一种双组分金属颜料涂料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种双组分金属颜料涂料及其制备方法 (Bi-component metal pigment coating and preparation method thereof ) 是由 冯兆均 叶永良 陈容爱 王广坤 李伟劲 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种双组分金属颜料涂料,由质量比为(80-90):(10-20)的A组分和B组分组成,A组分包括以下重量份数的组分：铝银浆7-9份,乙酸丁酯9-11份,分散剂0.4-0.6份,丙二醇甲醚醋酸酯10-15份,环己酮3-5份,聚酰胺蜡浆1-5份,羟基丙烯酸树脂50-60份,附着力促进剂2-4份,流平剂0.1-0.5份,复合银柳花提取物1-2份；B组分为CAB树脂溶液。本发明还提供了所述双组分金属颜料涂料的制备方法。本发明提供的双组分金属颜料涂料具有较好的银粉排列、光泽度、鲜映性、耐老化性能。(The invention provides a bi-component metal pigment coating, which consists of a component A and a component B in a mass ratio of (80-90) to (10-20), wherein the component A comprises the following components in parts by weight: 7-9 parts of aluminum paste, 9-11 parts of butyl acetate, 0.4-0.6 part of dispersant, 10-15 parts of propylene glycol methyl ether acetate, 3-5 parts of cyclohexanone, 1-5 parts of polyamide wax slurry, 50-60 parts of hydroxy acrylic resin, 2-4 parts of adhesion promoter, 0.1-0.5 part of flatting agent and 1-2 parts of composite salix flower extract; the component B is CAB resin solution. The invention also provides a preparation method of the two-component metal pigment coating. The bi-component metal pigment coating provided by the invention has better silver powder arrangement, glossiness, distinctness of image and aging resistance.)
技术领域
本发明涉及一种涂料，特别是涉及一种双组分金属颜料涂料及其制备方法。
背景技术
汽车涂料的涂膜外观、光泽等方面是人们对汽车质量的直接评价因素，汽车表面的金属涂层由于具有绚丽的金属感，多彩的随意性，光泽度高，闪光效果好，且在太阳光照射下，漆膜外观可随观察角度呈现出不同明亮度和色彩，所以深受客户的喜爱。
金属颜料涂料之所以具有非凡的装饰效果，是因为该类涂料中加入了金属铝粉或珠光粉等金属颜料，这种金属颜料在涂膜中定向排列，光线照过来后通过各种有规律的反射、透射或干涉，最后使人们看到有金属光泽的、随角异色的闪光效果。目前主要使用的随角异色效应颜料有片状金属颜料(以铝粉为主)、珠光颜料(云母钛和云母氧化物)、铝银浆等。
