一种不锈钢保温杯用耐水煮水性高光白色烤漆及其制备方法与流程

1.本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及一种不锈钢保温杯用耐水煮水性高光白色烤漆及其制备方法。


背景技术：

2.不锈钢保温杯是人们日常生活中普及率很高的一种中高档饮水工具，特别是在寒冷的冬天，保温杯的使用则更加广泛。在工厂生产中通常喷涂烤漆来对其表面进行装饰与美化，目前，市场上占主导地位的烤漆依然是传统的油性氨基烤漆。
3.涂料水性化是世界涂料发展的一个主流方向，随着工业化、城市化进程的不断推进，人们逐渐认识到经济发展不能以牺牲环境为代价，开始追寻低污染甚至无污染的工业发展模式。为适应环保和节能的要求，开发低voc的环保水性涂料成为涂料行业发展的必然趋势。水性工业烤漆在不锈钢保温杯上的应用，已有5年左右的探索性积累，并获得了比较珍贵的试用经验。从当前的不锈钢保温杯涂装领域来看，已有初步应用成果的是水性工业烤漆罩光光油。保温杯用水性实色烤漆的涂装，基本上是包括底漆、面漆、乃至中涂漆在内的多涂层施工工艺，而以单一涂层产品施工，既能节省多涂层施工所需涂料的用量与成本，也成倍地降低施工成本、提高涂装效率，势必带来巨大的市场价值，但是单一涂层的水性高光实色烤漆产品在保温杯市场上至今未见大规模应用的成功先例。因此，以单一涂层产品及其施工工艺来代替多涂层产品及其施工工艺的项目，一直是涂料生产厂家与涂料终端用户在不断探索与研究的热点。然而，此项目也存在一些难以克服的技术难点：即如何在保证涂料配方中成膜物质重量比不变的前提条件下，提升单一涂层产品的遮盖力；以及如何在保证单一涂层的遮盖力与多涂层产品的共同遮盖力相媲美的前提条件下，确保涂料配方中成膜物质(即树脂与氨基固化剂)重量百分比或固含处在一个理想的水平，实现涂膜综合性能的最优化。
4.高光泽白色烤漆产品，是不锈钢保温杯用高光实色烤漆中的一个主打产品，约占高光实色烤漆市场占有率的35％。而水性高光白色烤漆的耐水煮性能，是不锈钢保温杯用水性工业烤漆最重要、也最难以达到性能要求的一项过硬指标。不锈钢保温杯用水性烤漆的耐水煮性能，主要体现在两个方面：一是在沸水条件下恒温水煮1h，漆膜表面不起泡、不脱落、不失光；二是水煮1h之后的涂层，在温度降低至手可触摸温度(40～60℃)时进行附着力与耐划伤测试，漆膜的附着力为1级，耐划伤性能达标(即依据gb/t 9729标准进行划伤试验，检测结果为“未划伤”)。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种不锈钢保温杯用耐水煮水性高光白色烤漆，可通过一次性喷涂而满足不锈钢保温杯用涂料的各项性能要求，其漆膜具有光泽度高、遮盖力强、耐水煮性好、硬度高、耐划伤性强、耐冲击性优异、附着力强的特点，该产品还具有施工方便、健康环保等性能优势，可广泛应用于不锈钢保温杯表面高光白色效果
的装饰美化与杯体保护。本发明的另一个目的，是提供所述不锈钢保温杯用耐水煮水性高光白色烤漆的制备方法。
6.为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
7.一种不锈钢保温杯用耐水煮水性高光白色烤漆，由以下重量百分比的组分组成：
[0008][0009]
其中各组分的重量百分比之和为百分之百。
[0010]
本发明中，所述改性水溶性丙烯酸树脂为上海禾楹材料科技有限公司提供的ac-170改性水溶性丙烯酸树脂；所述高固低粘水溶性聚酯树脂为广东顺德盈固化工科技有限公司提供的wp-8086水性聚酯树脂，所述改性水溶性丙烯酸树脂与所述高固低粘水溶性聚酯树脂的重量配比为0.2～0.75。
[0011]
所述ac-170改性水溶性丙烯酸树脂，具有硬度适中、柔韧性佳、附着力优异等特点，并具有极佳的耐水煮性、耐醇性和耐化学品性能。该树脂的引进与使用，在较大程度上奠定了本发明产品耐水煮性能的基础。
