一種水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑，包括以下重量百分比的組分：樹(shù)脂15?25％，去離子水60?70％，胺中和劑0.1?1％，分散劑1?5％，消泡劑0.1?1％，流平劑0.1?0.5％，流變助劑0.8?1.2％，助溶劑1?10％。本發(fā)明的稀釋劑具有極強(qiáng)的觸變性，能夠在降低水性漆施工粘度的同時(shí)而不改變其觸變性，使水性漆能夠順暢施工，避免漆膜出現(xiàn)縮孔、流掛和縮邊等弊??；該稀釋劑包含親水的和疏水的環(huán)保型助溶劑，不僅可以提高稀釋劑的穩(wěn)定性以及與水性漆的相容性，也能夠提升水性漆的干燥速度；不含有苯，安全環(huán)保、不含VOC；生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，使用方便。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及汽車(chē)涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國(guó)的汽車(chē)涂料仍以溶劑型為主，大量揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)在涂裝過(guò)程 中對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，同時(shí)也對(duì)人類(lèi)健康帶來(lái)了極大的危害。隨著人們環(huán)保意 識(shí)的提高，各國(guó)政府都出臺(tái)了大量相關(guān)的法規(guī)以限制VOCs的排放量。為了順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展， 汽車(chē)涂料正向環(huán)境友好型方向轉(zhuǎn)變，其中環(huán)境友好型涂料包括了水性涂料、粉末涂料、UV固 化涂料和高固體份涂料，而水性涂料是其中發(fā)展最快的一類(lèi)。
[0003] 通常水性漆的稀釋劑是去離子水或去離子水與助溶劑的混合物，這類(lèi)稀釋劑主要 用于降低水性漆的施工粘度，但其在降低水性漆的施工粘度的同時(shí)也會(huì)降低水性漆的觸變 性和干燥速度，這一方面會(huì)導(dǎo)致水性漆出槍不順，更嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)縮孔、流掛和縮邊等漆膜 弊病，另一方面會(huì)影響施工效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用的稀釋劑及其制備方法，該稀釋 劑具有極強(qiáng)的觸變性，能夠在降低水性漆施工粘度的同時(shí)而不改變其觸變性，使水性漆能 夠順暢施工，避免漆膜出現(xiàn)縮孔、流掛和縮邊等弊病，也能夠提高漆膜的干燥速度，從而提 高施工效率。
[0005] 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:一種水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑，包括以下重量 百分比的組分： 樹(shù)脂 15-25%， 去離子水 60-70%， 胺中和劑 0.1-1%, 分散劑 1-5%,
[0006] 消泡劑 Q.1-1%， 流平劑 0.1-0.5%, 流變助劑 0.8-1.2%， 助溶劑 1-1:〇%9
[0007] 優(yōu)選的，所述的樹(shù)脂要與相配套使用的水性漆的主體樹(shù)脂一致，可以是水性丙烯 酸樹(shù)脂、水性聚氨酯樹(shù)脂、水性醇酸樹(shù)脂等。
[0008] 優(yōu)選的，所述的胺中和劑是沸點(diǎn)高于130°C的胺中和劑，如2-氨基-2-甲基-1-丙 醇。
[0009]優(yōu)選的，所述的分散劑是陰尚子型的尚分子量的分散劑，其數(shù)均分子量>20000， 如BYK-194N或BYK-190。陰離子型的高分子量的分散劑，其能夠在體系中穩(wěn)定機(jī)蒙脫土類(lèi)流 變助劑RD，使其與漆料共混時(shí)不至于凝聚而喪失觸變性。
[0010] 優(yōu)選的，所述的消泡劑是聚醚類(lèi)消泡劑，如TEGO-SSCKTEGO-SSlJEGO-SSSSTEGO- SSSo
[0011]優(yōu)選的，所述的流平劑是具有基材潤(rùn)濕和流平雙重功能的流平劑，如TEG0240、 TEG0425或TEG0450。
