CN102220074A - 汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆及制备方法、涂装方法 - Google Patents

汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆及制备方法、涂装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆，按重量计，采用以下原料制成：聚酯改性丙烯酸树脂40份～50份、氨基交联剂18份～22份、防流挂剂改性聚酯树脂12份～18份、防起泡助剂0.2份～0.4份、流平剂0.1份～0.3份、混合溶剂17.5份～21.5份。本发明的汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆有效提高了抗流挂和抗起泡性，而流平性、光泽度并没有受影响，不仅适用于汽车外部涂装，同时也适用于摩托车、工程机械等的外部涂装。本发明可得到40～50μm的高膜厚的清漆涂层，而且施工过程中不会流挂和起泡，涂膜丰满光亮，立体感强，流平性好，无桔皮、针孔、窝点等漆膜缺陷，且有极佳的耐候性、抗污性和耐水性。本发明还提供汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆的制备方法及涂装方法。

Description

汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆及制备方法、涂装方法
技术领域
本发明涉及一种汽车涂装用的烘烤型防流挂防起泡罩光清漆，具体地说，本发明是一种汽车车身外涂装用的防流挂防起泡罩光清漆及其制备方法、涂装方法，应用于汽车生产厂烘烤型涂装生产线。
背景技术
随着人类环境保护意识的不断提高和越来越严格的环境保护法的制定，涂装行业正逐步趋向使用高固体涂料，以减少施工中溶剂挥发对大气的污染。高固体涂料所用的高固体树脂特点是分子量低、分子链上的活性官能团多，制成的涂料体系优点是：流平性好、光泽高。但其存在如下缺点：一是容易流挂，流挂现象在喷涂、流平和烘干的过程都会发生；二是容易起泡，起泡现象一般在烘烤过程产生。高固体涂料一般施工固体成份比较高，喷涂的漆膜比较厚，当干膜厚度超过40μm，就容易发生流挂和起泡现象。其中，前面所述的流挂现象是指：涂料涂饰于垂直物体表面，在形成涂膜过程中受到重力的作用向下流动，在涂膜上留有漆液向下流淌痕迹的现象，称为流挂。其中，前面所述的起泡现象是指：在涂装中出现泡沫，以致使漆膜表面产生缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车涂装用的烘烤型防流挂防起泡罩光清漆，能够解决汽车外部涂装过程中漆膜的流挂和起泡问题，同时流平性、光泽度不受影响。基于此，本发明还提供一种汽车涂装用的烘烤型防流挂防起泡罩光清漆的制备方法及涂装方法。
为实现上述目的，本发明的一种汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆，按重量计，采用以下原料制成：
聚酯改性丙烯酸树脂40份～50份、氨基交联剂18份～22份、防流挂剂改性聚酯树脂12份～18份、防起泡助剂0.2份～0.4份、流平剂0.1份～0.3份、混合溶剂17.5份～21.5份。
优选地，所述氨基交联剂为丁醚化三聚氰胺树脂。
优选地，所述流平剂为聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液，所述防起泡助剂为丙烯酸共聚物溶液。
优选地，所述防流挂剂改性聚酯树脂由对称的二脲衍生物针状结构组成，二脲衍生物针状结构是由二异氰酸酯和单胺在聚酯树脂中反应制成。
