CN109181461B - 一种环保水性汽车金属闪光漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保水性汽车金属闪光漆及其制备方法。该环保水性汽车金属闪光漆包括以下组分：水性聚氨酯接枝丙烯酸乳液、水性氨基树脂、水性铝银浆、消泡剂、润湿剂、增稠剂、胺中和剂和去离子水。本发明提供的水性汽车金属闪光漆具有良好的分散性能和稳定性能，形成的漆膜色彩丰富，金属质感强，漆膜的鲜映性DOI等级均达到了高档轿车的涂膜要求(DOI≥1.0)，且耐候持久性好，环保无污染，满足高级轿车装饰性要求。

Description

一种环保水性汽车金属闪光漆及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种环保水性汽车金属闪光漆及其制备方法。

背景技术

近两年来，随着全球对环境保护要求的提高以及汽车工业节能减排不断地深入，汽车涂料正向水性化、高固体分、粉末涂料方向发展，其中水性涂料是最具前景的技术之一。汽车涂料供应商都致力于开发具有优良外观和颜色的水性汽车涂料，以便取代传统的溶剂型涂料。其中汽车金属漆占领汽车涂料半壁江山，而其中的银色占到颜色份额的近20％。

银色漆的效应颜料为细小鳞片状的铝粉，铝粉具有金属光泽和平行于被涂物的特征，在在含有透明颜料的载体中，铝粉的光泽度和颜色深浅随入射光角度和视角的变化发生光和色的变化，而呈现出不同明亮度、色彩不断变幻的具有金属质感的外观性能。银粉漆的出现极大满足了人们对汽车外观多彩化、生动化的要求。

然而，以铝粉作为效应颜料的水性金属闪光漆存在以下较多的问题：1)为了防止铝粉与水发生反应，生成氧化铝和氢氧化铝，并释放出氢气，导致铝粉表面发暗，影响漆膜外观，必须对铝粉进行包裹或钝化等表面处理，而经过表面处理后的水性铝粉一般难以分散，非常容易团聚，大大限制了金属闪光漆的开发。2)分散的铝粉稳定性差，对pH值很敏感，漆中混入的酸性物质会形成酸性粒子，从而产生胶化破坏水性漆。3)水性涂料中含有大量的水不能在喷涂过程中快速挥发，不仅影响金属漆铝粉颜料的排列定向，产生颜色不良，还会产生漆膜弊病，如易流挂、展平性不好、易产生针孔、缩孔等缺陷。4)漆膜的耐水性、耐化学性和耐候性均达不到溶剂型金属闪光漆的水平。5)漆膜的物理机械性能较溶剂型金属闪光漆差。

现有技术主要通过改进金属闪光漆的配方组成，以克服上述的缺陷。如公开号为CN102604497A的中国专利申请公开了一种水性金属闪光漆及其制备方法，该水性金属闪光漆由以下组分组成：丙烯酸共聚物水分散体-1、氨基树脂、BYK-028、二甲基乙醇胺、水、水性铝粉、分散剂、乙二醇丁醚、BYK-347、BYK-425、水性聚氨酯、聚氨酯分散剂和醋酸丁酸纤维素，制得的水性金属闪光漆具有良好的光泽和闪光效果。另有公开号为CN 106916497A的中国专利申请公开了一种分散稳定型汽车用水性金属闪光漆的制备方法，该方法通过提取茶叶渣内部多糖后，经羧甲基化改性制备改性液，通过改性液制备水性铝粉，与水性树脂复配制备水性分散优良金属闪光漆，所得的分散稳定型汽车用水性金属闪光漆具有良好的分散性能与稳定性，对环境无污染，具有良好的光泽和闪光效果。

虽然现有技术对金属闪光漆的改进已获取了不少进步，但仍有必要提供一种新的环保水性金属闪光漆配方，在原来涂料各特点的基础上，扬长避短，进一步提高其各项性能指标，更好地满足市场需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种环保水性汽车金属闪光漆及其制备方法，该金属闪光漆具有良好的分散性能和稳定性能，形成的漆膜色彩丰富，金属质感强，耐候持久性好，环保无污染。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种环保水性汽车金属闪光漆，包括以下重量份的组分：

优选，所述的环保水性汽车金属闪光漆，包括以下重量份的组分：

本发明还提供了一种水性铝银浆的配方及其制备方法，使制得的水性铝银浆不仅保持高的金属光泽，而且还具有较佳的分散性能和稳定性能，所述的水性铝银浆包括以下重量份的组分：片状铝粉50～60份、正硅酸乙酯20～30份、季铵化硅烷BFS60 3～5份、硅烷偶联剂KH-5605～10份、二甲基甲醇4～8份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇4～10份和乙二醇丁醚20～30份，氨水适量。

