CN102190933A

CN102190933A - 汽车用丙烯酸-氨基型罩光清漆组合物、清漆及其用途

Info

Publication number: CN102190933A
Application number: CN 201010118044
Authority: CN
Inventors: 方黎明; 倪健
Original assignee: Nippon Paint China Co Ltd
Current assignee: NIPPON PAINT ( Guangzhou ) Co.,Ltd
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2010-03-05
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2030-03-05
Also published as: CN102190933B

Abstract

本发明提供一种丙烯酸-氨基型罩光清漆组合物，其包括如下组成：(a)20-48重量份的高固体份的热固性羟基丙烯酸树脂，所述高固体份的热固性羟基丙烯酸树脂的羟值在120-160mgKOH/g之间，且所述高固体份是指固体份≥70重量％；(b)20-30重量份的正丁醇醚化三聚氰胺树脂；(c)10-30重量份的二脲化合物改性丙烯酸树脂，(d)1-10重量份的3，5-二甲基吡唑(DMP)封闭的脂肪族聚异氰酸酯树脂；(e)0.2-1.0重量份的流平剂；所述流平剂为聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液；(f)可接受量的清漆用助剂。本发明的丙烯酸-氨基型罩光清漆组合物涂覆得到的涂膜光泽、硬度高、流挂极限达到50μm以上，特别适用于汽车外部涂装，同时也适用于汽车轮毂、摩托车、工程机械、轻工业产品等的外部涂装。

Description

汽车用丙烯酸-氨基型罩光清漆组合物、清漆及其用途

技术领域

本发明涉及一种汽车用清漆组合物，具体地涉及一种汽车用丙烯酸-氨基型罩光清漆组合物、清漆及其用途。

背景技术

汽车作为工业产品中对外部装饰保护要求最高的产品之一，清漆作为汽车外部装饰的最后一层，除了要能满足高耐候性、耐擦伤性等基本性能要求之外，还更要满足高装饰性、高施工性的要求即高光泽和高流挂针孔极限。目前行业内汽车外部罩光清漆做的最好的是Basf(巴斯夫)，其次是其他国外Dupont(杜邦)、PPG等产品，虽然性能能达到要求但价格昂贵。

综上所述，本领域缺乏一种更为经济的替代产品，且其可具有国外清漆等同的效果、高光泽、高施工流挂极限、针孔极限以及涂膜高滑爽的特点。

因此，本领域迫切需要开发一种更为经济的替代性的汽车用丙烯酸-氨基型罩光清漆，其可达到高光泽、高施工流挂极限、针孔极限以及涂膜高滑爽的要求。

发明内容

本发明的第一目的在于获得一种更为经济的替代性的汽车用丙烯酸-氨基型罩光清漆组合物，其可达到高光泽、高施工流挂极限、针孔极限以及涂膜高滑爽的要求。

本发明的第二目的在于获得一种更为经济的替代性的汽车用丙烯酸-氨基型罩光清漆，其可达到高光泽、高施工流挂极限、针孔极限以及涂膜高滑爽的要求。

本发明的第三目的在于获得一种更为经济的替代性的汽车用丙烯酸-氨基型罩光清漆组合物的用途，其可达到高光泽、高施工流挂极限、针孔极限以及涂膜高滑爽的要求，从而用于汽车外部涂装。

本发明的第一目的在于提供一种丙烯酸-氨基型罩光清漆组合物，其包括如下组成：

(a)20-48重量份的高固体份的热固性羟基丙烯酸树脂，所述高固体份的热固性羟基丙烯酸树脂的羟值在120-160mgKOH/g之间，且所述高固体份是指固体份≥70重量％；

(b)20-30重量份的正丁醇醚化三聚氰胺树脂；

(c)10-30重量份的二脲化合物改性丙烯酸树脂，

(d)1-10重量份的3，5-二甲基吡唑(DMP)封闭的脂肪族聚异氰酸酯树脂；

(e)0.2-1.0重量份的流平剂；所述流平剂为聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液；

(f)可接受量的清漆用助剂。

在本发明的一个具体实施方式中，所述组分(a)的高固体份的热固性羟基丙烯酸树脂为(甲基)丙烯酸酯单体、乙烯基单体以及含羟基官能基单体的共聚物，所述高固体份的热固性羟基丙烯酸树脂的数均分子量为3000-5000，羟值120-160mgKOH/g，固体树脂酸值5.0-15.0mgKOH/g。