中国专利申请CN201911416630.6公开了“高金属质感的金属粉末涂料及其制备工艺”，其金属粉末涂料包括：粉末基料、与粉末基料粘连的包覆颜料，所述包覆颜料包括以下质量份数的原料：金属颜料：100份；树脂：1-20份；以及溶剂：100-400份，所述金属颜料包括：铝粉、珠光粉、铜金粉中任一种，所述粉末基料包括：聚酯粉末涂料、环氧粉末涂料、丙烯酸粉末涂料、氟碳粉末涂料中的任一种。该专利存在的问题是：在实际使用时，其银粉排列、光泽度、鲜映性、耐老化性能均不佳。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种双组分金属颜料涂料，其具有较好的银粉排列、光泽度、鲜映性、耐老化性能。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种双组分金属颜料涂料，由质量比为(80-90):(10-20)的A组分和B组分组成，A组分包括以下重量份数的组分：铝银浆7-9份，乙酸丁酯9-11份，分散剂0.4-0.6份，丙二醇甲醚醋酸酯10-15份，环己酮3-5份，聚酰胺蜡浆1-5份，羟基丙烯酸树脂50-60份，附着力促进剂2-4份，流平剂0.1-0.5份，复合银柳花提取物1-2份；B组分为CAB树脂溶液。
进一步地，本发明所述分散剂为聚乙二醇。
进一步地，本发明所述羟基丙烯酸树脂的羟基平均官能度为4.2，固含量为70％。
进一步地，本发明所述附着力促进剂为羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯。
进一步地，本发明所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷。
进一步地，本发明所述CAB树脂溶液由质量比为7:3的乙酸丁酯和CAB-381-0.5组成。
进一步地，本发明所述复合银柳花提取物由以下步骤制成：
(1)将银柳的花瓣洗净后烘干，粉碎后过50目筛得到银柳花粉末，将银柳花粉末加入蒸馏水中，加热至85-95℃后浸提3-5小时得到提取液，将提取液过滤后得到滤液，将滤液真空浓缩至原体积的1/4得到浓缩液，在浓缩液中加入其4倍体积的乙醇水溶液，静置3-5小时后离心分离得到沉淀物，将沉淀物冷冻干燥后得到银柳花提取物；
(2)将步骤(1)得到的银柳花提取物加入乙醇水溶液中，搅拌至混合均匀后加入二氧化硅气凝胶，搅拌30-40分钟后静置20-30分钟，烘干后得到复合银柳花提取物。
进一步地，本发明所述银柳花提取物的制备步骤(1)中，银柳花粉末、蒸馏水的质量比为1:(18-20)，离心分离的速度为5000rpm，乙醇水溶液的体积分数为80％，离心分离的时间为20-30分钟；步骤(2)中，乙醇水溶液的体积分数为40％，银柳花提取物、乙醇水溶液、二氧化硅气凝胶的质量比为1:(3-5):1.5。
本发明要解决的另一技术问题是提供上述双组分金属颜料涂料的制备方法。
为解决上述技术问题，技术方案是：
一种双组分金属颜料涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1.按B组分配方量将乙酸丁酯加入容器中，290-310转/分速度下搅拌10-15分钟，然后边搅拌边加入CAB-381-0.5，630-770转/分速度下搅拌25-35分钟，至细度≤15μm后出料得到B组分；
S2.按A组分配方量将铝银浆、乙酸丁酯、分散剂加入容器中，浸泡1-3小时得到混合液一；
S3.按A组分配方量将丙二醇甲醚、环己酮、羟基丙烯酸树脂、聚酰胺蜡浆加入容器中，1000-1200转/分速度下搅拌至细度≤20μm，然后边搅拌边加入步骤S1得到的B组分、附着力促进剂、流平剂、复合银柳花提取物，1000-1200转/分速度下搅拌5-15分钟得到混合液二；
