一种用于生产水性涂层的组合物及其形成的涂层体系制造技术

本发明专利技术公开了用于生产水性涂层的组合物，所述组合物包括A组分和B组分，其中，所述A组分包括水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基丙烯酸分散体，所述B组分包括水性异氰酸酯固化剂。本发明专利技术的组合物形成的涂层,即使在没有防锈涂层的前提下,使漆膜具有极佳的防腐性能,避免防锈填料水解导致体系不稳定的问题；同时,在保证漆膜防腐性能的前提下,赋予漆膜优异的施工性能。

Composition for producing waterborne coating and coating system formed thereof

The invention discloses a composition for producing water-based coatings, including A components and B components, in which the A components include water based hydroxy acrylic emulsion and aqueous hydroxy acrylic acid dispersion, and the B component includes a water-based isocyanate curing agent. The coating formed by the composition of the invention makes the film with excellent anticorrosion performance even without antirust coating, and avoids the problem of instability of the system by hydrolysis of antirust filler, and endows the film with excellent construction performance on the premise of guaranteeing the anticorrosion performance of the paint film.

【技术实现步骤摘要】
一种用于生产水性涂层的组合物及其形成的涂层体系
本专利技术涉及一种水性涂料，具体是一种用于生产水性涂层的组合物。例如用于水性集装箱双涂层体系的外面层涂料及其形成的涂层体系。
技术介绍
世界上约95％的集装箱在中国生产，每年消耗涂料在20-30万吨。从2017年4月起,国家法规要求集装箱涂料全部转水。目前市场较为成熟的为三涂层配套体系:水性环氧富锌底漆+水性环氧云铁中涂+水性丙烯酸面漆。由于水性涂料较油性涂料干速慢、易产生漆膜弊病。所以切换水性的同时,往往带来生产效率的降低,增加生产成本。因此开发水性双涂层配套体系,简化施工工艺显得尤为必要。普通水性丙烯酸面漆由于其防腐性能较差,无法用于水性集装箱双涂层配套体系。水性羟基丙烯酸分散体由于厚涂施工性差及干速慢的问题也无法用于水性集装箱双涂层配套体系。专利号CN103805029B公开了一种集装箱内面水性防腐涂料及生产方法，其以水性丙烯酸改性环氧树脂为基料，树脂耐候性较差,无法用于集装箱外面漆。专利号CN102618159B公开了一种集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料及其制备方法,其用单组分聚氨酯分散体搭配单组分丙烯酸乳液,由于二者堆积成膜的特点,漆膜致密性差,难以实现高防腐性能,无法用于双涂层体系。
技术实现思路
从一个方面看，本专利技术提供了一种用于生产水性涂层的组合物，所述组合物包括A组分和B组分，其中，所述A组分包括水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基丙烯酸分散体，所述B组分包括水性异氰酸酯固化剂。在本专利技术中，所用的水性羟基丙烯酸乳液为本领域所熟知，其聚合物重均分子量在10万-50万，可以为市售羟基丙烯酸乳液,比如万化化学的0676或巴斯夫LuhydranS938T等；优选地，所述水性羟基丙烯酸乳液的Tg:40-90℃，比如50或80℃,羟基含量:1.0-3.0％,比如1.5％、2.0％或2.5％，固含:40-50％，比如45％的羟基丙烯酸乳液(在本专利技术中，如未特别说明，所述含量为质量含量)。在一种实施方式中，所述的水性羟基丙烯酸乳液还可以通过以下步骤制备：(1)先在第一容器中加入部分表面活性剂和部分水，然后将(甲基)丙烯酸及其酯类单体、剩余量的表面活性剂、剩余量的水加入第二容器中进行预乳化得到预乳化液；(2)取部分预乳化液投入第一容器中(作为核的种子乳液)，升温至70-90℃后，加入部分引发剂，反应后(例如待出现蓝光15-30min后)，滴加剩余的预乳化液和引发剂；(3)滴加完后保温1-2h，降温至30-50℃，加入中和剂中和至pH＝7-9，得到乳液。在本专利技术中，所用的水性羟基丙烯酸分散体为本领域所熟知，其聚合物重均分子量在2000-15000，可以为市售羟基丙烯酸分散体,比如万化化学的2033或拜耳的BayhydrolXP2470等；优选地，所述水性羟基丙烯酸分散体的Tg:20-50℃,比如30℃，羟基含量:2.0-4.0％,比如2.5％、3.0％或3.5％,固含:40-50％，比如45％的羟基丙烯酸分散体。在一种实施方式中，所述水性羟基丙烯酸分散体还可以通过以下步骤制备：(1)先在反应容器中加入打底溶剂，加热至120-140℃；(2)开始滴加单体和引发剂混合物I，滴加2-4h。滴加完成后，立即滴加另一组分单体和引发剂混合物II，滴加1-2h。滴加完成后保温1-2h；(3)降温至70-90℃，加入中和剂中和。(4)在剪切力下加适合水分散至相应固含，得到分散体。根据本专利技术的组合物，优选地，所述水性异氰酸酯固化剂为磺酸盐改性的异氰酸酯固化剂，比如268、270、BayhydurXP2655和BayhydurXP2487/1中的任意一种或其组合，有利于更加充分的与羟基组分交联,提升漆膜干速,提高早期抗性。根据本专利技术的组合物，优选地，所述组合物中，所述水性羟基丙烯酸乳液与水性羟基丙烯酸分散体的含固量之比(即乳液中聚合物的质量与水性羟基丙烯酸分散体中聚合物的质量之比)为1:1-3:1，比如1.5:1、2:1或2.5:1；所述水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基丙烯酸分散体中羟基的摩尔量与所述异氰酸酯固化剂的摩尔量之比为1：1-1：1.5，以优化成膜效果。根据本专利技术的用于生产水性涂层的组合物，作为涂料，还可以包括一种或多种无反应活性的有机溶剂和在涂料配方中常用的其它涂料助剂，例如填料、颜料、成膜助剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、中和剂、防霉剂和增稠剂。当然本领域技术人员理解，作为水性涂料，还可以加入适量的水以调节组合物的固含量等。上述物质均为本领域所熟知，其中，所述颜料例如可以选自钛白粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黑和酞青蓝中的任意一种或其组合。所述填料例如可以选自滑石粉、沉淀硫酸钡、云母粉、重质碳酸钙和煅烧高岭土中的任意一种或其组合，其中水溶性物质含量最好<0.5wt％。所述成膜助剂例如可以选自二丙二醇甲醚、十二醇酯、二丙二醇丁醚和丙二醇丁醚中的一种或几种。所述分散剂例如可以选自丙烯酸共聚物钠盐、丙烯酸共聚物胺盐，优选可以为毕克化学的BYK-190。所述润湿剂为聚醚改性硅氧烷,例如可以为迪高的Tegowet270、毕克化学的BYK-346。所述消泡剂为聚醚改性有机硅,例如可以为迪高的Tego1488、Tego902w、Tego904w。所述中和剂例如可以选自三乙胺、AMP-95、N,N-二甲基乙醇胺和氨水任意一种或其组合,优选可以为陶氏的AMP-95。所述水性增稠剂为聚氨酯缔合性增稠剂，例如可以选自万华化学的U604、U605、U705和U905中的任意一种或其组合,优选可以为U604和/或U605。所述防霉剂选自KF-88、JX-515任意一种或其组合。在一种优选的实施方式中，本专利技术的组合物中，所述A组分中还包括涂料助剂，所述B组分还包括有机溶剂；其中，所述涂料助剂包括颜料、填料、成膜助剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、中和剂、增稠剂和防霉剂中的至少一种；所述有机溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯和/或丙二醇二醋酸酯。根据本专利技术的组合物，优选地，所述A组分由以下重量份物质组成:所述B组分由以下重量份物质组分：水性异氰酸酯固化剂70-90份，比如75、80或85份；溶剂10-30份，比如15、20或25份；需要说明的是，上述各物质的重量份并不用于限定A组分与B组分之间的比例，也即在此处，A组分中1重量份并不必然等量与B组分中的1重量份。为进一步赋予漆膜优异的施工性能，优选地，所述A组分与B组分之间的用量比为使得所述水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基丙烯酸分散体中羟基的摩尔量与所述异氰酸酯固化剂的摩尔量之比为1：1-1：1.5，比如1:1.2。本领域技术人员理解，B组分中的固化剂在与A组分混合后会引发反应，导致固化，形成涂层，因此，A和B组分通常需要分开配置，以免在使用前便已固化。各组分的配置为本领域所熟知，以便各组的物料均匀混合，便于后期正式使用时将A和B组分混合得到组合物施用。在一种实施方式中，所述A组分可以通过以下步骤配制：(a)将配方量80-90％的去离子水加入分散罐中，搅拌下依次加入水性羟基丙烯酸分散体、中和剂、分散剂、润湿剂、配方量50％的消泡剂预分散，例如可以在1000-1500r/min的转速搅拌下分散10-15min；(b)再加入颜料、填料，搅拌分散以得到浆料，例如可以在800本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于生产水性涂层的组合物，所述组合物包括A组分和B组分，其中，所述A组分包括水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基丙烯酸分散体，所述B组分包括水性异氰酸酯固化剂。

