超低VOC高光聚氨酯面漆及其制备方法与流程

超低voc高光聚氨酯面漆及其制备方法
技术领域
1.本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及一种超低voc高光聚氨酯面漆及其制备方法。


背景技术：

2.水性涂料是以多种高分子树脂为基料、水为分散介质的一种绿色、安全、环境友好型涂料，在机械设备、机车车辆、钢结构以及木器家具等行业中替代油性涂料，可以大幅度地减少环境污染。
3.但是目前的水性双组分聚氨酯面漆存在着voc含量高、喷涂易起痱子，且漆膜光泽度不高、色彩不够丰满的缺点，所以还很难大范围推广应用。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提供一种voc含量超低、无泡膜厚高，且漆膜光泽度高的水性双组份聚氨酯面漆及其制备方法。
5.本发明采用如下技术方案：
6.超低voc高光聚氨酯面漆，包括重量比为4:1的a组分和b组分；
7.按重量百分比计，a组分包括以下原料：
8.水性羟基丙烯酸二级分散体65％-70％，
9.颜填料15％-20％，
10.分散剂1％-1.5％，
11.消泡剂0.1％-0.4％，
12.水性有机溶剂1％-2％，
13.ph调节剂0.1％-0.5％，
14.流平剂1.8％-2.0％，
15.余量为去离子水；
16.按重量百分比计，b组分包括以下原料：
17.异氰酸酯固化剂80％，
18.溶剂19.5％，
19.除水剂0.5％。
20.在一些实施方式中，所述水性羟基丙烯酸二级分散体的分子量为14000-15000，其羟值为116-133mgkoh/g。
21.在一些实施方式中，所述颜填料的吸油量为10-25g/100g。
22.在一些实施方式中，所述颜填料选自铜铬黑、锌片、云母粉、滑石粉、陶瓷粉、石英粉、重晶石粉、玻璃粉中的一种或多种。
23.在一些实施方式中，所述分散剂为非离子型分散剂，所述消泡剂包括有机硅消泡剂和乳化型消泡剂，所述水性有机溶剂为db、dpnb等中的一种或多种，所述流平剂为炔二醇
类润湿流平剂，所述异氰酸酯固化剂为hdi三聚体，所述溶剂为聚氨酯级溶剂。
24.本发明提供的超低voc高光聚氨酯面漆的制备方法，包括以下步骤：
25.a)取全部分散剂、部分水性羟基丙烯酸二级分散体和部分消泡剂，溶于部分去离子水中，得到预混合液；
26.b)向预混合液中加入颜填料和ph调节剂，得到颜料混合液；
27.c)对颜料混合液进行分散，并在分散过程中加入剩余的去离子水，得到预研磨混合液；
28.d)对预研磨混合液进行连续研磨，过滤，依次加入剩余的水性羟基丙烯酸二级分散体、全部的水性有机溶剂、剩余的消泡剂和全部流平剂，得到a组分；
29.e)将异氰酸酯固化剂、溶剂、除水剂在无水的容器中搅拌混合均匀，得到b组分；
30.f)将a组分与b组分按重量比4:1混合，得到所述超低voc高光聚氨酯面漆。
31.在一些实施方式中，该制备方法包括以下具体步骤：
32.a)取全部分散剂、部分水性羟基丙烯酸二级分散体和部分消泡剂，溶于部分去离子水中，在分散机中以500-800r/min转速分散15-20min，得到预混合液；
33.b)将分散机转速调至300-400r/min，向预混合液中加入颜填料和ph调节剂，将ph值调至7.0-8.0，得到颜料混合液；
34.c)继续对颜料混合液进行分散，在分散机中以2000-3000r/min转速分散30min，并在分散过程中加入剩余的去离子水，得到预研磨混合液；
35.d)对预研磨混合液进行连续研磨，研磨介质为氧化锆珠，研磨完成后加入到拉缸中，在300-400r/min的分散状态下依次加入剩余的水性羟基丙烯酸二级分散体、全部的水性有机溶剂、剩余的消泡剂和全部的流平剂，得到a组分；
36.e)将异氰酸酯固化剂、溶剂、除水剂在无水的容器中搅拌混合均匀，得到b组分；
37.f)将a组分与b组分按重量比4:1混合，得到所述超低voc高光聚氨酯面漆。
38.在一些实施方式中，用作研磨介质的氧化锆珠的粒径为1.2-1.5mm。
39.本发明的有益效果是：
