水性低温烘烤涂料及其使用方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别是涉及一种水性低温烘烤涂料及其使用方法。

背景技术

随着科学技术的发展和进步，利用金属可以制造出各式各样的金属制品。而金属制品的防腐蚀能力和耐候性一直是影响其使用寿命的主要因素之一。而为提高防腐蚀能力和耐候性，一般通过对其金属表面进行喷涂处理，以增强其防腐性能，从而增加其使用年限。目前，金属制品表面使用的涂料多为油性溶剂型涂料，以达到属制品的防腐蚀能力和耐候性的要求。

然而，在传统的金属制品的表面处理过程中，由于油性溶剂型涂料的载体为挥发性有机溶剂，在成膜过程及后续的使用过程中，油性涂料中有机溶剂会不断向大气挥发有机化合物。这些挥发性有机化合物不断释放到空气中，不但对环境造成污染，而且对人体健康产生一定的危害。

发明内容

基于此，有必要针对挥发性有机化合物不断释放到空气造成环境污染的技术问题，提供一种水性低温烘烤涂料及其使用方法。

一种水性低温烘烤涂料，包括以下质量百分比的各组分：

水性特殊改性聚酯树脂50-60％、水性氨基树脂10％-15％、降温剂0.2-0.8％、附着力促进剂2％-5％、流平剂0.2％-0.5％、消泡剂0.1％-0.5％、中和剂2％-5％以及去离子水20-40％。

在其中一个实施例中，所述水性特殊改性聚酯树脂由多元醇和多元酸经过特殊改性聚合得到。

在其中一个实施例中，所述水性氨基树脂为甲基醚化高亚氨基三聚氰胺树脂。

在其中一个实施例中，所述降温剂为封闭型酸催化剂，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。

在其中一个实施例中，所述附着力促进剂为芳基或烷基磷酸酯类。

在其中一个实施例中，所述流平剂为硅氧烷类、聚酯类或烷基乙烯醚共聚物。

在其中一个实施例中，所述中和剂为N，N-二甲基乙醇胺。

上述水性低温烘烤涂料，由于包含有水性特殊改性聚酯树脂、水性氨基树脂等组分，其中，水性特殊改性聚酯树脂链上含有的反应基团，其与水性氨基树脂交联反应，能有效提高涂料的耐酸、柔韧性，硬度等性能。通过水性特殊改性聚酯树脂、水性氨基树脂、附着力促进剂等组分之间的协同交联作用，使本发明提供的水性低温烘烤涂料具有优异的耐酸性能，透明度高，漆膜柔韧性好，硬度高，且挥发性有机化合物(VOC)含量低，符合绿色、环保理念。

本发明还提供一种水性低温烘烤涂料的使用方法，该水性低温烘烤涂料的使用方法，包括以下步骤：

获取水性低温烘烤涂料，用去离子水将水性低温烘烤涂料开稀，获得开稀后的水性低温烘烤涂料；

将所述开稀后的水性低温烘烤涂料涂覆于预处理后的工件的表面；

对工件进行干燥处理，得到涂装工件。

在其中一个实施例中，所述用去离子水将水性低温烘烤涂料开稀的步骤，包括：用去离子水将水性低温烘烤涂料开稀至粘度为岩田2#杯，流出时间为18～30秒，环境温度为25℃。

在其中一个实施例中，所述对工件进行干燥处理，得到涂装工件的步骤，包括：烘箱或者隧道干燥，干燥温度为110～120℃，干燥时间为30～40分钟。

上述水性低温烘烤涂料的使用方法，将涂料用水开稀后便可在预处理的工件表面进行涂覆，涂覆完成后便可进行干燥，而后便可获得涂装完成的工件，该使用方法所涉及的步骤简单方便，便于施工和工业化应用。由于本发明提供的水性低温烘烤涂料，VOC含量低，降低大气中有机溶剂的排放，减轻大气污染，使用安全，环保，施工性好。同时，本发明提供的水性低温烘烤涂料具有不易燃的防火性，有效减少火灾发生，生产、储存、运输更安全，也有利于该水性低温烘烤涂料的使用。

