一种应用于保护镜面涂层、金属感涂层、镀层的水性高透光、高光泽涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料，具体涉及一种应用于保护镜面涂层、金属感涂层、镀层的水性高透光、高光泽涂料及其制备方法。

背景技术：

1、金属感镜面涂层或者镀层，在汽车工业、电子电器产品、家居与建筑装饰、航空航天与军工、食品包装等行业都有应用，为塑料、玻璃、水泥、金属等材料提供视觉美感或者防腐蚀和耐用性。目前应用于金属感镜面涂层、镀层的罩面涂料，多为溶剂型或者uv（光固化）涂料，水性涂料较少。

2、1）溶剂型涂料缺陷：含高挥发性有机物（voc），相对不环保；在施工过程中溶剂会损伤金属感镜面涂层，影响视觉效果。

3、2）uv涂料的缺陷：户外使用有局限性，抗紫外线性能差；uv单体也容易咬蚀金属感镜面涂层，影响视觉效果；附着力一般。

4、3）水性涂料的缺陷：光泽度低（60°光泽度＜80），透光率低（＜85%），影响视觉效果；附着力较差；强度较差，抗刮耐磨性能不好。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种应用于保护镜面涂层、金属感涂层、镀层的水性高透光、高光泽涂料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明解决技术问题采用如下技术方案：

3、本发明提供了一种应用于保护镜面涂层、金属感涂层、镀层的水性高透光、高光泽涂料，包括以下重量份原料：

4、硅溶胶改性水性聚氨酯分散体45-55份、硅烷偶联剂1-2份、改性纳米氧化铝分散液5-10份、紫外线吸收剂0.5-1份、有机硅流平剂0.1-0.3份、炔醇类消泡剂0.3-0.5份、成膜助剂2-3份、2-3份聚碳化二亚胺交联剂、功能助剂3-5份和去离子水5-10份。

5、优选地，所述硅烷偶联剂为迈图的silquest a-186（β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷）；有机硅流平剂为byk 3568；成膜助剂为dpm二丙二醇甲醚；紫外线吸收剂为巴斯夫tinuvin 400-dw (n)；炔醇类消泡剂为surfynol 107l；功能助剂为bit杀菌剂、聚氨酯缔合型增稠剂和柠檬酸ph调节剂按照重量比3:2:1配制而成。

6、所述硅溶胶改性水性聚氨酯分散体的制备方法为：

7、硅酸盐溶胶制备：硅酸盐溶液：将20g硅酸钾溶于60g去离子水中，搅拌至完全溶解；

8、ph调整：缓慢滴加0.1 m hcl至溶液ph=8-9；水解缩合：50℃水浴中搅拌2小时，形成硅溶胶；

9、硅烷偶联剂（aptes）改性硅溶胶：aptes预处理：将5g aptes与5g乙醇混合，滴加弱酸溶液（柠檬酸、甘氨酸、醋酸）调节ph=5，预水解30分钟；接枝反应：将预水解aptes溶液缓慢加入硅溶胶中，60℃搅拌4小时；

10、硅溶胶改性peg：peg分散：将10gpeg-4000溶于20 ml去离子水中，加热至60℃溶解；共混反应：将peg溶液加入硅烷修饰的溶胶中，40℃搅拌2小时，通过氢键或缩合反应结合；透析（截留分子量3.5 kda）去除游离的peg和盐分；

11、水性聚氨酯的合成：多元醇混合，120℃，真空脱水2小时；

12、降温至75-80℃，将hdi（六亚甲基二异氰酸酯）与多元醇（含peg表面修饰的无机材料）混合，反应2-3小时，生成-nco封端预聚体；

13、加入dmpa（2,2-二羟甲基丙酸），t12催化剂（二月桂酸二丁基锡），85℃继续反应2小时，控制-nco（异氰酸酯基）含量为2.5-3.5%；

14、中和：降温至40℃，加入丙酮，降低粘度，三乙胺，搅拌15分钟；

15、乳化：在高速剪切下（＞20m/s）加入5℃的去离子水，乳化分散15min，加入改性无机材料（aptes预处理），作为扩链剂使用，保温50℃ 2小时，脱丙酮后得到固含量30-35%的水性聚氨酯树脂分散体；300目过滤出料。