[0012] 優(yōu)選的，所述的流變助劑是有機(jī)蒙脫土類(lèi)流變助劑，如ELEMENTIS BENT0NE LT、DE 或RD。機(jī)蒙脫土類(lèi)流變助劑在水中可以電離出離子層，其電離平衡示意圖如圖1所示。這種 電離平衡結(jié)構(gòu)在受到外力作用時(shí)會(huì)被破壞，但外力撤消后，其又能夠快速恢復(fù)電離平衡結(jié) 構(gòu)，因此，該類(lèi)流變助劑可以提供極強(qiáng)的觸變性。有機(jī)蒙脫土類(lèi)流變助劑的優(yōu)選用量為1%。
[0013] 優(yōu)選的，所述的助溶劑是親水性的和親油性的醇醚類(lèi)助溶劑按1:1-5的比例復(fù)配， 其中親水性的助溶劑是聚乙二醇或聚丙二醇。其中，聚乙二醇的數(shù)均分子量為400,聚丙二 醇的數(shù)均分子量為400;所選用的親油性的助溶劑的沸點(diǎn)低于160°C，且蒸發(fā)潛熱低于 530KJ/Kg，選自正戊醇、正己醇和叔戊醇中的一種。
[0014] 水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的制備方法，包括以下步驟：
[0015] 1)把樹(shù)脂、去離子水和胺中和劑混合均勻，得到混合液A;
[0016] 2)攪拌混合液A，依次添加入分散劑、消泡劑、流平劑和流變助劑，攪拌均勻，得到 混合液B;
[0017] 3)向混合液B中緩慢加入助溶劑，攪拌均勻，過(guò)濾，即得到水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用 稀釋劑。
[0018] 優(yōu)選的，步驟2)中攪拌的線速度是8-9m/s，攪拌時(shí)間是30分鐘;步驟3)中攪拌的線 速度是2-3m/s，攪拌時(shí)間是10分鐘。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：（1)本發(fā)明的稀釋劑具有極強(qiáng)的觸變性，能夠在降低水性漆 施工粘度的同時(shí)而不改變其觸變性，使水性漆能夠順暢施工，避免漆膜出現(xiàn)縮孔、流掛和縮 邊等弊?。唬?)該稀釋劑包含親水的和疏水的環(huán)保型助溶劑，不僅可以提高稀釋劑的穩(wěn)定性 以及與水性漆的相容性，也能夠提升水性漆的干燥速度；（3)不含有苯，安全環(huán)保、不含V0C; (4)生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，使用方便。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是有機(jī)蒙脫土類(lèi)流變助劑的電離平衡示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受此限制。
[0022] 性能測(cè)試方法：
[0023]選用根據(jù)專(zhuān)利CN 104629605 A制備的單組份水性汽車(chē)金屬閃光漆作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象， 把單組份水性汽車(chē)金屬閃光漆和專(zhuān)用稀釋劑按10:3的比例混合，然后測(cè)試混合物的粘度和 觸變指數(shù)，最后噴涂于打磨好的馬口鐵板上，對(duì)比其漆膜效果。
[0024]單組份水性汽車(chē)金屬閃光漆原液和加入30%的去離子水后的粘度參數(shù)和觸變指 數(shù)如表1所示。由表1可知，金屬閃光漆原液的粘度偏高，不利于施工，當(dāng)加入30%的去離子 水后，混合物的粘度確實(shí)降低了很多，但同時(shí)也大幅度降低了觸變指數(shù)，導(dǎo)致混合物施工時(shí) 出油不順暢，最終板面也出現(xiàn)流掛、縮邊等漆膜弊病。
[0025]表1單組份水性汽車(chē)金屬閃光漆的粘度參數(shù)和觸變指數(shù)
[0027]注:①通過(guò)吹風(fēng)使金屬閃光漆膜完全干燥的時(shí)間作為干燥時(shí)間；
[0028]②測(cè)試粘度時(shí)的溫度為25°C，濕度為65%，下同。
[0029] 實(shí)施例1
[0030] -種水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑，各組分重量百分比見(jiàn)表2。
[0031] 水性汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的制備方法：1)把樹(shù)脂、去離子水和胺中和劑混合均勻后， 得到混合液A; 2)邊攪拌混合液A邊依次添加入分散劑、消泡劑、流平劑和流變助劑，在線速 度為8-9m/s下攪拌30min，混合均勻，得到混合液B; 3)在混合液B中添加入助溶劑，在線速度 是2-3m/s下攪拌lOmin，混合均勻，過(guò)濾，即得到水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑。