40.1、发明人通过大量试验意外发现，选用特定分子量、羟值的水性羟基丙烯酸二级分散体，可有效提高分散体对其它原料的包裹、润湿效果，提升面漆涂料的品质，改善漆膜的外观及各项性能；
41.2、选用水性羟基丙烯酸二级分散体配合聚氨酯级dbe溶剂，在烘烤固化过程中，涂膜出现二次流平，进一步释放漆膜中的气泡，从而获得更高的膜厚，且不易起痱子；
42.3、本发明采用部分水性羟基丙烯酸二级分散体做润湿分散剂，既可以降低成本，也可以降低体系的稳泡性；
43.4、配方中润湿剂使用炔二醇类型的润湿流平剂，可以降低体系的稳泡性同时提高痱子膜厚；
44.5、选用低粘的hdi三聚体作为固化剂，提高了a组分和b组分的相容性，降低了固化过程中hdi三聚体和水反应的概率，提高了涂膜的光泽和暗泡膜厚。
具体实施方式
45.下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会
理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
46.实施例及对比例的制备
47.实施例1-2
48.按表1内容进行备料。其中，水性羟基丙烯酸二级分散体选用江苏富琪森的praqua-8246，分散剂选用byk190，消泡剂a选用tego 810、功能性助剂a选用赢创的104e，颜填料选用杜邦的r960，ph调节剂选用dmea，水性有机溶剂用db、功能性助剂b选用赢创的dynol 607，消泡剂b选用byk028，功能性助剂c选用ram 8w，异氰酸酯固化剂选用科思创的n3900和万华的270，溶剂选用聚氨酯级的dbe。
49.表1实施例组分配方表(单位为重量百分比)
50.[0051][0052]
实施例1与实施例2的制备方法如下：
[0053]
一、取第一批次去离子水、第一批次水性羟基丙烯酸二级分散体、全部的分散剂及全部的消泡剂a和功能性助剂a在分散机中以500-800r/min转速分散15-20min，得到预混合液；
[0054]
二、将分散机转速调至300-400r/min，将全部的颜填料加入步骤一中所得的预混合液中，得到颜填料浆混合液；
[0055]
三、将步骤二中所得颜填料浆混合液在2000-3000r/min的转速下进行分散30min，并于分散过程中加入第二批次去离子水，得到预研磨颜填料浆混合液；
[0056]
四、将步骤三所得颜填料浆混合液在卧式研磨机中进行研磨，研磨介质为粒径1.2-1.5mm的氧化锆珠，连续研磨，待细度到10um以下后进行下一步；
[0057]
五、将研磨好的颜填料浆混合液加入到拉缸中，然后在300-400r/min的分散状态下依次加入第二批次水性羟基丙烯酸二级分散体、水性有机溶剂、消泡剂a、功能助剂a、功能助剂b，然后分散30min，即可得到a组分。
[0058]
六、将异氰酸酯固化剂、溶剂、除水剂在无水的容器中搅拌混合均匀，得到b组分。
[0059]
七、将a组分与b组分按重量比4:1混合，得到所述超低voc高光聚氨酯面漆实施例。
[0060]
对比例1-3
[0061]
对比例1的原料组分及制备方式与实施例1大致相同，区别仅在于，对比例1所使用水性羟基丙烯酸二级分散体的分子量均大于15000。
[0062]
对比例2的原料组分及制备方式与实施例1大致相同，区别仅在于，对比例2所使用水性羟基丙烯酸二级分散体的羟值为100mgkoh/g。
[0063]
对比例3的原料组分及制备方式与实施例1大致相同，区别仅在于，对比例3所使用水性羟基丙烯酸二级分散体的羟值为139mgkoh/g。
[0064]
性能测试
[0065]
取实施例1、2制备的聚氨酯面漆，使用瓦格纳的35:1的高压配比泵和gm 5020eaw/eacw水性混气静电喷枪进行喷涂，枪嘴使用13/30，常温流平10min，80℃烘烤30min，喷涂底材为冷轧板。具体测试数据如下方表格所示。
[0066]
实施例面漆性能测试结果
[0067][0068]
[0069][0070]
本领域的技术人员可以明确，在不脱离本发明的总体精神以及构思的情形下，可以做出对于以上实施例的各种变型。其均落入本发明的保护范围之内。本发明的保护方案以本发明所附的权利要求书为准。