水性彩色玻璃涂料及其制备方法与应用技术领域
本发明涉及玻璃涂料技术领域，尤其涉及一种水性彩色玻璃涂料及其制备方法和用途。
背景技术
随着科技水平的不断进步和人们环保意识的不断增强，人们对食品包装等关系到自身健康的材料要求越来越严格，越来越多的有机溶剂与化工材料已被食品包装行业所禁止使用，溶剂型涂料已逐渐退出食品包装行业，推广水性环保涂料成为了一种必然的趋势。另外，加强对建筑、装饰材料的管理，有效提高室内空气质量，已经成为世界各国的共识。然而，目前大部分厂家仍继续使用溶剂型玻璃涂料涂覆装饰玻璃、建筑玻璃，这类溶剂型涂料本身有毒，而且在生产过程中会散发出大量有害物质（如苯、酮、醚、铅、汞等）伤害人体健康并且造成环境污染。随着国内外市场对工艺品的环保要求越来越严格，溶剂型涂料必为水性涂料所代替。
目前使用的水性玻璃涂料与同类溶剂型玻璃涂料相比，光泽较低、丰满度较差，厚涂易爆泡。
中国专利CN 102101960 A于2011年6月22日公开了一种高羟基含硅丙烯酸酯水性玻璃涂料乳液及其合成方法。该涂料采用单体预乳化方法结合半连续种子乳液聚合工艺，在丙烯酸酯乳液聚合过程中引入含双键的羟基单体以及含双键的有机硅功能单体，制得高羟基含硅丙烯酸酯乳液，粒径为100～180nm、固含量为40～48%。乳液加入固化剂后涂于玻璃表面在120℃条件下烘烤2h固化成膜。
中国专利CN 101445330A于2009年6月3日公开了本发明公开了一种高度透明和良好附着力及硬度的透明防紫外线玻璃涂料。该涂料由粒径≤8nm、平均粒径为5nm的片状颗粒的水性纳米氧化锌浆料或油性纳米氧化锌浆料、聚氨酯树脂和涂料助剂组成。可见光对该发明涂料的透射率高，该发明能有效预防强紫外线对人体、对物品的辐射、老化和褪色等问题。
中国专利CN 102311688 A于2012年1月11日公开了一种水性透明隔热涂料及其制备方法。该发明涉及一种水性透明隔热涂料。该产品的隔热性能优益，价格便宜，又能使微波衰减。可用于建筑物玻璃涂料等领域中。
以上专利CN 102101960 A、CN 101445330A、CN 102311688 A涉及水性玻璃涂料，但配方设计中未对漆膜光泽低、漆膜丰满度差、厚涂爆泡等问题作专门的改进。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种与玻璃基材的附着力强、光泽高、丰满度好，耐水、醇等介质性能优异，具有较高的一次施工不爆泡厚度的水性彩色玻璃涂料。
本发明的另一个目的是提供水性彩色玻璃涂料的制备方法。
本发明的还有一个目的是提供水性彩色玻璃涂料在玻璃的表面的应用。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
（一）水性彩色玻璃涂料
一种水性彩色玻璃涂料，由A组分和B组分组成，所述A组分与B组分的质量比为：4：1～7：1；
所述A组分按下述质量百分比的原料制备而成：丙烯酸改性环氧树脂30～50%、挥发份混合溶剂28.95～37%、氨基树脂12～15%、润湿分散剂0.3～0.6%、颜料5～25.9%、防尘剂0～0.6%、消泡剂0.05～0.2%、表面助剂0.2～0.6%、增稠剂0.1～0.5%；
所述B组分按下述质量百分比的原料制备而成：硅烷偶联剂90～98%、挥发份混合溶剂2～10%。
本发明的挥发份混合溶剂按下述质量百分比的原料制备而成：乙二醇单丁醚10～20%、丁醇15～25%、乙醇15～25%、去离子水30～40%。
本发明的防尘剂为纳米气相二氧化硅。
本发明的表面助剂为聚醚改性聚硅氧烷流平剂。
本发明的硅烷偶联剂为含有反应性甲氧基团的硅烷偶联剂。