S4.将步骤S2得到的混合液一加入步骤S3得到的混合液二中，540-660转/分速度下搅拌5-15分钟得到双组分金属颜料涂料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明是一种双组分金属颜料涂料，喷涂后不需要喷清漆罩光，省时高效，且其耐酸性、耐碱性、耐候性比单组分金属颜料涂料更好。
2)本发明使用的CAB-381-0.5与羟基丙烯酸树脂之间的相容性较好，能有效改善双组分金属颜料涂料的银粉排列，同时不影响漆膜的光泽度、鲜映性。
3)本发明使用的羟基丙烯酸树脂的羟基平均官能度为4.2，固含量为70％，能有效改善漆膜的光泽度和鲜映性。
4)本发明使用的聚酰胺蜡浆能有效提高双组分金属颜料涂料在储存过程中金属颜料的防沉性。
5)银柳(学名：Salix argyracea E.Wolf)是一种杨柳科柳属植物，本发明将银柳的花瓣通过水提醇沉法制得银柳花提取物，其含有粗多糖等活性成分，具有良好的防霉活性，不过其热稳定性不佳，若直接添加于涂料中则难以充分发挥其防霉效果，因此本发明将银柳花提取物渗透于二氧化硅气凝胶内部制得复合银柳花提取物，二氧化硅气凝胶的隔热性能较强，能对银柳花提取物起到很好的隔热作用，从而有效改善双组分金属颜料涂料的防霉性能，此外，二氧化硅气凝胶还能有效提高双组分金属颜料涂料的耐老化性能和隔热性能。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例及其说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
双组分金属颜料涂料，由质量比为88:12的A组分和B组分组成，A组分包括以下重量份数的组分：铝银浆8份，乙酸丁酯10份，聚乙二醇0.5份，丙二醇甲醚醋酸酯12份，环己酮4份，聚酰胺蜡浆2份，羟基平均官能度为4.2、固含量为70％的羟基丙烯酸树脂55份，羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯3份，聚醚改性聚硅氧烷0.4份，复合银柳花提取物1.8份；B组分为由质量比为7:3的乙酸丁酯和CAB-381-0.5组成的CAB树脂溶液。
复合银柳花提取物由以下步骤制成：
(1)将银柳的花瓣洗净后烘干，粉碎后过50目筛得到银柳花粉末，将银柳花粉末加入蒸馏水中，银柳花粉末、蒸馏水的质量比为1:19，加热至90℃后浸提4小时得到提取液，将提取液过滤后得到滤液，将滤液真空浓缩至原体积的1/4得到浓缩液，在浓缩液中加入其4倍体积的体积分数为80％的乙醇水溶液，静置4小时后5000rpm速度下离心分离25分钟得到沉淀物，将沉淀物冷冻干燥后得到银柳花提取物；
(2)将步骤(1)得到的银柳花提取物加入体积分数为40％的乙醇水溶液中，搅拌至混合均匀后加入二氧化硅气凝胶，银柳花提取物、乙醇水溶液、二氧化硅气凝胶的质量比为1:4:1.5，搅拌35分钟后静置25分钟，烘干后得到复合银柳花提取物。
实施例1的制备方法包括以下步骤：
S1.按B组分配方量将乙酸丁酯加入容器中，300转/分速度下搅拌12分钟，然后边搅拌边加入CAB-381-0.5，700转/分速度下搅拌30分钟，至细度≤15μm后出料得到B组分；
S2.按A组分配方量将铝银浆、乙酸丁酯、聚乙二醇加入容器中，浸泡2小时得到混合液一；
S3.按A组分配方量将丙二醇甲醚、环己酮、羟基丙烯酸树脂、聚酰胺蜡浆加入容器中，1100转/分速度下搅拌至细度≤20μm，然后边搅拌边加入步骤S1得到的B组分、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、聚醚改性聚硅氧烷、复合银柳花提取物，1100转/分速度下搅拌10分钟得到混合液二；
S4.将步骤S2得到的混合液一加入步骤S3得到的混合液二中，600转/分速度下搅拌10分钟得到双组分金属颜料涂料。
实施例2