优选地，所述混合溶剂由二甲苯、醋酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯按重量比2∶2∶1组成。
本发明一种汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆的制备方法，将原料加入高速分散机的分散缸中，开动高速分散机搅拌使之混合均匀，调整粘度40秒～60秒(采用国标方法：涂-4#杯，25℃下)，而后过滤，其中，按重量计，所述原料包括：聚酯改性丙烯酸树脂40份～50份、氨基交联剂18份～22份、防流挂剂改性聚酯树脂12份～18份、防起泡助剂0.2份～0.4份、流平剂0.1份～0.3份、混合溶剂17.5份～21.5份。
优选地，高速分散机的转速为600r/min～800r/min，分散时间为20min～30min。
本发明的一种汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆的涂装方法，包括如下步骤：将防流挂防起泡罩光清漆与稀释剂按重量比100∶20～100∶30配制好，搅拌均匀后喷涂于底色漆上，然后闪蒸8分钟～15分钟，再在138℃～142℃下烘烤28分钟～32分钟，清漆干膜厚度40μm～50μm，其中，按重量计，所述防流挂防起泡罩光清漆由以下材料制成：聚酯改性丙烯酸树脂40份～50份、氨基交联剂18份～22份、防流挂剂12份～18份、防起泡助剂0.2份～0.4份、流平剂0.1份～0.3份份、混合溶剂17.5份～21.5份。
优选地，喷涂方式为手工喷涂或静电喷涂或者机械喷涂。
优选地，按重量计，所述稀释剂包括：二甲苯40份～50份、醋酸丁酯30份～40份、正丁醇10份～15份、乙二醇单丁醚5份～10份。
与现有技术相比，本发明的优点是：
本发明的汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆通过配方设计有效地提高了抗流挂和抗起泡性，而流平性、光泽度并没有受影响，不仅适用于汽车外部涂装，同时也适用于摩托车、工程机械、轻工产品等的外部涂装。本发明可得到高膜厚的清漆涂层，清漆干膜厚度40～50μm，而且施工过程中不会流挂和起泡，涂膜丰满光亮，立体感强，流平性好，无桔皮、针孔、窝点等漆膜缺陷，且有极佳的耐候性、抗污性和耐水性。本发明的涂装方法，闪蒸过程(也即流平过程)的时间设置适当，使得得到的漆膜平整、光滑，小于8分钟或大于15分钟，都会造成易气泡的问题。
附图说明
图1为本发明汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清楚，以下通过具体实施例对本发明的汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆及其制备方法、涂装方法进行详细说明。
实施例一
本实施例中的汽车用防流挂防起泡罩光清漆采用如下原料制成：
  原料名称   型号规格   重量(Kg)
  聚酯改性丙烯酸树脂   TB70066P   45.00
  氨基交联剂   BM5901   20.00
  防流挂剂改性聚酯树脂   91757 VX-60   15.00
  防起泡助剂   BYK392   0.20
  流平剂   BYK310   0.30
  混合溶剂   自制   19.50
  合计   100.00
参见图1，本实施例中的汽车用防流挂防起泡罩光清漆的制备方法包括如下步骤：将上述原料加入分散缸中，开动高速分散机，调整转速至800r/min，分散20分钟，使之混合均匀，调整粘度，检验合格后过滤包装。
本实施例中的汽车用防流挂防起泡罩光清漆涂装方法：将配制好的防流挂防起泡罩光清漆与配套稀释剂按重量比100∶22混合，搅拌均匀后喷涂于底色漆上，然后闪蒸15分钟，再在138℃烘烤32分钟，清漆干膜厚度40μm。
