一种水性金属漆及其制备方法和应用与流程

本发明涉及涂料，特别涉及一种水性金属漆及其制备方法和应用。

背景技术：

1、水性金属漆凭借低voc、绿色环保的优势，已逐步替代传统溶剂型金属漆，成为汽车原厂涂装的主流产品。其中，水性银白金属漆因兼具金属闪光质感与高装饰性，应用尤为广泛。

2、水性银白金属漆在实际生产与施工中，普遍存在以下技术缺陷：其一，水性体系中铝银浆的润湿分散性较差，片状铝粉易出现团聚、定向排列无序等问题，导致漆膜出现发花、阴阳面、光泽不均等外观缺陷；其二，涂料体系对触变性的调控不足，在施工过程中铝粉易沉降或浮色，导致厚涂与薄涂区域色差明显，涂装合格率低；其三，成膜树脂与铝粉间的相容性不佳，漆膜成膜过程中体积收缩不均，进一步加剧铝粉排布紊乱，同时影响漆膜附着力、耐候性与机械性能。

3、现有技术中，多通过单一添加聚酰胺蜡或硅酸镁锂等定向助剂以改善铝粉排布，但这类定向助剂普遍存在相容性差、降低漆液储存稳定性以及后增稠明显等问题，无法从根源解决发花等缺陷，难以兼顾漆膜装饰性与防护性。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种水性金属漆，本发明所述水性金属漆以byk-2060与羧基磷酸酯复配作为抗发花定向分散剂，实现对涂料中铝粉的高效分散与定向排列，获得一种铝粉排布均匀、抗发花效果优异的水性银白金属漆。本发明的目的之二在于提供一种第一方面所述水性金属漆的制备方法。本发明的第三目的在于提供一种第一方面所述水性金属漆的应用。

2、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

3、本发明的第一方面在于提供一种水性金属漆，包括水性成膜树脂、甲醚化氨基树脂、二氧化硅包覆铝银浆、纳米硫酸钡、byk-2060、羧基磷酸酯、助剂和助溶剂；所述水性成膜树脂包括水性丙烯酸树脂、水性聚脂树脂和水性聚氨酯树脂。

4、本发明以水性丙烯酸树脂、水性聚脂树脂和水性聚氨酯树脂形成的三元树脂复配体系，实现了漆膜硬度与柔韧性的平衡，具备良好耐候性、耐水性与耐化学品性能，提高漆膜的防护长效性。

5、本发明以byk-2060复配羧基磷酸酯作为抗发花定向分散剂，可实现对铝粉的高效分散与定向排布，杜绝铝粉浮色发花。

6、本发明中所述纳米硫酸钡除作为涂料填料外，同时作为铝粉的定向支撑剂，辅助铝粉均匀排布，减少团聚与浮色。

7、在一些优选的实施方式中，按重量份数计，包括水性成膜树脂43-68份、甲醚化氨基树脂5-9份、二氧化硅包覆铝银浆6-10份、纳米硫酸钡4-8份、byk-2060 0.4-1.2份、羧基磷酸酯0.2-0.6份、助剂1-3份和助溶剂4-9份。

8、在一些优选的实施方式中，按重量份数计，所述水性成膜树脂包括水性羟基丙烯酸树脂25-35份、水性聚脂树脂10-18份和水性聚氨酯树脂8-15份。

9、采用水性羟基丙烯酸树脂作为成膜树脂可以获得良好的颜填料润湿性与漆膜硬度。

10、水性聚酯树脂与丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等相容性优异，可提升漆膜柔韧性与铝粉附着力。

