一种水性PU涂料及涂装工艺制造技术

本发明专利技术涉及涂料技术领域，具体涉及到一种水性PU涂料及涂装工艺。其包括质量比例为(10～20)：1的A组分原料和B组分原料；所述B组分原料选自聚琉醇型固化剂、异氰酸酯型固化剂、脂肪胺固化剂、改性胺固化剂、聚酰胺固化剂中的至少一种；所述A组分原料包括如下质量百分比的组分：水性成膜树脂40～80％、成膜助剂5～20％、润湿剂0.1～1％、增稠剂0.3～3％、消泡剂0.1～1％；水余量；所述水性成膜树脂包括水性羟基丙烯酸乳液和/或水性羟基丙烯酸分散体；所述水性羟基丙烯酸分散体的微粒粒径不高于0.1μm。本发明专利技术的水性PU涂料具有优异的基材附着力和层间附着性，表面平整性好，良好的银粉排列性，较好的消光性，具有良好的耐醇、耐化学品性。品性。

【技术实现步骤摘要】
一种水性PU涂料及涂装工艺


[0001]本专利技术涉及涂料
，具体涉及到一种水性PU涂料及涂装工艺。

技术介绍

[0002]涂料是指涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜的材料，通常是以树脂、油或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，采用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。随着自然资源的日益短缺，很多应用钢材、木材的领域被可回收利用的塑料代替，导致当今社会塑料的应用越来越广泛，然而大多数塑料原胚制品为挤塑或压塑成型，在受热挤压过程中，原料中微量空气或挥发性杂质可能溢出到表面，形成较多“火山口”等微观缺陷，导致表面光泽度降低，美观程度较差。同时，多数常规塑料制件耐磨、耐溶剂性能不高，容易刮伤、起雾、表面受损等，因此需对塑料制件进行表面装饰及保护，涂料所具备的对塑料表面完美的装饰性和持久的保护性使得涂料工业飞跃发展。
[0003]涂料按形态可分为粉体涂料和液体涂料，液体涂料按稀释成分可分为溶剂型涂料和水性涂料。溶剂型涂料中占很大比例成分的常用溶剂为石油化工产品，石油作为不可再生资源，其使用长期来说受到限制，并且这类可挥发溶剂大都具有一定的毒性或刺激性气味，涂装以后挥发到大气中，对空气造成了很大程度的污染。因此，随着各国环保法规对挥发性有机物(VOC)的排量，有害溶剂及各种重金属的含量进行了严格的控制，涂料的应用从高VOC排量的溶剂型涂料转变成使用低VOC的水性涂料是社会发展的趋势。
[0004]然而，虽然采用水性涂料可有效减小对环境的影响，但许多性能都存在不足。比如，水的表面张力大，挥发速度慢，水溶性涂料干燥固化时间长，且固化后的性能如，附着力：塑胶涂料的附着力是一项重要指标，可理解为漆膜表面对脱离基材体所表现的阻力，由于塑料的表面能低，涂料在其表面的附着存在一定的困难；耐水性：高温水煮或长时间泡水后漆膜附着力变差；耐化性：对抗化学品侵蚀能力弱，导致漆膜被化学品侵蚀后极易出现表观异常和漆膜易脱落的问题；以及耐磨性等机械性能难以满足使用要求。对于现有技术，一般水性PU涂料，实干时间需要常温168小时以上或者80℃加烤24小时以上，耐水性100℃水煮1小时条件下附着力较难达到4B，因此，开发出一种固化速度快，机械性能优异的水性PU涂料具有较大价值意义。

