一種環(huán)保水性汽車金屬閃光漆及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保水性汽車金屬閃光漆及其制備方法。
背景技術(shù)
近兩年來，隨著全球?qū)Νh(huán)境保護要求的提高以及汽車工業(yè)節(jié)能減排不斷地深入，汽車涂料正向水性化、高固體分、粉末涂料方向發(fā)展，其中水性涂料是最具前景的技術(shù)之一。汽車涂料供應(yīng)商都致力于開發(fā)具有優(yōu)良外觀和顏色的水性汽車涂料，以便取代傳統(tǒng)的溶劑型涂料。其中汽車金屬漆占領(lǐng)汽車涂料半壁江山，而其中的銀色占到顏色份額的近20％。
銀色漆的效應(yīng)顏料為細小鱗片狀的鋁粉，鋁粉具有金屬光澤和平行于被涂物的特征，在在含有透明顏料的載體中，鋁粉的光澤度和顏色深淺隨入射光角度和視角的變化發(fā)生光和色的變化，而呈現(xiàn)出不同明亮度、色彩不斷變幻的具有金屬質(zhì)感的外觀性能。銀粉漆的出現(xiàn)極大滿足了人們對汽車外觀多彩化、生動化的要求。
然而，以鋁粉作為效應(yīng)顏料的水性金屬閃光漆存在以下較多的問題：1)為了防止鋁粉與水發(fā)生反應(yīng)，生成氧化鋁和氫氧化鋁，并釋放出氫氣，導(dǎo)致鋁粉表面發(fā)暗，影響漆膜外觀，必須對鋁粉進行包裹或鈍化等表面處理，而經(jīng)過表面處理后的水性鋁粉一般難以分散，非常容易團聚，大大限制了金屬閃光漆的開發(fā)。2)分散的鋁粉穩(wěn)定性差，對pH值很敏感，漆中混入的酸性物質(zhì)會形成酸性粒子，從而產(chǎn)生膠化破壞水性漆。3)水性涂料中含有大量的水不能在噴涂過程中快速揮發(fā)，不僅影響金屬漆鋁粉顏料的排列定向，產(chǎn)生顏色不良，還會產(chǎn)生漆膜弊病，如易流掛、展平性不好、易產(chǎn)生針孔、縮孔等缺陷。4)漆膜的耐水性、耐化學(xué)性和耐候性均達不到溶劑型金屬閃光漆的水平。5)漆膜的物理機械性能較溶劑型金屬閃光漆差。
現(xiàn)有技術(shù)主要通過改進金屬閃光漆的配方組成，以克服上述的缺陷。如公開號為CN102604497A的中國專利申請公開了一種水性金屬閃光漆及其制備方法，該水性金屬閃光漆由以下組分組成：丙烯酸共聚物水分散體-1、氨基樹脂、BYK-028、二甲基乙醇胺、水、水性鋁粉、分散劑、乙二醇丁醚、BYK-347、BYK-425、水性聚氨酯、聚氨酯分散劑和醋酸丁酸纖維素，制得的水性金屬閃光漆具有良好的光澤和閃光效果。另有公開號為CN 106916497A的中國專利申請公開了一種分散穩(wěn)定型汽車用水性金屬閃光漆的制備方法，該方法通過提取茶葉渣內(nèi)部多糖后，經(jīng)羧甲基化改性制備改性液，通過改性液制備水性鋁粉，與水性樹脂復(fù)配制備水性分散優(yōu)良金屬閃光漆，所得的分散穩(wěn)定型汽車用水性金屬閃光漆具有良好的分散性能與穩(wěn)定性，對環(huán)境無污染，具有良好的光澤和閃光效果。
雖然現(xiàn)有技術(shù)對金屬閃光漆的改進已獲取了不少進步，但仍有必要提供一種新的環(huán)保水性金屬閃光漆配方，在原來涂料各特點的基礎(chǔ)上，揚長避短，進一步提高其各項性能指標，更好地滿足市場需求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保水性汽車金屬閃光漆及其制備方法，該金屬閃光漆具有良好的分散性能和穩(wěn)定性能，形成的漆膜色彩豐富，金屬質(zhì)感強，耐候持久性好，環(huán)保無污染。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：
一種環(huán)保水性汽車金屬閃光漆，包括以下重量份的組分：
優(yōu)選，所述的環(huán)保水性汽車金屬閃光漆，包括以下重量份的組分：