优选，所述的片状铝粉的粒径为10～25μm。

所述的水性铝银浆的制备包括以下步骤：

S1：将片状铝粉、季铵化硅烷BFS60、硅烷偶联剂KH-560、二甲基甲醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和乙二醇丁醚，置于反应釜中以100～200r/min搅拌混合1～2h，得到分散混合物；

S2：往S1的分散混合物中加入适量的氨水，调节pH值至8～9，在温度为50～60℃下，缓慢滴加正硅酸乙酯，边滴加边持续反应5～6h，得到反应液；

S3：待反应液冷却后，以500～600r/min分散30～60min，过400目筛，即得水性铝银浆。

本发明提供的水性铝银浆配方中加入了季铵化硅烷BFS60，可增加片状铝粉表面的正电荷性，并降低铝粉的表面张力，使正硅酸乙酯水解生成的SiO₂均匀致密地分布于铝粉表面，形成一层均匀致密的SiO₂薄膜，加入硅烷偶联剂KH-560、2-氨基-2-甲基-1-丙醇等辅助成分，有利于提高水性铝银浆在水性涂料的分散性和稳定性，使水性铝银浆加至水性涂料后，无需加入分散剂，即可均匀分散于水性涂料中，另可提高水性涂料储存的稳定性，使涂料没有一般水性银色漆涨罐、发黑等弊病。

所述的消泡剂为迪高Airex 902W；

所述的润湿剂为美国气体化学surfynol 104。

所述的增稠剂为碱溶胀增稠剂和缔合型增稠剂以1:(0.2～0.3)的质量比组成。

优选，所述的碱溶胀增稠剂为罗门哈斯ASE60，所述的缔合型增稠剂为海名斯1070。

所述的胺中和剂为海名斯MA-95。

本发明所述的水性聚氨酯接枝丙烯酸乳液由上海拓佳印刷材料有限公司提供，其产品名称为TJ-06 50％聚氨酯接枝丙烯酸乳液。

所述的水性氨基树脂为湛新Cymel 325、湛新Cymel 327、巴斯夫Luwipal 052或巴斯夫Luwipal 073。

本发明选用聚氨酯接枝丙烯酸乳液为主要成膜物质，其具备耐磨、光亮、柔软有弹性、机械力学性、耐候性俱佳等特性，加入水性氨基树脂进行交联固化，使涂膜具有优异的耐水性。

此外，本发明还提供一种所述环保水性汽车金属闪光漆的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1：在400～500转/分的搅拌速度下，将水性聚氨酯接枝丙烯酸乳液、水性氨基树脂、消泡剂、润湿剂、增稠剂、胺中和剂依次加入去离子水中，搅拌30～60min；

S2：然后往S1步骤的物料中加入水性铝银浆，100～200转/分，搅拌20～30分钟，即得。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供的环保水性汽车金属闪光漆的干燥速度快，形成的漆膜平整、丰满、光滑，色泽均匀，光泽度高、附着性好，具有优异的耐水性以及良好耐磨、耐溶剂、耐候等性能，还兼备良好的贮存稳定性，没有一般水性银色漆涨罐、发黑等弊病。

(2)本发明提供的环保水性汽车金属闪光漆满足2C1B涂装工艺对涂料的要求，大大节约了成本，降低能耗，具有节能减排的优点。

具体实施方式

以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。

实施例1水性铝银浆的制备

本实施例水性铝银浆包括下表1所示重量份的组分：

表1水性铝银浆的配方组成

配方1水性铝银浆的制备，包括以下步骤：

S1：将片状铝粉、季铵化硅烷BFS60、硅烷偶联剂KH-560、二甲基甲醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和乙二醇丁醚，置于反应釜中以150r/min搅拌混合1.5h，得到分散混合物；

S2：往S1的分散混合物中加入适量的氨水，调节pH值至9，在温度为60℃下，缓慢滴加正硅酸乙酯，边滴加边持续反应6h，得到反应液；

S3：待反应液冷却后，以550r/min分散40min，过400目筛，即得水性铝银浆。

配方2-5水性铝银浆的制备步骤参考上述配方1。

实施例2水性金属闪光漆的制备

本实施例水性金属闪光漆包括下表2所示重量份的组分：

表2水性金属闪光漆的配方组成

(1)制备方法：

S1：在450转/分的搅拌速度下，将水性聚氨酯接枝丙烯酸乳液、水性氨基树脂、消泡剂、润湿剂、增稠剂、胺中和剂依次加入去离子水中，搅拌60min；

S2：然后往S1步骤的物料中加入水性铝银浆，100转/分，搅拌30分钟，即得。

(2)水性金属闪光漆性能检测：

底材为冷轧钢板，脱脂清洗烘干后，按2C1B工艺流程要求进行样板制作，金属闪光漆厚度为14μm、罩光清漆厚度为40μm，其中，金属闪光漆为上述配方1-5制得的，清漆为溶剂型氨基聚酯烤漆，检测结果见表3。

