1.本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及一种不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆及其制备方法。
背景技术：2.不锈钢保温杯是人们日常生活中比较普及的一种中高档饮水工具，特别是在寒冷的冬天，保温杯的使用则更加广泛。
3.近年来国内水性涂料的发展速度飞快，特别是工业用水性涂料需求最为迫切。水性工业烤漆在不锈钢保温杯上的应用，已有5年左右的探索性积累，并获得了比较珍贵的试用经验，从当前的不锈钢保温杯涂装领域来看，已有初步应用成果的是水性工业烤漆罩光光油。保温杯用水性实色烤漆的涂装，基本上是包括底漆、面漆、甚至中涂漆在内的多涂层施工工艺，单一涂层的抗划耐磨水性哑光实色烤漆产品，在保温杯市场上至今未见大规模应用的先例。
4.以单一涂层实色烤漆产品施工来取代多涂层施工，既能节省多涂层施工所需涂料的用量与成本，也成倍地降低施工成本、提高涂装效率，势必带来巨大的市场价值。因此，以单一涂层产品及其施工工艺来代替多涂层产品及其施工工艺的项目，一直是涂料生产厂家与涂料终端用户在不断探索与研究的热点。然而，该项目也存在一些难以克服的技术难点：即如何在保证涂料配方中成膜物质重量比不变的前提条件下，提升单一涂层产品的遮盖力；以及如何在保证单一涂层的遮盖力与多涂层产品的共同遮盖力相媲美的前提条件下，确保涂料配方中成膜物质(即树脂与氨基固化剂)重量百分比或固含处在一个理想的水平，实现涂膜综合性能的最优化。
5.中国专利202011582109.2公开了一种水性保温杯烤漆及其制备方法，其研发出了voc在10％以下的杯用水性烤漆，解决了现有技术中水性烤漆产品不够环保和voc含量较高的问题，但该专利中未提及产品漆膜的抗划伤性能与耐磨性能，且所研发出的产品是光泽度在90
°
以上(按gb/t9754规定测定，60
°
)的高光烤漆产品，而非水性哑光烤漆产品；中国专利cn109401559 b公开了一种不锈钢保温杯用水性氨基烤漆及其制备方法，该发明的底漆解决了不锈钢保温杯底部曲面应力差异大导致的水煮后附着力差的问题，面漆涂层具有高耐酒精擦拭、耐水煮的性能、以及良好的闪烁装饰效果，但该烤漆的漆膜是包括了烤漆底漆与烤漆面漆在内的多涂层，而非通过单一涂层即可满足不锈钢保温杯用烤漆产品的全部性能。
技术实现要素：6.本发明的目的在于：提供一种不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆，可通过一次性喷涂而满足不锈钢保温杯用涂料的各项性能要求，其漆膜具有哑光、抗划伤性好、耐磨性优异、耐冲击性好、硬度高、附着力强、耐水煮性好等特点，该产品还具有施工方便、
健康环保等性能优势，可广泛应用于不锈钢保温杯表面哑光实色效果的装饰美化与杯体保护。本发明的另一个目的，是提供所述抗划耐磨水性哑光实色烤漆的制备方法。
7.为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
8.一种不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆，由以下重量百分比的组分组成：
[0009][0010]
其中各组分的重量百分比之和为百分之百。
[0011]
本发明中，所述环氧改性丙烯酸分散体为广东彤德新材料有限公司提供的3aeb95w环氧改性丙烯酸分散体树脂；所述聚酯改性丙烯酸分散体为广东顺德盈固化工科技有限公司提供的wk-1007水性自乳化聚酯改性丙烯酸分散体树脂，所述环氧改性丙烯酸分散体与所述聚酯改性丙烯酸分散体的重量配比为0.5～1.25。
[0012]
所述3aeb95w环氧改性丙烯酸分散体树脂，具有颜料润湿性好、附着力优异、硬度
高、抗划伤性好、耐磨性强等优点，并具有极佳的耐水煮性、耐溶剂擦拭等性能。该环氧改性丙烯酸分散体树脂较大程度上确保了水性烤漆漆膜的优异的抗划耐磨性能，但单纯的环氧改性丙烯酸树脂在漆膜的柔韧度上尚需进一步提高，以满足烤漆漆膜在遭受较大强度的机械划伤与磨损时，避免因为漆膜偏硬偏脆而带来漆膜表面的破坏。wk-1007水性聚酯改性丙烯酸分散体，便是提高漆膜柔韧度的一种协同性树脂。
[0013]
