混合树脂包含：

8、

9、以上各组分的重量总计为24.0～65.0份。

10、具体地说，所述丙烯酸树脂选自水溶性丙烯酸树脂、水性丙烯酸乳液、改性丙烯酸乳液中的一种或几种；所述氨基树脂为三聚氰胺类氨基树脂；所述聚酯树脂选自水性聚酯树脂、水性聚酯乳液中的一种或其组合；所述聚氨酯树脂选自水性聚氨酯树脂、水性聚氨酯乳液中的一种或其组合。

11、更为具体地说，所述丙烯酸树脂选自pu 1035 w(购自巴斯夫公司)、luhydran s 938t(购自巴斯夫公司)或0678(购自万华化学公司)中的一种或几种；所述氨基树脂选自cymel327、cymel370或cymel250(均购自湛新公司)中的一种或几种；所述聚酯树脂选自homape-4200-80(购自金团化学品公司)或bcnw 3324(购自同德公司)中的一种或其组合；所述聚氨酯树脂选自 r9603(购自帝斯曼公司)或bayhydrol u xp 2750(购自科思创公司)中的一种或其组合。

12、增稠剂

13、在本发明中，所述增稠剂包括蜡增稠剂、缔合型增稠剂和碱溶胀增稠剂。蜡增稠剂加入后能够形成氢键网络，从而提升涂料体系的稳定性及喷涂后铝粉的定向性；缔合型增稠剂可以提供出色的粘度增稠效率和极佳的流平性能，尤其是在大粒径乳液的配方中具有极佳的高剪切粘度增稠效果和优异的流平性能，能够很好地提高涂层的丰满度；碱溶胀增稠剂具有良好的增稠效果，与缔合型增稠剂搭配可以达起到对树脂、粒子、水的稳定增稠效果。

14、按重量份计，所述增稠剂包含：

15、蜡增稠剂                  1.0～5.0份

16、缔合型增稠剂              1.0～3.0份

17、碱溶胀增稠剂              0.5～2.0份

18、以上各组分的重量总计为2.5～10.0份。

19、具体地说，所述蜡增稠剂为聚酰胺蜡；所述缔合型增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂；所述碱溶胀增稠剂为非缔合型的聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液。

20、更为具体地说，所述蜡增稠剂选自thxatrol p2100w(购自海明斯公司)、 7802(购自龙海化工公司)或aq-630(购自帝斯巴隆公司)中的一种或几种；所述缔合型增稠剂选自8w或12w(均购自罗门哈斯公司)中的一种或其组合；所述碱溶胀增稠剂选自ase 60(购自罗门哈斯公司)或viscalex hv-30(购自汽巴公司) 中的一种或其组合。

21、分散剂

22、在本发明中，所述分散剂包括聚合物型分散剂和离子型分散剂，聚合物型分散剂的加入会带来良好的分散和降粘效果，离子型分散剂则能提供良好的润湿性及分散性，通过搭配不同种类的分散剂和铝粉钝化剂，可以明显提升铝粉的循环抗剪切能力，减少团聚的发生。

23、按重量份计，所述分散剂包含：

24、聚合物型分散剂            0.05～0.5份

25、离子型分散剂              0.05～0.5份

26、以上各组分的重量总计为0.1～1.0份。

27、具体地说，所述离子型分散剂为聚羧酸盐分散剂。

28、更为具体地说，所述聚合物型分散剂选自byk192(购自德国毕克公司)、 sn-1792(购自深竹化工公司)、sperse系列688w(购自优卡公司)、gen1252 (购自德国omg公司)；所述离子型分散剂选自731a731a(购自罗门哈斯公司)、sn-2376(购自深竹化工公司)中的一种或其组合。

29、颜填料

30、在本发明中，所述颜填料选自铝粉或珠光粉中的一种或其组合。铝粉和珠光粉的加入能够提升涂料色彩的绚丽和闪烁效果。

31、具体地说，所述铝粉选自tz-930647j(购自东洋铝业株式会社)、sfb-9070(购自上海雅联颜料化工有限公司)、ce-100(购自东洋铝业株式会社)、tz-565j(购自东洋铝业株式会社)或tc-5218n(购自东洋铝业株式会社)中的一种或几种；所述珠光粉选自iriodin9103(购自德国默克公司)、iriodin 9300(购自德国默克公司)、iriodin 9504(购自德国默克公司)。