双组分金属颜料涂料，由质量比为90:10的A组分和B组分组成，A组分包括以下重量份数的组分：铝银浆7份，乙酸丁酯11份，聚乙二醇0.4份，丙二醇甲醚醋酸酯14份，环己酮5份，聚酰胺蜡浆1份，羟基平均官能度为4.2、固含量为70％的羟基丙烯酸树脂60份，羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯2份，聚醚改性聚硅氧烷0.3份，复合银柳花提取物1.2份；B组分为由质量比为7:3的乙酸丁酯和CAB-381-0.5组成的CAB树脂溶液。
复合银柳花提取物由以下步骤制成：
(1)将银柳的花瓣洗净后烘干，粉碎后过50目筛得到银柳花粉末，将银柳花粉末加入蒸馏水中，银柳花粉末、蒸馏水的质量比为1:18，加热至95℃后浸提3小时得到提取液，将提取液过滤后得到滤液，将滤液真空浓缩至原体积的1/4得到浓缩液，在浓缩液中加入其4倍体积的体积分数为80％的乙醇水溶液，静置5小时后5000rpm速度下离心分离30分钟得到沉淀物，将沉淀物冷冻干燥后得到银柳花提取物；
(2)将步骤(1)得到的银柳花提取物加入体积分数为40％的乙醇水溶液中，搅拌至混合均匀后加入二氧化硅气凝胶，银柳花提取物、乙醇水溶液、二氧化硅气凝胶的质量比为1:3:1.5，搅拌30分钟后静置20分钟，烘干后得到复合银柳花提取物。
实施例2的制备方法包括以下步骤：
S1.按B组分配方量将乙酸丁酯加入容器中，290转/分速度下搅拌15分钟，然后边搅拌边加入CAB-381-0.5，630转/分速度下搅拌35分钟，至细度≤15μm后出料得到B组分；
S2.按A组分配方量将铝银浆、乙酸丁酯、聚乙二醇加入容器中，浸泡3小时得到混合液一；
S3.按A组分配方量将丙二醇甲醚、环己酮、羟基丙烯酸树脂、聚酰胺蜡浆加入容器中，1000转/分速度下搅拌至细度≤20μm，然后边搅拌边加入步骤S1得到的B组分、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、聚醚改性聚硅氧烷、复合银柳花提取物，1000转/分速度下搅拌15分钟得到混合液二；
S4.将步骤S2得到的混合液一加入步骤S3得到的混合液二中，540转/分速度下搅拌15分钟得到双组分金属颜料涂料。
实施例3
双组分金属颜料涂料，由质量比为80:20的A组分和B组分组成，A组分包括以下重量份数的组分：铝银浆7.5份，乙酸丁酯10.5份，聚乙二醇0.6份，丙二醇甲醚醋酸酯10份，环己酮4.5份，聚酰胺蜡浆3份，羟基平均官能度为4.2、固含量为70％的羟基丙烯酸树脂50份，羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯4份，聚醚改性聚硅氧烷0.5份，复合银柳花提取物1份；B组分为由质量比为7:3的乙酸丁酯和CAB-381-0.5组成的CAB树脂溶液。
复合银柳花提取物由以下步骤制成：
(1)将银柳的花瓣洗净后烘干，粉碎后过50目筛得到银柳花粉末，将银柳花粉末加入蒸馏水中，银柳花粉末、蒸馏水的质量比为1:20，加热至85℃后浸提5小时得到提取液，将提取液过滤后得到滤液，将滤液真空浓缩至原体积的1/4得到浓缩液，在浓缩液中加入其4倍体积的体积分数为80％的乙醇水溶液，静置4.5小时后5000rpm速度下离心分离20分钟得到沉淀物，将沉淀物冷冻干燥后得到银柳花提取物；
(2)将步骤(1)得到的银柳花提取物加入体积分数为40％的乙醇水溶液中，搅拌至混合均匀后加入二氧化硅气凝胶，银柳花提取物、乙醇水溶液、二氧化硅气凝胶的质量比为1:4:1.5，搅拌40分钟后静置30分钟，烘干后得到复合银柳花提取物。
实施例3的制备方法包括以下步骤：
S1.按B组分配方量将乙酸丁酯加入容器中，300转/分速度下搅拌11分钟，然后边搅拌边加入CAB-381-0.5，720转/分速度下搅拌32分钟，至细度≤15μm后出料得到B组分；
S2.按A组分配方量将铝银浆、乙酸丁酯、聚乙二醇加入容器中，浸泡1.5小时得到混合液一；