本發(fā)明還提供了一種水性鋁銀漿的配方及其制備方法，使制得的水性鋁銀漿不僅保持高的金屬光澤，而且還具有較佳的分散性能和穩(wěn)定性能，所述的水性鋁銀漿包括以下重量份的組分：片狀鋁粉50～60份、正硅酸乙酯20～30份、季銨化硅烷BFS60 3～5份、硅烷偶聯(lián)劑KH-5605～10份、二甲基甲醇4～8份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇4～10份和乙二醇丁醚20～30份，氨水適量。
優(yōu)選，所述的片狀鋁粉的粒徑為10～25μm。
所述的水性鋁銀漿的制備包括以下步驟：
S1：將片狀鋁粉、季銨化硅烷BFS60、硅烷偶聯(lián)劑KH-560、二甲基甲醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和乙二醇丁醚，置于反應(yīng)釜中以100～200r/min攪拌混合1～2h，得到分散混合物；
S2：往S1的分散混合物中加入適量的氨水，調(diào)節(jié)pH值至8～9，在溫度為50～60℃下，緩慢滴加正硅酸乙酯，邊滴加邊持續(xù)反應(yīng)5～6h，得到反應(yīng)液；
S3：待反應(yīng)液冷卻后，以500～600r/min分散30～60min，過400目篩，即得水性鋁銀漿。
本發(fā)明提供的水性鋁銀漿配方中加入了季銨化硅烷BFS60，可增加片狀鋁粉表面的正電荷性，并降低鋁粉的表面張力，使正硅酸乙酯水解生成的SiO2均勻致密地分布于鋁粉表面，形成一層均勻致密的SiO2薄膜，加入硅烷偶聯(lián)劑KH-560、2-氨基-2-甲基-1-丙醇等輔助成分，有利于提高水性鋁銀漿在水性涂料的分散性和穩(wěn)定性，使水性鋁銀漿加至水性涂料后，無需加入分散劑，即可均勻分散于水性涂料中，另可提高水性涂料儲存的穩(wěn)定性，使涂料沒有一般水性銀色漆漲罐、發(fā)黑等弊病。
所述的潤濕劑為美國氣體化學(xué)surfynol 104。
所述的增稠劑為堿溶脹增稠劑和締合型增稠劑以1:(0.2～0.3)的質(zhì)量比組成。
優(yōu)選，所述的堿溶脹增稠劑為羅門哈斯ASE60，所述的締合型增稠劑為海名斯1070。
所述的胺中和劑為海名斯MA-95。
本發(fā)明所述的水性聚氨酯接枝丙烯酸乳液由上海拓佳印刷材料有限公司提供，其產(chǎn)品名稱為TJ-06 50％聚氨酯接枝丙烯酸乳液。
所述的水性氨基樹脂為湛新Cymel 325、湛新Cymel 327、巴斯夫Luwipal 052或巴斯夫Luwipal 073。
本發(fā)明選用聚氨酯接枝丙烯酸乳液為主要成膜物質(zhì)，其具備耐磨、光亮、柔軟有彈性、機械力學(xué)性、耐候性俱佳等特性，加入水性氨基樹脂進行交聯(lián)固化，使涂膜具有優(yōu)異的耐水性。
此外，本發(fā)明還提供一種所述環(huán)保水性汽車金屬閃光漆的制備方法，該方法包括以下步驟：
S1：在400～500轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下，將水性聚氨酯接枝丙烯酸乳液、水性氨基樹脂、
消泡劑、
潤濕劑、增稠劑、胺中和劑依次加入去離子水中，攪拌30～60min；
S2：然后往S1步驟的物料中加入水性鋁銀漿，100～200轉(zhuǎn)/分，攪拌20～30分鐘，即得。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
(1)本發(fā)明提供的環(huán)保水性汽車金屬閃光漆的干燥速度快，形成的漆膜平整、豐滿、光滑，色澤均勻，光澤度高、附著性好，具有優(yōu)異的耐水性以及良好耐磨、耐溶劑、耐候等性能，還兼?zhèn)淞己玫馁A存穩(wěn)定性，沒有一般水性銀色漆漲罐、發(fā)黑等弊病。
(2)本發(fā)明提供的環(huán)保水性汽車金屬閃光漆滿足2C1B涂裝工藝對涂料的要求，大大節(jié)約了成本，降低能耗，具有節(jié)能減排的優(yōu)點。
具體實施方式
以下實施例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是對本發(fā)明的限制。
