一种电脑机箱用高耐性水性金属哑光烤漆及其制备方法

技术领域

本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及一种电脑机箱用高耐性水性金属哑光烤漆及其制备方法。

背景技术

电脑机箱的金属底材表面，大部分使用氨基烤漆来进行涂装。随着涂料水性化进程的推进，电脑机箱的表面涂装正处在从传统的油性氨基烤漆往水性氨基烤漆的转型升级阶段。

从当前电脑机箱用水性氨基烤漆的实际应用情况来看，水性氨基烤漆具有附着力强、硬度较高、耐划伤性较好、VOC(挥发性有机化合物)含量低、施工工艺与干燥速度不受季节性气温变化的制约等特点，深受相关涂料工作者与一线施工人员的认同与欢迎。另一方面，电脑机箱表面涂装对烤漆漆膜提出了极其严格甚至苛刻的耐化学品要求，包括耐热水、耐95％乙醇磨耗、耐咖啡(雀巢二合一)、耐可乐、耐5％白猫牌清洁剂、耐1％冰醋酸、食用芝麻油等，而市场上现有的该类水性金属烤漆产品在耐化学品性方面还存在着较大的差距。

发明内容

本发明的目的在于：针对当前市场上电脑机箱用水性氨基涂料产品难以解决的高耐性的技术难题，提供一种电脑机箱用高耐性水性金属哑光烤漆，本发明的产品能全面满足电脑机箱对烤漆漆膜在耐热水、耐95％乙醇、耐咖啡、耐可乐、耐清洁剂、耐1％冰醋酸、食用油等各方面的性能指标，且具有硬度高、耐冲击性好、附着力强、超低而精准的哑光光泽，具有健康环保、施工方便等性能优势，可广泛应用于电脑机箱金属底材的表面涂装；本发明还提供了所述电脑机箱用高耐性水性金属哑光烤漆的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种电脑机箱用高耐性水性金属哑光烤漆，由以下重量百分比的组分组成：

其中各组分的重量百分比之和为百分之百。

本发明产品所用树脂为环氧改性羟丙分散体与水性丙烯酸改性聚氨酯树脂的混合物；所述环氧改性羟丙分散体为肇庆浩城科技有限公司提供的2090环氧改性羟丙分散体；所述水性丙烯酸改性聚氨酯树脂为广东彤德，新材料有限公司提供的3UA49W水性丙烯酸改性聚氨酯树脂；所述环氧改性羟丙分散体与所述水性丙烯酸改性聚氨酯分散体的重量配比为1.7～4.5:1。

所述的2090环氧改性羟丙分散体，具有耐水煮性能好、附着力优异、耐酸碱性能卓越、可重涂性好、硬度高、不添加甲醛和释放甲醛的成分、不含APEO、安全环保等优点。所述3UA49W水性丙烯酸改性聚氨酯树脂具有卓越的漆膜柔韧度，较强的附着力，较好的颜填料润湿性，表干速度快，耐候性优异等特点；相比较于PUD体系，3UA49W丙烯酸共聚物价格低廉，具有明显的成本优势。3UA49W丙烯酸改性聚氨酯树脂与2090环氧改性羟丙分散体树脂混拼使用，两种树脂的相容性好，且混拼后的树脂混合物具有性能上的协同效果，可进一步提升漆膜的耐化学品性能，优化并维持漆膜硬度与柔韧度之间的性能平衡，增强漆膜与各类特殊金属底材(如：镀锌板、铝板、不锈钢板等)的附着力。

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CYMEL 325。CYMEL 325氨基树脂是一种含高亚氨基的甲醚化氨基树脂,无需强酸催化剂便能快速固化。该树脂具有高反应活性，能与含有羟基、酰胺基、羧基的聚合物反应，并且具有较高的自缩合倾向，因而使得其相关的膜产品具有非常好的硬度，光泽，耐化学性和室外耐久性。但单独使用该树脂作为氨基固化剂的烤漆产品，其漆膜的耐冲击性与柔韧度尚需进一步提高。

本发明中，所述的高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂为美国氰特公司生产的高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂CYMEL 303LF。CYMEL 303LF氨基树脂是一种固含量高于98％的高度甲醚化的三聚氰胺交联剂，因其主要含有甲氧基甲基官能团，使其可以用于含有羟基、羧基或酰胺基官能团的主链聚合物树脂(如醇酸树脂、聚酯树脂或丙烯酸树脂)的高度有效的交联剂。该树脂在氨基烤漆用作氨基固化剂，可获得硬度与柔韧度高度平衡的烤漆漆膜。

本发明中，所述的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂与高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂的复配使用，具有显著的协同效果，在确保漆膜优异的耐化学品性的同时，获得优异的漆膜柔韧性与机械力学性能。

本发明中，所述的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂与高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂的重量配比为(0.6～0.8):1。

所述的中和剂为二甲基乙醇胺。

本发明中，所述的助溶剂由乙二醇单丁醚、二丙二醇丁醚按(0.3～1.2):1的重量比组成。

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，又充分发挥了助溶剂二丙二醇丁醚在机箱烤漆中的“异形部位”的抗流挂性，如机箱曲面部位，避免了漆液的流挂与堆积。