在一优选例中，所述组分(a)为(甲基)丙烯酸酯单体、乙烯基单体以及含羟基官能基单体经高温高压聚合的共聚物。

在一优选例中，所述改性丙烯酸树脂为防流挂剂改性的热固性羟基丙烯酸树脂

在本发明的一个具体实施方式中，所述组分(c)二脲化合物改性丙烯酸树脂的二脲化合物改性量为3.2-4.2重量％，以丙烯酸树脂的重量计算。

在一优选例中，二脲化合物指脂肪族二异氰酸酯和胺反应的化合物。

在本发明的一个具体实施方式中，所述组分(e)的流平剂还包括0.1-0.5重量份丙烯酸酯类流平剂。

在本发明的一个具体实施方式中，所述组分(e)的流平剂为BYK-331、BYK-315、BYK-306、BYK-310、Tego-450、BAYSILONE OL-17或其组合。

在本发明的一个具体实施方式中，所述组分(f)的清漆用助剂包括：

1-2重量份紫外光吸收剂；

0.5-1.5重量份光稳定剂；

0.1-0.5重量份消泡剂；以及

10-30重量份稀释剂。

在本发明的一个具体实施方式中，所述组分(f)中，

所述紫外光吸收剂为苯并三氮唑类紫外光吸收剂；或

所述光稳定剂为位阻胺类光稳定剂；或

所述消泡剂为丙烯酸类消泡剂。

在本发明的一个具体实施方式中，所述组分(f)还包括0.1-0.5重量份丙烯酸酯类流平剂。

本发明的第二方面提供一种本发明所述的组合物制得的丙烯酸-氨基型罩光清漆。

本发明的第三方面提供一种本发明所述的丙烯酸-氨基型罩光清漆组合物在汽车外部涂装中的应用。

附图说明

图1为本发明涂膜流挂评价方法A的示意图。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，通过改进制备工艺，获得了一种丙烯酸-氨基型罩光清漆的新配方，其涂膜光泽、硬度高、流挂极限达到50μm以上。特别适用于汽车外部涂装，同时也适用于汽车轮毂、摩托车、工程机械、轻工业产品等的外部涂装。在此基础上完成了本发明。

本文中，“丙烯酸-氨基型”是指本发明包含丙烯酸型树脂和氨基型树脂组分。

本文中，“高固体份的热固性羟基丙烯酸树脂”可以采用本领域中的“高固体份的热固性羟基丙烯酸树脂”，具体例如在《丙烯酸化工与应用》2001年12月第4期中所述的。所述固体份是指热固性羟基丙烯酸树脂的固体含量。

以下对本发明的各个方面进行详述，如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

一种丙烯酸-氨基型罩光清漆组合物，其包括如下组成：

(b)20-30重量份的三聚氰胺树脂；

(c)10-30重量份的二脲化合物改性丙烯酸树脂，

(f)可接受量的清漆用助剂。

组分(a)中，优选地，所述高固体份的热固性羟基丙烯酸树脂为(甲基)丙烯酸酯单体、乙烯基单体以及含羟基官能基单体的共聚物，所述高固体份的热固性羟基丙烯酸树脂的数均分子量为3000-5000，羟值120-160mgKOH/g，固体树脂酸值5.0-15.0mgKOH/g。更优选地，羟值120-140mgKOH/g。

所述组分(a)是本发明的组合物的主体树脂。

组分(b)中，本发明采用正丁醇醚化三聚氰胺树脂(所述正丁醇醚化三聚氰胺树脂为市售产品)作为交联剂，与配方中聚丙烯酸树脂在高温下发生交联反应固化成膜。涂膜基本性能的达成受交联剂的选择和用量的决定。交联剂用量少，交联程度低，影响涂膜耐化学性(耐二甲苯、耐酸、耐碱、耐汽油性)降低。交联剂用量多，交联程度高，涂膜机械性(冲击、石击、附着力)变差，硬度过高易脆。发明人并发现，组分(a)和组分(b)的最佳重量配比在1.5∶1-2.5∶1之间，达到了较佳的综合性能。