[0012]
所述wp-8086水性聚酯树脂是一种高固低粘水溶性聚酯树脂，该树脂固含高达(80
±
2)％，粘度仅为z4-z6(s,25℃,格氏)，涂层光泽高，耐化学性好，附着力强，柔韧性好。
[0013]
所述wp-8086高固低粘树脂与水性颜料浓缩浆的协同使用，既可实现涂料配方中水性颜料浓缩浆的用量达到一个理想的重量百分比，从而满足单一涂层产品及施工工艺所需要的突出的漆膜遮盖力的要求，又可确保涂料配方中成膜树脂固含维持在一个适宜的重
量百分比，从而满足涂料干膜的综合性能最优化。
[0014]
所述wp-8086高固低粘树脂与ac-170改性水溶性丙烯酸树脂的混拼使用，良好地实现了两种树脂的优势性能补充，具有完美的协调效应，既体现了丙烯酸树脂的优异耐水煮性，又同时保证了水溶性聚酯树脂涂层的高光泽、耐化学品性及柔韧性，实现成膜树脂对高含量钛白粉的有效包覆，满足了产品漆膜的高遮盖力、高丰满度、高光泽与优异的机械力学性能。
[0015]
本发明中，所述的中和剂为二甲基乙醇胺。
[0016]
本发明中，所述的助溶剂由乙二醇单丁醚、十二碳酯醇按1:(0.5～1)的重量比组成。
[0017]
本发明配方中按一定重量比例混拼的混合助溶剂，既体现了乙二醇单丁醚对水溶性树脂的高溶解力，增强了水性烤漆喷漆施工时的雾化效果，提升了产品的易施工性，又充分发挥了十二碳酯醇在不锈钢保温杯烤漆中的“异形部位”的抗流挂性，如杯瓶部位、杯底部位，避免了漆液的流挂与堆积。
[0018]
本发明中，所述水性颜料浓缩浆由以下重量百分比的组分组成：
[0019][0020]
所述水性颜料浓缩浆中各组分的重量百分比之和为百分之百。
[0021]
本发明中，所述前段消泡剂为tego foamex 810消泡剂。
[0022]
本发明中，所述分散剂为byk-190分散剂。
[0023]
所述后段消泡剂为byk-024消泡剂。
[0024]
本发明中，所述高效抗油润湿剂为广州赛诺环保材料有限公司提供的sn-1070抗油润湿剂。
[0025]
sn-1070是一种非硅聚合物型抗油剂，对消泡剂及脱模剂、底材表面油污等引致的油窝缩孔有特效，能强烈降低体系表面张力，从而提供很强的基材润湿和抗污染能力，在绝大多数污染环境里提供可靠的润湿流平效果，且不影响重涂性。
[0026]
本发明中，所述的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂为美国氰特公司生产的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂；所述的中和剂为二甲基乙醇胺。
[0027]
本发明中，所述水性封闭型聚异氰酸酯为广东顺德盈固化工科技有限公司提供的wh8875水性封闭异氰酸酯。该水性封闭异氰酸酯的引进与使用，使得水性烤漆产品在干燥成膜阶段的交联反应，既包含了原有的羟基树脂与氨基树脂交联成膜反应，又增加了羟基树脂与高温开环后的封闭异氰酸酯的交联成膜反应，增强了漆膜的致密性，进一步提升了漆膜的耐水煮性、硬度、耐划伤性等综合性能。
[0028]
所述环氧磷酸酯类附着力促进剂为广东顺德盈固化工科技有限公司提供的ep 805附着力促进剂。
[0029]
所述流平剂为byk-333流平剂。
[0030]
本发明中，所述水性耐水煮助剂为佛山市隽途新材料有限公司提供的a-831水性耐水煮助剂。
[0031]
a-831耐水煮助剂是一种催化性酸改性伯羟基聚合物溶液，适用于大部分金属基材的工业漆中，能改善水性氨基烤漆在耐水煮方面的性能，a-831也能显著提高漆膜的耐盐雾性能和对基材的附着力。
[0032]
本发明还提供了所述不锈钢保温杯用耐水煮水性高光白色烤漆的制备方法，具体步骤如下：
[0033]
a.制备水性颜料浓缩浆
[0034]
根据所述水性颜料浓缩浆的原料组成，在分散缸中依次加入水、分散剂、前段消泡剂、润湿剂、钛白粉、气相二氧化硅、乙二醇及其它组份，高速分散至浆料细度≤20μm即可；