16、优选地，所述改性纳米氧化铝分散液的制备方法为：

17、将20nm的纳米氧化铝先于60-65℃下预热1h，将预热的纳米氧化铝、球磨剂按照重量比5:3混匀球磨处理，球磨转速1000r/min，球磨2h，球磨结束，抽滤、干燥，得到改性纳米氧化铝，将5-8份改性纳米氧化铝、3-5份壳聚糖溶液和8-11份十二烷基苯磺酸钠溶液共混均匀，得到改性纳米氧化铝分散液。

18、优选地，所述壳聚糖溶液的质量分数为2-5%；所述十二烷基苯磺酸钠溶液的质量分数为5-8%。

19、优选地，所述球磨剂的制备方法为：将2-4份纳米氧化钛、4-6份硝酸镧溶液和2-5份羧甲基纤维素钠共混均匀，得到球磨剂。

20、优选地，所述硝酸镧溶液的质量分数为3-5%。

21、一种应用于保护镜面涂层、金属感涂层、镀层的水性高透光、高光泽涂料的制备方法，包括以下步骤：

22、将硅烷偶联剂和去离子水混合，以500-800rpm的转速混合1h；然后加入改性纳米氧化铝分散液，超声处理，再加入水性聚氨酯树脂分散体，800-1200rpm搅拌混合均匀，随后加入助剂，1000-1200rpm高速搅拌分散30min，再低速300-500rpm分散搅拌，熟化1小时，200目过滤处理。

23、优选地，所述超声处理的超声功率为350-400w，超声1h。

24、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

25、本发明涂料产品通过原料之间的调和协配，共同优化协效，得到的产品性能效果可实现协调式优化改进；

26、水性聚氨酯技术原理：水性聚氨酯技术原理：通过对硅酸盐无机材料进行表面改性，一方面降低其自聚的倾向，另一方面使其可以与聚氨酯进行原位反应，进一步提高了不同极性的材料的相容性；保留足够的羧基，让树脂与涂料配方中的特种硅烷以及底材形成配位键，增强附着力。

27、水性涂料技术原理：引入纳米氧化铝，既能提升涂层的致密性，也能降低涂层的光散射性。通过氟碳表面活性剂降低表面张力，提升涂料对低表面张力的镜面涂层、镀层的润湿性和流平性，优化光泽度和透光率。引入特种硅烷，强化界面结合力，以及稳定树脂和涂料配方中的无机材料。

1.一种应用于保护镜面涂层、金属感涂层、镀层的水性高透光、高光泽涂料，其特征在于，包括以下重量份原料：

2.根据权利要求1所述一种应用于保护镜面涂层、金属感涂层、镀层的水性高透光、高光泽涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为迈图的silquest a-186（β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷）；有机硅流平剂为byk 3568；成膜助剂为dpm二丙二醇甲醚；紫外线吸收剂为巴斯夫tinuvin 400-dw (n)；炔醇类消泡剂为surfynol 107l；功能助剂为bit杀菌剂、聚氨酯缔合型增稠剂和柠檬酸ph调节剂按照重量比3:2:1配制而成。

3.根据权利要求1所述一种应用于保护镜面涂层、金属感涂层、镀层的水性高透光、高光泽涂料，其特征在于，所述硅溶胶改性水性聚氨酯分散体的制备方法为：

4.根据权利要求1所述一种应用于保护镜面涂层、金属感涂层、镀层的水性高透光、高光泽涂料，其特征在于，所述改性纳米氧化铝分散液的制备方法为：

5.根据权利要求4所述一种应用于保护镜面涂层、金属感涂层、镀层的水性高透光、高光泽涂料，其特征在于，所述壳聚糖溶液的质量分数为2-5%；所述十二烷基苯磺酸钠溶液的质量分数为5-8%。

6.根据权利要求5所述一种应用于保护镜面涂层、金属感涂层、镀层的水性高透光、高光泽涂料，其特征在于，所述球磨剂的制备方法为：将2-4份纳米氧化钛、4-6份硝酸镧溶液和2-5份羧甲基纤维素钠共混均匀，得到球磨剂。

7.根据权利要求6所述一种应用于保护镜面涂层、金属感涂层、镀层的水性高透光、高光泽涂料，其特征在于，所述硝酸镧溶液的质量分数为3-5%。

8.如权利要求1-7任一项所述一种应用于保护镜面涂层、金属感涂层、镀层的水性高透光、高光泽涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述一种应用于保护镜面涂层、金属感涂层、镀层的水性高透光、高光泽涂料的制备方法，其特征在于，所述超声处理的超声功率为350-400w，超声1h。