一種環(huán)保醇酸氨基烘漆及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種環(huán)保醇酸氨基烘漆及其制備方法，所述烘漆包括如下成分：苯乙烯改性醇酸樹脂，聚乙二醇改性氨基樹脂，鈦酸酯偶聯(lián)劑，乙二醇，間苯二甲酸，季戊四醇，pH中和劑，流平劑，消泡劑，助溶劑，乳化劑，去離子水。所述烘漆以特制的苯乙烯改性醇酸樹脂、聚乙二醇改性氨基樹脂配合鈦酸酯偶聯(lián)劑作為主要成分，改性后的醇酸樹脂和氨基樹脂，可有效提升烘漆漆膜硬度，提高附著力，且增強防腐能力，組成成分設計合理，以去離子水為溶劑進行稀釋，代替有機溶劑，對環(huán)境友好，提高耐磨性能，且附著力強、延展性好、耐高溫、使用壽命長，涂覆時采用輥涂代替噴涂，有效改善生產環(huán)境，有利于工人身體健康。
【專利說明】
一種環(huán)保醇酸氨基烘漆及其制備方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種環(huán)保醇酸氨基烘漆及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 烘漆高溫烘烤變色較輕，漆膜耐候性較好，光澤稍強，硬度較高。合成脂肪酸來源 于石油，不受植物油資源限制，所以是一個節(jié)約植物油發(fā)展生產的途徑。
[0003] 然而，作為涂裝設施的油漆的一種，現(xiàn)有的烘漆通常會對環(huán)境帶來危害，烘漆中的 有機溶劑蒸氣會刺激眼睛粘膜而使人流淚。若烘漆中的有機溶劑與皮膚接觸會溶解皮膚油 脂而滲入組織，干擾生理機能、脫水，從而導致因皮膚干裂而感染污物及細菌。若有機溶劑 接觸皮膚表皮，會導致表皮膚角質溶解引起表皮角質化，刺激表皮引起紅腫及氣泡部份。若 油漆溶劑滲入人體內，則會破壞血球及骨髓等。
[0004] 現(xiàn)有烘漆的有機溶劑蒸氣經由呼吸器官吸入人體后，人往往會產生麻醉作用。蒸 氣吸入后大部份經企管而達肺部，然后經血液或淋巴液傳送至其他器官，造成不同程度之 中毒現(xiàn)象。常會對呼吸道、神經系統(tǒng)、肺、腎、血液及造血系統(tǒng)產生重大毒害。
[0005] 隨著人們健康和環(huán)保意識的不斷增強，烘漆的水性化的趨勢銳不可擋。
[0006] 然而，雖然采用水性烘漆可有效減小對環(huán)境的影響，但是，作為涂裝所用，雖然其 涂覆在內層，但烘漆的漆膜硬度是一項重要指標，涂膜硬度(paint film hardness)是表示 漆膜機械強度的重要性能之一。其物理意義可理解為漆膜表面對作用其上的、另一個硬度 較大的物體所表現(xiàn)的阻力?？梢酝ㄟ^測定涂膜在較小的接觸面上承受一定質量負荷時所表 現(xiàn)出來的抵抗變形的能力加以確定(包括由于碰撞、壓陷或擦劃等而造成的變形能力）。
[0007] 隨著市場上對工業(yè)機械設備、五金家電、農用機械等金屬基材表面硬度要求的升 高，現(xiàn)有的烘漆的漆膜硬度已逐漸無法滿足使用要求。
[0008] 目前，關于烘漆，國內主要存在如下專利文獻：
[0009] 專利公開號:CN103059687A，公開了一種水性環(huán)氧氨基烘漆，以水性環(huán)氧氨基樹脂 液體為基料，與顏料、無機填料、助劑配合，進過研磨、分散工藝加工而成。所述無機填料為 Ti02粉體，其粒徑為5-10nm。所述助劑為潤濕分散劑、成膜助劑、消泡劑和增稠劑。所述顏料 為炭黑、石墨粉、氧化鐵黑、氧化鐵紅、錦紅、偶氣類有機紅、尚性能有機紅。本發(fā)明的供漆可 作為底漆使用，無毒、不燃，對環(huán)境無污染，對施工人員身體健康無害，使用安全方便?？刹?用刷涂、噴涂、浸涂等多種方法施工，干燥快，漆膜機械強度高，附著力強，防腐性能優(yōu)異。適 用于交通工具、橋梁、貯罐、管道、機械設備等鋼鐵材料設施件的防腐涂裝。然而，該專利所 提供的烘漆，在強調涂膜機械強度的同時，也采用了過多的有機溶劑，長期使用，依然可能 會對人體帶來影響。