[0035]
b.制备耐水煮水性高光白色烤漆
[0036]
在分散缸中依次加入改性水溶性丙烯酸树脂、高固低粘水溶性聚酯树脂、中和剂、助溶剂、步骤a制备的水性颜料浓缩浆、后段消泡剂、高效抗油润湿剂、部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、水性封闭型聚异氰酸酯、环氧磷酸酯类附着力促进剂、流平剂、水性耐水煮助剂、水及其它组份，高速分散至成品细度≤20μm、粘度为100～150s即可。
[0037]
所述高速分散的速度为1200～1500r/min。
[0038]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0039]
1)本发明产品挥发性有机化合物(voc)的含量均有效控制在60g/l以内，是真正健康环保的水性涂料产品；
[0040]
2)产品附着力强，耐冲击性好，硬度更是高达3h；
[0041]
3)本发明产品具有优异的耐水煮性能，在沸水状态恒温水煮1h，漆膜不起泡、不脱落、不失光产；产品漆膜水煮1个小时之后，在温度降低至手可触摸温度(40～60℃)时进行附着力与耐划伤测试，漆膜的附着力仍为1级，耐划伤性能依旧达到“未划伤”标准要求(即依据gb/t 9729标准进行划伤试验，检测结果为“未划伤”)；
[0042]
4)本水性白色烤漆产品具有极高的漆膜光泽与优异的遮盖力；
[0043]
5)通过一次性喷涂而获得的产品漆膜，其光泽度在92
°
以上(按gb/t9754规定测定，60
°
)，且能实现对不锈钢底材料的完美遮盖而不透底；
[0044]
6)本产品抗流挂性优异，贮存稳定性好，可广泛应用于不锈钢保温杯表面高光白色效果的装饰美化与杯体保护。
具体实施方式
[0045]
本实施例，一种不锈钢保温杯用耐水煮水性高光白色烤漆，按重量百分比由以下组分组成：
[0046][0047]
其中各组分的重量百分比之和为百分之百。
[0048]
其中，所述水性颜料浓缩浆由以下重量百分比的组分组成：
[0049][0050]
所述水性颜料浓缩浆中各组分的重量百分比之和为百分之百。
[0051]
所述前段消泡剂为tego foamex 810消泡剂。
[0052]
其中，所述改性水溶性丙烯酸树脂为上海禾楹材料科技有限公司提供的ac-170改性水溶性丙烯酸树脂；所述高固低粘水溶性聚酯树脂为广东顺德盈固化工科技有限公司提供的wp-8086水性聚酯树脂。
[0053]
所述的中和剂为二甲基乙醇胺；所述后段消泡剂为byk-024消泡剂。
[0054]
所述的助溶剂由乙二醇单丁醚、十二碳酯醇按1:(0.5～1)的重量比组成。
[0055]
所述高效抗油润湿剂为广州赛诺环保材料有限公司提供的sn-1070抗油润湿剂。
[0056]
所述的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂为美国氰特公司生产的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂。
[0057]
所述的中和剂为二甲基乙醇胺；所述水性封闭型聚异氰酸酯为广东顺德盈固化工科技有限公司提供的wh8875水性封闭异氰酸酯。
[0058]
所述环氧磷酸酯类附着力促进剂为广东顺德盈固化工科技有限公司提供的ep 805附着力促进剂。
[0059]
所述流平剂为byk-333流平剂。
[0060]
所述水性耐水煮助剂为佛山市隽途新材料有限公司提供的a-831水性耐水煮助剂。
[0061]
一种上述的不锈钢保温杯用耐水煮水性高光白色烤漆的制备方法，包括如下步骤：
[0062]
a.制备水性颜料浓缩浆
[0063]
根据所述水性颜料浓缩浆的原料组成，在分散缸中依次加入水、分散剂、前段消泡剂、润湿剂、钛白粉、气相二氧化硅、乙二醇及其它组份，高速分散30～50min，高速分散的速度为1200～1500r/min，若浆料细度≤20μm即可；