附图说明

图1为一个实施例中发明名称的步骤流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本发明提供的一种水性低温烘烤涂料，包括以下质量百分比的各组分：水性特殊改性聚酯树脂50-60％、水性氨基树脂10％-15％、降温剂0.2-0.8％、附着力促进剂2％-5％、流平剂0.2％-0.5％、消泡剂0.1％-0.5％、中和剂2％-5％以及去离子水20-40％。上述水性低温烘烤涂料广泛应用于金属制品的表面涂覆，由于该水性低温烘烤涂料包含有水性特殊改性聚酯树脂、水性氨基树脂等组分，其中，水性特殊改性聚酯树脂链上含有的反应基团，其与水性氨基树脂交联反应，能有效提高涂料的耐酸、柔韧性，硬度等性能。通过水性特殊改性聚酯树脂、水性氨基树脂、附着力促进剂等组分之间的协同交联作用，使本发明提供的水性低温烘烤涂料具有优异的耐酸性能，透明度高，漆膜柔韧性好，硬度高，且挥发性有机化合物(VOC)含量低，符合绿色、环保理念。

上述实施例也就是说，以所述水性低温烘烤涂料的重量百分比为100％计，该水性低温烘烤涂料包括：水性特殊改性聚酯树脂50-60％、水性氨基树脂10％-15％、降温剂0.2-0.8％、附着力促进剂2％-5％、流平剂0.2％-0.5％、消泡剂0.1％-0.5％、中和剂2％-5％以及去离子水20-40％。该水性低温烘烤涂料，还具有不易燃的防火性，能有效减少火灾的发生。

值得一提的是，本发明的各个实施例所提供的水性低温烘烤涂料可广泛应用于各种金属制品的表面处理工艺。优选地，由于本发明各个实施例提供的水性低温烘烤涂料具有较好的耐酸、硬度高、透明度高、柔韧性以及低VOC含量等特性，因此，本发明各个实施例提供的水性低温烘烤涂料适于轻工产品的装饰性面漆，如：适用于服装金属纽扣和拉链头等五金配件的表面处理。

在其中一个实施例中，所述水性特殊改性聚酯树脂由多元醇和多元酸特殊改性聚合树脂。进一步地，选自长兴公司的，型号为50630-70的水性特殊改性聚酯树脂。该水性特殊改性聚酯树脂由多元醇和多元酸特殊改性聚合得到。其中，所述多元酸选自：间苯二甲酸、领苯二甲酸酐、对苯二甲酸、己二酸、四氢苯酐、葵二酸、偏苯三酸酐、壬二酸中的一种或几种；所述多元醇选自：乙二醇、新戊二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、丙三醇中的一种或几种。该实施例中水性特殊改性聚酯树脂是在使用中以水代替有机溶剂作为分散介质的新型特殊改性聚酯体系，配合水性涂料中的水性氨基树脂和附着力促进剂，能有效提高水性低温烘烤涂料的附着力、耐酸性能、施工性以及加工性等性能。

在其中一个实施例中，所述水性氨基树脂为甲基醚化高亚氨基三聚氰胺树脂。作为优选实施例，所述水性氨基树脂选自氰特325。本实施例提供的所述水性氨基树脂，可以提供水性低温烘烤涂料的低温反应活性和交联，有效提高水性涂料的耐酸性能。

在其中一个实施例中，所述降温剂为封闭型酸催化剂。作为优选实施例，选自金氏X49110。本实施例中，降温剂为封闭型酸催化剂，因为是封闭型可以保证水性低温烘烤涂料稳定性，并且有效降低水性特殊改性聚酯树脂和氨基树脂交联反应温度，实现低温交联固化，保证漆膜各项性能。

在其中一个实施例中，所述附着力促进剂为芳基或烷基磷酸酯类。作为优选实施例，附着力促进剂选自纵凌J105A。本实施例中，对于被涂覆的金属表面来说，附着力促进剂尤为重要。因为金属不稳定，通常涂料的涂层内部有含有微孔，这些微孔能够渗透氧气、水分子如水及离子类物质会加速其氧化过程。如果涂层能够与金属表面黏结良好，这样有渗透而引起的腐蚀就可以避免。芳基或烷基磷酸酯类附着力促进剂是一种新型密着促进剂，具有较宽的溶解性，可改进涂料体系的附着力，明显提高涂料与各种基材的结合力，提高涂料的抗潮湿性能、抗盐雾性能与耐热性能。并且，芳基或烷基磷酸酯类附着力促进剂在水性低温烘烤涂料体系中比较稳定。