[0032] 實(shí)施例1是改變助溶劑類(lèi)型制備水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的基本配方，其配 方編號(hào)依次為1、2、3和4,根據(jù)上述方法制備水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑，并采用前面描 述的測(cè)試方法對(duì)水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的性能進(jìn)行測(cè)試與對(duì)比，結(jié)果列于表3中。
[0033] 表2實(shí)施例1改變助溶劑類(lèi)型制備水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的基本配方
[0035]表3實(shí)施例1助溶劑類(lèi)型與水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑性能的關(guān)系

[0038]由配方1、配方2、配方3和配方4制備的水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的性能測(cè)定 結(jié)果如表3所示。由表3可知，配方1、配方2、配方3和配方4制備的專(zhuān)用稀釋劑的粘度和觸變 指數(shù)基本一致。按10:3的比例加入到水性金屬閃光漆中后，對(duì)金屬閃光漆的降粘效果不如 去離子水，但金屬閃光漆的觸變指數(shù)沒(méi)有明顯降低，甚至有所增長(zhǎng)，所以金屬閃光漆的施工 效果和最終漆膜效果都合格。當(dāng)選用正戊醇和正己醇作為助溶劑時(shí)，稀釋劑可以加快漆膜 的干燥速度，而選用正丁醇和正庚醇作為助溶劑時(shí)，加入稀釋劑反而降低了金屬漆的干燥 速度。這是因?yàn)椋姆悬c(diǎn)是100°C，蒸發(fā)潛熱是588KJ/Kg，正丁醇的沸點(diǎn)是117.7°C，蒸發(fā)潛 熱是591.5KJ/Kg，正庚醇的沸點(diǎn)是176.3°C，蒸發(fā)潛熱是1837.2KJ/Kg，正戊醇的沸點(diǎn)是138 °C，蒸發(fā)潛熱是504.8KJ/Kg，正己醇的沸點(diǎn)是157.1°C，蒸發(fā)潛熱是448.7KJ/Kg，雖然正戊醇 和正己醇的沸點(diǎn)比水高，但是其蒸發(fā)潛熱比水低很多，而正丁醇和正庚醇的沸點(diǎn)和蒸發(fā)潛 熱都比水高，所以，正戊醇和正己醇在相同環(huán)境溫度下，會(huì)比水更快揮發(fā)，從而把水更快的 排出漆膜，同時(shí)聚乙二醇的存在一方面可以保證體系的穩(wěn)定性，另一方面可以大大延長(zhǎng)漆 膜的開(kāi)放時(shí)間，使漆膜中的水份揮發(fā)的更徹底。因此，優(yōu)選的水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑 的助溶劑是聚乙二醇+正戊醇和聚乙二醇+正己醇。
[0039] 實(shí)施例2
[0040]實(shí)施例2是在保證其他物料不變的情況下，改變分散劑類(lèi)型制備水性單組份汽車(chē) 漆專(zhuān)用稀釋劑的投料配方，投料配方列于表4中，其配方編號(hào)依次為5、6、7和8。根據(jù)實(shí)施例1 描述的方法制備水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑，并采用前面描述的測(cè)試方法對(duì)水性單組份 汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的性能進(jìn)行測(cè)試與對(duì)比，結(jié)果列于表5中。
[0041 ]表4實(shí)施例2中改變分散劑類(lèi)型制備水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的基本配方
[0043]表5實(shí)施例2中分散劑類(lèi)型與水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑性能的關(guān)系

