一种低voc高光水性钢桶外壁涂料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种低voc高光水性钢桶外壁涂料及其制备方法 (Low-VOC high-gloss water-based steel drum outer wall coating and preparation method thereof ) 是由 周国治 杜高平 邢建阳 于 2021-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种低VOC高光水性钢桶外壁涂料及其制备方法,该涂料包括下列重量份数的原料：水性羟基丙烯酸分散体50-62份,水性色浆20-30份,氨基树脂6-12份,去离子水6-7份,消泡剂0.05-0.2份,润湿剂0.1-0.3份,流平剂0.1-0.3份,附着力促进剂0.5-3份,酸催化剂0.1-0.3份,聚氨酯增稠剂0.4-0.6份,4％有机膨润土防沉浆剂1-3份。本发明产品施工性良好、不流挂,不堵塞管道,不堵枪；产品开稀后不会影响其贮存和颜色的稳定性,树脂自带的假稠性及膨润土防沉浆的双重作用,即使开稀后也非常稳定。产品在生产工艺中几乎没有添加溶剂产品,保证非常低的VOC。(The invention discloses a low-VOC high-gloss water-based steel drum outer wall coating and a preparation method thereof, wherein the coating comprises the following raw materials in parts by weight: 50-62 parts of water-based hydroxyl acrylic acid dispersoid, 20-30 parts of water-based color paste, 6-12 parts of amino resin, 6-7 parts of deionized water, 0.05-0.2 part of defoaming agent, 0.1-0.3 part of wetting agent, 0.1-0.3 part of flatting agent, 0.5-3 parts of adhesion promoter, 0.1-0.3 part of acid catalyst, 0.4-0.6 part of polyurethane thickener and 1-3 parts of 4% organic bentonite anti-settling agent. The product of the invention has good construction performance, does not sag, does not block a pipeline, and does not block a gun; the product does not affect the storage and color stability after being diluted, and the resin has the double functions of pseudo-consistency and bentonite anti-settling slurry, and is very stable even after being diluted. The product is almost free of solvent products in the production process, and very low VOC is guaranteed.)
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种低VOC高光水性钢桶外壁涂料及其制备方法。