32、助剂

33、在本发明中，所述助剂选自消泡剂、铝粉钝化剂、流平润湿剂、紫外光吸收剂、 ph调节剂、颜填料浆或色浆中的一种或几种。其中，消泡剂可用于防止缩孔、橘皮、起泡、针孔等表面缺陷，并防止沸腾痕迹残留，实现优异的流平性；铝粉钝化剂能够对铝粉进行钝化，防止发气；流平润湿剂的润湿性、消泡性和分散性可以增进涂层光泽并改善长波流平效果，轻微降低表面张力，且不影响重涂性和层间附着力；紫外光吸收剂能够提高涂层的抗老化性能；ph调节剂用于调整涂料体系的ph值；颜填料浆可以对打磨痕进行更好的填充，使涂层变得平整；色浆用于控制涂料的颜色。

34、按重量份计，所述助剂包含：

35、

36、以上各组分的重量总计为3.7～33.7份。

37、具体地说，所述消泡剂选自byk-ws(购自德国毕克公司)、byk-wa(购自德国毕克公司)或shellsol tk(购自壳牌公司)中的一种或几种；所述铝粉钝化剂选自sn-9798(购自深竹化工公司)或acs-1212resin(日涂汽车涂料有限公司)中的一种或其组合；所述流平润湿剂选自炔二醇产品或有机硅产品中的一种或其组合，更为具体地说，所述炔二醇产品为bettersol 440(购自赢创德固赛公司)，所述有机硅产品选自byk-345(购自德国毕克公司)或tego245(购自迪高公司) 中的一种或其组合；所述紫外光吸收剂选自tinuvin 326、tinuvin 123或 tinuvin 384-2(均购自巴斯夫公司)中的一种或几种；所述ph调节剂为甲基乙醇胺，更为具体地说，所述ph调节剂为二甲基乙酰胺(购自山东嘉威化工有限公司)；所述颜填料浆选自硫酸钡浆、滑石粉浆中的一种或其组合；所述色浆包括但不限于白浆、黄浆、黑浆、蓝浆、红浆中的一种或几种。

38、改性多元醇

39、在本发明中，所述改性多元醇为聚醚多元醇或聚酯多元醇，改性多元醇能够起到帮助改善涂膜外观的效果。

40、具体地说，所述改性多元醇选自wanol c2020(购自万华化学公司)或303lm (购自陶氏公司)中的一种或其组合。

41、溶剂

42、在本发明中，所述溶剂选自醇类、醇醚类或醇酯类溶剂中的一种或几种。醇醚类溶剂具有良好的溶解性和乳化效果，能够帮助涂料形成良好的漆膜。

43、在本发明一些优选实施例中，所述溶剂选自异辛醇、乙二醇异辛醚、丙二醇苯醚、二丙二醇二甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇二乙酸酯中的一种或几种。

44、本发明的第二方面提供了一种制备本发明的第一方面所述高循环稳定性的水性涂料的方法，包括如下步骤：

45、(1)将部分溶剂加入反应釜a中，在400～500r/min的搅拌速度下，加入部分分散剂，搅拌5～10min后，加入颜填料，搅拌15～20min后，使用超声波分散15～20min，然后加入铝粉钝化剂，搅拌10～20min后，加入剩余分散剂，搅拌5～15min 后，加入改性多元醇，搅拌5～15min后，加入流平润湿剂，搅拌5～15min后，加入紫外光吸收剂，搅拌5～15min后得到铝粉浆。

46、(2)将部分去离子水加入反应釜b中，在500～1000r/min的搅拌速度下依次加入剩余溶剂、增稠剂、混合树脂、铝粉浆、色浆、颜填料浆、消泡剂，每次加入组分后需搅拌5～20min，得到混合物a。

47、(3)使用剩余去离子水调整粘度至b6粘度4000～5000，b60粘度800～1000，然后使用ph调节剂调整ph至8.0～8.6，在500～1000r/min的速度下搅拌30～ 60min，即得所述高循环稳定性的水性涂料。

48、与现有技术不同，本发明采用超声波分散的方法将铝粉进行充分预分散，从而提高铝粉的分散效果、稳定性及定向效果。

49、本发明的有益效果

50、本发明所提供的高循环稳定性的水性涂料采用多种树脂、增稠剂及分散剂等组分的复配，较大程度地提升了水性涂料中铝粉的分散效果、稳定性及定向效果，有效提升了其循环抗剪切能力，明显减少了团聚现象的发生。按照本发明所述制备方法制得的水性涂料具有较高的循环稳定性，形成的涂层外形美观、颜色绚丽、丰满度高、柔韧性好。