[0010]此外，現(xiàn)有烘漆的涂裝方式大多采用噴涂，噴涂是通過噴槍或碟式霧化器，借助于 壓力或離心力，分散成均勻而微細的霧滴，施涂于被涂物表面的涂裝方法。噴涂中的主要問 題是高度分散的漆霧和揮發(fā)出來的溶劑（即揮發(fā)性有機污染物，VOCs)，既污染環(huán)境，不利于 人體健康，又浪費烘漆，造成經濟損失。揮發(fā)、擴散到空氣中的烘漆，則形成揮發(fā)性有機污染 物，危害人體健康。在噴涂車間，烘漆作為揮發(fā)性有機污染物的主要來源，噴涂車間內空氣 中揮發(fā)性有機化合物濃度過高時很容易引起急性中毒，輕者會出現(xiàn)頭痛、頭暈、咳嗽、惡心、 嘔吐、或呈酩醉狀;重者會出現(xiàn)肝中毒甚至很快昏迷，有的還可能有生命危險。長期待在揮 發(fā)性有機化合物污染的噴涂車間內，可引起慢性中毒，損害肝臟和神經系統(tǒng)、引起全身無 力、瞌睡、皮膚瘙癢等。

【發(fā)明內容】

[0011] 為解決上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保醇酸氨基烘漆及其制備 方法，所述烘漆以特制的苯乙烯改性醇酸樹脂、聚乙二醇改性氨基樹脂配合鈦酸酯偶聯(lián)劑 作為主要成分，改性后的醇酸樹脂和氨基樹脂，可有效提升烘漆漆膜硬度，提高附著力，且 增強防腐能力，組成成分設計合理，以去離子水為溶劑進行稀釋，代替有機溶劑，對環(huán)境友 好，提高耐磨性能，且附著力強、延展性好、耐高溫、使用壽命長，涂覆時采用輥涂代替噴涂， 有效改善生產環(huán)境，有利于工人身體健康。
[0012] 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：
[0013] 一種環(huán)保醇酸氨基烘漆，所述烘漆包括如下重量份的成分:苯乙烯改性醇酸樹脂： 30~40份，聚乙二醇改性氨基樹脂：10~20份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：10~15份，乙二醇：5~10份， 間苯二甲酸：1~5份，季戊四醇：1~5份，pH中和劑:5~10份，流平劑：1~5份，消泡劑：1~5 份，助溶劑：10~20份，乳化劑：1~5份，去離子水:30~40份。
[0014]進一步，所述烘漆包括如下重量份的成分:苯乙烯改性醇酸樹脂：35~40份，聚乙 二醇改性氨基樹脂：10~15份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：12~15份，乙二醇:5~8份，間苯二甲酸：1~3 份，季戊四醇:2~5份，pH中和劑:7~10份，流平劑：1~4份，消泡劑:2~5份，助溶劑:15~20 份，乳化劑:3~5份，去離子水:35~40份。
[0015]優(yōu)選地，所述烘漆包括如下重量份的成分：苯乙烯改性醇酸樹脂：35份，聚乙二醇 改性氨基樹脂：15份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：13份，乙二醇:6份，間苯二甲酸:2份，季戊四醇:4份，pH 中和劑:8份，流平劑:2份，消泡劑:3份，助溶劑:15份，乳化劑:4份，去離子水:35份。
[0016] 另，所述苯乙烯改性醇酸樹脂的制備方法包括如下步驟:將20~30份豆油酸、10~ 20份季戊四醇、10~15份鄰苯二甲酸酐、1~5份二甲苯及30~40份酒石酸加入反應爸，通入 保護氣體，升溫至130~140 °C，攪拌，保溫2~4h后，依次加入20~30份苯乙烯、1~5份過氧 化苯酰胺，保溫1~1.5h后，降溫至70~75°C，加入20~30份的200#溶劑油，得到所述苯乙烯 改性醇酸樹脂。
[0017] 另有，所述聚乙二醇改性氨基樹脂制備方法包括如下步驟:取20~30重量份脲醛 樹脂，調節(jié)pH值至9~10，加熱至65~70°C，加入3~6重量份三聚氰胺，保持pH值為9~10，升 溫至80~90°C，反應1~2小時，加入1~3重量份聚乙二醇，在80~90°C下，反應3~5小時，在 75~80 °C下蒸餾1~3小時，干燥、冷卻，得所述聚乙二醇改性氨基樹脂。
[0018] 再，所述助溶劑選自異丙醇、仲丁醇、正丙醇、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丙 醚、二丙二醇甲醚、正丁醇、乙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二乙二醇甲醚中的一種。
[0019] 再有，所述乳化劑為乙烯基磺酸鈉、甲基烯丙基磺酸鈉或烯丙基羥丙基磺酸鈉。