其中，按重量计，稀释剂包括二甲苯40份、醋酸丁酯30份、正丁醇10份、乙二醇单丁醚5份。
实施例二
本实施例中的汽车用防流挂防起泡罩光清漆采用如下原料制成：
  原料名称   型号规格   重量(Kg)
  聚酯改性丙烯酸树脂   TB70066P   40.00
  氨基交联剂   BM5901   22.00
  防流挂剂改性聚酯树脂   91757 VX-60   18.00
  防起泡助剂   BYK392   0.40
  流平剂   BYK310   0.10
  混合溶剂   自制   19.50
  合计   100.00
参见图1，本实施例中的汽车用防流挂防起泡罩光清漆的制备方法包括如下步骤：将上述原料加入分散缸中，开动高速分散机，调整转速至700r/min，分散25min，使之混合均匀，调整粘度，检验合格后过滤包装。
本实施例中的汽车用防流挂防起泡罩光清漆涂装方法：将配制好的防流挂防起泡罩光清漆与配套稀释剂按重量比100∶28混合，搅拌均匀后喷涂于底色漆上，然后闪蒸10分钟，再在141℃烘烤29分钟，清漆干膜厚度45μm。
其中，按重量计，稀释剂包括二甲苯42份、醋酸丁酯31份、正丁醇11份、乙二醇单丁醚6份。
实施例三
本实施例中的汽车用防流挂防起泡罩光清漆采用如下原料制成：
  原料名称   型号规格   重量(Kg)
  聚酯改性丙烯酸树脂   TB70066P   44.00
  氨基交联剂   BM5901   21.00
  防流挂剂改性聚酯树脂   91757 VX-60   14.00
  防起泡助剂   BYK392   0.30
  流平剂   BYK310   0.20
  混合溶剂   自制   20.50
  合计   100.00
参见图1，本实施例中的汽车用防流挂防起泡罩光清漆的制备方法包括如下步骤：将上述原料加入分散缸中，开动高速分散机，调整转速至600r/min，分散30min，使之混合均匀，调整粘度，检验合格后过滤包装。
本实施例中的汽车用防流挂防起泡罩光清漆涂装方法：将制备好的防流挂防起泡罩光清漆与配套稀释剂按重量比100∶20混合，搅拌均匀后喷涂于底色漆上，然后闪蒸8分钟，再在142℃烘烤28分钟，清漆干膜厚度50μm。
其中，按重量计，稀释剂包括二甲苯48份、醋酸丁酯39份、正丁醇14份、乙二醇单丁醚9份。
实施例四
本实施例中的汽车用防流挂防起泡罩光清漆采用如下原料制成：
  原料名称   型号规格   重量(Kg)
  聚酯改性丙烯酸树脂   TB70066P   50.00
  氨基交联剂   BM5901   18.00
  防流挂剂改性聚酯树脂   91757 VX-60   14.00
  防起泡助剂   BYK392   0.25
  流平剂   BYK310   0.25
  混合溶剂   自制   17.50
  合计   100.00
参见图1，本实施例中的汽车用防流挂防起泡罩光清漆的制备方法包括如下步骤：将上述原料加入分散缸中，开动高速分散机，调整转速至650r/min，分散28min，使之混合均匀，调整粘度，检验合格后过滤包装。
本实施例中的汽车用防流挂防起泡罩光清漆涂装方法：将配制好的防流挂防起泡罩光清漆与配套稀释剂按重量比100∶25混合，搅拌均匀后喷涂于底色漆上，然后闪蒸12分钟，再在138℃烘烤29分钟，清漆干膜厚度47μm。
其中，按重量计，稀释剂包括二甲苯45份、醋酸丁酯36份、正丁醇12份、乙二醇单丁醚7份。
实施例五
本实施例中的汽车用防流挂防起泡罩光清漆采用如下原料制成：
  原料名称   型号规格   重量(Kg)
  聚酯改性丙烯酸树脂   TB70066P   47.00
  氨基交联剂   BM5901   22.00