（二）水性彩色玻璃涂料的制备方法
本发明水性彩色玻璃涂料的制备方法包括以下步骤：
①按所述配方量配制挥发份混合溶剂；
②A组分的制备：将丙烯酸改性环氧树脂加入高速分散釜中，搅拌加入润湿分散剂；加入颜料及防沉剂，搅拌均匀；再加入所述挥发份混合溶剂，搅拌均匀；研磨至细度≤15μm，加入氨基树脂、消泡剂、表面助剂和增稠剂，得到A组分；
③B组分的制备：在硅烷偶联剂中加入所述挥发份混合溶剂，搅拌均匀，得到B组分。
（三）本发明水性彩色玻璃涂料用于玻璃的表面
将本发明彩色水性玻璃涂料的A组分和B组分按所述质量比混合，用水稀释调整粘度至40～70s，采用常规的喷涂方法涂覆于玻璃表面；在160～180℃条件下烘烤15～25分钟，玻璃表面形成一层厚度为15～35μm的漆膜。
该漆膜的性能如下：
附着力，按照GB/T1720-1988的规定，使用划格法进行测试，检验结果均在1级以上。
涂层颜色及外观，按照GB/T9761-2008的规定进行检测，符合标准样板的要求，丰满度好。
采用GB/T 9754-2007提供的方法进行测量，该水性彩色玻璃涂料作为面漆使用时，60o角光泽达95%以上，光泽高。
硬度, 按照GB/T6739-2006的规定进行检测，用3H铅笔按标准测试方法划一定长度无痕，检测结果的硬度大于等于3H，性能达到检测指标要求。
耐醇性：按照GB/T23989-2009的规定，进行使用仪器擦拭法B法，擦拭900次，漆膜不露底。
耐水性：按照GB/T1733-1993的规定进行检测，耐水1h，漆膜无变化。
本发明的有益效果：
1、本发明提供的水性彩色玻璃涂料，与玻璃基材的附着力强，光泽高、丰满度好，耐水、醇等介质性能优异。由于丙烯酸环氧改性树脂、氨基树脂、含有反应性甲氧基团的硅烷偶联剂三者之间发生交联反应后形成了网状交联的结构，提高了该涂料与玻璃基材的附着力。
2、本发明提供的水性彩色玻璃涂料制备方法，工艺简单。
3、本发明提供的水性彩色玻璃涂料采用常规的喷涂方法涂覆于玻璃表面，一次施工不爆泡厚度大，按照GB/T13452.2-2008提供的方法进行测量，厚度可达35μm。固化温度较低，在160℃即可固化。固化时间较短，在180℃时仅需要15min就可固化成膜。烘烤范围宽，在160℃到180℃的温度范围内，都可以进行烘烤，在160 ℃、25min漆膜可固化，180℃、25min漆膜不会过烘烤。所形成的漆膜性能优异，属节能环保水性玻璃涂料，适合大规模工业生产。
具体实施方式
实施例1：
本实施例的水性彩色玻璃涂料，A组分为：丙烯酸改性环氧树脂35.75kg，润湿分散剂0.4kg，锐钛钛白粉颜料9.8kg、炭黑颜料2.8kg，纳米气相二氧化硅防尘剂0.25kg，挥发份混合溶剂37kg，氨基树脂13.18kg、聚醚改性聚硅氧烷流平剂0.4kg、消泡剂0.12kg、增稠剂0.3kg。B组分为：含有反应性甲氧基团的硅烷偶联剂96kg，挥发份混合溶剂4kg。
本实施例水性彩色玻璃涂料的制备方法包括以下步骤：
①配制挥发份混合溶剂：将乙二醇单丁醚15kg、丁醇20kg、乙醇20kg、去离子水35kg，混合搅匀，备用。
②A组分的制备：称取深圳市威诺华化工材料有限公司生产的M-55D丙烯酸改性环氧树脂35.75kg加入高速分散斧中，在搅拌下加入润湿分散剂0.4kg，搅拌均匀后，加入锐钛钛白粉颜料9.8kg、炭黑颜料2.8kg，纳米气相二氧化硅防尘剂0.25kg，搅拌均匀，加入预配制的挥发份混合溶剂37kg，搅拌均匀。
放入常规的立式研磨机中进行研磨，用刮板细度计按照GB/T1724的测试方法进行测试，当细度≤15μm时，加入氨基树脂13.18kg、聚醚改性聚硅氧烷流平剂0.4kg、消泡剂0.12kg、增稠剂0.3kg，搅拌均匀，得到A组分。