[0064]
b.制备耐水煮水性高光白色烤漆
[0065]
在分散缸中依次加入改性水溶性丙烯酸树脂、高固低粘水溶性聚酯树脂、中和剂、
助溶剂、步骤a制备的水性颜料浓缩浆、后段消泡剂、高效抗油润湿剂、部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、水性封闭型聚异氰酸酯、环氧磷酸酯类附着力促进剂、流平剂、水性耐水煮助剂、水及其它组份，高速分散高速分散30～50min，若成品细度≤20μm、粘度为100～150s即可。
[0066]
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。
[0067]
本具体实施例中，设置了实施例1～5来制备本发明所述的不锈钢保温杯用耐水煮水性高光白色烤漆，其中，水性颜料浓缩浆的配方见表1，主漆的配方见表2，所述表1和表2的配方组成以原料质量百分比(％)计：
[0068]
表1水性颜料浓缩浆的配方(单位：％)
[0069]
原料名称实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5水14.012.013.613.012.5分散剂5.03.84.85.66.0前段消泡剂0.60.70.80.50.4润湿剂1.21.11.01.31.5钛白粉75.078.074.076.077.0气相二氧化硅0.80.71.00.70.6乙二醇1.01.11.40.80.6其它组份2.42.63.42.11.4共计100100100100100
[0070]
表2主漆配方组成(单位：％)
[0071]
[0072][0073]
根据上表实施例1～5中的原料配方，并按照上述不锈钢保温杯用耐水煮水性高光白色烤漆的制备方法制备出实施例1～5的不锈钢保温杯用耐水煮水性高光白色烤漆的产品，并做性能测试。
[0074]
性能测试
[0075]
将本发明实施例1～5制备的不锈钢保温杯用耐水煮水性高光白色烤漆的产品与市售同类产品进行喷涂施工与性能检测。涂装底材为不锈钢不锈钢保温杯，喷涂前需要除油除锈抛光，并保证无尘清洁干燥。喷涂前需将水性烤漆搅拌均匀，并用去离子水将烤漆稀释至粘度为45～50s(盐田2#杯)。烤漆温度为150℃，烘烤时间为25min，漆膜干膜厚度控制为18～25μm。
[0076]
以上实施例1～5所制备的产品与市售同类产品，主要性能指标的检验结果如表3所示。
[0077]
表3检验结果
[0078][0079]
根据表3测试结果可知，本实施例1～5制备的不锈钢保温杯用耐水煮水性高光白色烤漆，相比于市售同类产品，其产品附着力强，耐冲击性好，硬度更是高达3h；产品挥发性有机化合物(voc)的含量均有效控制在60g/l以内，是真正健康环保的水性涂料产品。
[0080]
本实施例1～5所制备的产品具有优异的耐水煮性能，在沸水状态恒温水煮1h，漆膜不起泡、不脱落、不失光产；产品漆膜水煮1个小时之后，在温度降低至手可触摸温度(40～60℃)时进行附着力与耐划伤测试，漆膜的附着力仍为1级，耐划伤性能依旧达到“未划伤”标准要求(即依据gb/t 9729标准进行划伤试验，检测结果为“未划伤”)。
[0081]
本实施例产品具有极高的漆膜光泽与优异的遮盖力，通过一次性喷涂而获得的产品漆膜，其光泽度在92
°
以上(按gb/t9754规定测定，60
°
)，且能实现对不锈钢底材料的完美遮盖而不透底；产品抗流挂性优异，贮存稳定性好，可广泛应用于不锈钢保温杯表面高光白色效果的装饰美化与杯体保护。
[0082]
上述优选实施方式应视为本技术方案实施方式的举例说明，凡与本技术方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本发明的保护范围。