一种环保水性漆、制备方法及应用与流程

1.本发明涉及水性漆技术领域，特别是涉及一种环保水性漆、制备方法及应用。


背景技术：

2.笔记本电脑散热器所用的涂料主要是溶剂性涂料，溶剂型涂料由于voc含量高、气味重、内含苯类溶剂，长期使用会影响造血功能，不利健康，已经受到一线作业人员的严重抵触，并且与国家日益加强的大气治理政策不相符。另外溶剂型涂料属于危险品，运输起来也不方便，运输成本越来越高。笔记本电脑属于民用产品，终端市场客户已经明确要求供应商加快进行油改水涂装，所以水性涂料在笔记本内置的应用迫在眉睫。


技术实现要素：

3.本发明的第一目的在于提供一种环保水性漆，本发明快速成膜，所得膜层良好的散热性，稳定性好。
4.为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种环保水性漆，按照质量份数包括以下物质：水性丙烯酸树脂
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30份至35份；水性异氰酸酯树脂
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15份至30份；磷酸酯
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4份至6份；有机硅底材润湿流平剂
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0.5份至1份；聚氨酯流变助剂
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0.2份至1份；去离子水
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35份至47份；二甲基乙醇胺
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0.1份至0.6份。
5.优选本发明按照质量份数还包括：颜料粉
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4份至8份；功能单体
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7份至15份；水性色浆
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4份至20份。本发明通过向水性漆中加入颜料粉、功能单体以及水性色浆用于改善所得涂层的颜色，满足市场需求。
6.进一步优选，本发明还包括提高热传导的氧化石墨烯。
7.优选所述磷酸酯为环氧改性磷酸酯。本发明中交联剂磷酸酯进一步优选为环氧改性的磷酸酯，在保证磷酸酯交联剂作用的前提下，引入环氧基团，提高体系的稳定性。
8.优选本发明按照质量份数包括以下物质：水性丙烯酸树脂
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37份；水性异氰酸酯树脂
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15份；环氧改性磷酸酯
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2.2份；有机硅底材润湿流平剂
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0.7份；聚氨酯流变助剂
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0.5份；
去离子水
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44份；二甲基乙醇胺
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0.4份。
9.本发明水性漆固化后的综合性能最佳。
10.本发明的第二目的在于提供一种环保水性漆的制备方法，本发明通过组分、用量以及添加顺序的控制，有效保证所得水性漆有效聚合，具有良好的成膜性，成膜结构稳定和具有可靠强度。
11.为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种环保水性漆的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将水性丙烯酸树脂投入调漆缸，搅拌；步骤二、将溶解的聚氨酯流变助剂加入，搅拌；步骤三、在500-600转/分搅拌状态下依次缓慢将水性异氰酸酯树脂、磷酸酯加入；步骤四、在800转/分搅拌状态下依次缓慢加入功能单体、有机硅底材润湿流平剂、水性色浆、聚氨酯流变助剂、去离子水加入，继续分散20分钟；过滤得目标环保水性漆。
12.优选本发明步骤四后调节混合物的ph值为8至9；本发明通过调节体系的ph值为弱碱性，提高水性丙烯酸分散体的亲水性，提高体系的稳定性。
13.优选步骤一中水性丙烯酸树脂搅拌工艺参数为：500-600转/分，5分钟。本发明中通过搅拌充分保证羟基在高速剪切乳化可以充分地显露在胶体粒子表面，具有更高的有效羟基含量。
14.优选步骤二和步骤三的搅拌工艺参数分别为：800转/分，10分钟。本发明中充分保证步骤二和步骤三中所加入交联剂与水性丙烯酸树脂得到充分接触，利于聚合反应的进行。
15.本发明的第三个目的在于提供一种笔记本电脑散热器，本发明散热效果好，硬度佳，附着力好。