③B组分的制备：称取含有反应性甲氧基团的硅烷偶联剂96kg，加入预配制的挥发份混合溶剂4kg，搅拌均匀，得到B组分。
将本发明制备的水性彩色玻璃涂料，按照A组分：B组分=5：1的配比进行配漆，用水稀释调整粘度至40s，作为酒瓶漆的面漆使用。面漆的粘度按照GB/T1723-1993规定的方法，使用涂-4杯、25℃时进行检测。
采用喷涂的方法将该水性彩色玻璃涂料涂覆在酒瓶表面，在160℃条件下烘烤15分钟，在酒瓶表面形成一层厚度为15μm的漆膜。所形成的漆膜附着力强，光泽高、丰满度好，耐水、醇等介质性能优异。
附着力，按照GB/T1720-1988的规定，使用划格法进行测试，检验结果在1级以上。
涂层颜色及外观，按照GB/T9761-2008的规定进行检测，符合标准样板的要求，丰满度好。
采用GB/T 9754-2007提供的方法进行测量，该水性彩色玻璃涂料作为面漆使用时，60o角光泽达95%以上，光泽高。
硬度, 按照GB/T6739-2006的规定进行检测，用3H铅笔按标准测试方法划一定长度无痕，检测结果的硬度大于等于3H，性能达到检测指标要求。
耐醇性：按照GB/T23989-2009的规定，进行使用仪器擦拭法B法，擦拭900次，漆膜不露底。
耐水性：按照GB/T1733-1993的规定进行检测，耐水1h，漆膜无变化。
按照GB/T 13452.2-2008提供的方法进行测量，厚度可达15μm。固化温度较低，在160℃即可固化。固化时间较短，在160℃时15min可固化成膜。
同理，本发明提供的水性彩色玻璃涂料也可以采用喷涂的方法涂覆在其他玻璃的表面。
实施例2
本实施例的水性彩色玻璃涂料，A组分为：丙烯酸改性环氧树脂50kg，润湿分散剂0.3kg，5R颜料红颜料4.6kg、立索尔紫红颜料0.4kg，挥发份混合溶剂28.95kg，氨基树脂15kg、聚醚改性聚硅氧烷流平剂0.6kg、消泡剂0.05kg、增稠剂0.1kg。B组分为：含有反应性甲氧基团的硅烷偶联剂98kg，挥发份混合溶剂2kg。
本实施例的水性彩色玻璃涂料的制备方法包括以下步骤：
①配制挥发份混合溶剂：将乙二醇单丁醚20kg、丁醇25kg、乙醇25kg、去离子水30kg，混合搅匀，备用。
②A组分的制备：称取深圳市威诺华化工材料有限公司生产的M-55D丙烯酸改性环氧树脂50kg加入高速分散斧中，在搅拌下加入润湿分散剂0.3kg，搅拌均匀后，加入5R颜料红颜料4.6kg、立索尔紫红颜料0.4kg，搅拌均匀，加入预配制的挥发份混合溶剂28.95kg，搅拌均匀。
放入常规的立式研磨机中进行研磨，用刮板细度计按照GB/T1724的测试方法进行测试。加入氨基树脂15kg、聚醚改性聚硅氧烷流平剂0.6kg、消泡剂0.05kg、增稠剂0.1kg，搅拌均匀，得到A组分。
③B组分的制备：称取含有反应性甲氧基团的硅烷偶联剂98kg，加入预配制的挥发份混合溶剂2kg，搅拌均匀，得到B组分。
将本发明制备的水性彩色玻璃涂料，按照A组分：B组分=4：1的配比进行配漆，用水稀释调整粘度至60s，作为酒瓶漆的面漆使用。面漆的粘度按照GB/T1723-1993规定的方法，使用涂-4杯、25℃时进行检测。
采用刷涂的方法将该水性彩色玻璃涂料涂覆在酒瓶表面，在170℃条件下烘烤20分钟，在酒瓶表面形成一层厚度为35μm的漆膜。所形成的漆膜附着力强，光泽高、丰满度好，耐水、醇等介质性能优异。
附着力，按照GB/T1720-1988的规定，使用划格法进行测试，检验结果在1级以上。