[0020] 且，所述流平劑為氟改性丙烯酸流平劑或磷酸酯改性丙烯酸流平劑。
[0021] 另，所述pH中和劑選自三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、三乙醇胺、二乙醇胺、N，N- 二甲基乙醇胺、氨水中的一種。
[0022]同時，本發(fā)明還提供一種環(huán)保醇酸氨基烘漆的制備方法，包括如下步驟:將所述苯 乙烯改性醇酸樹脂、聚乙二醇改性氨基樹脂及15~20份去離子水加入攪拌機中，以900~ 1000r/min的轉速攪拌15~20min，加入鈦酸酯偶聯(lián)劑、乙二醇、間苯二甲酸、季戊四醇、pH中 和劑、流平劑、消泡劑、助溶劑、乳化劑及剩余去離子水，將轉速提升至1200~1500r/min，攪 拌15~20min，得所述環(huán)保醇酸氨基烘漆。
[0023]本發(fā)明的有益效果在于：
[0024]所述烘漆以特制的苯乙烯改性醇酸樹脂、聚乙二醇改性氨基樹脂配合鈦酸酯偶聯(lián) 劑作為主要成分，改性后的醇酸樹脂和氨基樹脂，可有效提升烘漆漆膜硬度，提高附著力， 且增強防腐能力，組成成分設計合理，以去離子水為溶劑進行稀釋，代替有機溶劑，對環(huán)境 友好，提高耐磨性能，且附著力強、延展性好、耐高溫、使用壽命長，涂覆時采用輥涂代替噴 涂，有效改善生產環(huán)境，有利于工人身體健康。輥涂成型快干的輥涂工藝代替噴涂工藝，涂 裝時塑膠漆的利用度能達到90%以上，減少了空氣中的揮發(fā)和浪費，有效降低因噴涂導致 塑膠漆揮發(fā)形成的VOCs，輥涂車間內VOCs排放量<420ppm，環(huán)保效果好。所得烘漆漆膜細度 SlOOwn，以劃圈法測試附著力，級別<2,在水中浸泡10天，漆膜不起泡，無剝落，無銹斑;35 ~45°C、3%NaCl溶液浸泡800h，在600h出現(xiàn)第一個斑點，800h出現(xiàn)6~8個斑點，1500h鹽霧 試驗，涂層無氣泡，無剝落，無銹斑；鉛筆硬度高達4~5H，人工氣候老化和人工輻射暴露 800h，無起泡、粉化、生銹現(xiàn)象。
【具體實施方式】
[0025]下面通過具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明，但實施例并不限制本發(fā)明的保護 范圍。
[0026]本發(fā)明所提供的一種環(huán)保醇酸氨基烘漆，所述烘漆包括如下重量份的成分:苯乙 烯改性醇酸樹脂:30~40份，聚乙二醇改性氨基樹脂：10~20份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：10~15份， 乙二醇:5~10份，間苯二甲酸：1~5份，季戊四醇：1~5份，pH中和劑:5~10份，流平劑：1~5 份，消泡劑：1~5份，助溶劑：10~20份，乳化劑：1~5份，去離子水:30~40份。
[0027]進一步，所述烘漆包括如下重量份的成分:苯乙烯改性醇酸樹脂：35~40份，聚乙 二醇改性氨基樹脂：10~15份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：12~15份，乙二醇:5~8份，間苯二甲酸：1~3 份，季戊四醇:2~5份，pH中和劑:7~10份，流平劑：1~4份，消泡劑:2~5份，助溶劑:15~20 份，乳化劑:3~5份，去離子水:35~40份。
[0028]優(yōu)選地，所述烘漆包括如下重量份的成分：苯乙烯改性醇酸樹脂：35份，聚乙二醇 改性氨基樹脂：15份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：13份，乙二醇:6份，間苯二甲酸:2份，季戊四醇:4份，pH 中和劑:8份，流平劑:2份，消泡劑:3份，助溶劑:15份，乳化劑:4份，去離子水:35份。
[0029]另，所述苯乙烯改性醇酸樹脂的制備方法包括如下步驟:將20~30份豆油酸、10~ 20份季戊四醇、10~15份鄰苯二甲酸酐、1~5份二甲苯及30~40份酒石酸加入反應爸，通入 保護氣體，升溫至130~140 °C，攪拌，保溫2~4h后，依次加入20~30份苯乙烯、1~5份過氧 化苯酰胺，保溫1~1.5h后，降溫至70~75°C，加入20~30份的200#溶劑油，得到所述苯乙烯 改性醇酸樹脂。