所述wk-1007水性聚酯改性丙烯酸分散体是一种水性自乳化聚酯改性丙烯酸分散体树脂，具有优异的柔韧度好，较高的丰满度，优异的颜料润湿分散性、热储存稳定性和抗冻融性，较好的耐候性及耐盐雾佳。该水性聚酯改性丙烯酸分散体与所述3aeb95w环氧改性丙烯酸分散体树脂混拼使用，具有良好的协同效果，有效实现了两种改性丙烯酸树脂的优势性能补充，既体现了环氧改性丙烯酸树脂的优异的抗划耐磨性与耐水煮性能，又将水性聚酯改性丙烯酸分散体的柔韧度与高丰满度赋予给水性烤漆漆膜。
[0014]
本发明中，所述的中和剂为二甲基乙醇胺。
[0015]
本发明中，所述助溶剂为助溶剂1与助溶剂2的混合物，所述助溶剂1为乙二醇单丁醚，所述助溶剂2为十二碳酯醇；所述助溶剂2与助溶剂1的配比为1:(1.2～1.7)。
[0016]
本发明配方中按一定重量比例混拼的混合助溶剂，既体现了助溶剂1(乙二醇单丁醚)对水溶性树脂的高溶解力，增强了水性烤漆喷漆施工时的雾化效果，提升了产品的易施工性，又充分发挥了助溶剂2(十二碳酯醇)在不锈钢保温杯烤漆中的“异形部位”的抗流挂性，如杯瓶部位、杯底部位，避免了漆液的流挂与堆积。
[0017]
本发明中，所述水性颜料中间体由以下重量百分比的组分组成：
[0018][0019]
所述水性颜填料中间体中各组分的重量百分比之和为百分之百。
[0020]
本发明中，所述分散剂为byk-190分散剂。
[0021]
所述前段消泡剂为tego foamex 810消泡剂。
[0022]
所述润湿剂为广州赛诺环保材料有限公司提供的sn-1070高效抗油润湿剂。
[0023]
sn-1070是一种非硅聚合物型抗油润湿剂，对消泡剂及脱模剂、底材表面油污等引致的油窝缩孔有特效，能强烈降低体系表面张力，从而提供很强的基材润湿和抗污染能力，在绝大多数污染环境里提供可靠的润湿流平效果，且不影响重涂性。
[0024]
所述超细硫酸钡细度优选5000目；所述绢云母粉细度为优选1250目，所述锻烧高岭土细度优选4000目。
[0025]
本发明中，所述后段消泡剂为byk-024消泡剂。
[0026]
本发明中，所述的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂为美国氰特公司生产的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂；所述的中和剂为二甲基乙醇胺。
[0027]
本发明中，所述水性封闭型聚异氰酸酯为广东顺德盈固化工科技有限公司提供的wh8875水性封闭异氰酸酯。该水性封闭异氰酸酯的引进与使用，使得水性烤漆产品在干燥成膜阶段的交联反应，既包含了原有的羟基树脂与氨基树脂交联成膜反应，又增加了羟基树脂与高温开环后的封闭异氰酸酯的交联成膜反应，增强了漆膜的致密性，进一步提升了漆膜的抗划耐磨性能、漆膜硬度、耐水煮性等综合性能。
[0028]
所述流平剂为byk-333流平剂。
[0029]
所述纳米抗划耐磨助剂为纳米氧化铝抗划耐磨助剂，利用无机氧化铝的纳米材料技术，强势提高漆膜的硬度和耐磨性能。
[0030]
所述抗划伤蜡助剂为改性聚乙烯蜡抗划伤助剂，在本发明产品配方中引进蜡助剂，以改善漆膜的手感与抗划伤性能。
[0031]
本发明中，所述纳米抗划耐磨助剂与所述抗划伤蜡助剂按重量比例1:0.8～1.0混合时，在提升漆膜的物理力学性能上具有较好的协同效果，体现了最为优异的漆膜抗划耐磨性能。
[0032]
本发明中，所述水性耐水煮助剂为佛山市隽途新材料有限公司提供的a-831水性耐水煮助剂。
[0033]
a-831耐水煮助剂是一种催化性酸改性伯羟基聚合物溶液，适用于大部分金属基材的工业漆中，能改善水性氨基烤漆在耐水煮方面的性能，a-831也能显著提高漆膜的耐盐雾性能和对基材的附着力。
[0034]
所述哑粉为evonik赢创消光粉acematt ts 100。
[0035]
本发明中，所述防锈颜料为广西新晶科技有限公司自主研发的专利产品“磷钼酸铝锌”，这是一种功能性无机化工环保防锈新材料，具有无毒、防锈性好、易于调色、分散性好等优点，对基料的适用性广，价格适中，可取代国外同类型产品，特别是取代红丹等有毒防锈颜料。磷钼酸铝锌在配方中的应用，可较大程度地改善漆膜的防锈防腐性能。
[0036]
本发明中，所述着色颜料为钛白粉、炭黑粉、酞菁蓝、酞菁绿、大红、永固紫、或菊黄中的一种或多种。
[0037]
本发明中，所述防沉剂为华挺纳米科技(上海)有限公司提供的气相二氧化硅ht-a001。
[0038]
本发明还提供了所述不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆的制备方法，具体步骤如下：