涂层颜色及外观，按照GB/T9761-2008的规定进行检测，符合标准样板的要求，丰满度好。
采用GB/T 9754-2007提供的方法进行测量，该水性彩色玻璃涂料作为面漆使用时，60o角光泽达95%以上，光泽高。
硬度, 按照GB/T6739-2006的规定进行检测，用3H铅笔按标准测试方法划一定长度无痕，检测结果的硬度大于等于3H，性能达到检测指标要求。
耐醇性：按照GB/T23989-2009的规定，进行使用仪器擦拭法B法，擦拭900次，漆膜不露底。
耐水性：按照GB/T1733-1993的规定进行检测，耐水1h，漆膜无变化。
按照GB/T 13452.2-2008提供的方法进行测量，一次成膜厚度可达35μm，漆膜不爆泡。固化温度较低，在170℃即可固化。固化时间较短，在170℃时20min可固化成膜。
同理，本发明提供的水性彩色玻璃涂料也可以采用刷涂的方法涂覆在其他玻璃的表面。
实施例3
本实施例的水性彩色玻璃涂料，A组分为：丙烯酸改性环氧树脂30kg,润湿分散剂0.6kg，锐钛钛白粉颜料25.9kg, 纳米气相二氧化硅防尘剂0.6kg，挥发份混合溶剂30kg，氨基树脂12kg，聚醚改性聚硅氧烷流平剂0.2kg，消泡剂0.2kg，增稠剂0.5kg。B组分为：含有反应性甲氧基团的硅烷偶联剂90kg，挥发份混合溶剂10kg。
本实施例的水性彩色玻璃涂料的制备方法包括以下步骤：
①配制挥发份混合溶剂：将乙二醇单丁醚10kg、丁醇15kg、乙醇15kg、去离子水40kg，混合搅匀，备用。
②A组分的制备：称取深圳市威诺华化工材料有限公司生产的M-55D丙烯酸改性环氧树脂30kg加入高速分散斧中，在搅拌下加入润湿分散剂0.6kg，搅拌均匀后，加入锐钛钛白粉颜料25.9kg、纳米气相二氧化硅防尘剂0.6kg，搅拌均匀，加入预配制的挥发份混合溶剂30kg，搅拌均匀。
放入常规的立式研磨机中进行研磨，用刮板细度计按照GB/T1724的测试方法进行测试。加入氨基树脂12kg、聚醚改性聚硅氧烷流平剂0.2kg、消泡剂0.2kg、增稠剂0.5kg，搅拌均匀，得到A组分。
③B组分的制备：称取含有反应性甲氧基团的硅烷偶联剂90kg，加入预配制的挥发份混合溶剂10kg，搅拌均匀，得到B组分。
将本发明制备的水性彩色玻璃涂料，按照A组分：B组分=7：1的配比进行配漆，用水稀释调整粘度至70s，作为酒瓶漆的面漆使用。面漆的粘度按照GB/T1723-1993规定的方法，使用涂-4杯、25℃时进行检测。
采用喷涂的方法将该水性彩色玻璃涂料涂覆在酒瓶表面，在180℃条件下烘烤25分钟，在酒瓶表面形成一层厚度为25μm的漆膜。所形成的漆膜附着力强，光泽高、丰满度好，耐水、醇等介质性能优异。
附着力，按照GB/T1720-1988的规定，使用划格法进行测试，检验结果在1级以上。
涂层颜色及外观，按照GB/T9761-2008的规定进行检测，符合标准样板的要求。
硬度, 按照GB/T6739-2006的规定进行检测，用3H铅笔按标准测试方法划一定长度无痕，检测结果的硬度大于等于3H，性能达到检测指标要求。
耐醇性：按照GB/T23989-2009的规定，进行使用仪器擦拭法B法，擦拭900次，漆膜不露底。
耐水性：按照GB/T1733-1993的规定进行检测，耐水1h，漆膜无变化。
按照GB/T 13452.2-2008提供的方法进行测量，厚度可达25μm。在180℃时25min可固化成膜。不会产生过烘烤。
同理，本发明提供的水性彩色玻璃涂料也可以采用滚涂的方法涂覆在其他玻璃的表面。
以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。