背景技术
现有市场上供应商的水性钢桶外壁涂料存在VOC高，施工管道易堵、开稀后涂料易沉淀、易变色等特点，为此，研发了低VOC高光水性钢桶外壁涂料。针对主要加工制作各种规格的钢桶包装材料的企业来说，发展低VOC钢桶外壁涂料越来越得到重视。
现有技术中，低VOC钢桶外壁漆的高光泽、低价格和施工性问题难以解决。市场上水性钢桶外涂基本上都是水溶性羟基丙烯酸涂料，光泽可达到90％以上，VOC含量在300克/升以上，施工性可以通过各类亲水溶剂来调整干燥速度，达到不流挂，不串色的目的。但是缺点也很明显，VOC高、且施工性存在易堵枪的风险；因为水溶性树脂都有一个溶胀点，当加水到溶胀点时反而会变得更稠，甚至不溶，所以易堵枪、堵塞管道；而且开稀后的涂料不易保管，易沉淀和变色。
而纯水性涂料与水任意比混合，不存在堵枪、堵管的问题；但光泽影响大，纯水色漆的光泽一般都不会超过85％，而且都使用一些价格较高的单体才能达到高光，使用这些单体，成本相对也会增加。另外，纯水涂料施工也存在易流挂、易缩孔等问题。
有鉴于此，亟需研发一款价格适中、光泽高、性能与施工性可与油性、水溶性钢桶外壁漆相媲美的产品。
发明内容
本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种低VOC高光水性钢桶外壁涂料及其制备方法。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
一种低VOC高光水性钢桶外壁涂料，该涂料包括下列重量份数的原料：水性羟基丙烯酸分散体50-62份，水性色浆20-30份，氨基树脂6-12份，去离子水6-7份，消泡剂0.05-0.2份，润湿剂0.1-0.3份，流平剂0.1-0.3份，附着力促进剂0.5-3份，酸催化剂0.1-0.3份，聚氨酯增稠剂0.4-0.6份，4％有机膨润土防沉浆剂1-3份。
进一步地，上述低VOC高光水性钢桶外壁涂料中，该涂料包括下列重量份数的原料：水性羟基丙烯酸分散体56份，水性色浆26份，氨基树脂10份，去离子水6.3份，消泡剂0.1份，润湿剂0.2份，流平剂0.2份，附着力促进剂2份，酸催化剂0.2份，聚氨酯增稠剂0.5份，4％有机膨润土防沉浆剂2份。
进一步地，上述低VOC高光水性钢桶外壁涂料中，所述水性羟基丙烯酸分散体的制备方法包括如下步骤：
1)将丙二醇丁醚、叔碳酸缩水甘油酯加入反应容器中，在120℃保温10min，再升温到130-140℃，开始滴加前段混合单体，1-2h滴完，并保温0.5-1h；
其中，前段混合单体包括下列重量份数的原料：甲基丙烯酸甲酯20-40份，丙烯酸异辛酯20-40份，甲基丙烯酸丁酯15-25份，苯乙烯30-50份，丙烯酸羟乙酯20-40份，乙烯基乙氧基硅烷4-8份，过氧化苯甲酸叔丁酯1-3份，二叔丁基过氧化物0.5-2份；
2)滴加中段混合单体，1-2h滴完，保温0.5-1h，其中，中段混合单体包括下列重量份数的原料：甲基丙烯酸甲酯20-40份，苯乙烯15-25份，甲基丙烯酸丁酯5-15份，丙烯酸丁酯30-50份，甲基丙烯酸4-6份，丙烯酸羟丙酯30-40份，乙烯基甲氧基硅烷1-3份，过氧化苯甲酸叔丁酯1-2份，二叔丁基过氧化物0.5-2份；
3)滴加后段混合单体，0.5-1h滴完，保温1-1.5h，其中，后段混合单体包括下列重量份数的原料：甲基丙烯酸甲酯30-50份，苯乙烯10-20份，甲基丙烯酸丁酯15-25份，丙烯酸异辛酯10-20份，甲基丙烯酸6-10份，丙烯酰胺5-15份，甲基丙烯酸羟乙酯30-40份，乙烯基甲氧基硅烷1-3份，过氧化苯甲酸叔丁酯0.5-2份，二叔丁基过氧化物0.1-1份；
4)反应完成后开始降温，降温到85-90℃时开始加入碱性中和剂，搅拌20-30min后开始加入去离子水，调整树脂固含为45％，25℃下粘度为500-2000mPa.s，得到水性改性羟基丙烯酸分散体。
