本技術(shù)涉及涂料領(lǐng)域，尤其涉及一種覆膜鋁板用涂層材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、覆膜鋁板是一種通過將塑料薄膜或其他類型的薄膜粘合到鋁板表面制成的復(fù)合材料。這種材料結(jié)合了鋁板的高強(qiáng)度、輕質(zhì)特性以及薄膜的裝飾性和保護(hù)性，廣泛應(yīng)用于建筑裝飾、家電制造、廣告標(biāo)牌等領(lǐng)域。

2、而近些年來，隨著覆膜鋁板的應(yīng)用領(lǐng)域和環(huán)境場(chǎng)景的不斷增加，覆膜鋁板用表面涂層材料的應(yīng)用也愈發(fā)增多，其經(jīng)常在一些特定環(huán)境和領(lǐng)域的應(yīng)用中涂覆在覆膜表面，以提供更多的鋁板表面性能。并且隨著人們對(duì)于覆膜鋁板的多樣化需求的提高，其表面涂層材料的功能需求也在逐漸提高。

3、但現(xiàn)有的覆膜鋁板用表面涂層材料依舊存在著一些技術(shù)難題，例如在一些特定應(yīng)用環(huán)境下，對(duì)于覆膜鋁板及其表面涂層的防水性、抗靜電性、耐候老化和耐光照性都有著較高的要求。但少有覆膜鋁板用表面涂層材料能夠有效同時(shí)兼顧上述多種需求，且為了提高上述性能，部分表面涂層材料放棄了一部分表面粘合性能，這導(dǎo)致在覆膜鋁板的長(zhǎng)期使用過程中，容易出現(xiàn)掉漆、開裂以及起泡現(xiàn)象，大大影響了覆膜鋁板的使用質(zhì)量和壽命。

4、因此，為了解決上述問題，本技術(shù)提供了一種覆膜鋁板用涂層材料及其制備方法，本技術(shù)制得的覆膜鋁板用涂層材料，以聚氨酯為主料保證了其與覆膜鋁板的粘合性，并在此基礎(chǔ)上，大幅增強(qiáng)了涂層材料在長(zhǎng)期使用過程中的防水性、抗靜電性、耐候老化和耐光照性等性能，不同于現(xiàn)有的覆膜鋁板用表面涂層材料，能夠兼顧并平衡多種表面性能，從而增強(qiáng)了覆膜鋁板的應(yīng)用效果，避免現(xiàn)有覆膜鋁板用涂層材料出現(xiàn)的技術(shù)問題，具有十分優(yōu)異的市場(chǎng)和應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本技術(shù)第一方面提供了一種覆膜鋁板用涂層材料，以質(zhì)量份計(jì)，原料為：水性聚氨酯乳液75～95份，改性功能樹脂25～40份，改性粒子20～30份，助劑5～15份，分散劑6～12份，附著力促進(jìn)劑2～5份，固化劑5～8份，流平劑1.5～3份，消泡劑0.5～1.5份，去離子水140～200份。