表3水性金属闪光漆性能检测结果

结果显示，本发明提供的水性金属闪光漆施工性能好，具有高的金属光泽度，并且鲜映性等级达到1.0DOI值以上，具有镜面的成像清晰度，符合高档轿车的涂膜要求，同时具有优良的耐水性、耐酸碱性、耐人工气候老化性和耐湿热性能，并且附着力高。

实施例3水性金属闪光漆的制备

实施例3是保证实施例2配方1中各物质种类不变的情况下，改变各物质含量的投料配方，见下表4所示，按照实施例2的工艺过程制备得到水性金属闪光漆。

表4水性金属闪光漆的配方组成

由配方6～8制备的得到水性金属闪光漆的性能如表5所示，与表3性能对比可知，当水性金属闪光漆配方中各物质的含量超出本发明所公开的范围时，得到的水性金属闪光漆的性能明显下降，尤其是当TJ-06 50％聚氨酯接枝丙烯酸乳液和水性氨基树脂的配比超出本发明的范围，对水性金属闪光漆的性能检测结果影响较大。

表5水性金属闪光漆性能检测结果

对比例1-3水性金属闪光漆的制备

对比例1-3水性金属闪光漆包括下表6所示重量份的组分：

表6水性金属闪光漆的配方组成

对比例1-3水性金属闪光漆的性能检测结果见表7。

表7水性金属闪光漆性能检测结果

结果显示，对比例1-3制得的水性金属闪光漆各方面的性能均有所减弱，表明水性铝银浆不仅影响金属漆膜的板面效果，还影响漆膜的机械性能和耐候性能。由对比例1和2可知，将实施例1配方4和5制备得到的水性铝银浆加入金属闪光漆配方中进行制备，获得的金属闪光漆施工性能和板面效果明显降低，漆膜的鲜映性DOI等级达不到高档轿车的涂膜要求(DOI≥1.0)，并且光泽度明显降低。由对比例3可知，采用市售的水性铝银浆替换本发明的水性铝银浆，获得的金属闪光漆施工性能稍差，板面效果降低，漆膜的鲜映性DOI等级达不到高档轿车的涂膜要求。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种环保水性汽车金属闪光漆，其特征在于，包括以下重量份的组分：

所述的水性铝银浆包括以下重量份的组分：片状铝粉50～60份、正硅酸乙酯20～30份、季铵化硅烷BFS60 3～5份、硅烷偶联剂KH-560 5～10份、二甲基甲醇4～8份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇4～10份和乙二醇丁醚20～30份，氨水适量。

2.根据权利要求1所述的环保水性汽车金属闪光漆，其特征在于，包括以下重量份的组分：

3.根据权利要求1所述的环保水性汽车金属闪光漆，其特征在于，所述的片状铝粉的粒径为10～25μm。

4.根据权利要求1所述的环保水性汽车金属闪光漆，其特征在于，所述的水性铝银浆的制备包括以下步骤：

S1：将片状铝粉、季铵化硅烷BFS60、硅烷偶联剂KH-560、二甲基甲醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和乙二醇丁醚，置于反应釜中以100～200r/min搅拌混合1～2h，得到分散混合物；

S2：往S1的分散混合物中加入适量的氨水，调节pH值至8～9，在温度为50～60℃下，缓慢滴加正硅酸乙酯，边滴加边持续反应5～6h，得到反应液；

S3：待反应液冷却后，以200～300r/min分散20～30min，过400目筛，即得水性铝银浆。

5.根据权利要求1所述的环保水性汽车金属闪光漆，其特征在于，所述的消泡剂为迪高Airex 902W；所述的润湿剂为美国气体化学surfynol 104。

6.根据权利要求1所述的环保水性汽车金属闪光漆，其特征在于，所述的增稠剂为碱溶胀增稠剂和缔合型增稠剂以1:(0.2～0.3)的质量比组成。

7.根据权利要求6所述的环保水性汽车金属闪光漆，其特征在于，碱溶胀增稠剂为罗门哈斯ASE60，所述的缔合型增稠剂为海名斯1070。

8.根据权利要求1所述的环保水性汽车金属闪光漆，其特征在于，所述的胺中和剂为海名斯MA-95。

9.一种制备权利要求1所述的环保水性汽车金属闪光漆的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在400～500转/分的搅拌速度下，将水性聚氨酯接枝丙烯酸乳液、水性氨基树脂、消泡剂、润湿剂、增稠剂、胺中和剂依次加入去离子水中，搅拌30～60min；

S2：然后往S1步骤的物料中加入水性铝银浆，100～200转/分，搅拌20～30分钟，即得。