[0039]
a.制备水性颜填料中间体
[0040]
根据所述水性颜料中间体的原料组成，在分散缸中依次加入依次加入水、分散剂、前段消泡剂、润湿剂、超细硫酸钡、绢云母粉、锻烧高岭土、防锈颜料、着色颜料、防沉剂、乙二醇及其它组份，高速分散至浆料细度≤20μm即可；
[0041]
b.制备抗划耐磨水性哑光实色烤漆
[0042]
在分散缸中依次加入环氧改性丙烯酸分散体、聚酯改性丙烯酸分散体、中和剂、助溶剂1、助溶剂2、步骤a制备的水性颜填料中间体、后段消泡剂、高效抗油润湿剂、部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、水性封闭型聚异氰酸酯、流平剂、纳米抗划耐磨助剂、抗划伤蜡助剂、水性耐水煮助剂、哑粉、水及其它组份，高速分散至成品细度≤20μm、粘度为100～150s即可。
[0043]
所述高速分散的速度为1200～1500r/min。
[0044]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0045]
(1)具有优异的抗划伤性与耐磨性，附着力强，耐冲击性好，漆膜硬度更是高达3h；
[0046]
(2)产品挥发性有机化合物(voc)的含量均有效控制在40g/l以内，是真正健康环保的水性涂料产品；
[0047]
(3)具有优异的耐水煮性能，在沸水状态恒温水煮1h，漆膜不起泡、不脱落、不失光
产；产品漆膜水煮1个小时之后，在温度降低至手可触摸温度(40～60℃)时进行附着力与耐划伤测试，漆膜的附着力仍为1级，耐划伤性能依旧达到“未划伤”标准要求(即依据gb/t 9729标准进行划伤试验，检测结果为“未划伤”)；
[0048]
(4)具有合乎需求的哑光光泽与优异的遮盖力。通过一次性喷涂而获得的产品漆膜，其光泽度在25～35
°
范围(按gb/t9754规定测定，60
°
)，且能实现对不锈钢底材料的完美遮盖而不透底；产品抗流挂性优异，贮存稳定性好，可广泛应用于不锈钢保温杯表面哑光实色效果的装饰美化与杯体保护。
具体实施方式
[0049]
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。
[0050]
本实施例，一种不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆，按重量百分比由以下组分组成：
[0051]
[0052]
其中各组分的重量百分比之和为百分之百。
[0053]
其中，所述水性颜料中间体由以下重量百分比的组分组成：
[0054][0055]
所述水性颜料浓缩浆中各组分的重量百分比之和为百分之百。
[0056]
其中，所述分散剂为byk-190分散剂；所述前段消泡剂为tego foamex810消泡剂；所述润湿剂为广州赛诺环保材料有限公司提供的sn-1070高效抗油润湿剂。
[0057]
其中，所述超细硫酸钡细度为5000目；所述绢云母粉细度1250目，所述锻烧高岭土细度为4000目。
[0058]
所述防锈颜料为广西新晶科技有限公司自主研发的专利产品“磷钼酸铝锌”；所述着色颜料为钛白粉、炭黑粉、酞菁蓝、酞菁绿、大红、永固紫、或菊黄中的一种或多种；所述防沉剂为华挺纳米科技(上海)有限公司提供的气相二氧化硅ht-a001。
[0059]
其中，所述环氧改性丙烯酸分散体为广东彤德新材料有限公司提供的3aeb95w环氧改性丙烯酸分散体树脂；所述聚酯改性丙烯酸分散体为广东顺德盈固化工科技有限公司提供的wk-1007水性自乳化聚酯改性丙烯酸分散体树脂。
[0060]
其中，所述的中和剂为二甲基乙醇胺。
[0061]
其中，所述助溶剂为助溶剂1与助溶剂2的混合物，所述助溶剂1为乙二醇单丁醚，所述助溶剂2为十二碳酯醇。
[0062]
其中，所述后段消泡剂为byk-024消泡剂；所述高效抗油润湿剂为广州赛诺环保材料有限公司提供的sn-1070抗油润湿剂；所述的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂为美国氰特
公司生产的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂；所述的中和剂为二甲基乙醇胺；所述水性封闭型聚异氰酸酯为广东顺德盈固化工科技有限公司提供的wh8875水性封闭异氰酸酯；所述流平剂为byk-333流平剂；所述纳米抗划耐磨助剂为纳米氧化铝抗划耐磨助剂；所述抗划伤蜡助剂为改性聚乙烯蜡抗划伤助剂；所述水性耐水煮助剂为佛山市隽途新材料有限公司提供的a-831水性耐水煮助剂。