S3.按A组分配方量将丙二醇甲醚、环己酮、羟基丙烯酸树脂、聚酰胺蜡浆加入容器中，1100转/分速度下搅拌至细度≤20μm，然后边搅拌边加入步骤S1得到的B组分、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、聚醚改性聚硅氧烷、复合银柳花提取物，1100转/分速度下搅拌12分钟得到混合液二；
S4.将步骤S2得到的混合液一加入步骤S3得到的混合液二中，640转/分速度下搅拌12分钟得到双组分金属颜料涂料。
实施例4
双组分金属颜料涂料，由质量比为85:15的A组分和B组分组成，A组分包括以下重量份数的组分：铝银浆9份，乙酸丁酯9份，聚乙二醇0.4份，丙二醇甲醚醋酸酯15份，环己酮3份，聚酰胺蜡浆5份，羟基平均官能度为4.2、固含量为70％的羟基丙烯酸树脂56份，羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯2.5份，聚醚改性聚硅氧烷0.1份，复合银柳花提取物2份；B组分为由质量比为7:3的乙酸丁酯和CAB-381-0.5组成的CAB树脂溶液。
复合银柳花提取物由以下步骤制成：
(1)将银柳的花瓣洗净后烘干，粉碎后过50目筛得到银柳花粉末，将银柳花粉末加入蒸馏水中，银柳花粉末、蒸馏水的质量比为1:19，加热至90℃后浸提4.5小时得到提取液，将提取液过滤后得到滤液，将滤液真空浓缩至原体积的1/4得到浓缩液，在浓缩液中加入其4倍体积的体积分数为80％的乙醇水溶液，静置3小时后5000rpm速度下离心分离25分钟得到沉淀物，将沉淀物冷冻干燥后得到银柳花提取物；
(2)将步骤(1)得到的银柳花提取物加入体积分数为40％的乙醇水溶液中，搅拌至混合均匀后加入二氧化硅气凝胶，银柳花提取物、乙醇水溶液、二氧化硅气凝胶的质量比为1:5:1.5，搅拌35分钟后静置30分钟，烘干后得到复合银柳花提取物。
实施例4的制备方法包括以下步骤：
S1.按B组分配方量将乙酸丁酯加入容器中，310转/分速度下搅拌10分钟，然后边搅拌边加入CAB-381-0.5，770转/分速度下搅拌25分钟，至细度≤15μm后出料得到B组分；
S2.按A组分配方量将铝银浆、乙酸丁酯、聚乙二醇加入容器中，浸泡1小时得到混合液一；
S3.按A组分配方量将丙二醇甲醚、环己酮、羟基丙烯酸树脂、聚酰胺蜡浆加入容器中，1200转/分速度下搅拌至细度≤20μm，然后边搅拌边加入步骤S1得到的B组分、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、聚醚改性聚硅氧烷、复合银柳花提取物，1200转/分速度下搅拌5分钟得到混合液二；
S4.将步骤S2得到的混合液一加入步骤S3得到的混合液二中，660转/分速度下搅拌5分钟得到双组分金属颜料涂料。
参比实施例1
与实施例1不同的地方在于：不包括B组分。
参比实施例2
与实施例1不同的地方在于：A组分中的羟基丙烯酸树脂替换为丙烯酸树脂。
参比实施例3
与实施例1不同的地方在于：A组分不包括复合银柳花提取物，省去复合银柳花提取物的制备步骤。
参比实施例4
与实施例1不同的地方在于：A组分中的复合银柳花提取物替换为银柳花提取物，其制备步骤为：将银柳的花瓣洗净后烘干，粉碎后过50目筛得到银柳花粉末，将银柳花粉末加入蒸馏水中，银柳花粉末、蒸馏水的质量比为1:18，加热至95℃后浸提3小时得到提取液，将提取液过滤后得到滤液，将滤液真空浓缩至原体积的1/4得到浓缩液，在浓缩液中加入其4倍体积的体积分数为80％的乙醇水溶液，静置5小时后5000rpm速度下离心分离30分钟得到沉淀物，将沉淀物冷冻干燥后得到银柳花提取物。
对比例：申请号为CN201911416630.6的中国专利的实施例3。
涂膜制备：
分别将实施例1-4、参比实施例1-4、对比例用200目的滤布过滤，然后用重力式喷枪喷涂于测试用胶片表面，控制涂膜厚度为20-25μm，自然状态下静置10分钟后，置于烘箱中75℃下干燥8小时，自然冷却4小时。
实验例一：银粉排列测试