實施例1水性鋁銀漿的制備
本實施例水性鋁銀漿包括下表1所示重量份的組分：
表1水性鋁銀漿的配方組成
配方1水性鋁銀漿的制備，包括以下步驟：
S1：將片狀鋁粉、季銨化硅烷BFS60、硅烷偶聯(lián)劑KH-560、二甲基甲醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和乙二醇丁醚，置于反應(yīng)釜中以150r/min攪拌混合1.5h，得到分散混合物；
S2：往S1的分散混合物中加入適量的氨水，調(diào)節(jié)pH值至9，在溫度為60℃下，緩慢滴加正硅酸乙酯，邊滴加邊持續(xù)反應(yīng)6h，得到反應(yīng)液；
S3：待反應(yīng)液冷卻后，以550r/min分散40min，過400目篩，即得水性鋁銀漿。
配方2-5水性鋁銀漿的制備步驟參考上述配方1。
實施例2水性金屬閃光漆的制備
本實施例水性金屬閃光漆包括下表2所示重量份的組分：
表2水性金屬閃光漆的配方組成
(1)制備方法：
S1：在450轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下，將
水性聚氨酯接枝丙烯酸乳液、水性氨基樹脂、消泡劑、潤濕劑、增稠劑、胺中和劑依次加入去離子水中，攪拌60min；
S2：然后往S1步驟的物料中加入水性鋁銀漿，100轉(zhuǎn)/分，攪拌30分鐘，即得。
(2)水性金屬閃光漆性能檢測：
底材為冷軋鋼板，脫脂清洗烘干后，按2C1B工藝流程要求進行樣板制作，金屬閃光漆厚度為14μm、罩光清漆厚度為40μm，其中，金屬閃光漆為上述配方1-5制得的，清漆為溶劑型氨基聚酯烤漆，檢測結(jié)果見表3。
表3水性金屬閃光漆性能檢測結(jié)果
結(jié)果顯示，本發(fā)明提供的水性金屬閃光漆施工性能好，具有高的金屬光澤度，并且鮮映性等級達到1.0DOI值以上，具有鏡面的成像清晰度，符合高檔轎車的涂膜要求，同時具有優(yōu)良的耐水性、耐酸堿性、耐人工氣候老化性和耐濕熱性能，并且附著力高。
實施例3水性金屬閃光漆的制備
實施例3是保證實施例2配方1中各物質(zhì)種類不變的情況下，改變各物質(zhì)含量的投料配方，見下表4所示，按照實施例2的工藝過程制備得到水性金屬閃光漆。
表4水性金屬閃光漆的配方組成
由配方6～8制備的得到水性金屬閃光漆的性能如表5所示，與表3性能對比可知，當(dāng)水性金屬閃光漆配方中各物質(zhì)的含量超出本發(fā)明所公開的范圍時，得到的水性金屬閃光漆的性能明顯下降，尤其是當(dāng)TJ-06 50％聚氨酯接枝丙烯酸乳液和水性氨基樹脂的配比超出本發(fā)明的范圍，對水性金屬閃光漆的性能檢測結(jié)果影響較大。
表5水性金屬閃光漆性能檢測結(jié)果
對比例1-3水性金屬閃光漆的制備
對比例1-3水性金屬閃光漆包括下表6所示重量份的組分：
表6水性金屬閃光漆的配方組成
對比例1-3水性金屬閃光漆的性能檢測結(jié)果見表7。
表7水性金屬閃光漆性能檢測結(jié)果
結(jié)果顯示，對比例1-3制得的水性金屬閃光漆各方面的性能均有所減弱，表明水性鋁銀漿不僅影響金屬漆膜的板面效果，還影響漆膜的機械性能和耐候性能。由對比例1和2可知，將實施例1配方4和5制備得到的水性鋁銀漿加入金屬閃光漆配方中進行制備，獲得的金屬閃光漆施工性能和板面效果明顯降低，漆膜的鮮映性DOI等級達不到高檔轎車的涂膜要求(DOI≥1.0)，并且光澤度明顯降低。由對比例3可知，采用市售的水性鋁銀漿替換本發(fā)明的水性鋁銀漿，獲得的金屬閃光漆施工性能稍差，板面效果降低，漆膜的鮮映性DOI等級達不到高檔轎車的涂膜要求。
以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實施方式不應(yīng)視為對本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準。對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
