一种具有互穿网络结构的镀锌钢板用水性耐指纹涂料制造技术

本发明专利技术提供一种具有互穿网络结构的镀锌钢板用水性耐指纹涂料，包含成膜物质25

【技术实现步骤摘要】
一种具有互穿网络结构的镀锌钢板用水性耐指纹涂料


[0001]本专利技术涉及金属表面处理
，尤其是一种具有互穿网络结构的镀锌钢板用水性耐指纹涂料。

技术介绍

[0002]镀锌钢板被广泛用于汽车、建材、家电和机电行业，但是金属材料表面的锌在大气中容易被腐蚀或出现白锈，从而影响金属材料的外观，同时造成涂装性能低下等不良影响。为了改善镀锌钢板的耐蚀性及涂装附着性，行业内使用含有铬酸、重铬酸或其盐类的处理液对金属表面进行处理，也就是通常所说的铬处理。
[0003]然而，随着近年来国内环保意识的不断提高，铬处理因处理液中的6价铬对人体有害而逐渐被淘汰。此外，含有6价铬的污水必须遵照相关规定进行特别处理才能够排放，也带来铬处理成本提升的问题；进行过铬处理的金属材料作为含铬废弃物不能再生利用，也是铬处理技术的主要弊端之一。
[0004]为提高金属材料耐蚀性，日本专利特开昭53
‑
121034号公报公开了含有水分散性硅烷、醇酸树脂、复方三烷氧基硅烷的水溶液涂敷于金属表面并干燥，形成覆盖皮膜的方法。此外，通过使用水溶性树脂组成的羟基化合物吡喃酮衍生物赋予金属材料耐蚀性的金属表面处理方法，以及使用羟基化合物的水溶液或水分散性聚合物赋予金属材料耐蚀性的金属表面处理方法也分别在日本专利特开昭57
‑
44751号公报和特开平1
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177380号公报中公开。日本专利特开平11
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106945号公报公开了2价以上的金属离子、酸、硅烷偶合剂以及水溶性聚合物组成的金属表面处理剂的技术方案。但是无论以上哪一种金属表面处理方法都无法取代铬皮膜所具有的高耐蚀性。
[0005]此外，某些应用场合的镀锌钢板要求耐指纹(例如平板电脑等电子设备或冰箱等家用电器)，也就是镀锌钢板表面不易残留指纹，需要在涂敷冲压油后进行成型加工，随后用脱脂剂洗掉冲压油。脱脂剂大多使用强碱性液体。在脱脂剂清洗过程中，镀锌钢板表面容易出现皮膜变色剥离等问题。