通过目视分别评判实施例1-4、参比实施例1、对比例的涂膜的银粉排列，分为1-4级四个等级，1级最好，4级最差，测试结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，本发明实施例1-4的银粉排列均为1级，表明本发明制得的双组分金属颜料涂料具有较好的银粉排列。参比实施例1的部分组分与实施例1不同，与实施例1相比，参比实施例1的银粉排列为3级，说明本发明使用的CAB-381-0.5能有效提高双组分金属颜料涂料的银粉排列。
实验例二：光泽度测试
参考GB/T 9754-2007分别测定实施例1-4、参比实施例2、对比例的涂膜的60°光泽度。测试结果如表2所示：
表2
60°光泽度(％)
实施例1
110
实施例2
108
实施例3
105
实施例4
106
参比实施例2
101
对比例
100
由表2可以看出，本发明实施例1-4的60°光泽度均高于对比例，表明本发明制得的双组分金属颜料涂料具有较好的光泽度。参比实施例2的部分组分与实施例1不同，与实施例1相比，参比实施例2的60°光泽度明显降低，说明本发明使用的羟基丙烯酸树脂能有效提高双组分金属颜料涂料的光泽度。
实验例三：鲜映性测试
使用橘皮仪分别在实施例1-4、参比实施例2-3、对比例的涂膜的DOI，DOI越高表明鲜映性越好，测试结果如表3所示：
表3
DOI
实施例1
82
实施例2
80
实施例3
78
实施例4
79
参比实施例2
71
参比实施例3
76
对比例
60
由表3可以看出，本发明实施例1-4的DOI均高于对比例，表明本发明制得的双组分金属颜料涂料具有较好的鲜映性。参比实施例2-3的组分与实施例1不同，与实施例1相比，参比实施例2的DOI降低不少，说明本发明使用的羟基丙烯酸树脂能有效提高双组分金属颜料涂料的鲜映性；参比实施例3的的DOI也降低了一些，说明本发明使用的复合银柳花提取物对双组分金属颜料涂料的鲜映性也能起到一定的提高作用。
实验例四：耐老化性能测试
分别取将实施例1-4、参比实施例4、对比例的涂膜置于高压汞灯人工加速老化试验箱中，高压汞灯功率为450W，将涂膜置于高压汞灯下方40cm处，箱内温度为40-50℃，记录从测试开始到涂膜失光经过的时间记为老化时间，老化时间越长表明耐老化性能越好，测试结果如表4所示：
表4
老化时间(小时)
实施例1
≥2000
实施例2
≥2000
实施例3
≥2000
实施例4
≥2000
参比实施例4
1800
对比例
500
由表4可以看出，本发明实施例1-4的老化时间均长于对比例，表明本发明制得的双组分金属颜料涂料具有较好的耐老化性能。参比实施例4的组分与实施例1不同，与实施例1相比，参比实施例4的老化时间有所缩短，说明本发明使用的复合银柳花提取物中的二氧化硅气凝胶能有效提高双组分金属颜料涂料的耐老化性能。
实验例五：防霉性能测试
参考GB/T 1741-1989分别测定实施例1-4、参比实施例3-4、对比例的涂膜的防霉等级，分为0-5级六个等级，0级最好，5级最差，测试结果如表5所示：
表5
防霉等级(级)
实施例1
1
实施例2
1
实施例3
1
实施例4
1
参比实施例3
3
参比实施例4
2
对比例
4
由表5可以看出，本发明实施例1-4的防霉等级均为1级，表明本发明制得的双组分金属颜料涂料具有较好的防霉性能。参比实施例3-4的组分与实施例1不同，与实施例1相比，参比实施例3的防霉等级升至3级，说明本发明使用的复合银柳花提取物能有效提高双组分金属颜料涂料的防霉性能；参比实施例4的防霉等级升至2级，说明与未复合的银柳花提取物相比，本发明使用二氧化硅气凝胶复合制成的复合银柳花提取物对双组分金属颜料涂料的防霉性能的提高效果更好。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
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