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CN112961588B - 水性涂料组合物 - Google Patents

水性涂料组合物 Download PDF

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CN112961588B CN202110172334.7A CN202110172334A CN112961588B CN 112961588 B CN112961588 B CN 112961588B CN 202110172334 A CN202110172334 A CN 202110172334A CN 112961588 B CN112961588 B CN 112961588B
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PPG Coatings Tianjin Co Ltd
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Abstract

公开了水性涂料组合物,包括第一组分和第二组分,其中第一组分包括羟基丙烯酸树脂和氧化铁系颜料,第二组分包括异氰酸酯。还公开了制备所述水性涂料组合物的方法。并且,公开了经所述水性涂料组合物涂覆的基材和用所述水性涂料组合物涂覆基材的用途。

Description

水性涂料组合物
技术领域
本发明涉及涂料领域,具体涉及具有耐候性的水性涂料组合物。
背景技术
在建筑物、交通设施以及广告牌等表面通常需要涂覆诸如黄色、红色等的彩色涂层,以起到警示、提醒的作用。涂层由于长期暴露于室外环境,易受到光照、冷热、风雨等侵蚀,因此对涂层的耐候性能有着严苛的要求。目前已开发出具有高耐候性的溶剂性涂料组合物以满足工业应用。
然而,受环境保护政策的持续升级影响,且随着人们环保意识的逐渐增强,水性涂料越来越受到市场的青睐。水性涂料中使用水来代替大部分的有机溶剂,降低了涂料的VOC含量,但也影响了树脂和涂料中其他成分的相容性、改变了涂料的外观和机械性能。通常,水性涂料组合物在外观颜色、耐候性、耐化学品性等方面均差于溶剂性涂料组合物,不能满足工业应用的条件。
为此,期望开发出一种可替代溶剂性涂料的水性涂料组合物,使其在满足低VOC含量的同时兼具优异的外观和机械性能。
发明内容
本发明人进行了大量研究并开发出一种水性涂料组合物,其具有优异的耐候性和外观,并能满足各种工业应用的机械性能指标。
本发明提供了一种水性涂料组合物,包括第一组分和第二组分,其中第一组分包括羟基丙烯酸树脂和氧化铁系颜料,第二组分包括异氰酸酯。
本发明还提供了一种制备所述水性涂料组合物的方法,包括:在<50℃的温度下,将所述水性涂料组合物的第一组分中的羟基丙烯酸树脂和氧化铁系颜料研磨至最大粒径<15μm。
本发明还提供了经所述水性涂料组合物或由所述方法制备的水性涂料组合物涂覆的基材。
本发明又提供了用所述水性涂料组合物或由所述方法制备的水性涂料组合物涂覆基材的用途。
具体实施方式
如本文所用,除非另有明确说明,应当认为说明书和权利要求书中使用的表达诸如数值、范围、含量或百分比的数字在所有情况下均可按照术语“约”进行变化,即使该术语未明确示出。因此,除非有相反的说明,否则本文的说明书和权利要求书中所列出的数值参数均为近似值,可以按照本发明想要获得的性能而变化。
尽管列出本发明宽范围的数值范围和参数是近似值,但具体实施例中列出的数值记录得尽可能准确。但是,任何一个数值本来就具有一定的误差。该误差是其相应的测量方法中得出的标准偏差的必然结果。
此外,应当理解,本文所述的任何数值范围旨在包括归入其中的所有子范围。例如,“1至10”的范围旨在包括介于(并包括)所述最小值1和所述最大值10之间的所有子范围,即具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。