11、采用的水性聚氨酯树脂为脂肪族阴离子聚碳酸酯型聚氨酯分散体，能显著改善漆膜流平性与铝粉定向排列效果。

12、在一些优选的实施方式中，所述二氧化硅包覆铝银浆中铝粉的粒径范围为10-15μm。

13、二氧化硅包覆层可避免铝粉与水性体系直接接触，防止氧化发黑，同时提升分散稳定性。

14、在一些优选的实施方式中，所述纳米硫酸钡的粒径范围为30-50nm。

15、在一些优选的实施方式中，所述助剂包括润湿流平剂、消泡剂、触变流变助剂、ph调节剂中的一种或几种。

16、在一些优选的实施方式中，按重量份数计，所述助剂包括润湿流平剂0.3-0.7份。

17、在一些优选的实施方式中，按重量份数计，所述助剂包括消泡剂0.2-0.6份。

18、在一些优选的实施方式中，按重量份数计，所述助剂包括触变流变助剂0.4-1.0份。

19、在一些优选的实施方式中，按重量份数计，所述助剂包括ph调节剂0.2-0.5份。

20、在一些优选的实施方式中，所述润湿流平剂包括聚醚改性硅氧烷。

21、在一些优选的实施方式中，所述消泡剂包括聚硅氧烷类消泡剂。

22、在一些优选的实施方式中，所述触变流变助剂包括聚氨酯增稠剂和有机膨润土。

23、聚氨酯增稠剂是疏水基团改性的聚氨酯聚合物，具有水溶性，分子结构中有疏水基、长的亲水链和聚氨酯基团，疏水基多为烷基，可带有芳核，起缔合作用，是产生增稠效应的关键，亲水链多为聚氧乙烯及其衍生物，提供增稠剂的化学稳定性和粘度黏度稳定性。

24、有机膨润土是季铵盐改性的蒙脱石，具有片状层结构，具有触变性。

25、在一些优选的实施方式中，所述ph调节剂包括有机胺。

26、在一些优选的实施方式中，所述助溶剂包括丙二醇甲醚和/或二乙二醇丁醚。

27、本发明的第二方面在于提供一种第一方面所述的水性金属漆的制备方法，包括以下步骤：

28、（1）将所述水性成膜树脂与所述甲醚化氨基树脂混合，得到树脂混合物；

29、（2）将所述助剂和部分所述助溶剂加入到所述树脂混合物中，得到基料；

30、（3）将所述二氧化硅包覆铝银浆、所述byk-2060、所述羧基磷酸酯、余量所述助溶剂进行混合分散，得到预分散液；

31、（4）将所述纳米硫酸钡分散在所述基料中，在分散条件下缓慢加入所述预分散液，调节体系ph和粘度后过滤出料，制得所述水性金属漆。

32、在一些优选的实施方式中，步骤（4）的体系ph调节至8.0-8.5。

33、在一些优选的实施方式中，步骤（4）的体系粘度调节至涂-4杯流出时间为60-70s。

34、本发明的第三方面在于提供一种第一方面所述水性金属漆的应用，具体是用作汽车涂装涂料。

35、在一些优选的实施方式中，所述水性金属漆用作汽车涂装中的面漆。

36、本发明的有益效果是：

37、（1）本发明提供了一种水性金属漆，由水性丙烯酸树脂、水性聚脂树脂和水性聚氨酯树脂作为水性成膜树脂形成的三元树脂复配体系，实现了漆膜硬度与柔韧性的平衡，使漆膜具备良好耐候性、耐水性与耐化学品性能，提高漆膜的防护长效性。同时，本发明以byk-2060复配羧基磷酸酯作为抗发花定向分散剂，实现对铝粉的高效分散与定向排布，结合作为铝粉定向支撑剂的纳米硫酸钡，实现铝银浆高效润湿与定向均匀排布，彻底解决水性金属漆铝粉排布不均、发花、色差、阴阳面等问题，同时提升漆膜的综合性能。

38、（2）本发明通过引入复配触变流变助剂优化涂料的触变性，使得涂料在施工时粘度降低保证流平，静置后快速恢复粘度，防止铝粉沉降；且树脂体系相容性优异，漆液储存3个月无分层、无后增稠。

39、（3）本发明所述的水性金属漆以水为主要分散介质，voc含量≤300g/l，符合gb30981.2-2025要求，可适配绿色涂装工艺。

40、（4）本发明还提供了一种所述水性金属漆的制备方法，可通过简单的分散共混制备得到，对铝银浆进行了预分散提高了其在涂料中的分散效果。

41、（5）本发明所述水性金属漆具有良好的金属闪光质感与装饰性，抗发花效果优异、铝粉排布均匀、施工稳定性高、综合性能优异，可适用于汽车涂装，且本发明所述水性金属漆具有良好的触变性，储存稳定性好，无后增稠，可适配汽车自动化流水线施工。