本发明中，所述水性颜填料中间体由以下重量百分比的组分组成：

所述水性颜填料中间体中各组分重量百分比之和为百分之百。

所述分散剂为BYK-190分散剂。

本发明中，所述的消泡剂1为TEGO FOAMEX 810消泡剂。

所述润湿剂为TEGO WET 270基材润湿剂。该润湿剂对各类金属基材均具有极好的润湿铺展性，与水性涂料体系中其他材料组份具有良好的宽容性，并有助于进一步提升漆膜在基材上的附着力。

所述防锈颜料为广西新晶科技有限公司自主研发的专利产品“磷钼酸铝锌”，这是一种功能性无机化工环保防锈新材料，具有无毒、防锈性好、易于调色、分散性好等优点，对基料的适用性广，价格适中，可取代国外同类型产品，特别是取代红丹等有毒防锈颜料。磷钼酸铝锌在配方中的应用，可较大程度地改善漆膜的防锈防腐性能。

所述着色颜料为钛白粉、炭黑粉、酞菁蓝、酞菁绿、大红、永固紫、或菊黄中的一种或多种。

所述防沉剂为华挺纳米科技(上海)有限公司提供的气相二氧化硅HT-A001。

本发明中，所述消泡剂2为BYK-024消泡剂和TEGO 902W消泡剂中的任意一种或两种。

本发明中，所述氟碳表面活性剂为美国美丽肯化工集团有限公司提供的BNK-4021氟碳表面活性剂。

BNK-4021氟碳表面活性剂是一种多功能助剂，具有快速流平的功能，同时能消泡、不稳泡，可超强降低表面张力，具有优异的润湿性和对颜填料的分散性。水性烤漆配方中添加极低剂量的BNK-4021氟碳表面活性剂，能提升水性烤漆涂层的耐水性与耐化学品性能。

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化学品性与机械力学性能。

本发明中，所述流平剂为BYK-333流平剂。

本发明中，所述抗划伤蜡助剂为改性聚乙烯蜡抗划伤助剂。在本发明中引进蜡助剂，以改善漆膜的手感与抗划伤性能，并能促进水性烤漆涂层的耐水性与耐化学品性能的进一步增强。

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。

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。

本发明中，所述哑粉为Evonik赢创消光粉ACEMATT TS 100。

本发明还提供了所述电脑机箱用高耐性水性金属哑光烤漆的制备方法，具体步骤如下：

a.制备水性颜填料中间体

根据水性颜填料中间体的配方，在分散缸中依次加入水、分散剂、消泡剂1、润湿剂、超细硫酸钡、防锈颜料、着色颜料、防沉剂、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，取样检测，若浆料细度≤20μm即可；

b.制备高耐性水性金属哑光烤漆

在分散缸中依次加入环氧改性羟丙分散体、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂、中和剂、助溶剂、水性颜填料中间体、消泡剂2、氟碳表面活性剂、部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、水性封闭型聚异氰酸酯、流平剂、水性耐水煮助剂、抗划伤蜡助剂、哑粉、水及其它组份，高速分散30～50min，高速分散的速度为1200～1500r/min，若成品细度达到≤20μm、粘度为100～150s时即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)挥发性有机化合物(VOC)的含量均有效控制在50g/l以内，是真正健康环保的水性涂料产品；

2)具有优异的耐冲击性，较高的漆膜硬度(2H)，附着力强，重涂性好；

3)具有优异的耐热水性，突出的耐95％乙醇磨耗性，卓越的耐化学品性能，包括耐咖啡(雀巢二合一)、可乐、5％白猫牌清洁剂、1％冰醋酸、食用芝麻油等；

4)具有合乎客户需求的精准而超低的哑光光泽。通过终端用户指定的“2喷2烤”涂装工艺所得的产品漆膜，其光泽度在3～5°范围(按GB/T9754规定测定，60°)，完美地达到哑光漆膜指标(4°±2°)。产品抗流挂性优异，贮存稳定性好，健康环保，施工方便，可广泛应用于电脑机箱金属底材的表面涂装。

具体实施方式

一种电脑机箱用高耐性水性金属哑光烤漆，按重量百分比由以下组分组成：

其中各组分的重量百分比之和为百分之百。

本实施例中，所述水性颜填料中间体由以下重量百分比的组分组成：

所述水性颜填料中间体中各组分重量百分比之和为百分之百。

其中，所述环氧改性羟丙分散体为肇庆浩城科技有限公司提供的2090环氧改性羟丙分散体；所述水性丙烯酸改性聚氨酯树脂为广东彤德，新材料有限公司提供的3UA49W水性丙烯酸改性聚氨酯树脂。

其中，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CYMEL 325；所述的高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂为美国氰特公司生产的高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂CYMEL 303LF。

