CN115651465A - 一种水性双组份玻璃涂料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性双组份玻璃涂料及其制备方法与应用。本发明的水性双组份玻璃涂料包括A组分和B组分,按重量份计,所述A组分的制备原料包括:水性丙烯酸树脂乳液35~70份;分散剂0.1~2份;水性色浆5~20份和填料15~40份;所述B组分的制备原料包括:水性环氧树脂乳液10~20份和双氰胺固化剂0.5~5份。采用本发明制得的水性涂层不仅具有优异附着力、耐水性、耐热性和遮盖性,同时还具有较长的活化期,可广泛应用于基体材料表面的保护。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域,尤其是涉及一种水性双组份玻璃涂料及其制备方法与应用。
背景技术
随着我国经济的高速发展和人们生活水平的改善,水性涂料的研究和应用也得到越来越多人的重视。水性涂料又称为水墨,它主要由水溶性树脂、有机水性色浆、溶剂及相关助剂等经复合研磨加工而成,广泛应用于如电子电器、白色家电、机械塑料外壳等对外观条件要求严格的工业产品。
水性玻璃涂料是目前国内外广受欢迎的用于玻璃表面的低挥发性有机物涂料,其主要分为单组分自干型、单组分烘烤型及双组分自干型,其中单组分自干型主要由水性聚氨酯乳液和附着力促进剂按照一定比例调配制得;单组分烘烤型一般由含羟基或羧基的乳液和水稀释性氨基树脂按一定比例制得;双组分自干型水性玻璃涂料由水性环氧树脂和二元胺类物质制得。相关技术中,单组分水性涂料虽具有制备方法简单、使用方便等优点,但其在玻璃上存在附着力、耐水性和耐化学性能差等问题,而双组分水性涂料虽然在一定程度上相对于单组分涂料能够提高其附着效果,但是在耐水性、耐热性和遮盖力仍存在不足。
因此,需寻求一种玻璃涂料,其具有优异附着力、耐水性、耐热性和遮盖性的同时还具有较长的活化期。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种水性双组份玻璃涂料及其制备方法与应用,本发明的水性双组份玻璃涂料具有优异附着力、耐水性、耐热性和遮盖性的同时还具有较长的活化期。
本发明还提出一种上述水性双组份玻璃涂料的制备方法。
本发明的第一方面,提供一种水性双组份玻璃涂料,包括A组分和B组分,按重量份计,所述A组分的制备原料包括:水性丙烯酸树脂乳液35~70份、分散剂0.1~2份、水性色浆5~20份和填料15~40份;
所述B组分的制备原料包括:水性环氧树脂乳液10~20份和双氰胺固化剂0.5~5份。
根据本发明实施例的水性双组份玻璃涂料,至少具有如下有益效果:
(1)本发明的水性双组份玻璃涂料采用水性丙烯酸树脂乳液和水性环氧树脂乳液、双氰胺固化剂复配,其可以在高温下交联固化,形成具有高附着力和高耐化学性能的涂料层。
(2)本发明的水性双组份玻璃涂料搭配分散剂、水性色浆,使制得涂料具有合适的粘度和良好的分散稳定性。
(3)本发明的水性双组份玻璃涂料中的水性丙烯酸树脂乳液与双氰胺固化剂常温下会缓慢反应,制作成双组份涂料,使用时再混合,其制得的涂料活化期能够满足使用要求,另外,本发明的水性双组份玻璃涂料以水为分散溶剂,具有对环境友好等优点。
(4)本发明的水性双组份玻璃涂料中的水性丙烯酸树脂乳液酸值较高(羧基为颜料亲和基团),在分散剂的协同下,可以对体系中的水性色浆进行充分润湿分散,和水性环氧树脂乳液、双氰胺固化剂进行交联固化时,进而明显提高涂料层的遮盖力。
根据本发明的一些实施方式,按重量份计,所述A组分的制备原料包括:水性丙烯酸树脂乳液35~60份、分散剂0.5~2份、水性色浆5~15份和填料15~35份;
所述B组分的制备原料包括:水性环氧树脂乳液10~15份和双氰胺固化剂0.5~3份。
根据本发明的一些实施方式,所述水性丙烯酸树脂乳液的固含量为40%~50%。