在本申请中,除非另有明确说明,单数的使用包括复数且复数包含单数。此外,在本申请中,除非另有明确说明,否则使用“或”表示“和/或”,即使在某些情况下可明确地使用“和/或”。此外,在本申请中,除非另有明确说明,否则使用“一种”或“一个”表示“至少一”。例如,“一种”聚合物,“一种”涂料等指这些物品中的任何的一种或多种。并且,如本领域技术人员将认识到的,一个实施方式的特征可以与其他实施方式一起使用,即便未明确说明。
如本文所用,术语“水性”是指涂料组合物的溶剂中包含至少50wt%的水。根据本发明的水性涂料组合物为低VOC含量的涂料组合物。如本文所用,术语“VOC(挥发性有机化合物)”是指在101.3kPa的标准大气压下测量的沸点小于或等于250℃(482℉)的任何有机化合物。有机溶剂通常为VOC的主要来源。根据本发明的水性涂料组合物的VOC含量为不超过250g/L,满足国家对于水性涂料的VOC低于420g/L的标准。所述VOC值可以通过采用气相色谱法检测涂料中的各有机化合物成分含量,然后将各成分含量相加获得。
根据本发明的水性涂料组合物为双组分涂料组合物。所述“双组分涂料”又称双包装涂料或两罐装涂料,是指两组分分开包装,使用前再将两组分以准确比例混合固化成膜的涂料。
根据本发明的水性涂料组合物为热固化性涂料组合物,即,所述水性涂料组合物在涂覆于基材表面后需经加热固化成膜。在本文中,术语“固化”是指变得“固定”以形成不可逆的交联网络,不再流动、熔融或溶解的材料的过程。在本文中,术语“固化”可与“交联”互换使用。
根据本发明的水性涂料组合物可以作为顶涂层,即,涂覆于底漆层或色漆层等之上。根据本发明的水性涂料组合物可以与种市售底漆和色漆配合使用。根据本发明的水性涂料组合物可以作为中间涂层,即,涂覆于底漆层或色漆层与顶涂层之间。根据本发明的水性涂料组合物可以作为底涂层,即,直接涂覆于基材上。
根据本发明的水性涂料组合物可以适用于金属基材,包括未涂覆的金属基材和经涂覆的金属基材。
根据本发明的水性涂料组合物可以形成诸如黄色、红色等颜色的涂层。
本发明提供了一种水性涂料组合物,包括第一组分和第二组分,其中第一组分包括羟基丙烯酸树脂和氧化铁系颜料,第二组分包括异氰酸酯。
根据本发明的水性涂料组合物的第一组分中所使用的羟基丙烯酸树脂是指含有羟基基团的丙烯酸树脂。所述“丙烯酸树脂”是指衍生自丙烯酸或甲基丙烯酸型单体的聚合物、共聚物或聚合物的混合物。
用于本发明的水性涂料组合物的羟基丙烯酸树脂可以具有约100~200mg KOH/g的羟值,合适地约110~150mg KOH/g的羟值,诸如约120~140mg KOH/g的羟值。所述“羟值”是指1克树脂中的羟基所相当的氢氧化钾(KOH)的毫克数。用于本发明的水性涂料组合物的羟基丙烯酸树脂可以具有不超过约40mg KOH/g的酸值,合适地约15~25mg KOH/g的酸值。所述“酸值”是指中和1克树脂中的游离酸所需的氢氧化钾的毫克数。
用于本发明的水性涂料组合物的羟基丙烯酸树脂可以是水性分散体的形式,其固含量可以为约40~60wt%。所述“固含量”是指溶液蒸发后所剩余的质量占原分散体质量的百分比。
基于水性涂料组合物中第一组分的总重量,所述第一组分可以包括约12wt%或更多,诸如约15wt%或更多,例如约18wt%或更多的羟基丙烯酸树脂,或可以包括约35wt%或更少,诸如约30wt%或更少,例如约25wt%或更少的羟基丙烯酸树脂。基于水性涂料组合物中第一组分的总重量,所述羟基丙烯酸树脂可以约12~35wt%,诸如约15~30wt%,例如约18~25wt%,或使用这些端值的任何其他组合的范围存在于所述第一组分中。
根据本发明的水性涂料组合物的第一组分中所使用的氧化铁系颜料是指以铁的氧化物为基本物质的颜料。用于本发明的水性涂料组合物的氧化铁系颜料可以包括经修饰的氧化铁系颜料。所述经修饰的氧化铁系颜料可以包括铝酸盐和/或含硅化合物。合适地,所述经修饰的氧化铁系颜料可以包括含硅化合物。
用于本发明的水性涂料组合物的氧化铁系颜料包括氧化铁黄颜料。用于本发明的水性涂料组合物的氧化铁系颜料可以包括经修饰的氧化铁黄颜料。所述经修饰的氧化铁黄颜料可以包括铝酸盐和/或含硅化合物。合适地,所述经修饰的氧化铁黄颜料可以包括含硅化合物。所述氧化铁黄颜料可以α-FeOOH的形式存在。