进一步地，上述低VOC高光水性钢桶外壁涂料中，步骤1)中，所述前段混合单体包括下列重量份数的原料：甲基丙烯酸甲酯30份，丙烯酸异辛酯30份，甲基丙烯酸丁酯20份，苯乙烯40份，丙烯酸羟乙酯30份，乙烯基乙氧基硅烷6份，过氧化苯甲酸叔丁酯2份，二叔丁基过氧化物1份。
进一步地，上述低VOC高光水性钢桶外壁涂料中，步骤2)中，所述中段混合单体包括下列重量份数的原料：甲基丙烯酸甲酯30份，苯乙烯20份，甲基丙烯酸丁酯10份，丙烯酸丁酯40份，甲基丙烯酸5份，丙烯酸羟丙酯35份，乙烯基甲氧基硅烷2份，过氧化苯甲酸叔丁酯1.5份，二叔丁基过氧化物1份。
进一步地，上述低VOC高光水性钢桶外壁涂料中，步骤3)中，所述后段混合单体包括下列重量份数的原料：甲基丙烯酸甲酯40份，苯乙烯15份，甲基丙烯酸丁酯20份，丙烯酸异辛酯15份，甲基丙烯酸8份，丙烯酰胺10份，甲基丙烯酸羟乙酯35份，乙烯基甲氧基硅烷2份，过氧化苯甲酸叔丁酯1份，二叔丁基过氧化物0.5份。
进一步地，上述低VOC高光水性钢桶外壁涂料中，所述水性色浆包括下列重量份数的原料：去离子水20-30份、分散剂1-3份、消泡剂0.1-0.3份、颜料60-80份、润湿剂0.4-0.6份、增稠剂0.4-0.6份。
进一步地，上述低VOC高光水性钢桶外壁涂料中，所述水性色浆包括下列重量份数的原料：去离子水25份、分散剂2份、消泡剂0.2份、颜料70份、润湿剂0.5份、增稠剂0.5份。
进一步地，上述低VOC高光水性钢桶外壁涂料中，所述水性色浆的制备方法为：将离子水、分散剂、消泡剂、颜料、润湿剂、增稠剂依次投入搅拌缸中，在2000-3000rpm转速下充分搅拌至均匀浆状，放入砂磨机研磨至细度≤15um后备用。
本发明还提供制备低VOC高光水性钢桶外壁涂料的方法，该方法包括如下步骤：
将水性羟基丙烯酸分散体、水性色浆、氨基树脂、去离子水、消泡剂、润湿剂、流平剂、附着力促进剂、酸催化剂、聚氨酯增稠剂、4％有机膨润土防沉浆剂按配比依次投入生产缸中，搅拌至完全均匀状态，即可得到低VOC高光水性钢桶外壁涂料。
本发明的有益效果是：
1、本发明中羟基丙烯酸分散体可以根据施工性的要求调整树脂的粘度，保持良好的施工性及贮存稳定性。
2、本发明使用的消泡剂为消泡能力弱的消泡剂，很好地处理了与树脂相容性的问题，加入能够抗油污的润湿剂，能够有效防止轻微油污导致的油缩现象；为解决重涂不好的问题，在配方中引入了环氧磷酸酯树脂，既可重涂又提高了耐水性能。
3.本发明产品施工性良好、不流挂，不堵塞管道，不堵枪；产品开稀后不会影响其贮存和颜色的稳定性，树脂自带的假稠性及膨润土防沉浆的双重作用，即使开稀后也非常稳定。产品在生产工艺中几乎没有添加溶剂产品，保证非常低的VOC。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种低VOC高光水性钢桶外壁涂料，该涂料包括下列重量份数的原料：水性羟基丙烯酸分散体50-62份，水性色浆20-30份，氨基树脂6-12份，去离子水6-7份，消泡剂0.05-0.2份，润湿剂0.1-0.3份，流平剂0.1-0.3份，附着力促进剂0.5-3份，酸催化剂0.1-0.3份，聚氨酯增稠剂0.4-0.6份，4％有机膨润土防沉浆剂1-3份。
本发明中，水性羟基丙烯酸分散体的羟值为110，氨基树脂选用湛新303-98氨基树脂，消泡剂选用TEGO842消泡剂，润湿剂选用沃克VOK485润湿剂，流平剂选用斯洛柯SILOK350，附着力促进剂选用冠志OS-79水性环氧磷酸酯附着力促进剂，酸催化剂选用同德WD-04酸催化剂，聚氨酯增稠剂选用普为501聚氨酯增稠剂，4％有机膨润土防沉浆剂选用华特BP-188B有机膨润土防沉浆剂。
本发明中，水性羟基丙烯酸分散体的制备方法包括如下步骤：
1)将丙二醇丁醚、叔碳酸缩水甘油酯加入反应容器中，在120℃保温10min，再升温到135℃，开始滴加前段混合单体，90min滴完，并保温45min；
其中，前段混合单体包括下列重量份数的原料：甲基丙烯酸甲酯30份，丙烯酸异辛酯30份，甲基丙烯酸丁酯20份，苯乙烯40份，丙烯酸羟乙酯30份，乙烯基乙氧基硅烷6份，过氧化苯甲酸叔丁酯2份，二叔丁基过氧化物1份；