组分(c)中，二脲化合物改性丙烯酸树脂与本发明其他组分(特别是流平剂)配合后具有优异的防流挂特性。二脲化合物指脂肪族二异氰酸酯和胺反应的化合物。

优选地，二脲化合物改性丙烯酸树脂的二脲化合物改性量为3.2-4.2重量％。

组分(d)中，本发明采用的封闭聚异氰酸酯是3，5-二甲基吡唑(DMP)封闭的脂肪族聚异氰酸酯，其赋予本发明的化合物更低的解封温度，紫外光照不黄变特性。

组分(e)中，本发明采用的流平剂，是聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液，经试验优选，与其他组分配合达到降低表面张力、提高滑爽性及其他性能的最佳平衡效果。所述流平剂例如为BYK-331、BYK-315、BYK-306、BYK-310、Tego-450、BAYSILONEOL-17或其组合。

更佳地，所述流平剂中还含有丙烯酸酯类流平剂。

组分(f)中，优选地，所述清漆用助剂包括：1-2重量份紫外光吸收剂；0.5-1.5重量份光稳定剂；0.1-0.5重量份消泡剂；以及10-30重量份稀释剂。

更优选地，所述组分(f)中，所述紫外光吸收剂为苯并三氮唑类紫外光吸收剂。

更优选地，所述组分(f)中，所述光稳定剂为位阻胺类光稳定剂。

更优选地，所述组分(f)中，所述消泡剂为丙烯酸类消泡剂。

更优选地，所述组分(f)还包括0.1-0.5重量份丙烯酸酯类流平剂。

所述稀释剂没有具体限制，只要不对本发明的发明目的产生限制即可，可以采用本领域公知稀释剂。

本发明的优点在于：

①本发明提供了一种高光泽、高流挂极限、针孔极限以及高滑爽的汽车外部装饰保护罩光清漆。

本发明的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比，所述的聚合物分子量为数均分子量。

对比例1

配方：

①羟值100的高固体份含羟基丙烯酸树脂(固体份≥70％，分子量3000-5000)40重量份；

②正丁醇醚化的三聚氰胺树脂30重量份；

③3，5-二甲基吡唑(DMP)封闭的脂肪族聚异氰酸酯树脂10重量份；

④二脲化合物改性的聚丙烯酸树脂30重量份；

⑤苯并三氮唑类紫外光吸收剂1重量份；

⑥位阻胺类光稳定剂0.5重量份；

⑦聚酯改性聚二甲基硅氧烷类流平剂0.2重量份；

⑧丙烯酸酯类流平剂0.1重量份；

⑨丙烯酸类消泡剂1重量份；

⑩稀释剂10重量份

制备方法：在容器中加入①高固体份含羟基丙烯酸树脂、②正丁醇醚化三聚氰胺树脂、③封闭聚异氰酸酯树脂、④二脲化合物改性的聚丙烯酸树脂、⑩部分稀释剂，使用搅拌机搅拌30min。之后使用⑩部分稀释剂将⑤紫外光吸收剂在50-60℃下溶解至澄清无颗粒液体。在搅拌状态下，将以上溶解的⑥紫外光稀释液依次加入。最后使用剩余部分以及⑩稀释剂将涂料粘度调整至适合粘度。

用法：用稀释剂将清漆稀释到适合粘度26～30″/DIN4@23℃。使用经磷化电泳后的钢板，电泳涂层膜厚20±3μm；喷涂汽车中涂(膜厚30-40μm)；喷涂面漆(膜厚15-20μm)，闪干7min后，喷涂清漆膜厚30-40μm，再流平7分钟后，进入烘箱汽车面漆后流平7min左右后，再喷涂以上稀释后清漆，流平7min后放入烘140℃保温30min。喷涂方式可以使用静电旋杯喷涂也可以选择手工空气喷枪。