根据本发明的一些实施方式,所述水性丙烯酸树脂乳液的粘度为100mPa·s~3000mPa·s。
根据本发明的一些实施方式,所述水性丙烯酸树脂乳液的pH为7.1~8.1。
根据本发明的一些实施方式,所述水性丙烯酸树脂乳液中丙烯酸树脂的共聚单体包括丙烯酸和/或甲基丙烯酸。
根据本发明的一些实施方式,所述水性丙烯酸树脂乳液中丙烯酸树脂的共聚单体还包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯或丙烯酸正丁酯中的任意一种或至少两种的组合。
根据本发明的一些实施方式,所述水性丙烯酸树脂乳液中丙烯酸树脂的玻璃化转变温度为20~50℃。
本发明的水性丙烯酸树脂乳液中丙烯酸树脂的玻璃化转变温度在上述范围内,主要是为了保证所述丙烯酸树脂分子链的柔性,进而调控得到的涂料层中树脂分子链的柔韧性。
根据本发明的一些实施方式,所述水性丙烯酸树脂乳液中丙烯酸树脂的酸值为70~110mgKOH/g。
根据本发明的一些实施方式,所述分散剂为弱阴离子润湿分散剂。
根据本发明的一些实施方式,所述弱阴离子润湿分散剂选自迪高Tego Dispers755W、路博润Solsperse 20000、毕克BYK-2012中的至少一种。
在本发明中,弱阴离子润湿分散剂在低添加比例下能够达到有效降低粘度、提高颜色的展色能力和产品的稳定性。
根据本发明的一些实施方式,所述水性色浆选自炭黑、钛白粉、苯胺黄、酞青蓝或群青蓝中的任意一种或至少两种的组合。
根据本发明的一些实施方式,所述填料包括硫酸钡、滑石粉或二氧化硅粉中的任意一种或至少两种的组合。
根据本发明的一些实施方式,所述填料包括硫酸钡和滑石粉。
根据本发明的一些实施方式,所述水性环氧树脂乳液的固含量为55~65%。
根据本发明的一些实施方式,所述水性环氧树脂乳液的粘度为3400~4000mPa·s。
根据本发明的一些实施方式,所述水性环氧树脂乳液中环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或脂肪族缩水甘油醚环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述水性环氧树脂乳液中环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
根据本发明的一些实施方式,所述水性环氧树脂乳液中环氧树脂的环氧当量为300~350。
根据本发明的一些实施方式,所述双氰胺固化剂选自Dyhard 100SF或DICYANEX1400F。
根据本发明的一些实施方式,按重量份计,所述A组分的制备原料还包括pH稳定剂0.5~1份。
根据本发明的一些实施方式,所述pH稳定剂包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
优选地,所述pH稳定剂为AMP-95稳定剂。
AMP-95稳定剂含有2-氨基-2-甲基-1-丙醇,在本发明的涂料中不仅起到调节pH值的作用,而且还能够防止色浆再凝聚,具有分散、增稠和防止变色等作用。
根据本发明的一些实施方式,按重量份计,所述A组分的制备原料还包括杀菌剂0.1~0.3份。
优选地,所述杀菌剂选自KATHON LXE杀菌剂、先创化学PROX-SAN IT532L、THOR公司ACTICIDE AGT2中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式,按重量份计,所述A组分的制备原料还包括流平剂0.5~1份。
根据本发明的一些实施方式,所述流平剂为有机硅类流平剂;
优选地,所述流平剂为赢创Tego Glide 410和/或赢创Tego Twin 4100。
赢创Tego Twin 4100是一种基于硅氧烷的双生结构表面活性剂,具有基材润湿性、防缩孔性能以及一定程度的消泡性能,且相容性好。