2、作為一種優(yōu)選的方案，所述水性聚氨酯乳液，改性功能樹脂和助劑的質(zhì)量比為(8～9)：(2.5～3.5)：(0.6～1.4)。

3、作為一種優(yōu)選的方案，所述水性聚氨酯乳液，改性功能樹脂和助劑的質(zhì)量比為(8～8.5)：(2.5～3)：(0.8～1.2)。

4、作為一種優(yōu)選的方案，所述水性聚氨酯乳液，改性粒子和分散劑的質(zhì)量比為(8～9)：(2.2～2.8)：(0.8～1.2)。

5、作為一種優(yōu)選的方案，所述水性聚氨酯乳液，改性粒子和分散劑的質(zhì)量比為(8～8.5)：(2.4～2.6)：(0.8～1)。

6、作為一種優(yōu)選的方案，所述水性聚氨酯乳液為陰離子水性聚氨酯乳液。

7、作為一種優(yōu)選的方案，所述水性聚氨酯乳液的固含量為40～50％。

8、作為一種優(yōu)選的方案，所述水性聚氨酯乳液的粘度為300～500mpa·s，測(cè)試條件：25℃。

9、作為一種優(yōu)選的方案，所述水性聚氨酯乳液的粘度為400～450mpa·s，測(cè)試條件：25℃。

10、作為一種優(yōu)選的方案，所述改性功能樹脂的制備方法包括以下步驟：s1：將二丙烯酸乙二醇酯，丙烯酸巰基乙酯和丙烯腈加入至有機(jī)溶劑中，通入氮?dú)?，加入引發(fā)劑，加熱至70～90℃反應(yīng)4～5h得到預(yù)產(chǎn)物溶液；s2：將s1所得預(yù)產(chǎn)物溶液中加入丙烯酰胺，丙烯酸十二烷酯，去離子水和引發(fā)劑，氮?dú)獬浞种脫Q反應(yīng)體系氣體后，加熱至80～90℃反應(yīng)4～8h；s3：反應(yīng)完成得到產(chǎn)物后，加入丙酮清洗均聚物，并且加入堿劑調(diào)整ph至7～7.5，完成后產(chǎn)物過濾洗滌，即得。

11、作為一種優(yōu)選的方案，所述二丙烯酸乙二醇酯，丙烯酸巰基乙酯和丙烯腈的質(zhì)量比為(4～6)：(2～3)：(8～12)。

12、作為一種優(yōu)選的方案，所述丙烯腈，丙烯酰胺和丙烯酸十二烷酯的質(zhì)量比為(8～12)：(30～40)：(5～6)。

13、作為一種優(yōu)選的方案，所述引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鉀。

14、作為一種優(yōu)選的方案，所述堿劑為二乙醇胺、三乙醇胺、氨水、本技術(shù)中通過加入上述改性功能樹脂能夠大幅提高涂層材料的防水性、抗靜電性和耐老化性。本技術(shù)中加入的改性功能樹脂首先能夠通過其長(zhǎng)鏈的纏結(jié)和連接作用，在涂層材料體系中形成立體且穩(wěn)定的三維連接網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的存在能夠通過其分子鏈與加入的改性粒子建立良好的分子間作用力，并通過孔隙作用和分子間作用力的共同作用下增加活性分子間的空間位阻，進(jìn)而在老化反應(yīng)中大幅降低和改變反應(yīng)路徑，并且大幅減少了活性分子間和水分子間的碰撞概率，進(jìn)而能夠大幅提高老化反應(yīng)阻力，并有效降低涂層水分子間的距離，并降低表面層的水合滲透層的形成速度，進(jìn)而獲得優(yōu)異的耐老化和防水性能。

15、另一方面，加入的改性功能樹脂能夠通過其長(zhǎng)分子鏈的引導(dǎo)作用增強(qiáng)改性粒子在涂層材料中的延展效果，進(jìn)而在涂層表面形成改性粒子含量更多且更加粗糙的表面，該粗糙表面能夠憑借改性粒子的極低表面能以及峰谷結(jié)構(gòu)大幅降低涂層表面的水合層形成速度，進(jìn)而加強(qiáng)表面防水性，大幅限制了水分子的浸入；且改性功能樹脂的存在幫助改性粒子的分散能夠充分發(fā)揮其電子通路作用，進(jìn)而在長(zhǎng)期的使用中都保持良好的電荷傳輸效果，進(jìn)而具有優(yōu)異的抗靜電性。

16、作為一種優(yōu)選的方案，所述改性粒子的制備方法包括以下步驟：s1：將炭黑和氧化鋅加入dmf溶液中，加入丁二酸酐和硅烷偶聯(lián)劑并加熱至65～75℃，攪拌反應(yīng)2～3h，反應(yīng)完成后自然冷卻至室溫，產(chǎn)物經(jīng)洗滌過濾得混合粒子；s2：將混合粒子重新加入至dmf溶液中，二次加入丁二酸酐和硅烷偶聯(lián)劑，并同時(shí)加入均苯三甲酸和含有硝酸銅的水溶液超聲分散10～15min得到混合液；s3：混合液加入至高壓反應(yīng)釜中升溫至90～110℃保溫反應(yīng)10～15h；s3：反應(yīng)完成后之后加入三乙醇胺，混合攪拌0.5～1h調(diào)節(jié)ph至7～7.5得到終產(chǎn)物，將終產(chǎn)物離心過濾，甲醇洗滌和80～90℃真空干燥循環(huán)多次，完成后即得。