实施例1：

配方：

同对比例1，不同在于，组分①为羟值130的高固体份含羟基丙烯酸树脂(固体份≥70％，分子量3000-5000)20-40重量份；

制备方法：在容器中加入①高固体份含羟基丙烯酸树脂、②正丁醇醚化三聚氰胺树脂、③封闭聚异氰酸酯树脂、④二脲化合物改性的聚丙烯酸树脂、⑩部分稀释剂，使用搅拌机搅拌30min。之后使用⑩部分稀释剂将⑤紫外光吸收剂固体粉末⑥光稳定剂在50-60℃下溶解至澄清无颗粒液体。在搅拌状态下，将以上溶解的紫外光稀释液、⑥光稳定剂依次加入。最后使用剩余部分以及⑩稀释剂将涂料粘度调整至适合粘度。

用法：同对比例1

对比例2：

配方：

与实施例1相同，不同在于，组分③为甲乙酮肟(MEKO)封闭的脂肪族聚异氰酸酯树脂。

制备方法：同实施例1

用法：同对比例1

对比例3：

配方：

与实施例1相同，不同在于，组分④二脲化合物改性的聚丙烯酸树脂的用量为8重量份。

制备方法：同实施例1

用法：同对比例1

实施例2：

配方：

①羟值130的高固体份含羟基丙烯酸树脂(固体份≥70％，分子量3000-5000)20重量份；

②正丁醇醚化的三聚氰胺树脂20重量份；

③3，5-二甲基吡唑(DMP)封闭的脂肪族聚异氰酸酯树脂1重量份；

④二脲化合物改性的聚丙烯酸树脂10重量份(改性量为3.2-4.2重量％)；

⑤苯并三氮唑类紫外光吸收剂2重量份；

⑥位阻胺类光稳定剂0.5重量份；

⑦聚酯改性聚二甲基硅氧烷类降低表面张力流平剂1.0重量份；

⑧丙烯酸酯类流平剂0.1重量份；

⑨丙烯酸类消泡剂1重量份；

⑩稀释剂10重量份

制备方法：同实施例1

用法：同对比例1

实施例3

配方与实施例1类似，不同在于：组分①羟值为150，且不含消泡剂。

制备方法：在容器中加入①高固体份含羟基丙烯酸树脂、②正丁醇醚化三聚氰胺树脂、③封闭聚异氰酸酯树脂、④二脲化合物改性的聚丙烯酸树脂、⑩部分稀释剂，使用搅拌机搅拌30min。之后使用⑩部分稀释剂将⑤紫外光吸收剂固体粉末在50-60℃下溶解至澄清无颗粒液体。在搅拌状态下，将以上溶解的紫外光稀释剂、⑥光稳定剂以及流平剂依次加入。最后使用剩余部分以及⑩稀释剂将涂料粘度调整至适合粘度。

实施例4

配方与实施例1类似，不同在于：稀释剂为30重量份。

制备方法：在容器中加入①高固体份含羟基丙烯酸树脂、②正丁醇醚化三聚氰胺树脂、③封闭聚异氰酸酯树脂、④二脲化合物改性的聚丙烯酸树脂、⑩部分稀释剂，使用搅拌机搅拌30min。之后使用⑩部分稀释剂将⑤紫外光吸收剂固体粉末在50-60℃下溶解至澄清无颗粒液体。在搅拌状态下，将以上溶解的紫外光稀释剂、光稳定剂、流平剂、消泡剂依次加入。最后使用剩余部分与⑩稀释剂将涂料粘度调整至适合粘度。

实施例5

配方与实施例1类似，不同在于：丙烯酸酯类流平剂0.5重量份；

制备方法：在容器中加入①高固体份含羟基丙烯酸树脂、②正丁醇醚化三聚氰胺树脂、③封闭聚异氰酸酯树脂、④二脲化合物改性的聚丙烯酸树脂、⑩部分稀释剂，使用搅拌机搅拌30min。之后使用⑩部分稀释剂将⑤紫外光吸收剂固体粉末在50-60℃下溶解至澄清无颗粒液体。在搅拌状态下，将以上溶解的紫外光稀释液、光稳定剂、流平剂、消泡剂依次加入。最后使用剩余部分及其⑩稀释剂将涂料粘度调整至适合粘度。