根据本发明的一些实施方式,按重量份计,所述A组分的制备原料还包括水。
优选地,所述水为10~30份。
根据本发明的一些实施方式,所述水性双组份玻璃涂料包括A组分和B组分,按重量份计:
所述A组分的制备原料包括:水性丙烯酸树脂乳液35~70份、分散剂0.1~2份、水性色浆5~20份、填料15~40份、pH稳定剂0.5~1份、杀菌剂0.1~0.3份、流平剂0.5~1份和水10~30份;
所述B组分的制备原料包括:水性环氧树脂乳液10~20份和双氰胺固化剂0.5~5份。
优选地,所述水性双组份玻璃涂料包括A组分和B组分,按重量份计:
所述A组分的制备原料包括:水性丙烯酸树脂乳液35~60份、分散剂0.5~2份、水性色浆10~15份、填料15~40份、pH稳定剂0.5~1份、杀菌剂0.1~0.3份、流平剂0.5~1份和水10~25份;
所述B组分的制备原料包括:水性环氧树脂乳液12~14.5份和双氰胺固化剂0.5~3份。
本发明的第二方面,提供了一种上述水性双组份玻璃涂料的制备方法,包括以下制备步骤:
分别将所述A组分和所述B组分的制备原料混合。
根据本发明实施例的制备方法,至少具有如下有益效果:本发明的水性双组份玻璃涂料制备方法简单、易操作。
根据本发明的一些实施方式,所述A组分与所述B组分的重量比为100:12~18。
根据本发明的一些实施方式,所述A组分的制备方法具体包括以下步骤:
将所述水性丙烯酸树脂乳液、分散剂、水性色浆和水混匀,研磨至细度为6μm~10μm,然后加入所述填料、pH稳定剂、杀菌剂和流平剂后混匀即得。
根据本发明的一些实施方式,所述水性双组份玻璃涂料A组分的制备方法具体包括以下步骤:
步骤S1、将水性丙烯酸树脂乳液、分散剂、水性色浆和水在50℃下以600rpm的搅拌速度分散60min,然后研磨至细度为10μm,冷却至25℃,得到预混合液;
步骤S2、向预混合液中加入pH稳定剂、填料、杀菌剂和流平剂,混匀即得水性双组份玻璃涂料A组分。
根据本发明的一些实施方式,所述B组分的制备方法包括以下步骤:将所述水性环氧树脂乳液和所述双氰胺固化剂混匀,研磨至细度为6μm~10μm,即得。
根据本发明的一些实施方式,所述A组分和/或所述B组分的制备过程中,所述混匀的温度低于60℃;
优选地,所述混匀的温度为40℃~60℃。
根据本发明的一些实施方式,所述混匀过程中的转速为500rpm~1000rpm。
根据本发明的一些实施方式,所述混匀的时间为40min~100min。
根据本发明的一些实施方式,所述水性双组份玻璃涂料B组分的制备方法具体包括以下步骤:
将水性环氧树脂乳液和双氰胺固化剂在50℃下以600rpm的搅拌速度预混合60min,然后研磨至细度为10μm,冷却至25℃,即得所述水性双组份玻璃涂料B组分。
本发明的第三方面,提供一种水性涂层,由上述水性双组份玻璃涂料制备得到。
根据本发明实施例的水性涂层,至少具有如下有益效果:采用本发明水性双组份玻璃涂料制得的涂层兼具环氧树脂成膜后硬度高、附着力强、光泽度高和丙烯酸树脂柔韧性好的特点,其次,本发明制得的水性涂层具有优异的遮盖性能,可广泛应用于基体玻璃材料的保护。
本发明的第四方面,提供上述水性涂层的制备方法,包括以下步骤:将所述水性双组份玻璃涂料涂覆于基材表面,在100~150℃烘烤后于160~180℃固化后即得。
根据本发明实施例的水性涂层的制备方法,至少具有如下有益效果:本发明的水性涂层制备方法简单、易操作。
根据本发明的一些实施方式,所述烘烤的温度为100℃。
根据本发明的一些实施方式,所述烘烤的时间为4~8min。
根据本发明的一些实施方式,所述烘烤的时间为5min。
根据本发明的一些实施方式,所述固化的时间为50~700min。
根据本发明的一些实施方式,所述固化的时间为50~60min。