17、作為一種優(yōu)選的方案，所述s1中，炭黑，氧化鋅，丁二酸酐和硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為(3～4)：(1.1～1.2)：(1.4～1.8)：(0.4～0.5)。

18、作為一種優(yōu)選的方案，所述炭黑的平均粒徑為40～60nm。

19、作為一種優(yōu)選的方案，所述氧化鋅的平均粒徑為10～25nm。

20、作為一種優(yōu)選的方案，所述s2中，混合粒子，丁二酸酐，硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為(2～2.5)：(1.2～1.4)：(0.2～0.3)。

21、作為一種優(yōu)選的方案，所述混合粒子，均苯三甲酸和硝酸銅的質(zhì)量比為(2～2.5)：(0.4～0.6)：(1.1～1.5)。

22、作為一種優(yōu)選的方案，所述硅烷偶聯(lián)劑為3-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一種。

23、作為一種優(yōu)選的方案，所述改性粒子的平均粒徑為600～750nm。

24、本技術(shù)中加入的改性粒子能夠大幅提高涂層材料的防水、抗靜電、耐老化和耐光照性。本技術(shù)中加入的改性粒子能夠通過復(fù)合粒子的配位組合形成良好的電子聯(lián)通復(fù)合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的存在不僅大幅增強(qiáng)了電子流動(dòng)通路的長(zhǎng)度，還能促使電子和空穴在粒子表面的聚集，進(jìn)而大幅增強(qiáng)改性粒子的光能吸收效果，具有良好的抗光照性；另一方面，形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)能夠通過對(duì)于粒子粒徑的控制確保處于中心的框架粒子的結(jié)構(gòu)裸露出表面，進(jìn)而通過其極低的表面能賦予復(fù)合改性粒子以優(yōu)異的疏水性能，且大幅度減少涂層材料內(nèi)部水分子的含量，從而在長(zhǎng)期的使用過程中保持優(yōu)異的防水和耐候性。

25、作為一種優(yōu)選的方案，所述助劑至少包括增稠劑和防霉劑。

26、作為一種優(yōu)選的方案，所述增稠劑和防霉劑的質(zhì)量比為(5～10)：(0.5～1.5)。

27、作為一種優(yōu)選的方案，所述增稠劑為羥乙基纖維素、甲基纖維素、為羥丙基纖維素、羧甲基纖維素鈉、聚乙烯醇中的至少一種。

28、作為一種優(yōu)選的方案，所述增稠劑為羥乙基纖維素和聚乙烯醇的組合物。

29、作為一種優(yōu)選的方案，所述羥乙基纖維素和聚乙烯醇的質(zhì)量比為(4～6)：(1～2)。

30、作為一種優(yōu)選的方案，所述分散劑為聚羧酸鈉、聚羧酸銨、聚乙二醇醚、月桂醇聚氧乙烯醚、鯨蠟醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇中的至少一種。

31、作為一種優(yōu)選的方案，所述分散劑為鯨蠟醇聚氧乙烯醚。

32、作為一種優(yōu)選的方案，所述鯨蠟醇聚氧乙烯醚的羥值為80～150mgkoh/g。

33、作為一種優(yōu)選的方案，所述鯨蠟醇聚氧乙烯醚的羥值為90～120mgkoh/g。

34、作為一種優(yōu)選的方案，所述附著力促進(jìn)劑為氯化聚丙烯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的至少一種。

35、作為一種優(yōu)選的方案，所述附著力促進(jìn)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的組合物。

36、作為一種優(yōu)選的方案，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的質(zhì)量比為(2～2.5)：(1～1.2)。

37、作為一種優(yōu)選的方案，所述固化劑為多異氰酸酯類、乙二胺、環(huán)己二胺中的至少一種。

38、作為一種優(yōu)選的方案，所述固化劑為多異氰酸酯類。

39、作為一種優(yōu)選的方案，所述多異氰酸酯類為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、萘二異氰酸酯中的任一種。