[0063]
一种上述的不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆的制备方法，包括如下步骤：
[0064]
a.制备水性颜填料中间体
[0065]
根据所述水性颜料中间体的原料组成，在分散缸中依次加入依次加入水、分散剂、前段消泡剂、润湿剂、超细硫酸钡、绢云母粉、锻烧高岭土、防锈颜料、着色颜料、防沉剂、乙二醇及其它组份，高速分散30～50min，若浆料细度≤20μm即可，所述高速分散的速度为1200～1500r/min；
[0066]
b.制备抗划耐磨水性哑光实色烤漆
[0067]
在分散缸中依次加入环氧改性丙烯酸分散体、聚酯改性丙烯酸分散体、中和剂、助溶剂1、助溶剂2、步骤a制备的水性颜填料中间体、后段消泡剂、高效抗油润湿剂、部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、水性封闭型聚异氰酸酯、流平剂、纳米抗划耐磨助剂、抗划伤蜡助剂、水性耐水煮助剂、哑粉、水及其它组份，高速分散30～50min，若成品细度≤20μm、粘度为100～150s即可。
[0068]
实施例
[0069]
本具体实施例中，设置了实施例1～5来制备本发明所述的不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆，其中，水性颜料中间体的配方见表1，主漆的配方见表2，所述表1和表2的配方组成以原料质量百分比(％)计：
[0070][0071]
表1水性颜料中间体的配方(单位：％)
[0072]
[0073][0074]
表2主漆配方组成(单位：％)
[0075][0076]
根据上表实施例1～5中的原料配方，并按照上述不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆的制备方法制备出实施例1～5的不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆的产品，并做性能测试。
[0077]
性能测试
[0078]
将本发明实施例1～5制备的不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆的产品与市售同类产品，进行喷涂施工与性能检测。涂装底材为不锈钢保温杯，喷涂前需要除油除锈抛光，并保证无尘清洁干燥。喷涂前需将水性烤漆搅拌均匀，并用去离子水将烤漆稀释至粘度为45～50s(盐田2#杯)。烤漆温度为150℃，烘烤时间为25min，漆膜干膜厚度控制为18～25μm。
[0079]
以上实施例1～5所制备的产品与市售同类产品，主要性能指标的检验结果如表3所示。
[0080]
表3检验结果
[0081][0082][0083]
根据表3测试结果可知，本实施例1～5制备的不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆，相比于市售同类产品，其产品具有优异的抗划伤性与耐磨性，附着力强，耐冲击性好，漆膜硬度更是高达3h；产品挥发性有机化合物(voc)的含量均有效控制在40g/l以内，是真正健康环保的水性涂料产品。具有优异的耐水煮性能，在沸水状态恒温水煮1h，漆膜不起泡、不脱落、不失光产；产品漆膜水煮1个小时之后，在温度降低至手可触摸温度(40～60℃)时进行附着力与耐划伤测试，漆膜的附着力仍为1级，耐划伤性能依旧达到“未划伤”标准要求(即依据gb/t 9729标准进行划伤试验，检测结果为“未划伤”)；具有合乎需求的哑光光泽与优异的遮盖力。通过一次性喷涂而获得的产品漆膜，其光泽度在25～35
°
范围(按gb/t9754规定测定，60
°
)，且能实现对不锈钢底材料的完美遮盖而不透底；产品抗流挂性优异，贮存稳定性好，可广泛应用于不锈钢保温杯表面哑光实色效果的装饰美化与杯体保护。