所述的中和剂为二甲基乙醇胺。

所述的助溶剂由乙二醇单丁醚、二丙二醇丁醚按(0.3～1.2):1的重量比组成。

其中，所述消泡剂1为TEGO FOAMEX 810消泡剂。

所述防锈颜料为广西新晶科技有限公司自主研发的专利产品“磷钼酸铝锌”；所述着色颜料为钛白粉、炭黑粉、酞菁蓝、酞菁绿、大红、永固紫、或菊黄中的一种或多种。

其中，所述防沉剂为华挺纳米科技(上海)有限公司提供的气相二氧化硅HT-A001。

所述的消泡剂2为BYK-024消泡剂和TEGO 902W消泡剂中的任意一种或两种。

所述氟碳表面活性剂为美国美丽肯化工集团有限公司提供的BNK-4021氟碳表面活性剂；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。

所述流平剂为BYK-333流平剂；所述抗划伤蜡助剂为改性聚乙烯蜡抗划伤助剂；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；述哑粉为Evonik赢创消光粉ACEMATT TS 100。

一种上述的电脑机箱用高耐性水性金属哑光烤漆的制备方法，包括如下步骤：

a.制备水性颜填料中间体

根据水性颜填料中间体的配方，在分散缸中依次加入水、分散剂、消泡剂1、润湿剂、超细硫酸钡、防锈颜料、着色颜料、防沉剂、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，取样检测，若浆料细度≤20μm即可；

b.制备高耐性水性金属哑光烤漆

在分散缸中依次加入环氧改性羟丙分散体、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂、中和剂、助溶剂、水性颜填料中间体、消泡剂2、氟碳表面活性剂、部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、高甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、水性封闭型聚异氰酸酯、流平剂、水性耐水煮助剂、抗划伤蜡助剂、哑粉、水及其它组份，高速分散30～50min，高速分散的速度为1200～1500r/min，若成品细度达到≤20μm、粘度为100～150s时即可。

实施例

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。

本具体实施例中，设置了实施例1～5来制备所述的电脑机箱用高耐性水性金属哑光烤漆，其中，水性颜填料中间体的配方见表1，主漆配方见表2，所述表1和表2配方组成以原料质量百分比(％)计：

表1水性颜填料中间体的配方(单位：％)

表2主漆配方组成(单位：％)

根据表1和表2实施例1～5中的原料配方，并按照上述电脑机箱用高耐性水性金属哑光烤漆的制备方法制备出实施例1～5的电脑机箱用高耐性水性金属哑光烤漆的产品，并做性能测试。

性能测试

将本发明实施例1～5制备的产品与市售同类产品，进行喷涂施工与性能检测。涂装底材为铝合金或镀锌板；喷涂前需要除油，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)。实行“2喷2烤的涂装工艺，即喷涂2遍，每喷涂1遍，进行一次烤烘。第1遍烘烤的温度为150℃，第2遍烘烤的温度为180℃，烘烤时间均为25min。漆膜干膜厚度控制为10～20μm/遍。

耐热水的检测：

60℃的去离子水，将待测试件完全浸入水中，3h后取出,用干净脱脂棉吸净表面残留水分,进行附着性测定和外观检视。表面不可有异常变化，包括不出现凹痕、起泡、龟裂、剥离、破裂、脱落、露底材等缺陷，则会合格。

耐95％乙醇磨耗的检测：

使用100％的纯棉白纱布(300*300mm)，浸湿95％乙醇，进行磨耗试验：500g/cm

耐化学品的检测：

包括耐咖啡(雀巢二合一)、可乐、5％白猫牌清洁剂、1％冰醋酸、食用芝麻油等。使用100％的纯棉软白纱布叠5层(30*30mm)，完全浸湿上述物品，放于试件喷(烤)漆表面上，然后用玻璃罩盖住。经过2h，擦拭干净，观察喷(烤)漆表面。测试达到如下要求者为合格：喷(烤)漆层不可由损坏或阴影；不可被软化、溶解；当表面擦拭干净后，不可有颜色转印到衣物或手指上。

以上实施例1～5与市售同类产品，主要性能指标的检验结果如表3所示。

表3检验结果

根据表3测试结果可知，本实施例1～5制备的电脑机箱用高耐性水性金属哑光烤漆，挥发性有机化合物(VOC)的含量均有效控制在50g/l以内，是真正健康环保的水性涂料产品。具有优异的耐冲击性，较高的漆膜硬度(2H)，附着力强，重涂性好。

本发明产品具有优异的耐化学品性，包括优异的耐热水性，突出的耐95％乙醇磨耗性、耐咖啡(雀巢二合一)、可乐、5％白猫牌清洁剂、1％冰醋酸、食用芝麻油等。

本水性烤漆产品具有合乎客户需求的精准而超低的哑光光泽。通过终端用户指定的“2喷2烤”涂装工艺所得的产品漆膜，其光泽度在3～5°范围(按GB/T9754规定测定，60°)，完美地达到哑光漆膜指标(4°±2°)。产品抗流挂性优异，贮存稳定性好，健康环保，施工方便，可广泛应用于电脑机箱金属底材的表面涂装。

上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、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。