用于本发明的水性涂料组合物的氧化铁系颜料可以包括至少约50wt%的α-FeOOH,合适地至少约60wt%的α-FeOOH,例如至少约65wt%的α-FeOOH。
用于本发明的水性涂料组合物的氧化铁系颜料可以具有针状。用于本发明的水性涂料组合物的氧化铁系颜料可以具有约不超过10的长径比,所述长径比根据GB/T 5211.4-85规定的标准确定。
基于水性涂料组合物中第一组分的总重量,所述第一组分可以包括约5wt%或更多,诸如约8wt%或更多或约10wt%或更多的氧化铁系颜料,或可以包括约18wt%或更少,诸如约16wt%或更少或约14wt%或更少的氧化铁系颜料。基于水性涂料组合物中第一组分的总重量,所述氧化铁系颜料可以约5-18wt%,诸如约8-16wt%或约10-14wt%,或使用这些端值的任何其他组合的范围存在于所述第一组分中。
在根据本发明的水性涂料组合物中,所述羟基丙烯酸树脂与氧化铁系颜料的重量比约0.7~7,例如约1~5,诸如约2~4。如上所述羟基丙烯酸树脂与如上所述氧化铁系颜料相互协调显著改善了涂料组合物的耐候性以及稳定性,并平衡了涂料组合物的其他性能。
根据本发明的水性涂料组合物中的第一组分还可以包括另外的颜填料。所述另外的颜填料是指用以在涂料中提供遮盖、调色、填充、改性等功能的颗粒状物质。适合用于本发明的水性涂料组合物的另外的颜填料包括,但不限于钛白、炭黑、沉淀硫酸钡、石英粉等。基于水性涂料组合物中第一组分的总重量,所述另外的颜填料可以约0~15wt%的量存在于所述第一组分中。
根据本发明的水性涂料组合物中的第一组分还可以包括分散剂。所述分散剂促进水性涂料组合物中各成分相容。根据本发明的水性涂料组合物中的第一组分可以包含适合用于水性涂料体系的分散剂。适合用于本发明的水性涂料组合物的分散剂可以商购获得,包括但不限于,来自BYK的BYK190、BYK192、BYK2013;来自Evonik的Dispers 750W、Dispers755W等。基于水性涂料组合物中第一组分的总重量,所述分散剂可以约0.5~2.0wt%的量存在于所述第一组分中。
根据本发明的水性涂料组合物中的第一组分还可以包括pH调节剂。所述pH调节剂可以控制涂料的pH并稳定涂料。合适地,用于本发明的pH调节剂可以包括二甲基乙醇胺(DMEA)。基于水性涂料组合物中第一组分的总重量,所述pH调节剂可以约0.1~0.5wt%的量存在于所述第一组分中。
根据本发明的水性涂料组合物中的第一组分还可以包括成膜助剂。所述成膜助剂可以有助于降低树脂的最低成膜温度、改善成膜性能并提高漆膜的光泽度。适合用于本发明的成膜助剂可以包括醇酯12、二丙二醇丁醚(DPNB)、和/或二丙二醇甲醚(DPM)。基于水性涂料组合物中第一组分的总重量,所述成膜助剂可以约2~10wt%的量存在于所述第一组分中。
根据本发明的水性涂料组合物中的第一组分还可以包括消泡剂。所述消泡剂可以在生产过程中抑制气泡的形成和有助于已生成的气泡逸出或破裂。根据本发明的水性涂料组合物中的第一组分可以包含适合用于水性涂料体系的消泡剂。适合用于本发明的水性涂料组合物的消泡剂可以商购获得,包括但不限于,来自BYK的BYK024、BYK011;来自Evonik的Airex 902W等。基于水性涂料组合物中第一组分的总重量,所述消泡剂可以约0.1~1wt%的量存在于所述第一组分中。
根据本发明的水性涂料组合物中的第一组分还可以包括流变增稠剂。所述流变增稠剂可以提高涂料粘性并改善湿膜厚度和保护涂料免于沉降和分层。适合用于本发明的流变增稠剂可以包括聚氨酯缔合类增稠剂和/或碱溶胀型增稠剂。适合用于本发明的水性涂料组合物的流变增稠剂可以商购获得,包括但不限于,来自DOW的ACRYSOL RM-12W、ACRYSOLASE-60等。基于水性涂料组合物中第一组分的总重量,所述流变增稠剂可以约0.1~1.0wt%的量存在于所述第一组分中。