技术特征：1.一种不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆，其特征在于由以下重量百分比的组分组成：其中各组分的重量百分比之和为百分之百。2.根据权利要求1所述的不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆，其特征在于：所述环氧改性丙烯酸分散体为广东彤德新材料有限公司提供的3aeb95w环氧改性丙烯酸分散体树脂；所述聚酯改性丙烯酸分散体为广东顺德盈固化工科技有限公司提供的wk-1007水性自乳化聚酯改性丙烯酸分散体树脂；所述环氧改性丙烯酸分散体与所述聚酯改性丙烯酸分散体的重量配比为0.5～1.25。3.根据权利要求1所述的不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆，其特征在于：所述助溶剂1为乙二醇单丁醚，所述助溶剂2为十二碳酯醇；所述助溶剂2与助溶剂1的配比为1:1.2～1.7。
4.根据权利要求1所述的不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆，其特征在于，所述水性颜填料中间体由以下重量百分比的组分组成：述水性颜填料中间体由以下重量百分比的组分组成：所述水性颜填料中间体中各组分的重量百分比之和为百分之百。5.根据权利要求4所述的不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆，其特征在于：所述前段消泡剂为tego foamex 810消泡剂。6.根据权利要求1所述的不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆，其特征在于：所述后段消泡剂为byk-024消泡剂。7.根据权利要求1所述的不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆，其特征在于：所述水性封闭型聚异氰酸酯为广东顺德盈固化工科技有限公司提供的wh8875水性封闭异氰酸酯。8.根据权利要求1所述的不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆，其特征在于：所述纳米抗划耐磨助剂为纳米氧化铝抗划耐磨助剂；所述抗划伤蜡助剂为改性聚乙烯蜡抗划伤助剂。9.根据权利要求1所述的不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆，其特征在于：所述水性耐水煮助剂为佛山市隽途新材料有限公司提供的a-831水性耐水煮助剂。10.一种权利要求1-9任一项所述的不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆的制备方法，其特征在于包括以下步骤：a.制备水性颜填料中间体根据所述水性颜料中间体的原料组成，在分散缸中依次加入依次加入水、分散剂、前段
消泡剂、润湿剂、超细硫酸钡、绢云母粉、锻烧高岭土、防锈颜料、着色颜料、防沉剂、乙二醇及其它组份，高速分散至浆料细度≤20μm即可，所述高速分散的速度为1200～1500r/min；b.制备抗划耐磨水性哑光实色烤漆在分散缸中依次加入环氧改性丙烯酸分散体、聚酯改性丙烯酸分散体、中和剂、助溶剂1、助溶剂2、步骤a制备的水性颜填料中间体、后段消泡剂、高效抗油润湿剂、部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、水性封闭型聚异氰酸酯、流平剂、纳米抗划耐磨助剂、抗划伤蜡助剂、水性耐水煮助剂、哑粉、水及其它组份，高速分散至成品细度≤20μm、粘度为100～150s即可。
技术总结本发明属于水性涂料技术领域，具体公开了一种不锈钢保温杯用抗划耐磨水性哑光实色烤漆及其制备方法。该烤漆包括以下重量比的组分：15.0～25.0％的环氧改性丙烯酸分散体；20.0～30.0％的聚酯改性丙烯酸分散体；0.2～0.6％的中和剂；1.0～2.0％的助溶剂1；0.8～1.2％的助溶剂2；30.0～50.0％的水性颜填料中间体；0.1～0.3％的后段消泡剂；0.1～0.3％的高效抗油润湿剂；2.0～3.0％的部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂；2.0～4.0％的水性封闭型聚异氰酸酯；0.1～0.5％的流平剂；0.6～1.8％的纳米抗划耐磨助剂；0.5～1.5％的抗划伤蜡助剂；0.1～0.3％的水性耐水煮助剂；0.1～0.5％的哑粉；1.2～5.2％的水及其它组分。本申请所述的产品可广泛应用于不锈钢保温杯表面哑光实色效果的装饰美化与杯体保护。的装饰美化与杯体保护。
技术研发人员：陈小文 蒋建平 蒋建伟 何力 陈楚泽
受保护的技术使用者：中山蓝海洋水性涂料有限公司
技术研发日：2022.05.17
技术公布日：2022/7/5