在其中一个实施例中，所述流平剂为硅氧烷类，聚酯或烷基乙烯醚共聚物。作为优选实施例，附着力促进剂选自BYK333。流平剂是一种常用的涂料助剂，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，能有效降低涂料表面张力，提高其流平性和均匀性，改善涂料的渗透性，减少刷涂时产生斑点和斑痕的可能性，增加覆盖性，使成膜均匀、自然。硅氧烷类，聚酯或烷基乙烯醚共聚物，具备良好的表面状态控制能力，能有效的改善本发明水性低温烘烤涂料的相容性、降低表面张力，控制表面流动的能力，同时，具有增滑性、抗缩孔、抗粘连的效果。

在其中一个实施例中，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。作为优选实施例，所述消泡剂选自迪高902W。消泡剂是抑制和消除泡沫，有机硅类消泡剂一般包括聚二甲基硅氧烷等，在常温下具有消泡速度很快、抑泡较好。本实施例提供的消泡剂能有效改善水性低温烘烤涂料的稳定性。

在其中一个实施例中，所述的中和剂为N，N-二甲基乙醇胺。作为优选实施例，所述的中和剂选自BASF公司DMEA。中和剂在涂料中能使水性树脂形成高分子树脂盐而溶于水的物质，对涂料中树脂的水溶性、涂料的贮存稳定性、粘度、固化速度，以及漆膜的泛黄性改善作用。N，N-二甲基乙醇胺是一种高效的胺中和剂，呈液态，有一定的吸湿性、温和的碱度与良好的水溶性，具有调整、稳定及辅助溶剂等效能。能有效提高水性低温烘烤涂料的增溶性、增强稳定性，使涂料的水溶性好、涂膜不泛黄、干燥较快。

值得一提的是，如图1所示，本发明还提供一种水性低温烘烤涂料的使用方法，该水性低温烘烤涂料的使用方法，包括以下步骤：

S101、获取水性低温烘烤涂料，用去离子水将水性低温烘烤涂料开稀，获得开稀后的水性低温烘烤涂料；

S102、将所述开稀后的水性低温烘烤涂料涂覆于预处理后的工件的表面；

S103、对工件进行干燥处理，得到涂装工件。

本发明得到的涂装工件上的干膜厚度为20～25微米。

上述水性低温烘烤涂料的使用方法，将涂料用水开稀后便可在预处理的工件表面进行涂覆，涂覆完成后便可进行干燥，而后便可获得涂装完成的工件，该使用方法所涉及的步骤简单方便，便于施工和工业化应用。由于本发明提供的水性低温烘烤涂料，VOC含量低，降低大气中有机溶剂的排放，减轻大气污染，使用安全，环保，施工性好。同时，本发明提供的水性低温烘烤涂料具有不易燃的防火性，有效减少火灾发生，生产、储存、运输更安全，也有利于该水性低温烘烤涂料的使用。

具体地，上述步骤S101中，获取水性低温烘烤涂料，用去离子水将所述水性低温烘烤涂料开稀，获得开稀后的水性低温烘烤涂料。所述用去离子水将所述水性低温烘烤涂料开稀的方法为：用去离子水将所述水性低温烘烤涂料开稀至粘度为岩田2#杯18-25秒，25℃。也就是说，所述用去离子水将水性低温烘烤涂料开稀的步骤，包括：用去离子水将水性低温烘烤涂料开稀至粘度为岩田2#杯，流出时间为18～30秒，环境温度为25℃。当粘度低于该粘度时，涂料容易出现流挂，影响涂层厚度；当粘度高于该粘度时，不利于涂料的涂覆施工，漆膜表面易出现褶皱、麻点、橘皮等问题。

具体地，上述步骤S102中，获取待涂装的工件，对所述待涂装的工件进行预处理，获得预处理后的工件。所述对所述待涂装的工件进行预处理具体为：对所述待涂装的工件进行除油、除尘处理。所述除油、除尘处理可以是通过清洗等方式实现。本发明实施例对具体除油除尘的方式不做具体限定，只要能实现除尘除油的效果即可。

将所述开稀后的水性低温烘烤涂料涂覆于所述预处理后的工件的表面，干燥，干膜厚度为20～25微米，获得涂装完成的工件。其中，干膜厚度20-25微米，当膜厚低于20微米时，耐酸性能下降；当膜厚高于25微米时，工件边角漆膜容易流挂，同时增加成本。

