[发明专利]一种水性涂料及其制备方法、使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性涂料，具体设计一种环保的非有机溶剂类的涂料以及该涂料的制备方法和使用方法。

背景技术

涂料主要是由成膜物质、颜料、挥发成分和助剂四部分组成的。成膜物质又称基料，是使涂料牢固附着于被涂物表面上形成连续薄膜的主要物质，是构成涂料的基础，决定着涂料的基本性质。聚氨酯涂料是上个世纪六十年代发展起来的一种新型涂料，具有优良的耐化学品、附着力、光泽度和优良的耐磨性，是一种高档耐用的合成树脂型涂料。

水性聚氨酯涂料是指将聚氨酯乳液溶解于或者分散于水中而形成的一种聚氨酯树脂，具有良好的耐候性、粘结性和弹性。水性聚氨酯涂料是以水为介质的体系，不含有机溶剂，对环境无影响、绿色无毒。然而大多数单组份水性聚氨酯乳液的固含量低、自增稠性能差、光泽性不佳，因此，近年来国内外许多研究者一直致力于研究通过改性或者其他方式来改善其性能。如申请号为201410654915.4的名为《一种水性聚氨酯涂料及其制备方法》的专利中提供的技术方案：通过改进水性聚氨酯涂料的配方，尤其通过改善表面活性剂、消泡剂、抗氧化剂、偶联剂等助剂的使用配方来达到改善涂料本身的目的。

在玻璃行业中，高性能涂料也是研究的重点方向之一。随着玻璃行业日新月异的发展，玻璃的用途越来越广泛，玻璃不再仅仅作为门窗材料等进行应用，还开发出许多其他的应用，如装饰玻璃。装饰玻璃也被称为“艺术玻璃”，是一种体现想象力和审美的人造物品，可通过镶嵌、化学蚀刻、雕刻等各种工艺技术来实现所需要达到的艺术效果，其中涂料印刷是最常见的工艺之一。目前来说，实现三维立体玻璃的艺术效果的工艺为：1、将透明的立体光油按照图案的要求丝印至玻璃制品上；2、用有色热固型油墨丝印图案的主色调；3、用暗色调或者半透明的油墨丝印至已经上色的图案上，使已形成的涂层封闭，通过色调的调配，不仅能够形成一种高档略显哑光的表面效果，同时作为最外层涂层对内层的颜色层和立体层涂层进行保护。现有技术中，在第3步中往往使用的是有机溶剂型封闭涂料，如热固型的丙烯酸涂料或聚酯类涂料，不仅化学挥发性物质容易超标、工艺过程不环保，而且该封闭涂层的耐水性、耐酸碱性等物理性嫩指标也比较差，无法达到理想的效果。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种绿色环保型的水性涂料，该涂料可通过丝印或者辊涂的方式涂刷于塑胶、皮革、木器、玻璃、金属材料的表面，进一步地，在装饰玻璃立体图案丝印工艺中，本发明中的水性涂料可作为表层的封闭涂料使用。本发明中的水性涂料不仅无挥发性物质，而且物理性能佳，耐水性、耐酸碱性良好。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

本发明中的水性涂料组分及质量百分比为：

水性聚氨酯/水性丙烯酸酯复合乳液 40-58%

水性氨基树脂交联剂15-25%

炭黑8-15%

钛白粉8-10%

去离子水5-10%

偶联剂2-5%

流平剂2-3%

分散剂0.5-1%

消泡剂0.5-0.8%

其中，水性聚氨酯/水性丙烯酸酯复合乳液的制备方法为将固体百分含量相同的水性聚氨酯乳液与水性丙烯酸酯乳液以体积比1:（1.2-3）混合，搅拌均匀后研磨至固体粒度小于50μm，然后在高速分散机中以1500-2000r/min的分散速度分散0.5-1小时。

本发明中采用将水性聚氨酯乳液与丙烯酸酯乳液进行物理共混的方法进行涂料的改进，由于聚氨酯软段具有良好的包容性，依靠分子之间的相互作用力与丙烯酸酯的分子链共同形成了非晶区，而丙烯酸酯的晶区则均匀地分布于复合乳液中，提升了涂料的整体性能。在两者的共混复合乳液中还同时添加交联剂及少量偶联剂，使体系在成膜过程中将两者结合在一起，能够明显促进涂装后成膜的性能，同时偶联剂的添加还能够进一步提高涂料整体粘合力的浸润性，提升涂装后成膜的宏观附着力。

进一步地，水性聚氨酯/水性丙烯酸酯复合乳液的制备过程中，控制复合乳液温度不高于45℃，以防止制备过程中水分的丧失以及由于温度过高影响两种乳液的相容性。