性能实施例

(1)涂膜评价

涂膜流挂评价方法A

使用静电旋杯涂装机，在确定的涂装条件下(静电压-90KV，旋杯转速35000rpm，成型空气压力0.15MPa，吐出量400cc/min，枪距25cm)对试板A(圆孔直径8mm)进行喷涂，喷涂方向从右至左，喷枪行走速度由慢变快，由此形成膜厚由厚到薄的涂层。测量清漆流挂至圆孔下边缘1cm处膜厚作为清漆流挂极限膜厚。

对于实施例1～2和对比例1～3的配方制备的涂膜，按以下评价方法，所得结果：

其余实施例3～5的性能也进行了测定，其涂膜硬度、涂膜光泽20°角度、涂膜黄变性、涂膜动摩擦系数均达到规定标准。涂膜流挂性根据上述评价方法A测定，均≥50μm。

(2)使用比例的筛选试验。

以下是丙烯酸树脂(组分(a))对交联剂(组分(b))使用比例的筛选试验。

申请人认为组分(a)和组分(b)的重量配比在1.5∶1-2.5∶1之间，可达到较佳的综合性能。而由上表也可知，交联剂在30-35％(wt％)的用量范围内(也即组分(a)和组分(b)的重量配比在1.85∶1-2.4∶1)，涂膜基本理化性能具有最佳的平衡性。

制备方法：按比例称取各组分原料，在搅拌容器中放入热固性丙烯酸树脂、氨基交联剂、部分稀释剂，用搅拌机搅拌均匀。紫外光吸收剂(固体粉末)使用配方中溶剂在50℃左右溶解。其后搅拌状态下加入流平剂、流平剂、消泡剂、紫外光吸收剂溶解液、光稳定剂，最后加入剩余部分稀释剂调整粘度至适合。

用法：用稀释剂将清漆稀释到适合粘度26～30″/DIN4@23℃。通常配合汽车面漆一同使用，喷涂方式可以使用静电旋杯喷涂也可以选择手工空气喷枪。喷涂汽车面漆后流平7min左右后，再喷涂以上稀释后清漆，流平7min后放入烘箱140℃×30min。作性能评价用，必须配合经电泳的钢板，喷涂中涂、再配套面漆、清漆。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种丙烯酸-氨基型罩光清漆组合物，其特征在于，包括如下组成：

(b)20-30重量份的正丁醇醚化三聚氰胺树脂；

(c)10-30重量份的二脲化合物改性丙烯酸树脂，

(e)0.2-1.0重量份的流平剂；所述流平剂包括聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液；

(f)可接受量的清漆用助剂。

2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组分(a)的高固体份的热固性羟基丙烯酸树脂为(甲基)丙烯酸酯单体、乙烯基单体以及含羟基官能基单体的共聚物，所述高固体份的热固性羟基丙烯酸树脂的数均分子量为3000-5000，羟值120-160mgKOH/g，固体树脂酸值5.0-15.0mgKOH/g。

3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组分(c)二脲化合物改性丙烯酸树脂的二脲化合物改性量为3.2-4.2重量％。

4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组分(e)的流平剂为BYK-331、BYK-315、BYK-306、BYK-310、Tego-450、BAYSILONE OL-17或其组合。

5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组分(e)的流平剂还包括0.1-0.5重量份丙烯酸酯类流平剂。

6.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组分(f)的清漆用助剂包括：

1-2重量份紫外光吸收剂；

0.5-1.5重量份光稳定剂；

0.1-0.5重量份消泡剂；以及

10-30重量份稀释剂。

7.如权利要求6所述的组合物，其特征在于，所述组分(f)中，

所述紫外光吸收剂为苯并三氮唑类紫外光吸收剂；或

所述光稳定剂为位阻胺类光稳定剂；或

所述消泡剂为丙烯酸类消泡剂。

8.如权利要求6所述的组合物，其特征在于，所述组分(f)还包括0.1-0.5重量份丙烯酸酯类流平剂。

9.一种如权利要求1所述的组合物制得的丙烯酸-氨基型罩光清漆。

10.一种如权利要求9所述的丙烯酸-氨基型罩光清漆在汽车外部涂装中的应用。