2)滴加中段混合单体，90min滴完，保温45min，其中，中段混合单体包括下列重量份数的原料：甲基丙烯酸甲酯30份，苯乙烯20份，甲基丙烯酸丁酯10份，丙烯酸丁酯40份，甲基丙烯酸5份，丙烯酸羟丙酯35份，乙烯基甲氧基硅烷2份，过氧化苯甲酸叔丁酯1.5份，二叔丁基过氧化物1份；
3)滴加后段混合单体，45min滴完，保温75min，其中，后段混合单体包括下列重量份数的原料：甲基丙烯酸甲酯40份，苯乙烯15份，甲基丙烯酸丁酯20份，丙烯酸异辛酯15份，甲基丙烯酸8份，丙烯酰胺10份，甲基丙烯酸羟乙酯35份，乙烯基甲氧基硅烷2份，过氧化苯甲酸叔丁酯1份，二叔丁基过氧化物0.5份；
4)反应完成后开始降温，降温到87℃时开始加入碱性中和剂，搅拌25min后开始加入去离子水，调整树脂固含为45％，25℃下粘度为1000mPa.s，得到水性改性羟基丙烯酸分散体。
本发明中，水性色浆包括下列重量份数的原料：去离子水25份、分散剂2份、消泡剂0.2份、颜料70份、润湿剂0.5份、增稠剂0.5份。水性色浆的制备方法为：将离子水、分散剂、消泡剂、颜料、润湿剂、增稠剂依次投入搅拌缸中，在25000rpm转速下充分搅拌至均匀浆状，放入砂磨机研磨至细度≤15um后备用。其中，分散剂选用TEGO750W分散剂，消泡剂选用TEGO842消泡剂，润湿剂选用泰格THCH249润湿剂，增稠剂选用TEGO3030增稠剂。
本发明提供低VOC高光水性钢桶外壁涂料的制备方法，该方法包括如下步骤：
将水性羟基丙烯酸分散体、水性色浆、氨基树脂、去离子水、消泡剂、润湿剂、流平剂、附着力促进剂、酸催化剂、聚氨酯增稠剂、4％有机膨润土防沉浆剂按配比依次投入生产缸中，搅拌至完全均匀状态，即可得到低VOC高光水性钢桶外壁涂料。低VOC高光水性钢桶外壁涂料用于施工时，将低VOC高光水性钢桶外壁涂料加10-20％自身重量的水开稀喷涂，烘干条件为150-170℃/10min。
本发明提供的低VOC高光水性钢桶外壁涂料SGS报告编号：GZHL2012062244OT，显示水性钢桶外壁涂料VOC含量为89g/L。
本发明的相关具体实施例如下：
实施例1
一种低VOC高光水性钢桶外壁涂料，该涂料包括下列重量份数的原料：水性羟基丙烯酸分散体56份，水性色浆26份，氨基树脂10份，去离子水6.3份，消泡剂0.1份，润湿剂0.2份，流平剂0.2份，附着力促进剂2份，酸催化剂0.2份，聚氨酯增稠剂0.5份，4％有机膨润土防沉浆剂2份。
本实施例中，低VOC高光水性钢桶外壁涂料用于施工时，将低VOC高光水性钢桶外壁涂料加15％自身重量的水开稀喷涂，烘干条件为160℃/10min。
实施例2
一种低VOC高光水性钢桶外壁涂料，该涂料包括下列重量份数的原料：水性羟基丙烯酸分散体62份，水性色浆20份，氨基树脂6份，去离子水6份，消泡剂0.2份，润湿剂0.1份，流平剂0.1份，附着力促进剂0.5份，酸催化剂0.3份，聚氨酯增稠剂0.4份，4％有机膨润土防沉浆剂1份。
本实施例中，低VOC高光水性钢桶外壁涂料用于施工时，将低VOC高光水性钢桶外壁涂料加10％自身重量的水开稀喷涂，烘干条件为150℃/10min。
实施例3
一种低VOC高光水性钢桶外壁涂料，该涂料包括下列重量份数的原料：水性羟基丙烯酸分散体50份，水性色浆30份，氨基树脂12份，去离子水7份，消泡剂0.05份，润湿剂0.份，流平剂0.3份，附着力促进剂3份，酸催化剂0.1份，聚氨酯增稠剂0.6份，4％有机膨润土防沉浆剂3份。
本实施例中，低VOC高光水性钢桶外壁涂料用于施工时，将低VOC高光水性钢桶外壁涂料加20％自身重量的水开稀喷涂，烘干条件为170℃/10min。
本发明对实施例1-3提供的外壁涂料进行性能测试，测试结果如下表1所示：
表1
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。