16.为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种笔记本电脑散热器，所述散热器表面涂覆有本发明制得的水性漆。
17.优选所述水性漆干燥条件为：涂装后流平2min至5min,115℃烘烤20min。本发明所得水性漆烘干温度低，成膜速度快，成膜稳定性好，适合涂装于笔记本电脑散热器。
18.通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明中水性封闭型异氰酸酯中的异氰酸根（-nco）在115℃以下低温下开封，与水性丙烯酸树脂中的羟基（-oh）和羧基（-cooh），快速交联进行聚合反应，在短时间内形成交联密度很高且导向性好的涂膜来满足不同工件对涂膜的特殊性能要求；通过聚酯分散体改性丙烯酸树脂，制成的水性环保涂料具有高反应活性，并且具有较高的自缩合倾向，因而使得其相关的涂膜产品在115度下具有非常好的自交联密度，很好的硬度，耐化学性和附着力；本发明固化效率高，环保节能，彻底解决了普通水性涂料同时在多种金属材料上附着力差，耐酒精耐盐雾差的缺点；本发明中磷酸酯配合水性封闭型异氰酸酯作为交联剂，配合具有扩链和中和剂作用的二甲基乙醇胺，不仅利于聚合结构的致密，还利于体系的稳定，获得硬度、附着力和耐化学性能优异的水性涂料；
本发明所得水性漆成膜条件宽松，具有良好的施工性，可以满足与粉末底漆和pu底漆的配套。
19.从而实现本发明的上述目的。
具体实施方式
20.为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
21.实施例1本实施例公开一种环保水性漆，具体组分及用量详见表1所示，具体制备方法包括以下步骤：步骤一、将水性丙烯酸树脂投入调漆缸，搅拌；步骤一中水性丙烯酸树脂搅拌工艺参数为：500-600转/分，5分钟。
22.步骤二、将溶解的聚氨酯流变助剂加入，搅拌；步骤三、搅拌状态下依次缓慢将水性异氰酸酯树脂、磷酸酯加入，搅拌得聚氨酯改性的丙烯酸树脂；步骤二和步骤三的搅拌工艺参数分别为：800转/分，10分钟。
23.步骤四、500-600转/分搅拌状态下依次缓慢加入功能单体、有机硅底材润湿流平剂、水性色浆、聚氨酯流变助剂、去离子水加入，继续分散20分钟；步骤四后调节混合物的ph值为8至9；过滤得目标环保水性漆。
24.将本实施例制得的水性漆涂装于笔记本电脑散热器表面，具体的干燥条件为：涂装后流平2min至5min,115℃烘烤20min。
25.实施例2本实施例与实施例1的主要区别在于：具体组分和用量详见表1所示；涂装于笔记本电脑散热器表面后的干燥条件为：具体的干燥条件为：涂装后流平3min。
26.实施例3本实施例与实施例1的主要区别在于：具体组分和用量详见表1所示；涂装于笔记本电脑散热器表面后的干燥条件为：具体的干燥条件为：涂装后流平4min。
27.实施例4本实施例与实施例1的主要区别在于：具体组分和用量详见表1所示；涂装于笔记本电脑散热器表面后的干燥条件为：具体的干燥条件为：涂装后流平5min。
28.实施例5本实施例与实施例1的主要区别在于：
具体组分和用量详见表1所示；涂装于笔记本电脑散热器表面后的干燥条件为：具体的干燥条件为：涂装后流平4min。
29.对比例本例与实施例3的主要区别详见表1。
30.将实施例1至5以及对比例所得水性漆膜层分别进行如下性能测试：硬度：依据国标 gb/t 6739-2006 测试漆膜的铅笔硬度。分别在漆膜上三个不同的位置，利用小推车将铅笔芯尖匀速在漆膜表面划过，以不在漆膜表面留下划痕的最硬铅笔号作为漆膜的铅笔硬度。
31.附着力：漆膜的厚度控制在 23
±
3μm，用划格器将漆膜划穿而不划破基材，然后再用划格器垂直交叉划痕，划痕结束后利用胶带粘紧划痕区域并用力的撕扯下来，观看漆膜脱落程度来评定漆膜的附着力等级，至少取三个不同部位测试。
32.耐水性：依据国标gb/t 1733-1993测试漆膜的耐水性，将漆膜用石蜡和松香混合物封边，封边后的漆膜浸泡在水中，7 天之后取出轻轻擦干漆膜表面，观察漆膜是否出现起泡、变色和脱落现象。
33.耐酒精性：将涂装膜厚控制在23
±
μm，加500g力，蘸分析纯（乙醇≧99.7％），擦拭50次，观察是否露底。
34.表实施例1至5以及对比例水性漆的组分和用量（质量份数）
表 实施例1至5以及对比例所得水性漆膜层的性能测试结合表1和表2的数据可知，本发明中水性封闭型异氰酸酯中的异氰酸根（-nco）在115℃以下低温下开封，与水性丙烯酸树脂中的羟基（-oh）和羧基（-cooh），快速交联进行聚合反应，在短时间内形成交联密度很高的涂膜来满足不同工件对涂膜的特殊性能要求，通过聚酯分散体改性丙烯酸树脂，制成的水性环保涂料具有高反应活性，并且具有较高的自缩合倾向，因而使得其相关的涂膜产品在115度下具有非常好的自交联密度，本发明所得水性漆干燥时间短，干燥温度低，但是所得膜层的硬度、附着力、耐水性和耐酒精性均良好；本发明所得水性漆固化效率高，环保节能，彻底解决了普通水性涂料同时在多种金属材料上附着力差，耐酒精耐盐雾差的缺点。
35.本发明中磷酸酯配合水性封闭型异氰酸酯作为交联剂，配合具有扩链和中和剂作用的二甲基乙醇胺，不仅利于聚合结构的致密，还利于体系的稳定，获得硬度、附着力和耐化学性能优异的水性涂料；所得水性涂料成膜条件宽松，具有良好的施工性，可以满足与粉末底漆和pu底漆的配套。
36.表2中可知，实施例3、4和5中分别加入了质量份数分别为2份、5份和10份的氧化石墨烯。其中氧化石墨烯在水中具有良好的分散性，且层状结构的石墨烯具有极佳的热传导性，配合膜层的内部结构，有效提升导热系数。