[0046]由配方5、配方6、配方7和配方8制備的水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的性能測(cè)定 如表5所示。由表5可知，當(dāng)選用BYK-194N或BYK-190作為分散劑時(shí)，稀釋劑的觸變指數(shù)達(dá)到 7,且與單組份金屬閃光漆共混后，不僅能夠降低其粘度，且能夠保持觸變指數(shù)不變;當(dāng)選用 BYK-192作為分散劑時(shí)，稀釋劑的觸變指數(shù)為7,但是與單組份金屬閃光漆共混后，不僅降低 了金屬閃光漆的粘度，而且金屬閃光漆的觸變指數(shù)也大幅度下降；當(dāng)不加分散劑時(shí)，稀釋劑 的觸變指數(shù)接近7,但是與單組份金屬閃光漆共混后，降低了金屬閃光漆的粘度，同時(shí)金屬 閃光漆的觸變指數(shù)也大幅度下降。這是因?yàn)?，BYK-194N或BYK-190屬于陰離子型高分子量的 分散劑，其能夠在體系中穩(wěn)定RD，使其與漆料共混時(shí)不至于凝聚而喪失觸變性，而B(niǎo)YK-192 屬于非離子型分散劑，其對(duì)RD的穩(wěn)定作用遠(yuǎn)不如BYK-194N或BYK-190,所以由BYK-192制備 的稀釋劑遇到金屬閃光漆時(shí)，RD凝聚導(dǎo)致觸變性降低，噴板出現(xiàn)縮孔、流掛和縮邊等弊病。 因此，優(yōu)選的水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的分散劑是BYK-194N和BYK-190。
[0047] 實(shí)施例3
[0048]實(shí)施例3是在保證其他物料不變的情況下，改變流變助劑類(lèi)型制備水性單組份汽 車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的投料配方，投料配方列于表6中，其配方編號(hào)依次為9、10、11和12。根據(jù)實(shí) 施例1描述的方法制備水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑，并采用前面描述的測(cè)試方法對(duì)水性 單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的性能進(jìn)行測(cè)試與對(duì)比，結(jié)果列于表7中。
[0049]表6實(shí)施例3改變流變助劑類(lèi)型制備水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的基本配方
[0051 ]表7實(shí)施例3流變助劑類(lèi)型與水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑性能的關(guān)系

[0054]由配方9、配方10、配方11和配方12制備的水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的性能如 表7所示。由表7可知，當(dāng)選用RD或DE作為流變助劑時(shí)，稀釋劑的觸變指數(shù)達(dá)到7,且與單組份 金屬閃光漆共混后，不僅能夠降低其粘度，且能夠保持觸變指數(shù)不變，但DE帶有粉紅色，如 有色相要求的金屬閃光漆則不考慮使用；當(dāng)選用HV30或FX1070作為流變助劑時(shí)，稀釋劑的 觸變指數(shù)僅達(dá)到2.5和2,加入到金屬閃光漆中后，金屬閃光漆的粘度有所降低，但觸變指數(shù) 也大幅度降低，導(dǎo)致噴板出現(xiàn)流掛、縮邊等弊病。這是因?yàn)?，RD和DE屬于有機(jī)蒙脫土類(lèi)型的 流變助劑，其在水中可以電離出離子層，其電離平衡示意圖如圖1所示。這種電離平衡結(jié)構(gòu) 在受到外力作用時(shí)會(huì)被破壞，但外力撤消后，其又能夠快速回復(fù)電離平衡結(jié)構(gòu)，這就決定了 其可以提供極強(qiáng)的觸變性;而HV30屬于堿增稠型流變助劑，F(xiàn)X1070屬于締合型聚氨酯類(lèi)流 變助劑，這兩者都不能像有機(jī)蒙脫土類(lèi)流變助劑在水中電離出離子層，因此其提供的觸變 性遠(yuǎn)低于RD和DE。因此，優(yōu)選的水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的流變助劑是RD。
[0055] 實(shí)施例4
[0056] 實(shí)施例4是在保證其他物料不變的情況下，改變流變助劑用量制備水性單組份汽 車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的投料配方，投料配方列于表8中，其配方編號(hào)依次為13、14、15和16。根據(jù) 實(shí)施例1描述的方法制備水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑，并采用前面描述的測(cè)試方法對(duì)水 性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的性能進(jìn)行測(cè)試與對(duì)比，結(jié)果列于表9中。