40、作為一種優(yōu)選的方案，所述流平劑為有機(jī)硅流平劑、丙烯酸酯共聚物流平劑、聚乙烯蠟、聚四氟乙烯蠟中的至少一種。

41、作為一種優(yōu)選的方案，所述流平劑為聚乙烯蠟。

42、作為一種優(yōu)選的方案，所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑中的至少一種。

43、本技術(shù)第二方面提供了一種上述覆膜鋁板用涂層材料的制備方法，具體包括以下步驟：首先將改性粒子和改性功能樹脂混合均勻后共同加入至高速混合機(jī)中，之后依次加入水性聚氨酯乳液，去離子水和剩余原料，升溫至40～50℃，300～450rpm轉(zhuǎn)速高速混合30～45min，最后，將混合后的物料，在研磨機(jī)中研磨分散4～6h，完成后自然冷卻至室溫，將產(chǎn)物靜置2～4h后，即得。

44、本技術(shù)具有的有益效果：

45、1、本技術(shù)中提供的一種覆膜鋁板用涂層材料，其以聚氨酯為主料保證了其與覆膜鋁板的粘合性，并在此基礎(chǔ)上，大幅增強(qiáng)了涂層材料在長(zhǎng)期使用過程中的防水性、抗靜電性、耐候老化和耐光照性等性能，不同于現(xiàn)有的覆膜鋁板用表面涂層材料，能夠兼顧并平衡多種表面性能，從而增強(qiáng)了覆膜鋁板的應(yīng)用效果，避免現(xiàn)有覆膜鋁板用涂層材料出現(xiàn)的技術(shù)問題，具有十分優(yōu)異的市場(chǎng)和應(yīng)用前景。

46、2、本技術(shù)中提供的一種覆膜鋁板用涂層材料，通過加入改性功能樹脂能夠大幅提高涂層材料的防水性、抗靜電性和耐老化性；加入的改性功能樹脂首先能夠通過其長(zhǎng)鏈的纏結(jié)和連接作用，在涂層材料體系中形成立體且穩(wěn)定的三維連接網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的存在能夠通過其分子鏈與加入的改性粒子建立良好的分子間作用力，并通過孔隙作用和分子間作用力的共同作用下增加活性分子間的空間位阻，進(jìn)而在老化反應(yīng)中大幅降低和改變反應(yīng)路徑，并且大幅減少了活性分子間和水分子間的碰撞概率，進(jìn)而能夠大幅提高老化反應(yīng)阻力。

47、3、本技術(shù)中提供的一種覆膜鋁板用涂層材料，加入的改性功能樹脂能夠通過其長(zhǎng)分子鏈的引導(dǎo)作用增強(qiáng)改性粒子在涂層材料中的延展效果，進(jìn)而在涂層表面形成改性粒子含量更多且更加粗糙的表面，該粗糙表面能夠憑借改性粒子的極低表面能以及峰谷結(jié)構(gòu)大幅降低涂層表面的水合層形成速度，進(jìn)而加強(qiáng)表面防水性，大幅限制了水分子的浸入；且改性功能樹脂的存在幫助改性粒子的分散能夠充分發(fā)揮其電子通路作用，進(jìn)而在長(zhǎng)期的使用中都保持良好的電荷傳輸效果，進(jìn)而具有優(yōu)異的抗靜電性。

48、4、本技術(shù)中提供的一種覆膜鋁板用涂層材料，加入的改性粒子能夠大幅提高涂層材料的防水、抗靜電、耐老化和耐光照性；加入的改性粒子能夠通過復(fù)合粒子的配位組合形成良好的電子聯(lián)通復(fù)合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的存在不僅大幅增強(qiáng)了電子流動(dòng)通路的長(zhǎng)度，還能促使電子和空穴在粒子表面的聚集，進(jìn)而大幅增強(qiáng)改性粒子的光能吸收效果，具有良好的抗光照性；另一方面，形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)能夠通過對(duì)于粒子粒徑的控制確保處于中心的框架粒子的結(jié)構(gòu)裸露出表面，進(jìn)而通過其極低的表面能賦予復(fù)合改性粒子以優(yōu)異的疏水性能，且大幅度減少涂層材料內(nèi)部水分子的含量，從而在長(zhǎng)期的使用過程中保持優(yōu)異的防水和耐候性。