一种用于聚丙烯底材的涂料组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于聚丙烯底材的涂料组合物及其制备方法，该组合物含有氯化改性丙烯酸树脂、颜料、填料、助剂和溶剂，该组合物还含有纳米碳酸钙和锆类偶联剂。该涂料组合物固化后形成的漆膜具有优异的耐冲击性能，且对聚丙烯底材的吸附力较好，漆膜层外观良好，同时涂料成本也大大降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于聚丙烯底材的涂料组合物及其制备方法。
技术介绍
纳米碳酸钙粒子是20世纪80年代发展起来的一种新型的超细固体材料。将纳米碳酸钙材料应用到涂料中，由于成膜材料、颜填料及助剂等分子存在着诸多的活性点，这些活性点可能会与纳米粒子表面的活性点之间发生强烈的相互作用，从而有可能形成致密而稳定的涂层，使涂膜的物理化学性能显著提高。在涂料工业中，纳米碳酸钙热稳定性好，价格低廉，在成膜物中起骨架作用，可大量取代价格昂贵的钛白粉，同时降低基料粘合剂的用量，大幅度降低成本，经济效益显著。因此，将纳米碳酸钙应用于涂料中以期改善涂料性能是涂料界关注的热门话题之一。然而，目前纳米碳酸钙的表面处理剂大多采用硬酯酸及其盐类，将其应用于涂料中，存在以下缺陷：颗粒表面能高，处于热力学不稳定状态，极易团聚；在有机介质中的分散性能并不好，易形成界面缺陷，导致涂膜性能下降。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种在固化成膜后具有优异的耐冲击性能同时具有良好的附着力的，适用于聚丙烯(PP)底材的涂料组合物。一种涂料组合物，该组合物含有氯化改性丙烯酸树脂、颜料、填料、助剂和溶剂，其特征在于，该组合物还含有纳米碳酸钙和锆类偶联剂。优选地，纳米碳酸钙颗粒的外层包覆有锆类偶联剂。-->其中，以组合物的总量为基准，所述氯化改性丙烯酸树脂的含量为15-70重量％，所述纳米碳酸钙的含量为5-50重量％，所述颜料和填料的总含量为10-60重量％，所述助剂的含量为0.2-10重量％，所述溶剂的含量为5-60重量％。其中，以纳米碳酸钙的量为基准，锆类偶联剂占纳米碳酸钙的1-10重量％，锆类偶联剂优选为含有两种有机基团的铝酸锆无机聚合物，其中的一种有机基团为羟基，另一种有机基团为脂肪酸或者甲基丙烯酸。铝酸锆无机聚合物为领域公知的铝酸锆无机聚合物，优选为铝酸锆低分子无机聚合物，分子量200-1000。其中，所述氯化改性丙烯酸树脂中的氯含量为5-20重量％。其中，所述填料选自滑石粉、硫酸钡、重质碳酸钙、高岭土、云母粉、碳酸镁中的一种或几种，所述助剂为分散剂、流平剂、防沉剂中的一种或几种。其中，所述溶剂选自甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸丙酯、乙醇、正丁醇、环已酮、二甲苯、甲基异丁基甲酮、丙酮、甲乙酮、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚中的一种或几种。上述涂料组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将纳米碳酸钙加入混合机中，加热升温到70-120℃，并加入一定量的锆类偶联剂，混合，冷却，得到锆类偶联剂包覆的纳米碳酸钙；(2)将氯化改性丙烯酸树脂与步骤(1)得到的混合物包覆的纳米碳酸钙加入到分散机的搅拌缸中，在室温下混合均匀，得到第一混合物；(3)将步骤(2)得到的第一混合物与颜料、填料、助剂、溶剂混合均匀得到第二混合物；(4)将步骤(3)得到的第二混合物研磨至刮板细度小于20微米，用400-->目的不锈钢网过滤研磨后的第二混合物，得到涂料组合物。本专利技术采用的纳米碳酸钙为本领域常见的纳米碳酸钙，可以是采用硬脂酸或树脂酸做表面处理的纳米碳酸钙，也可采用未包膜处理的纳米碳酸钙。在本专利技术中，采用锆类偶联剂包覆的纳米碳酸钙代替普通钛白粉，其中的锆类偶联剂是含有两种有机基团的铝酸锆低分子无机聚合物，其中的有机基团一种为羟基，另一种有机基团为脂肪酸或者甲基丙烯酸。将纳米碳酸钙送入步骤(1)中的混合机中，加热升温到70-120℃，并加入一定量的锆类偶联剂，混合一段时间后，锆类偶联剂中有机基团之一的羟基与纳米碳酸钙分子以共价键或氢键结合。当将氯化改性丙烯酸树脂和上述混合物在步骤(2)中的分散机中混合一段时间后，锆类偶联剂中的另一种有机基团脂肪酸或甲基丙烯酸则与氯化改性丙烯酸树脂分子产生吸引或者缠结。这样，纳米碳酸钙粒子就和氯化改性丙烯酸树脂以锆类偶联剂为中间段相连接起来，纳米碳酸钙也就被氯化改性丙烯酸树脂分子所包裹，碳酸钙粒子的高表面能得到了极大地降低。因此其热力学稳定性得到了很大地提高。因纳米碳酸钙分子被锆类偶联剂和氯化改性丙烯酸树脂包裹，在与用于聚丙烯底材的涂料组合物的其他组分混合时，不易形成界面缺陷，所以纳米碳酸钙也就很容易被分散在有机介质中。