具体地，上述步骤S103中，干燥的方法包括但不限于：烘箱或者隧道干燥，干燥温度为110～120℃，干燥时间为30～40分钟。对涂覆完成的工件进行干燥的作用，一方面是通过干燥加速水性特殊改性聚酯树脂、水性氨基树脂、附着力促进剂等各组分的交联反应；另一方面是干燥漆膜形成具有耐酸、硬度、透明度、柔韧性的漆膜。

作为优选实施例，所述涂覆的方式包括：喷涂、刮涂、刷涂、滚涂。本发明实施例制备的水性低温烘烤涂料使用条件宽泛，适用于喷涂、刮涂、刷涂、滚涂等各种涂覆工艺。

在一些实施例中，对所述待涂装的工件进行预处理具体为：对所述待涂装的工件进行除油、除尘处理；所述干燥的方法包括但不限于：烘箱或者隧道干燥，干燥温度为110～120℃，干燥时间为30～40分钟；所述涂覆的方式选自：喷涂、刮涂、刷涂、滚涂中至少一种。

上述水性低温烘烤涂料的使用方法，解决了现有水性低温烘烤涂料耐酸性能、光泽度、漆膜柔韧性、硬度等方面欠佳的技术问题。使得水性低温烘烤涂料作为一种低挥发性有机化合物(VOC)含量的涂料将受到越来越广泛的应用。

为进一步对本发明提出的水性低温烘烤涂料以及该水性低温烘烤涂料的使用方法进行验证说明，下面结合多个实施例和多个对比例，并进行试验测试涂装工件的各项性能，以进一步阐述本发明的水性低温烘烤涂料以及其使用方法。

实施例1

本实施例提供一种水性低温烘烤涂料，由以下各原料按质量百分比按顺序混合均匀后组成：水性特殊改性聚酯树脂(长兴50630-70)55％、中和剂(BASF公司DMEA)3％、水性氨基树脂(氰特325)12％、降温剂(金氏X49110)0.5％、附着力促进剂(纵凌J105A)3％、流平剂(BYK333)0.3％、消泡剂(迪高902W)0.2％、去离子水26％。

对比例1

本实施例提供一种水性低温低温烘烤涂料，由以下各原料按质量百分比按顺序混合均匀后组成：普通水性聚酯树脂(常州斯赛575-4)55％、中和剂(BASF公司DMEA)3％、水性氨基树脂(氰特325)12％、降温剂(金氏X49110)0.5％、附着力促进剂(纵凌J105A)3％、流平剂(BYK333)0.3％、消泡剂(迪高902W)0.2％、去离子水26％。

对比例2

本实施例提供一种水性低温烘烤涂料，由以下各原料按质量百分比按顺序混合均匀后组成：普通水性丙烯酸树脂(长圣AD-7208SW)55％、中和剂(BASF公司DMEA)3％、水性氨基树脂(氰特325)12％、降温剂(金氏X49110)0.5％、附着力促进剂(纵凌J105A)3％、流平剂(BYK333)0.3％、消泡剂(迪高902W)0.2％、去离子水26％。

对比例3

对比例采用中华制漆(深圳)有限公司的671878油性低温烘烤涂料。由以下各原料按质量百分比按顺序混合均匀后组成：油性丙烯酸树脂53％、氨基树脂8％、附着力促进剂3％、流平剂0.3％、异丙醇16％、乙二醇单丁醚15％、二甲苯4.7％。

性能测试

对本发明实施例1、对比例1和对比例2制备的水性低温涂料，对比例3油性涂料进行透明度、硬度、附着力、耐冲击、耐硝酸(30-33％浓度)等性能方面的测试，具体结果如下表1所示：

表1

通过以上性能测试对比可见，本发明实施例1选用水性特殊改性聚酯树脂制备的水性低温烘烤涂料，涂层具有优异的耐酸性能，透明度高，硬度高优点，性能和油性低温烘烤涂料性能相当，柔韧性好于油性低温烘烤涂料。对比例1选用普通水性聚酯树脂制备的水性低温烘烤涂料，耐硝酸性能偏差。对比例2选用普通水性丙烯酸树脂制备的水性低温烘烤涂料，耐硝酸性能和冲击性能偏差。对比例3的油性低温烘烤涂料冲击性能偏差，添加大量有机溶剂对环境友好性低，本发明实施例制备的水性低温烘烤涂料具有与溶剂型油性涂料的易燃性相反，水性涂料不易燃的防火性，有效减少火灾发生，同时，该水性低温烘烤涂料对环境的友好，生产、储存、运输更加安全。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。