  防流挂剂改性聚酯树脂   91757 VX-60   12.00
  防起泡助剂   BYK392   0.22
  流平剂   BYK310   0.28
  混合溶剂   自制   18.50
  合计   100.00
参见图1，本实施例中的汽车用防流挂防起泡罩光清漆的制备方法包括如下步骤：将上述原料加入分散缸中，开动高速分散机，调整转速至700r/min，分散25min，使之混合均匀，调整粘度，检验合格后过滤包装。
本实施例中的汽车用防流挂防起泡罩光清漆涂装方法：将配制好的防流挂防起泡罩光清漆与配套稀释剂按重量比100∶30混合，搅拌均匀后喷涂于底色漆上，然后闪蒸13分钟，再在139℃烘烤30分钟，清漆干膜厚度40μm。
其中，按重量计，稀释剂包括二甲苯50份、醋酸丁酯40份、正丁醇15份、乙二醇单丁醚10份。
下面对以上实施例中所用原料进行详细说明：
1、以上实施例中所用的型号为TB70066P的聚酯改性丙烯酸树脂由广东同步化工股份有限公司自行研发和生产，该树脂特点是高固低粘，综合性能好，制成涂料不仅漆膜丰满光亮，而且机械性能非常优异，其技术规格见下表1：
表1
  外观   清澈透明液体
  酸值，mgKOH/g   6-10
  固体含量，％   75±2
  粘度，旋转粘度计，25℃，Pa.S   1000-2000
2、以上实施例中所用的氨基交联剂：
选用美国氰特公司产品BM5901，是一种高固含、高亚氨基(-NH)的丁醚化三聚氰胺树脂，供货固含在(80±2)％，其技术指标见下表2：
表2
  固含，％(Foil，45℃/45min)   78-82
  粘度，旋转粘度计，25℃，mPas   4800-9200
  溶剂容限(ASTM-Amine)   4-10
  色值，APHA，≤   30
  浊度，APHA，≤   5
  密度，g/ml   1.04-1.06
  游离甲醛，％，≤   1.20
  水，％，≤   0.30
  闪点，℃，≥   33
  溶剂   丁醇
3、以上实施例中的型号为91757VX-60的防流挂剂(SCA)改性聚酯树脂：
选用荷兰阿克苏诺贝尔公司产品，使用有SCA改性树脂体系的涂料，可以降低施工粘度，改善涂膜外观，同时在不流挂的情况下增加膜厚，使汽车涂装的外观得到很大的改观，它由对称的二脲衍生物针状结构组成，二脲衍生物针状结构是由二异氰酸酯和单胺在聚酯树脂中反应制成。其技术指标如下表3：
表3
 外观   清澈透明液体
 固体含量，％   58-61
 粘度，旋转粘度计，25℃，Pas   0.65-1.60
 SCA(防流挂剂)含量，％   2.1-2.8
 细度，μm，≤   15
 胺含量，meq.NH/kg，≤   6
 密度，kg/dm3   0.98-1.00
 闪点，℃，≥   30
4、以上实施例中的型号为BYK392的防起泡助剂：
选用德国毕克公司产品，BYK392是一种溶剂型涂料用防起泡助剂，为丙烯酸共聚物溶液，其技术指标见下表4。
表4
  外观   清澈透明液体
  固体含量，％   52
  密度，kg/dm3   0.97
  闪点，℃   45
5、以上实施例中的型号为BYK310流平剂：
选用德国毕克公司产品，BYK310流平剂是一种聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液，其技术指标参见下表5：
表5
  固体含量，％   25
  密度，kg/dm3   0.97
  闪点，℃   25
6、以上实施例中的混合溶剂：
由二甲苯、醋酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯以重量比2∶2∶1组成。
以下对本发明的配方进行分析：
1、聚酯改性丙烯酸树脂(型号：TB70066P)：