根据本发明的水性涂料组合物中的第一组分还可以包括基材润湿剂。所述基材润湿剂可以改善水性涂料组合物的表面张力和渗透性,能更好地润湿基材,提供涂料的附着力。根据本发明的水性涂料组合物中的第一组分可以包含适合用于水性涂料体系的基材润湿剂。适合用于本发明的水性涂料组合物的基材润湿剂可以商购获得,包括但不限于,来自BYK的BYK346、BYK348;来自Evonik的TEGO Twin4100等。基于水性涂料组合物中第一组分的总重量,所述基材润湿剂可以约0.1~1.0wt%的量存在于所述第一组分中。
根据本发明的水性涂料组合物中的第一组分还可以包括约36-60wt%的去离子水。
根据本发明的水性涂料组合物的第二组分中所使用异氰酸酯可以包括单异氰酸酯、二异氰酸酯和/或多异氰酸酯。所述“多异氰酸酯”是指其中包含三个或以上异氰酸酯(-NCO)基团的化合物。根据本发明的水性涂料组合物的第二组分中所使用异氰酸酯可以包括脂肪族异氰酸酯和/或脂环族异氰酸酯。适合用于本发明的水性涂料组合物的异氰酸酯可以商购获得,包括但不限于,来自Covestro的Bayhydur2655、Bayhydur 401-70等。
在根据本发明的水性涂料组合物中,所述羟基基团与异氰酸酯基团的摩尔比为约1.0~1.5,例如约1.0~1.4,诸如约1.1~1.3。
本发明还提供了一种制备水性涂料组合物的方法,所述水性涂料组合物,包括第一组分和第二组分,其中第一组分包括羟基丙烯酸树脂和氧化铁系颜料,第二组分包括异氰酸酯,该制备方法包括:在<50℃的温度下,将所述水性涂料组合物的第一组分中的羟基丙烯酸树脂和氧化铁系颜料研磨至最大粒径<15μm。所述研磨可以包括在2000~3000rpm下研磨1~2小时。
根据本发明的水性涂料组合物的制备方法可以包括:
(1)在约10~40℃的温度下,将所述水性涂料组合物的第一组分中的羟基丙烯酸树脂、氧化铁系颜料和任选的添加剂在搅拌下逐样加入到容器中混合,且加入每种物料的时间间隔为约1~5分钟,搅拌转速为约400~600rpm;
(2)在约<50℃的温度下,将所述水性涂料组合物的第一组分中的羟基丙烯酸树脂、氧化铁系颜料和任选的添加剂以约2000~3000rpm研磨约1~2小时,至最大粒径<15μm;
(3)在约10~40℃的温度下,将任选的助剂在搅拌下逐样加入到容器中混合,加入每种物料的时间间隔为约1~5分钟,然后搅拌约10~20分钟,搅拌转速为约400~600rpm;
(4)在约10~40℃的温度下,将所述水性涂料组合物的第一组分与第二组分混合。
根据上述制备方法得到的水性涂料组合物的第一组分的海格曼细度为约≥7。
本发明还提供了经水性涂料组合物涂覆的基材,包括基材和涂覆在所述基材的至少一部分上的水性涂料组合物,所述水性涂料组合物,包括第一组分和第二组分,其中第一组分包括羟基丙烯酸树脂和氧化铁系颜料,第二组分包括异氰酸酯。所述水性涂料组合物可以直接涂覆于未涂覆的基材。或者可选地,所述水性涂料组合物可以涂覆于经涂覆的基材。所述基材可以包括金属基材。所述基材可以包括信号牌、交通指示器。
根据本发明的水性涂料组合物可以通过本领域技术人员已知的方式涂覆,例如电涂、喷涂、静电喷涂、浸渍、辊涂、刷涂等,然后固化形成涂层。
根据本发明的水性涂料组合物可以经加热固化成膜。根据本发明的水性涂料组合物可以在低温烘烤下固化成膜,亦可常温干燥成膜。例如,根据本发明的水性涂料组合物可以在约60~80℃的温度下烘烤约20~40分钟固化成膜。根据本发明的水性涂料组合物可以形成具有30~100微米的干膜厚度的涂层。所述“干膜厚度”为涂料组合物完全固化后所具有的厚度。
本发明又提供了用水性涂料组合物涂覆基材的用途,所述水性涂料组合物,包括第一组分和第二组分,其中第一组分包括羟基丙烯酸树脂和氧化铁系颜料,第二组分包括异氰酸酯。
实施例
提供下述实施例进一步阐述本发明,但不应认为其将本发明限制在实施例所述的细节。除另有说明,下述实施例中所有的份数和百分数均以重量计。
实施例1:
使用下表1中所列的物料和用量制备根据本发明的水性涂料组合物Ex1:(1)在约10~40℃的温度下,将第一组分中的物料1~6在搅拌下逐样加入到容器中混合,且加入每种物料的时间间隔为约1~5分钟,搅拌转速为约400~600rpm;(2)在约<50℃的温度下,将第一组分中的物料1~6研磨约1~2小时,至最大粒径<15μm,研磨转速为约2000~3000rpm;(3)在约10~40℃的温度下,将第一组分中的物料7~10在搅拌下逐样逐样加入到容器中混合,且加入每种物料的时间间隔为约1~5分钟,然后搅拌10~20分钟,搅拌转速为约400~600rpm;(4)在约10~40℃的温度下,将第一组分与第二组分混合均匀。
表1.根据本发明的水性涂料组合物Ex1
Figure BDA0002939143690000091
a水性分散体,固含量为约40-60wt%,羟值约为120~140mg KOH/g,酸值不超过约40mg KOH/g;
b包括含硅化合物的经修饰的氧化铁系颜料,包含至少约50wt%的α-FeOOH;
c包括炭黑和沉淀硫酸钡。
实施例2:
使用下表2中所列的物料和用量制备根据本发明的水性涂料组合物Ex2:(1)在约10~40℃的温度下,将第一组分中的物料1~6在搅拌下逐样加入到容器中混合,且加入每种物料的时间间隔为约1~5分钟,搅拌转速为约400~600rpm;(2)在约<50℃的温度下,将第一组分中的物料1~6研磨约1~2小时,至最大粒径<15μm,研磨转速为约2000~3000rpm;(3)在约10~40℃的温度下,将第一组分中的物料7~10在搅拌下逐样逐样加入到容器中混合,且加入每种物料的时间间隔为约1~5分钟,然后搅拌10~20分钟,搅拌转速为约400~600rpm;(4)在约10~40℃的温度下,将第一组分与第二组分混合均匀。
表2.根据本发明的水性涂料组合物Ex2
Figure BDA0002939143690000101
Figure BDA0002939143690000111
a水性分散体,固含量为约40-60wt%,羟值约为120~140mg KOH/g,酸值不超过约40mg KOH/g;
b包括铝酸盐的修饰的氧化铁系颜料,包含至少约50wt%的α-FeOOH;
c包括炭黑和沉淀硫酸钡。
实施例3:
使用下表3中所列的物料和用量制备根据本发明的水性涂料组合物Ex3:(1)在约10~40℃的温度下,将第一组分中的物料1~6在搅拌下逐样加入到容器中混合,且加入每种物料的时间间隔为约1~5分钟,搅拌转速为约400~600rpm;(2)在约<50℃的温度下,将第一组分中的物料1~6研磨约1~2小时,至最大粒径<15μm,研磨转速为约2000~3000rpm;(3)在约10~40℃的温度下,将第一组分中的物料7~10在搅拌下逐样逐样加入到容器中混合,且加入每种物料的时间间隔为约1~5分钟,然后搅拌10~20分钟,搅拌转速为约400~600rpm;(4)在约10~40℃的温度下,将第一组分与第二组分混合均匀。
表3.根据本发明的水性涂料组合物Ex3
Figure BDA0002939143690000112
Figure BDA0002939143690000121
a水性分散体,固含量为约40-60wt%,羟值约为120~140mg KOH/g,酸值不超过约40mg KOH/g;
b包括含硅化合物的经修饰的氧化铁系颜料,包含至少约50wt%的α-FeOOH;
c包括炭黑和沉淀硫酸钡。
对比例1:
使用下表4中所列的成分和用含量制备用作对比例的涂料组合物CE1:(1)在约10~40℃的温度下,将第一组分中的物料1~6在搅拌下逐样加入到容器中混合,且加入每种物料的时间间隔为约1~5分钟,搅拌转速为约400~600rpm;(2)在约<50℃的温度下,将第一组分中的物料1~6研磨约1~2小时,至最大粒径<15μm,研磨转速为约2000~3000rpm;(3)在约10~40℃的温度下,将第一组分中的物料7~10在搅拌下逐样逐样加入到容器中混合,且加入每种物料的时间间隔为约1~5分钟,然后搅拌10~20分钟,搅拌转速为约400~600rpm;(4)在约10~40℃的温度下,将第一组分与第二组分混合均匀。
表4.对比涂料组合物CE1