技术实现思路

[0005]为解决目前现有同类型水性PU涂料普遍存在的外观、附着力、耐水耐磨耐化差、干燥慢等不足，本专利技术通过优选的水性丙烯酸乳液搭配水性聚氨酯分散体和/或水性羟基丙烯酸分散体组成的混合物或者优选的水性羟基丙烯酸分散体为主体，搭配所述水性异氰酸酯固化剂，能有效提高水性塑胶涂料的干燥固化速度和漆膜的机械性能。
[0006]具体的，本专利技术的第一方面提供了一种水性PU涂料，其包括质量比例为(10～20)：1的A组分原料和B组分原料；示例的，所述A组分原料和B组分原料的质量比例为10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1、20:1；所述B组分原料选自聚琉醇型固化剂、
异氰酸酯型固化剂、脂肪胺固化剂、改性胺固化剂、聚酰胺固化剂中的至少一种；优选为异氰酸酯型固化剂，示例的，所述固化剂为基于六亚甲基二异氰酸酯的水可分散异氰酸酯固化剂；
[0007]以A组分100％质量分数计，所述A组分原料包括：
[0008][0009]进一步的，以A组分100％质量分数计，所述A组分原料包括：
[0010][0011]示例的，所述水性成膜树脂在A组分原料中的质量百分含量可以为40％、45％、50％、55％、60％、63％、65％、68％、69％、70％、71％、72％、75％、77％、78％、80％等。
[0012]在一些实施方式中，所述水性成膜树脂为水性羟基丙烯酸分散体；进一步的，所述水性羟基丙烯酸分散体的微粒粒径不高于0.1μm。
[0013]在一些实施方式中，按A组分100％质量分数计，所述水性成膜树脂为30～70％水性羟基丙烯酸乳液和5～30％水性聚氨酯分散体的混合物；进一步的，所述水性聚氨酯分散体微粒粒径不高于30μm。
[0014]在一些实施方式中，按A组分100％质量分数计，所述水性成膜树脂为20～40％水性羟基丙烯酸乳液、5～15％水性聚氨酯分散体和15～30％的水性羟基丙烯酸分散体的混合物。
[0015]在一些实施方式中，按A组分100％质量分数计，所述水性成膜树脂为25～55％的水性羟基丙烯酸乳液和10～25％的水性羟基丙烯酸分散体的混合物。
[0016]本专利技术中所述的水性羟基丙烯酸分散体和水性聚氨酯分散体，是指不含有乳化剂的分散体，外观半透明，可通过内乳化或自乳化法制得。
[0017]作为一种优选的技术方案，本专利技术中所述水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基丙烯酸分散体的pH值为7.5～10；优选为8～10。申请人发现，通过对水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基丙烯酸分散体pH值的调控，使之在7.5
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10范围之间有利于所述水性涂料的储存稳定性。
[0018]作为一种优选的技术方案，本专利技术中所述的水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基丙烯
酸分散体的羟值为20～100mgKOH/g；进一步的，其羟值为20～60mgKOH/g，进一步优选的，其羟值为30～40mgKOH/g。
[0019]本专利技术术语“羟值”是衡量改性聚酯树脂结构中羟基含量的物理量，是指1g样品中的羟基所相当的氢氧化钾(KOH)的毫克数，可以按照本领域的常规方式进行测试得到。或者可以替代地根据羟基含量描述改性聚酯树脂的羟值，羟基含量与羟值的换算关系如下：羟值(mgKOH/g)＝羟基含量(wt％)*33。
[0020]进一步的，所述水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基丙烯酸分散体的最低成膜温度(MFFT)不高于75℃；进一步优选的，其最低成膜温度为35～75℃。具体的，最低成膜温度可以为35℃、38℃、40℃、43℃、45℃、47℃、50℃、52℃、55℃、58℃、60℃、65℃、70℃、75℃等。示例的，所述水性羟基丙烯酸分散体为蜂巢154
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B0319、BURNOCK WKC
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593
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GZS；示例的，所述水性羟基丙烯酸乳液为SEACRYL 11W01、BURNOCK ZDW
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209、Neocryl XK
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205、BURNOCK WD
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551。
[0021]本专利技术中对所述水性羟基丙烯酸乳液或水性羟基丙烯酸分散体对其固含量(不挥发份含量)和粘度不作特殊要求，在一些实施方式中其固含量可以为30％～80％，粘度为10～5000mPa.s(25℃下测得)。
[0022]进一步的，所述水性羟基丙烯酸乳液或水性羟基丙烯酸分散体为高固低黏树脂，比如固含量选择60％
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80％，粘度为10
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200mPas。申请人发现通过采用高固低黏的水性羟基丙烯酸乳液或水性羟基丙烯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性PU涂料，其特征在于，其包括质量比例为(10～20)：1的A组分原料和B组分原料；所述B组分原料选自聚琉醇型固化剂、异氰酸酯型固化剂、脂肪胺固化剂、改性胺固化剂、聚酰胺固化剂中的至少一种；以A组分100％质量分数计，所述A组分原料包括：水余量；所述水性成膜树脂包括水性羟基丙烯酸乳液和/或水性羟基丙烯酸分散体。2.根据权利要求1所述的水性PU涂料，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基丙烯酸分散体的pH值为7.5～10，所述水性羟基丙烯酸分散体的微粒粒径不高于0.1μm。3.根据权利要求1所述的水性PU涂料，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基丙烯酸分散体的羟值为20～100mgKOH/g。4.根据权利要求1所述的水性PU涂料，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基丙烯酸分散体在25℃下的粘度为10～5000mPa.s。5.根据权利要求1所述的水性PU涂料，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基丙烯酸分散体的最低成膜温度不高于75℃。6.根据权利要求1～5任一项所述的水性PU涂料，其特征在于，当所述水性成膜树脂包括水性羟基丙烯酸乳液时，其还包括水性聚氨酯分散体和/或水性羟基丙烯酸分散体，所述水性聚氨酯分散体微粒粒径不高于30μm。7.根据权利要求6所述的水性PU涂料，其特征在于，所述水性聚氨酯分散体的pH值为7～9.5，最低成膜温度不高于55℃。8.根据权利要求1所述的水性PU涂料，其特征在于，所述成膜助剂选自二乙二醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓泳锋，陈修明，
申请(专利权)人：惠州飞凯新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：