根据本发明的一些实施方式,所述固化的时间为60min。
根据本发明的一些实施方式,所述水性双组份玻璃涂料在基材表面涂覆的次数大于或等于1。
由于涂料施工一般有外观要求,多层施工才能达到颜色效果,涂覆本发明的水性双组份玻璃涂料能够达到相应的颜色效果(类似于汽车漆:有底漆、中间涂层、面漆),并且通过多次涂覆能够有效增加保护效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。
本发明的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
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。
本发明实施方式中制备原料的部分性质如下:
水性丙烯酸树脂乳液:DIC公司WATERSOL WLW-270,固含:43.0-45.0%,粘度100-3000mPa·s,pH 7.1-8.1,Tg 20℃。
水性环氧树脂乳液:DOW公司D.E.R WB3002,粘度3800mPa·s,固含:64%,环氧当量:310g/eq。
分散剂:迪高Tego Dispers 755W,为一种弱阴离子润湿分散剂(含高颜料亲和基团共聚物的水溶液,有效物质含量为40±1%),酸值为15±1mgKOH/g,pH值为6.5±0.5。
pH稳定剂:AMP-95稳定剂,主要成分为2-氨基-2-甲基-1-丙醇,pH值为6.7±0.5。
杀菌剂:KATHON LXE杀菌剂,其中主要化学成分为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮,其含量分别为1.15%和0.35%。
流平剂:赢创Tego Twin 4100,是一种硅氧烷双生表面活性剂。
双氰胺固化剂:Dyhard 100SF,其中双氰胺最低含量为94.8%,粒径为5.2~5.8μm。
下面详细描述本发明的具体实施例。
本发明实施例1~6中的水性双组份玻璃涂料,均包括A组分和B组分,其中A组分和B组分的成分及成分用量如表1所示。
表1:本发明实施例1~6中水性双组份玻璃涂料的制备原料及其重量份数
实施例1
本实施例制备了一种水性双组份玻璃涂料,包括A组分和B组分,其中A组分和B组分的成分和重量份数如表1中实施例1所示。
上述水性双组份玻璃涂料A组分的制备方法具体包括以下步骤:
步骤S1、将水性丙烯酸树脂乳液、Tego Dispers 755W分散剂、炭黑和水在50℃下以600rpm的搅拌速度分散60min,然后研磨至细度为10μm,冷却至25℃,得到预混合液;
步骤S2、向预混合液中加入AMP-95pH稳定剂、硫酸钡、滑石粉、KATHON LXE杀菌剂和Tego Twin 4100流平剂,混匀即得水性双组份玻璃涂料A组分。
上述水性双组份玻璃涂料B组分的制备方法具体包括以下步骤:
将水性环氧树脂乳液和双氰胺固化剂在50℃下以600rpm的搅拌速度预混合60min,然后研磨至细度为10μm,冷却至25℃,即得所述水性双组份玻璃涂料B组分。
实施例2
本实施例制备了一种水性双组份玻璃涂料,包括A组分和B组分,其中A组分和B组分的成分和重量份数如表1中实施例2所示。
上述水性双组份玻璃涂料A组分的制备方法具体包括以下步骤:
步骤S1、将水性丙烯酸树脂乳液、Tego Dispers 755W分散剂、酞青蓝和水在40℃下以900rpm的搅拌速度分散50min,然后研磨至细度为8μm,冷却至30℃,得到预混合液;
步骤S2、向预混合液中加入AMP-95pH稳定剂、硫酸钡、滑石粉、KATHON LXE杀菌剂和Tego Twin 4100流平剂,混匀即得水性双组份玻璃涂料A组分。
上述水性双组份玻璃涂料B组分的制备方法具体包括以下步骤:
将水性环氧树脂乳液和双氰胺固化剂在40℃下以900rpm的搅拌速度预混合50min,然后研磨至细度为8μm,冷却至30℃,即得所述水性双组份玻璃涂料B组分。
实施例3
本实施例制备了一种水性双组份玻璃涂料,包括A组分和B组分,其中A组分和B组分的成分和重量份数如表1中实施例3所示。
上述水性双组份玻璃涂料A组分的制备方法具体包括以下步骤:
步骤S1、将水性丙烯酸树脂乳液、Tego Dispers 755W分散剂、永固红和水在60℃下以1000rpm的搅拌速度分散40min,然后研磨至细度为6μm,冷却至20℃,得到预混合液;
步骤S2、向预混合液中加入AMP-95pH稳定剂、硫酸钡、滑石粉、KATHON LXE杀菌剂和Tego Twin 4100流平剂,混匀即得水性双组份玻璃涂料A组分。
上述水性双组份玻璃涂料B组分的制备方法具体包括以下步骤:
将水性环氧树脂乳液和双氰胺固化剂在60℃下以1000rpm的搅拌速度预混合40min,然后研磨至细度为6μm,冷却至20℃,即得所述水性双组份玻璃涂料B组分。
实施例4
本实施例制备了一种水性双组份玻璃涂料,包括A组分和B组分,其中A组分和B组分的成分和重量份数如表1中实施例4所示。
上述水性双组份玻璃涂料A组分的制备方法具体包括以下步骤:
步骤S1、将水性丙烯酸树脂乳液、Tego Dispers 755W分散剂、炭黑和水在46℃下以500rpm的搅拌速度分散100min,然后研磨至细度为6μm,冷却至30℃,得到预混合液;
步骤S2、向预混合液中加入AMP-95pH稳定剂、硫酸钡、滑石粉、KATHON LXE杀菌剂和Tego Twin 4100流平剂,混匀即得水性双组份玻璃涂料A组分。
上述水性双组份玻璃涂料B组分的制备方法具体包括以下步骤:
将水性环氧树脂乳液和双氰胺固化剂在46℃下以500rpm的搅拌速度预混合100min,然后研磨至细度为6μm,冷却至30℃,即得所述水性双组份玻璃涂料B组分。
实施例5
本实施例制备了一种水性双组份玻璃涂料,包括A组分和B组分,其中A组分和B组分的成分和重量份数如表1中实施例5所示。
上述水性双组份玻璃涂料A组分的制备方法具体包括以下步骤:
步骤S1、将水性丙烯酸树脂乳液、Tego Dispers 755W分散剂、炭黑和水在50℃下以600rpm的搅拌速度分散60min,然后研磨至细度为10μm,冷却至25℃,得到预混合液;
步骤S2、向预混合液中加入AMP-95pH稳定剂、硫酸钡、滑石粉、KATHON LXE杀菌剂和Tego Twin 4100流平剂,混匀即得水性双组份玻璃涂料A组分。
上述水性双组份玻璃涂料B组分的制备方法具体包括以下步骤:
将水性环氧树脂乳液和双氰胺固化剂在50℃下以600rpm的搅拌速度预混合60min,然后研磨至细度为10μm,冷却至25℃,即得所述水性双组份玻璃涂料B组分。
实施例6
本实施例制备了一种水性双组份玻璃涂料,包括A组分和B组分,其中A组分和B组分的成分和重量份数如表1中实施例6所示。
上述水性双组份玻璃涂料A组分的制备方法具体包括以下步骤:
步骤S1、将水性丙烯酸树脂乳液、Tego Dispers 755W分散剂、炭黑和水在50℃下以600rpm的搅拌速度分散60min,然后研磨至细度为10μm,冷却至25℃,得到预混合液;
步骤S2、向预混合液中加入AMP-95pH稳定剂、硫酸钡、滑石粉、KATHON LXE杀菌剂和Tego Twin 4100流平剂,混匀即得水性双组份玻璃涂料A组分。
上述水性双组份玻璃涂料B组分的制备方法具体包括以下步骤:
将水性环氧树脂乳液和双氰胺固化剂在50℃下以600rpm的搅拌速度预混合60min,然后研磨至细度为10μm,冷却至25℃,即得所述水性双组份玻璃涂料B组分。
对比例1
本对比例制备了一种水性双组份玻璃涂料,包括A组分和B组分,其中A组分与实施例1相同,其制备方法具体包括以下步骤:
步骤S1、将水性丙烯酸树脂乳液、Tego Dispers 755W分散剂、炭黑和水在50℃下以600rpm的搅拌速度分散60min,然后研磨至细度为10μm,冷却至25℃,得到预混合液;
步骤S2、向预混合液中加入AMP-95pH稳定剂、硫酸钡、滑石粉、KATHON LXE杀菌剂和Tego Twin 4100流平剂,混匀即得水性双组份玻璃涂料A组分。
B组分与实施例1的区别在于将水性环氧树脂乳液改为水,B组分的制备方法具体包括以下步骤:
将水12份和双氰胺固化剂3份在50℃下以600rpm的搅拌速度预混合60min,然后研磨至细度为10μm,冷却至25℃,即得所述水性双组份玻璃涂料B组分。
对比例2
本对比例为一种水性双组份玻璃涂料,其与实施例1的区别在于:将实施例1中A组分的水性丙烯酸树脂乳液换为同等重量份数的水性环氧树脂乳液。
对比例3
本对比例为一种水性双组份玻璃涂料,其与实施例1的区别在于:对比例3中B组分不添加双氰胺固化剂,按照重量份数计,其中水性环氧树脂乳液为15份;双氰胺固化剂为0份。
对比例4
本对比例为一种水性双组份玻璃涂料,其与对比例1的区别在于:把B组分的固化剂改为水性固化剂Bayhydur XP 2451/1 15份。
对比例5
本对比例为一种水性双组份玻璃涂料,其与对比例2的区别在于:把B组分固化剂改为水性环氧固化剂Anquamine 287 10份和水5份。
检测例1
本检测例对实施例1~6和对比例1~5制得的玻璃涂料湿样进行了检测,其中包括涂料的粘度和细度,具体方法为:
粘度:根据《GB/T 13217.4-2008液体涂料粘度检验方法》对本发明实施例1~6和对比例1~5制得的涂料进行粘度测试。
细度:根据《GB/T 13217.3-2008液体涂料细度检验方法》对本发明实施例1~6和对比例1~5制得的涂料进行细度测试。
具体测试结果如表2所示:
表2:本发明实施例1~6和对比例1~5的玻璃涂料粘度和细度检测结果
从表2中数据可知,本发明制得的涂料的细度均在10μm以下,25℃下的粘度在3000cps~9000cps范围内,本发明实施例1~6制得的涂料层的活化期指标均明显好于对比例4~5制得涂料(提高活化期能够有效提高涂料混合后的保存时间,避免涂料浪费),其中,对比例4与实施例1相比,B组分中不含水性环氧树脂乳液,且采用的为常规固化剂,对比例5与实施例1相比,A组分中不含水性丙烯酸树脂乳液,且采用的为常规固化剂,导致其活化期降低的主要原因是由于在本发明的涂料体系中,环氧、双氰胺相当于封闭型固化剂,它们的特性是温度≥150℃才能与丙烯酸树脂交联固化,低于130℃反应极慢,而对比例4和对比例5中所使用的常规固化剂在室温下即可与树脂反应,进而造成活化期过短;而对比例3中虽然未添加固化剂,但仍具有较佳的活化期,这是由于在本发明涂料体系中,环氧树脂可以作为丙烯酸树脂的固化剂使用,且在高温下可产生交联固化反应。
检测例2
本检测例对实施例1~6和对比例1~5玻璃涂料制得的涂层进行了检测。
1、本发明实施例1~6和对比例1~5对应的涂层制备方法
实施例涂料制膜:将水性双组份玻璃涂料按A组分和B组分混合,在玻璃表面先喷涂第一层,在100℃下表干5min后,再喷涂第二层,在100℃下表干5min,控制单次喷涂膜厚8~10μm,总膜厚不超过20μm,再于180℃下固化60min,即得对应的涂层。
对比例涂料制膜:将对比例制得水性涂料涂覆在玻璃表面,先喷涂第一层,在100℃下表干5min,再喷涂第二层,在100℃下表干5min,然后在180℃下固化60min,控制单次喷涂膜厚8~10μm,总膜厚不超过20μm,即得对应的涂层。
2、本发明实施例1~6和对比例1~5对应的涂层性能检测方法
(1)膜厚:使用超声波测厚仪对本发明实施例和对比例得到的涂料层进行膜厚的测试。