[0030]另有，所述聚乙二醇改性氨基樹脂制備方法包括如下步驟:取20~30重量份脲醛 樹脂，調節(jié)pH值至9~10，加熱至65~70°C，加入3~6重量份三聚氰胺，保持pH值為9~10，升 溫至80~90°C，反應1~2小時，加入1~3重量份聚乙二醇，在80~90°C下，反應3~5小時，在 75~80 °C下蒸餾1~3小時，干燥、冷卻，得所述聚乙二醇改性氨基樹脂。
[0031] 再，所述助溶劑選自異丙醇、仲丁醇、正丙醇、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丙 醚、二丙二醇甲醚、正丁醇、乙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二乙二醇甲醚中的一種。
[0032] 再有，所述乳化劑為乙烯基磺酸鈉、甲基烯丙基磺酸鈉或烯丙基羥丙基磺酸鈉。
[0033] 且，所述流平劑為氟改性丙烯酸流平劑或磷酸酯改性丙烯酸流平劑。
[0034]另，所述pH中和劑選自三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、三乙醇胺、二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、氨水中的一種。
[0035] 同時，本發(fā)明還提供一種環(huán)保醇酸氨基烘漆的制備方法，包括如下步驟:將所述苯 乙烯改性醇酸樹脂、聚乙二醇改性氨基樹脂及15~20份去離子水加入攪拌機中，以900~ 1000r/min的轉速攪拌15~20min，加入鈦酸酯偶聯(lián)劑、乙二醇、間苯二甲酸、季戊四醇、pH中 和劑、流平劑、消泡劑、助溶劑、乳化劑及剩余去離子水，將轉速提升至1200~1500r/min，攪 拌15~20min，得所述環(huán)保醇酸氨基烘漆。
[0036] 其中，表1為本發(fā)明各實施例所述一種環(huán)保醇酸氨基烘漆成分列表。表2為本發(fā)明 各實施例所述一種環(huán)保醇酸氨基烘漆中苯乙烯改性醇酸樹脂的成分列表。表3為本發(fā)明各 實施例所述一種環(huán)保醇酸氨基烘漆中聚乙二醇改性氨基樹脂的成分列表。
[0037] 表1(單位:重量份）
[0039] 表2(單位:重量分）
[0044] 將本發(fā)明實施例所述一種環(huán)保醇酸氨基烘漆通過輥涂方式涂覆，在200°C下固化 后，冷卻至室溫，放置48小時，其中，耐沖擊性能測試方法參照國家標準GB/T1732-93規(guī)定的 測定漆膜耐沖擊性能的方法，以固定質量（1kg)的重錘落于試板上而不引起漆膜破壞的最 大高度(cm)表示漆膜耐沖擊性能，高達50~60cm〇
[0045] 采用本發(fā)明所提供的一種環(huán)保醇酸氨基烘漆，T彎性能可達IT。在230°C高溫下不 開裂、不變色，抗老化能力強，放置在戶外連續(xù)日照10~15年不泛黃、不變色。耐酸耐腐蝕能 力強，將輥涂好的產品放入85°C水內煮2H生再逐漸加熱到100°C，產品無變色、掉漆、起泡。 在常溫下用5%的Nad溶液浸泡24H后，產品表面無銹蝕、變色及鍍層脫落。把純棉布蘸滿 95 %酒精包在500g砝碼上，以每分鐘40-60次的速度(20mm)左右的行程在產品表面擦試50 個循環(huán)，無掉色脫油。
[0046] 所得烘漆漆膜細度<100μπι，以劃圈法測試附著力，級別<2,在水中浸泡10天，漆 膜不起泡，無剝落，無銹斑;35~45 °C、3 % NaCl溶液浸泡800h，在600h出現(xiàn)第一個斑點，800h 出現(xiàn)6~8個斑點，1500h鹽霧試驗，涂層無氣泡，無剝落，無銹斑;鉛筆硬度高達4~5H，人工 氣候老化和人工輻射暴露800h，無起泡、粉化、生銹現(xiàn)象。
[0047]需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制。盡管參照較 佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對發(fā)明的技術 方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權 利要求范圍中。
【主權項】