Figure BDA0002939143690000122
Figure BDA0002939143690000131
a水性分散体,固含量为约40-60wt%,羟值约为120~140mg KOH/g,酸值不超过约40mg KOH/g;
b氧化铁黄,来自LANXESS CORP的BAYFERROX 3920;
c包括炭黑和沉淀硫酸钡。
对比例2:
使用下表5中所列的成分和用含量制备用作对比例的涂料组合物CE2:(1)在约10~40℃的温度下,将第一组分中的物料1~6在搅拌下逐样加入到容器中混合,且加入每种物料的时间间隔为约1~5分钟,搅拌转速为约400~600rpm;(2)在约<50℃的温度下,将第一组分中的物料1~6研磨约1~2小时,至最大粒径<15μm,研磨转速为约2000~3000rpm;(3)在约10~40℃的温度下,将第一组分中的物料7~10在搅拌下逐样逐样加入到容器中混合,且加入每种物料的时间间隔为约1~5分钟,然后搅拌10~20分钟,搅拌转速为约400~600rpm;(4)在约10~40℃的温度下,将第一组分与第二组分混合均匀。
表5.对比涂料组合物CE2
Figure BDA0002939143690000132
Figure BDA0002939143690000141
a水性分散体,固含量为约40-60wt%,羟值约为75~90mg KOH/g;b包括含硅化合物的经修饰的氧化铁系颜料,包含至少约50wt%的α-FeOOH;
c包括炭黑和沉淀硫酸钡。
对比例3:
使用下表6中所列的成分和用含量制备用作对比例的涂料组合物CE3:(1)在约10~40℃的温度下,将第一组分中的物料1~6在搅拌下逐样加入到容器中混合,且加入每种物料的时间间隔为约1~5分钟,搅拌转速为约400~600rpm;(2)在约<50℃的温度下,将第一组分中的物料1~6研磨约1~2小时,至最大粒径<15μm,研磨转速为约2000~3000rpm;(3)在约10~40℃的温度下,将第一组分中的物料7~10在搅拌下逐样逐样加入到容器中混合,且加入每种物料的时间间隔为约1~5分钟,然后搅拌10~20分钟,搅拌转速为约400~600rpm;(4)在约10~40℃的温度下,将第一组分与第二组分混合均匀。
表6.对比涂料组合物CE3
Figure BDA0002939143690000151
a水性分散体,固含量为约40-60wt%,羟值约为75~90mg KOH/g;b包括铝酸盐的经修饰的氧化铁系颜料,包含至少约50wt%的α-FeOOH;
c包括炭黑和沉淀硫酸钡。
对比例4:
使用下表7中所列的成分和用含量制备用作对比例的涂料组合物CE4:(1)在约10~40℃的温度下,将第一组分中的物料1~6在搅拌下逐样加入到容器中混合,且加入每种物料的时间间隔为约1~5分钟,搅拌转速为约400~600rpm;(2)在约<50℃的温度下,将第一组分中的物料1~6研磨约1~2小时,至最大粒径<15μm,研磨转速为约2000~3000rpm;(3)在约10~40℃的温度下,将第一组分中的物料7~10在搅拌下逐样逐样加入到容器中混合,且加入每种物料的时间间隔为约1~5分钟,然后搅拌10~20分钟,搅拌转速为约400~600rpm;(4)在约10~40℃的温度下,将第一组分与第二组分混合均匀。
表7.对比涂料组合物CE7
Figure BDA0002939143690000161
a水性分散体,固含量为约40-60wt%,羟值约为75~90mg KOH/g;
b氧化铁黄,来自HUNTSMAN的FERROXIDE YELLOW 3049;
c包括炭黑和沉淀硫酸钡。
性能测试:
首先,将如上制备的水性涂料组合物Ex1-3和对比例的涂料组合物CE1-4涂覆于金属基材,于约60~80℃温度下烘烤约20~40分钟固化成膜。所述基材可以是环氧底漆、电泳底漆、富锌底漆或者经过磷化处理的金属基材。
然后,对上述涂覆的基材进行下述各项性能测试:
·VOC含量
在本文中,根据本发明的水性涂料组合物Ex1-3的VOC(不含水,g/L)含量通过如下方法计算得到:
1.分别测量组合物中每种成分的质量mi,组合物中水的质量mw,组合物的密度ρs
2.根据下式计算
Figure BDA0002939143690000171
其中ρw为水在23℃下的密度。
Figure BDA0002939143690000172
·附着力
所述“附着力”是指涂层对基材表面的粘附能力以及涂层本身的凝聚能力。在本文中,根据GB/T 9286-1998标准测定涂层的附着力。
测试设备:美工刀,划格器,3M600胶带。
技术参数:样板上划6x6、2mm宽十字交叉网格,用胶带覆盖粘贴,以接近60°角方向平稳撕离胶带。
测试要求:0~1级(0级为没有任何剥落;1级为有个别尖角剥落)
Ex1 Ex2 Ex3
附着力 0级 0级 0级
·耐候性
所述“耐候性”是指涂层于室外经受气候的考验,如光照、冷热、风雨、细菌等造成的综合破坏,而具备的耐受能力。在本文中,根据SAE J1960标准测定涂层的耐候性。
测试设备:市售氙灯老化试验箱
技术参数:氙灯2400h(3168KJ/m2)
测试要求:
经历氙灯照射后,在20°的保光率>90%,在60°的保光率>95%;
经历氙灯照射后,色差小于1。
在本文中,所述保光率为照射后的光泽度/初始光泽度的百分比值,所述光泽度采用市售光泽度仪进行测量。
在本文中,所述色差为,基于JIS Z8729所规定的L*a*b体系,照射后的与初始的绝对差值。
实施例Ex1-3与对比例CE1-4的测试结果如下:
Figure BDA0002939143690000181
Figure BDA0002939143690000182
Figure BDA0002939143690000191
·耐化学品性
所述“耐化学品性”是指涂层对化学品侵蚀的抵抗能力。在本文中,根据ASTMD5402标准测定涂层的耐候性。
测试材料:MEK,棉布,直尺,铅笔。
测试参数:在表面标示出一块150mm*25mm的区域,用棉布沾上MEK并在10秒内按到表面进行擦拭,1秒一个来回,擦拭到露底或50个来回;在另一没沾到MEK的地方用干布擦拭50来回,作为对照区域。
测试要求:≥4级(4级为与打光的地方相似,布上有少许涂痕;5级为没有任何破坏)。
Ex1 Ex2 Ex3
耐化学品性 ≥4级 ≥4级 ≥4级
尽管已经解释和描述了本发明的特定方面,对本领域技术人员来说很明显的是可做出多种其它改变和修饰而不会背离本发明的精神和范围。因此所附权利要求意图涵盖落入本发明范围内的所有这些改变和修饰。

Claims (9)

1.一种水性涂料组合物用于形成耐候涂层的用途,包括第一组分和第二组分,其中第一组分包括羟基丙烯酸树脂和氧化铁系颜料,第二组分包括异氰酸酯,其中所述氧化铁系颜料包括经修饰的氧化铁系颜料,所述经修饰的氧化铁系颜料包括铝酸盐和/或含硅化合物,
其中经历2400小时照射后,由所述水性涂料组合物所形成的涂层具有在20°的保光率>90%,在60°的保光率>95%,且色差<1,所述照射包括使涂层以3168KJ/m2暴露于氙灯,
其中所述羟基丙烯酸树脂具有120~140mg KOH/g的羟值,且
其中在<50℃的温度下,所述羟基丙烯酸树脂和所述氧化铁系颜料共研磨至最大粒径<15μm以制备所述水性涂料组合物。
2.如权利要求1所述的用途,其中所述羟基丙烯酸树脂具有不超过40mg KOH/g的酸值。
3.如权利要求1所述的用途,其中所述氧化铁系颜料包括至少50wt%的α-FeOOH。
4.如权利要求1所述的用途,其中所述羟基丙烯酸树脂与颜料的重量比为0.7~7。
5.如权利要求1所述的用途,其VOC含量为不含水测量不超过250g/L。
6.如权利要求1所述的用途,其中所述研磨包括在2000~3000rpm下研磨1~2小时。
7.如权利要求1所述的用途,其中所述水性涂料组合物涂覆于基材的至少一部分上。
8.如权利要求7所述的用途,其中所述基材包括金属基材。
9.如权利要求7所述的用途,其中所述基材包括信号牌、和/或交通指示器。
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