(2)附着力:根据《GB/T 13217.7-2009液体涂料附着牢度检验方法》对本发明实施例和对比例得到的涂料层进行附着力测试,其具体测试方法为:
用锋利刀片在指定区域划10×10个1mm×1mm小格,每一条划线穿透涂料到底材;用无尘布或者毛刷将表面碎片刷干净,用3M610胶纸粘小网格并压平,把气泡挤出,静压5秒钟以上,产品保持不动,胶带单边以90°角迅速拉起,附着力达4B(脱落面积<5%)为合格。
(3)遮盖力:涂料的遮盖力即OD值,用来表征涂料对底材的遮盖性能。
测试方法为:调整涂料粘度为11.3s/25℃,喷涂15μm,180℃烘烤60min,利用OD值检测仪(透射法)测试得到的干漆膜的遮盖力。
评价标准:OD值越高,表示遮盖力越好。
(4)硬度:对本发明实施例和对比例得到的涂料层进行铅笔硬度测试。其具体测试方法如下:
①.根据产品硬度要求,选择不同硬度的铅笔,用削笔刀将铅笔削至露出4-6mm柱形笔芯(不应松动或削伤笔芯),握住铅笔使其与400#砂纸面垂直,在砂纸上磨划,直至获得端面平整,边缘锐利的笔端为止(边缘不应有破碎或缺口);
②.将铅笔安装在划铅笔用机械小推车上,拧紧固定夹;
③.用三菱铅笔(表面为PMMA--4H),45度角、负荷1000g/f在样品表面从不同的方向划出3条1.0±0.2cm长的线条,速度7mm/s。
评价标准:用橡皮擦去铅笔痕迹后,涂料面出现划痕或划伤则选择低一硬度级别的铅笔继续测试,直到测试后无划伤、划痕,则所选用铅笔的硬度即为产品的硬度。如PMMA3H 4H OK,其中PMMA 5H必须有划痕或划伤。
(5)耐温度冲击:对本发明实施例和对比例得到的涂料层进行耐温度冲击测试。其具体测试方法如下:
将本发明实施例和对比例得到的涂料层先再低温-40±2℃下放置1h,然后在1min内转到高温75±2℃的温度下放置1h,以上述先低温放置1h再高温放置1h为一个循环,重复上述循环20次(40h),再在常温下恢复2h后,进行外观检查,并做附着力试验。
评价标准:外观无异常,无镀膜层和喷涂层脱落;附着力达4B;各叠层结构之间不可出现分层不良。
(6)耐高温高湿:对本发明实施例和对比例得到的涂料层进行耐高温高湿测试。其具体测试方法如下:
对本发明实施例和对比例得到的涂料层在温度为85±2℃,湿度为85±2%的环境中放置48h后,取出,在自然条件下放置至少2h,观察产品状态及性能做判定。
评价标准:外观无异常,无镀膜层和喷涂层脱落;附着力达4B;各叠层结构之间不可出现分层不良。
(7)耐水煮:对本发明实施例和对比例得到的涂料层进行耐水煮测试。其具体测试方法如下:
①.将本发明实施例和对比例制得的涂料层分别于100℃水煮30min,所述涂料层不能接触沸水溶器壁;
②.用无尘布擦干后常温恢复至少2h,检查外观;
③.划百格:用锋利刀片在制定区域划10×10个1mm×1mm小格,每一条划线穿透涂料到底材;
④.用无尘布将表面碎片抹干净,用3M610胶纸粘小网格并压平,把气泡挤出,静压5秒钟以上,90°角迅速垂直拉起胶纸。
评价标准:外观无异常,无镀膜层和喷涂层脱落;附着力达4B。
3、检测结果
本发明实施例1~6和对比例1~5对应的涂层性能检测结果如表3所示。
表3:本发明实施例1~6和对比例1~5对应的涂层性能检测结果
从表3中数据可知,本发明实施例1~6制得的涂料层的各项性能指标均明显好于对比例1~3制得涂料层,说明本发明实施例1~6制得的涂料层具备了高附着力、高遮盖力、良好的耐冲击性能和耐化学性能,即本发明所述水性双组份玻璃涂料通过将水性丙烯酸树脂乳液和水性环氧树脂乳液、双氰胺固化剂进行复配,使制得的涂料层兼具了环氧树脂成膜后硬度高、附着力强、光泽度高和丙烯酸酯柔韧性好的特点,其各项物理化学性能均得到了明显提升。