1. 一種環(huán)保醇酸氨基烘漆，其特征在于，所述烘漆包括如下重量份的成分： 苯乙烯改性醇酸樹脂：30~40份，聚乙二醇改性氨基樹脂：10~20份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：10~ 15份，乙二醇:5~10份，間苯二甲酸：1~5份，季戊四醇：1~5份，pH中和劑:5~10份，流平劑：1~5 份，消泡劑：1~5份，助溶劑：10~20份，乳化劑：1~5份，去離子水:30~40份。2. 根據(jù)權利要求1所述的環(huán)保醇酸氨基烘漆，其特征在于，所述烘漆包括如下重量份的 成分:苯乙烯改性醇酸樹脂:35~40份，聚乙二醇改性氨基樹脂：10~15份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：12~ 15份，乙二醇:5~8份，間苯二甲酸：1~3份，季戊四醇:2~5份，pH中和劑:7~10份，流平劑：1~4 份，消泡劑:2~5份，助溶劑：15~20份，乳化劑:3~5份，去離子水:35~40份。3. 根據(jù)權利要求1所述的環(huán)保醇酸氨基烘漆，其特征在于，所述烘漆包括如下重量份的 成分:苯乙烯改性醇酸樹脂:35份，聚乙二醇改性氨基樹脂：15份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：13份，乙二 醇:6份，間苯二甲酸:2份，季戊四醇:4份，pH中和劑:8份，流平劑:2份，消泡劑:3份，助溶劑： 15份，乳化劑:4份，去離子水:35份。4. 根據(jù)權利要求1所述的環(huán)保醇酸氨基烘漆，其特征在于，所述苯乙烯改性醇酸樹脂的 制備方法包括如下步驟:將20~30份豆油酸、10~20份季戊四醇、10~15份鄰苯二甲酸酐、1~5 份二甲苯及30~40份酒石酸加入反應釜，通入保護氣體，升溫至130~140°C，攪拌，保溫2~4h 后，依次加入20~30份苯乙烯、1~5份過氧化苯酰胺，保溫1~1.5h后，降溫至70~75°C，加入20~ 30份的200#溶劑油，得到所述苯乙烯改性醇酸樹脂。5. 根據(jù)權利要求1所述的環(huán)保醇酸氨基烘漆，其特征在于，所述聚乙二醇改性氨基樹脂 制備方法包括如下步驟:取20~30重量份脲醛樹脂，調節(jié)pH值至9~10，加熱至65~70°C，加入3 ~6重量份三聚氰胺，保持pH值為9~10，升溫至80~90°C，反應1~2小時，加入1~3重量份聚乙二 醇，在80~90°C下，反應3~5小時，在75~80 °C下蒸餾1~3小時，干燥、冷卻，得所述聚乙二醇改 性氨基樹脂。6. 根據(jù)權利要求1所述的環(huán)保醇酸氨基烘漆，其特征在于，所述助溶劑選自異丙醇、仲 丁醇、正丙醇、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丙醚、二丙二醇甲醚、正丁醇、乙二醇甲醚、 丙二醇丁醚、二乙二醇甲醚中的一種。7. 根據(jù)權利要求1所述的環(huán)保醇酸氨基烘漆，其特征在于，所述乳化劑為乙烯基磺酸 鈉、甲基烯丙基磺酸鈉或烯丙基羥丙基磺酸鈉。8. 根據(jù)權利要求1所述的環(huán)保醇酸氨基烘漆，其特征在于，所述流平劑為氟改性丙烯酸 流平劑或磷酸酯改性丙烯酸流平劑。9. 根據(jù)權利要求1所述的環(huán)保醇酸氨基烘漆，其特征在于，所述pH中和劑選自三乙胺、 2_氨基-2-甲基-1-丙醇、三乙醇胺、二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、氨水中的一種。10. -種根據(jù)權利要求1~9中任一項所述的環(huán)保醇酸氨基烘漆的制備方法，其特征在 于，包括如下步驟:將所述苯乙烯改性醇酸樹脂、聚乙二醇改性氨基樹脂及15~20份去離子 水加入攪拌機中，以900~1000r/min的轉速攪拌15~20min，加入鈦酸酯偶聯(lián)劑、乙二醇、間苯 二甲酸、季戊四醇、pH中和劑、流平劑、消泡劑、助溶劑、乳化劑及剩余去離子水，將轉速提升 至1200~1500r/min，攪拌15~20min，得所述環(huán)保醇酸氨基烘漆。
【文檔編號】C09D187/00GK106047104SQ201610504315
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】王覺明
【申請人】太倉市金新涂料有限公司