技术实现思路

[0006]针对现有镀锌钢板存在的技术问题，本专利技术提供一种不含铬的用于镀锌钢板的无铬表面处理剂，保证皮膜具有较好的耐指纹特性的同时，提高耐盐雾性、耐酸碱性、耐溶剂性和耐水性等其他性能。
[0007]一种具有互穿网络结构的镀锌钢板用水性耐指纹涂料，包含的组分及其质量百分比为：
[0008][0009]所述成膜物质由线性结构的水性聚氨酯树脂和网状结构的水性丙烯酸树脂混合而成，或由线性结构的水性丙烯酸树脂和网状结构的水性聚氨酯树脂混合而成，其中水性聚氨酯树脂与水性丙烯酸树脂占比为1:2
‑
2:1。
[0010]进一步的，网状结构的聚氨酯树脂/丙烯酸树脂是由线性结构的聚氨酯树脂/丙烯酸树脂通过添加交联剂反应而成；其中，水性聚氨酯树脂的交联剂为蓖麻油、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的一种；水性丙烯酸树脂的交联剂为丙烯酰胺、N
‑
羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基硅氧烷中的一种。
[0011]进一步的，所述线性结构的水性聚氨酯树脂的制备原料包括二异氰酸酯5
‑
20％、聚醚多元醇30
‑
40％、适量催化剂、亲水扩链剂2
‑
7％、乙二胺0.5
‑
3％、中和剂1
‑
4％、去离子水40
‑
80％、有机溶剂5
‑
10％；
[0012]由二异氰酸酯和聚醚多元醇在合适的温度下混合搅拌后加入适量催化剂继续搅拌反应,再加入亲水扩链剂反应，降温后加入溶于有机溶剂的乙二胺，再加入溶于去离子水的三乙胺，过滤得到。
[0013]进一步的，所述线性结构的水性聚氨酯树脂的制备方法具体包括以下步骤：
[0014]步骤A1，将二异氰酸酯和聚醚多元醇升温至80
‑
90℃搅拌2
‑
3小时，再加入催化剂二丁基二月桂酸锡继续搅拌1
‑
2小时；
[0015]步骤A2，将步骤A1得到的反应溶液降温至60
‑
65℃，再将充分分散于少量有机溶剂N
‑
甲基吡咯烷酮中的亲水扩链剂加入其中，再次升温至80
‑
90℃反应2
‑
3小时得到水性聚氨酯预聚体；
[0016]步骤A3，将水性聚氨酯预聚体温度降至35
‑
40℃，将乙二胺溶于剩余有机溶剂N
‑
甲基吡咯烷酮后，加入水性聚氨酯预聚体中，高速搅拌剪切0.5
‑
2小时；
[0017]步骤A4，将三乙胺溶于去离子水中，在高速搅拌下加入步骤A3搅拌剪切后的反应溶液中反应5
‑
15分钟，过滤得到；
[0018]所述网状结构的水性聚氨酯树脂是在制备线性结构的水性聚氨酯的步骤A2中，与亲水扩链剂一起加入适量交联剂进行反应，交联剂质量占比0.5
‑
5％。
[0019]进一步的，所述二异氰酸酯是异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1,6
‑
六亚甲基二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种的混合物；所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、1，4
‑
丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇中的一种或几种。
[0020]进一步的，所述线性结构的水性丙烯酸树脂的制备原料包括丙烯酸丁酯25
‑
30％、
苯乙烯8
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15％、丙烯酸0.2
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1％、丙烯酸羟乙酯0.2
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1％、非离子乳化剂0.5
‑
1.5％、过硫酸铵0.01
‑
0.05％，剩余为水，制备方法具体包括以下步骤：
[0021]步骤B1，将过硫酸铵与占总量5％的水混合，制成引发剂；
[0022]步骤B2，将丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、非离子乳化剂依次混合后，搅拌至均匀分散，制成预乳液；
[0023]步骤B3，在装有温度计、搅拌器、冷凝管、恒压漏斗的四口烧瓶中加入5
‑
10％的预乳液和5
‑
10％的引发剂，加热升温至70
‑
85℃，反应20
‑
40min，制备种子乳液；
[0024]步骤B4，待种子乳液变蓝，开始滴加80％的预乳液和80％的引发剂，3
‑
4.5h内滴完；滴加过程中控制温度保持在75
‑
90℃，滴完后保温0.5
‑
1.5h；
[0025]步骤B5，滴加剩余量的预乳液和引发剂，滴加过程中控制温度保持在75
‑
90℃，滴完后保温0.5
‑
1h；
[0026]步骤B6，降温冷却50
‑
60℃，用氨水中和至pH值7
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有互穿网络结构的镀锌钢板用水性耐指纹涂料，其特征在于，包含的组分及其质量百分比为：所述成膜物质由线性结构的水性聚氨酯树脂和网状结构的水性丙烯酸树脂混合而成，或由线性结构的水性丙烯酸树脂和网状结构的水性聚氨酯树脂混合而成，其中水性聚氨酯树脂与水性丙烯酸树脂占比为1:2
‑
2:1。2.根据权利要求1所述的具有互穿网络结构的镀锌钢板用水性耐指纹涂料，其特征在于，网状结构的聚氨酯树脂/丙烯酸树脂是由线性结构的聚氨酯树脂/丙烯酸树脂通过添加交联剂反应而成；其中，水性聚氨酯树脂的交联剂为蓖麻油、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的一种；水性丙烯酸树脂的交联剂为丙烯酰胺、N
‑
羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯、乙烯基硅氧烷中的一种。3.根据权利要求1或2所述的具有互穿网络结构的镀锌钢板用水性耐指纹涂料，其特征在于，所述线性结构的水性聚氨酯树脂的制备原料包括二异氰酸酯5
‑
20％、聚醚多元醇30
‑
40％、适量催化剂、亲水扩链剂2
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7％、乙二胺0.5
‑
3％、中和剂1
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4％、去离子水40
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80％、有机溶剂5
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10％。4.根据权利要求3所述的具有互穿网络结构的镀锌钢板用水性耐指纹涂料，其特征在于，所述线性结构的水性聚氨酯树脂的制备方法具体包括以下步骤：步骤A1，将二异氰酸酯和聚醚多元醇升温至80
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90℃搅拌2
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3小时，再加入催化剂二丁基二月桂酸锡继续搅拌1
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2小时；步骤A2，将步骤A1得到的反应溶液降温至60
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65℃，再将充分分散于少量有机溶剂N
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甲基吡咯烷酮中的亲水扩链剂加入其中，再次升温至80
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90℃反应2
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3小时得到水性聚氨酯预聚体；步骤A3，将水性聚氨酯预聚体温度降至35
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40℃，将乙二胺溶于剩余有机溶剂N
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甲基吡咯烷酮后，加入水性聚氨酯预聚体中，高速搅拌剪切0.5
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2小时；步骤A4，将中和剂三乙胺溶于去离子水中，在高速搅拌下加入步骤A3搅拌剪切后的反应溶液中反应5
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15分钟，过滤得到；所述网状结构的水性聚氨酯树脂是在制备线性结构的水性聚氨酯的步骤A2中，与亲水扩链剂一起加入适量交联剂进行反应，交联剂质量占比0.5
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5％。5.根据权利要求4所述的具有互穿网络结构的镀锌钢板用水性耐指纹涂料，其特征在
于，所述二异氰酸酯是异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1,6
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六亚甲基二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种的混合物；所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、1，4
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丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇中的一种或几种的混合物。6.根据权利要求1所述的具有互穿网络结构的镀锌钢板用水...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯伟，
申请(专利权)人：蓝帆新材料技术广州有限公司，
类型：发明
国别省市：