【技术特征摘要】
1.用于生产水性涂层的组合物，所述组合物包括A组分和B组分，其中，所述A组分包括水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基丙烯酸分散体，所述B组分包括水性异氰酸酯固化剂。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物中，所述水性羟基丙烯酸乳液与水性羟基丙烯酸分散体的含固量之比为1:1-3:1；所述水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基丙烯酸分散体中羟基的摩尔量与所述异氰酸酯固化剂的摩尔量之比为1：1-1：1.5。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸乳液为Tg:40-90℃,羟基含量:1.0-3.0％,固含:40-50％的羟基丙烯酸乳液；所述水性羟基丙烯酸分散体为Tg:20-50℃,羟基含量:2.0-4.0％,固含:40-50％的羟基丙烯酸分散体。4.根据权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，所述水性异氰酸酯固化剂为磺酸盐改性的异氰酸酯固化剂。5.根据权利要求1-4中任一项所述的组合物，其特征在于，所述A组分中还包括涂料助剂，所述B组分还包括有机溶剂；其中，所述涂料助剂包括颜料、填料、成膜助剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、中和剂、增稠剂和防霉剂中的至少一种；所述有机溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯和/或丙二醇二醋酸酯。6.根据权利要求1-5中任一项所述的组合物，其特征在于，所述A组分由以下重量份物质组成:所述B组分由以下重量份物质组分：水性异氰酸酯固化剂70-90份溶剂10-30份；所述A组分与B组分之间的用量比为使得所述水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝宝祥，陆佳伟，刘旭阳，孙伟祖，李燕，邓俊英，孙家宽，
申请(专利权)人：万华化学宁波有限公司，万华化学广东有限公司，万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33