与实施例1相比,对比例1的水性双组份玻璃涂料未采用双氰胺固化剂将水性丙烯酸树脂乳液和水性环氧树脂乳液进行复配,而是直接采用了水性丙烯酸树脂乳液和双氰胺固化剂进行复配,其制得的涂料层的各项物理化学性能均明显低于实施例1,尤其是涂料层的附着力,明显低于实施例1,这是由于水性丙烯酸树脂乳液和水性环氧树脂乳液在高温交联固化程度较低,缺少双氰胺固化剂的嫁接作用,很难形成网状的固化膜。
与实施例1相比,对比例2中只采用了水性环氧树脂乳液和双氰胺固化剂,对比例3中只采用了水性环氧树脂乳液和水性丙烯酸树脂乳液,其制得的涂料层的各项性能均明显差于实施例1,这说明只有将本发明所述水性丙烯酸树脂乳液和水性环氧树脂乳液、双氰胺固化剂进行合理复配,才能使制得的涂料层的各项性能得到全部提高。
综上所述,采用本发明配方制得的水性双组份玻璃涂料具有以下优点:
(1)本发明水性双组份玻璃涂料采用水性丙烯酸树脂乳液和水性环氧树脂乳液、双氰胺固化剂复配,两者可以在高温下交联固化,使形成的涂料层兼具环氧树脂成膜后硬度高、附着力强、光泽度高和丙烯酸酯柔韧性好的特点,其次,再搭配以分散剂、水性色浆和水,使制得涂料具有合适的涂装粘度和良好的分散稳定性。
(2)本发明的水性双组份玻璃涂料中水性丙烯酸树脂乳液和水性环氧树脂乳液、双氰胺固化剂分为A、B两个组分,这样可以省略涂料储存过程中的固化,即本发明的水性双组份玻璃涂料可以作为长保质期涂料使用,且操作简单;而且,水性丙烯酸树脂乳液和水性环氧树脂乳液、双氰胺固化剂进行交联固化时,可以对体系中的水性色浆进行充分溶胀,进而明显提高涂料层的遮盖力。
(3)本发明的水性双组份玻璃涂料以水为分散溶剂,对环境友好,对人体无害等优点。
上面对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (10)
1.一种水性双组份玻璃涂料,其特征在于,包括A组分和B组分,按重量份计,所述A组分的制备原料包括:水性丙烯酸树脂乳液35~70份、分散剂0.1~2份、水性色浆5~20份和填料15~40份;
所述B组分的制备原料包括:水性环氧树脂乳液10~20份和双氰胺固化剂0.5~5份。
2.根据权利要求1所述的水性双组份玻璃涂料,其特征在于,按重量份计,所述A组分的制备原料包括:水性丙烯酸树脂乳液35~60份、分散剂0.5~2份、水性色浆5~15份和填料15~35份;
所述B组分的制备原料包括:水性环氧树脂乳液10~15份和双氰胺固化剂0.5~3份。
3.根据权利要求2所述的水性双组份玻璃涂料,其特征在于,按重量份计,所述A组分的制备原料还包括pH稳定剂0.5~1份;
优选地,所述pH稳定剂包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
4.根据权利要求2所述的水性双组份玻璃涂料,其特征在于,按重量份计,所述A组分的制备原料还包括杀菌剂0.1~0.3份。
5.根据权利要求2所述的水性双组份玻璃涂料,其特征在于,按重量份计,所述A组分的制备原料还包括流平剂0.5~1份;
优选地,所述流平剂为有机硅类流平剂。
6.根据权利要求2所述的水性双组份玻璃涂料,其特征在于,按重量份计,所述A组分的制备原料还包括水。
7.一种如权利要求1~6任一项所述水性双组份玻璃涂料的制备方法,其特征在于,包括以下制备步骤:
分别将所述A组分和所述B组分的制备原料混合即得。
8.一种水性涂层,其特征在于,由权利要求1~6任一项所述水性双组份玻璃涂料制备得到。
9.一种制备如权利要求8所述的水性涂层的方法,其特征在于,包括以下步骤:将所述水性双组份玻璃涂料涂覆于基材表面,在100~150℃烘烤后于160~180℃固化后即得。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述烘烤的时间为4~8min;
优选地,所述固化的时间为50~700min。
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