因此，相比传统添加钛白粉为颜填料的、用于聚丙烯底材的涂料组合物相比，本专利技术所得的纳米涂料组合物的成本低廉且耐冲击性能优异，并且与PP底材以及面漆的结合力都有很大的提高。具体实施方式本专利技术提供的用于PP材料的纳米涂料组合物，其含有氯化改性丙烯酸树脂、颜料、填料、助剂和溶剂，其中，该组合物还含有纳米碳酸钙和锆类偶联剂。-->本专利技术提供的用于PP材料的纳米涂料组合物，其主体树脂为氯化改性丙烯酸树脂，添加纳米碳酸钙粒子和锆类偶联剂作为PP底漆的改性材料，其组成和含量为15-70重量％的氯化改性丙烯酸树脂，5-45重量％的表面包覆纳米碳酸钙，10-60重量％的颜填料，0.2-10重量％的助剂，所述5-60重量％的溶剂。其中纳米碳酸钙表面包覆锆类偶联剂得到包覆纳米碳酸钙，以未处理的锆类偶联剂的纳米碳酸钙的量计，锆类偶联剂占未处理纳米碳酸钙的1-10重量％。另外，在本专利技术中，所有树脂均以固体份为准，树脂中的溶剂计入整个配方的溶剂部分中。本专利技术中对纳米碳酸钙进行表面处理的锆类偶联剂是含有两种有机配位基的铝酸锆低分子无机聚合物，其中的有机基团一种为羟基，另一种为脂肪酸或者甲基丙烯酸。以涂料组合物的总量为准，纳米碳酸钙粒子的含量约占总量的5-45重量％，太少则起不到提高漆膜耐冲击性能和降低成本的效果，太多则会使本专利技术漆层对PP底材的附着力下降。本专利技术中对锆类偶联剂的量也要严格控制，以纳米碳酸钙的量计，锆类偶联剂占1-10重量％。锆类偶联剂的量太少则不能对纳米碳酸钙形成有效包覆，制得的PP底涂对PP底材或者面漆层的附着力达不到要求。太多则造成浪费，于成本不利。本专利技术中所采用的纳米碳酸钙的规格没有特别要求，如可选用广东恩平市嘉维化工实业有限公司的CC-R、CCR-100、CCR-300等产品，也可采用上海卓越纳米新材料股份有限公司的J-13233、J-13319等型号。其中的锆类偶联剂可采用法国Rhone-poulenc公司推出的MANCHEM系列中的MANCHEM F.FPM、MANCHEM-1或MANCHEM-MPG等产品。作为本专利技术的主要成膜物质的氯化改性丙烯酸树脂，并无特别限制，可选用苏州盛嘉树脂公司的ZJ-440，ZJ-441；杭州德尚化工DSP-8160-TS、DSP-8260、PPS-35、SRE-168A和SRE-169中的一种或几种。-->本专利技术中所述填料为本领域常用填料，主要是起填充作用，同时可降低涂料的成本，可以选自滑石粉、硫酸钡、重质碳酸钙、高岭土、云母粉、碳酸镁中的一种或几种。本专利技术中所述助剂为本领域常用的助剂，如分散剂，优选含有流平剂和防沉剂。本专利技术的涂料组合物所采用的溶剂为本领域常用有机溶剂，可以选自甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸丙酯、乙醇、正丁醇、环已酮、二甲苯、甲基异丁基甲酮、丙酮、甲乙酮、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚中一种或几种。本专利技术中涂料制作工艺中所采用的混合机设备可采用江苏如皋机械厂生产的NHG系列产品，该设备具有混合效率高、操作简便、体积小。本专利技术涂料组合物的涂布方法是：将本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂料组合物，该组合物含有氯化改性丙烯酸树脂、颜料、填料、助剂和溶剂，其特征在于，该组合物还含有纳米碳酸钙和锆类偶联剂。

【技术特征摘要】
1、一种涂料组合物，该组合物含有氯化改性丙烯酸树脂、颜料、填料、助剂和溶剂，其特征在于，该组合物还含有纳米碳酸钙和锆类偶联剂。2、根据权利要求1所述的涂料组合物，其中，所述纳米碳酸钙颗粒的外层包覆有锆类偶联剂。3、根据权利要求1所述的涂料组合物，其中，以组合物的总量为基准，所述氯化改性丙烯酸树脂的含量为15-70重量％，所述纳米碳酸钙的含量为5-50重量％，所述颜料和填料的总含量为10-60重量％，所述助剂的含量为0.2-10重量％，所述溶剂的含量为5-60重量％。4、根据权利要求1或2所述的涂料组合物，其中，以纳米碳酸钙的量为基准，所述锆类偶联剂占纳米碳酸钙的1-10重量％，5、根据权利要求1或2所述的涂料组合物，其中，所述锆类偶联剂为含有两种有机基团的铝酸锆无机聚合物，其中的一种有机基团为羟基，另一种有机基团为脂肪酸或者甲基丙烯酸。6、根据权利要求1所述的涂料组合物，其中，所述氯化改性丙烯酸树脂中的氯含量为5-20重量％。7、根据权利要求1所述的涂料组合物，其中，所述填料选自滑石粉、硫酸钡、重质碳酸钙、高岭土、云母粉、碳酸镁中的一种或几种，所述助剂为分散剂、流平剂、防沉剂中的一种或几种。8、根据权利要求1所述的涂料组合物，其中，所述溶剂选...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭伟华，许静，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]