[0057] 表8實(shí)施例4改變流變助劑用量制備水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的基本配方
[0059]表9實(shí)施例4流變助劑用量與水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑性能的關(guān)系

[0062]由配方13、配方14、配方15和配方16制備的水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的性能 測(cè)定如表9所示。由表9可知，當(dāng)RD用量為0.3 %和0.6 %時(shí)，稀釋劑的觸變指數(shù)分別是4.5和 5.8,與金屬閃光漆共混后，金屬閃光漆的粘度有所下降，但最終混合物的觸變指數(shù)分別是 2.65和3.1，導(dǎo)致施工時(shí)板面出現(xiàn)流掛和縮邊現(xiàn)象；當(dāng)RD用量為1 %和1.4%時(shí)，稀釋劑的觸 變指數(shù)分別是7和7.5，與金屬閃光漆共混后，金屬閃光漆的粘度有所降低，同時(shí)其觸變指數(shù) 并沒(méi)有下降，反而有所提升，但是當(dāng)RD用量為1.4%時(shí)，稀釋劑在靜置過(guò)程中呈現(xiàn)"果凍"狀， 每次使用前必須要攪拌均勻?？紤]到使用的便利性，流變助劑RD的優(yōu)選用量為1%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑，其特征在于，包括以下重量百分比的組分： 樹(shù)脂 15-25%, 去離子水 60-70%, 胺中和劑 0.1-1%, 分散劑 1-5%, 消泡劑 0.1-1%, 流平劑 0.1-0.5%, 流變助劑 0,8-1,2%, 助溶劑 ]-丨〇%._2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑，其特征在于，所述的樹(shù)脂與相 配套使用的水性漆的主體樹(shù)脂一致。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑，其特征在于，所述的胺中和劑 是沸點(diǎn)高于130 °C的胺中和劑。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑，其特征在于，所述的分散劑是 陰尚子型的尚分子量的分散劑，其數(shù)均分子量>20000。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑，其特征在于，所述的消泡劑是 聚醚類(lèi)消泡劑。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑，其特征在于，所述的流平劑是 具有基材潤(rùn)濕和流平的雙重功能的流平劑。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑，其特征在于，所述的流變助劑 是有機(jī)蒙脫土類(lèi)流變助劑。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑，其特征在于，所述的助溶劑是 親水性的和親油性的醇醚類(lèi)助溶劑按1:1-5的比例復(fù)配，其中親水性的助溶劑是聚乙二醇 或聚丙二醇，親油性的助溶劑的沸點(diǎn)低于160°C，且蒸發(fā)潛熱低于530KJ/Kg。9. 一種制備權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的方法，其特 征在于，包括以下步驟： 1) 把樹(shù)脂、去離子水和胺中和劑混合均勻，得到混合液A; 2) 攪拌混合液A，依次添加入分散劑、消泡劑、流平劑和流變助劑，攪拌均勻，得到混合 液B; 3) 向混合液B中緩慢加入助溶劑，攪拌均勻，過(guò)濾，即得到水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋 劑。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的水性單組份汽車(chē)漆專(zhuān)用稀釋劑的制備方法，其特征在于，步 驟2)中攪拌的線速度是8-9m/s，攪拌時(shí)間是30分鐘；步驟3)中攪拌的線速度是2-3m/s，攪拌 時(shí)間是10分鐘。
【文檔編號(hào)】C09D7/00GK105820643SQ201610293094
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】張育波, 李柏文, 陳容愛(ài), 馮兆華, 阮偉明, 秦中海, 王煉石
【申請(qǐng)人】雅圖高新材料有限公司