热固性丙烯酸涂料和热固性聚酯涂料是目前汽车面漆使用中最具代表性的两个品种，也是当今汽车涂料最高水平的代表。丙烯酸-氨基树脂涂料的特点是漆膜清澈通透，保光保色性好，层间附着力好，耐污染等；而聚酯-氨基涂料则外观丰满，光泽好，颜料分散性好，易制成高固体涂料。由于这两种涂料各有所长，所以美国和法国各大汽车公司大量使用前者，而欧洲和日本各大汽车公司大量使用后者。
为了发挥它们各自的优点，同时克服其缺点，广东同步化工股份有限公司自主研制出的TB70066P型聚酯改性丙烯酸树脂，该树脂利用聚酯树脂突出的丰满度、鲜映性和高固体份，辅以丙烯酸树脂优异的耐候性、机械性能等，获得的涂料性能更好、更完美。
TB70066P型聚酯改性丙烯酸树脂的制备方法是：先制备含羧基或含羟基的丙烯酸酯预聚物，然后利用含有羧基或羟基的丙烯酸酯预聚物与多元酸和多元醇进一步酯化反应，得到分子量分布均匀的聚酯丙烯酸树脂，这种方法叫做酯化法。相比较另外两种方法“冷拼”法和“接枝”法而言，酯化法制备的聚酯丙烯酸树脂组分比较均一，综合性能更优异。
2、BM-5901氨基交联剂：
BM-5901氨基交联剂上的亚氨基官能团可以提高低温固化的速度，并且使固化失重很少，这个特点是本发明选用该氨基交联剂的重要原因之一，优点体现在：一是有利于制成高固体份涂料，二是固化反应过程中减少因溶剂挥发不均衡而造成的起泡现象。
BM-5901氨基交联剂提供了良好的疏水性，因此可提高耐潮湿和抗盐雾性能。此外，丁氧基官能团能提供比其它甲醚化氨基(包括高亚氨基产品)更好的润湿性能，可提高在清洁度较差的基材或底漆上的附着力和涂层间的附着力，同时减少面漆施工时的漆膜弊病。
3、防流挂剂改性聚酯树脂(型号为91757 VX-60)：
涂料在施工中出现流挂，除了喷涂湿膜过厚和粘度过低引起外，更重要的是在烘烤过程中由于温度升高，涂膜的粘度有一个急剧下降然后再上升的变化过程，中高固体分的涂料体系这种现象更为明显。而用防流挂控制剂(SCA)改性树脂的涂料体系，可消除这种粘度下降，防止流挂。当然，防止流挂还可以通过降低膜厚和提高粘度来实现，但是两者均会使汽车表面的涂装质量变差，失光、橘皮、起泡等现象严重。
为了防止涂装过程中的流挂现象，本发明采用阿克苏-诺贝尔公司的SCA(防流挂控制剂，下同)改性的聚酯树脂，SCA体系是由对称的二脲衍生物针状结构组成，这种二脲结构是由二异氰酸酯和单胺在树脂中反应而生成的。在施工时，SCA体系通过两个二脲分子间形成氢键桥而形成松散的网状结构。从喷枪的喷嘴中把涂料喷出时，这种较弱的剪切力就可以破坏这种网状结构。施工后，涂膜中的SCA体系可以重新形成网状结构而防止流挂。在重新建立网状结构的这段时间内，涂料可以充分流动而形成光滑平整的涂膜。由于SCA体系在施工中剪切力可以破坏它们的网状结构，而在静止时它们可以重新形成网状结构的特性，使SCA树脂体系涂料具有优良的施工流变性。因为SCA体系本身的熔点大于普通涂料的烘烤温度，SCA针状结构在涂膜烘烤时消失，二脲衍生物成为涂膜交联整体的一部分，SCA结构完全失去了它原来的特性，因此它不会影响最终成膜物的光泽和鲜映性。
在现在的汽车涂装中，除对于面漆要求光泽和鲜映性(DOI)外，对流平性的要求也越来越高，面漆的平均厚度通常在40μm以上，使用普通的面漆难以达到理想的厚度，特别是在立面涂装的部位使用SCA体系的面漆后，可以使其施工粘度降低，改善面漆层的流平性，同时还可以加大出漆流量，增加面漆层的膜厚。因此可以说，使用有SCA改性树脂体系的涂料，可以在静电喷涂施工中在相同的工艺条件下，降低施工粘度，改善涂膜外观，同时又可以加大出漆流量，在不流挂的情况下增加膜厚，使汽车涂装的外观得到很大的改观。
4、型号为BYK392的防爆泡剂和型号为BYK310的流平剂
BYK392的化学组成为丙烯酸共聚物溶液，是一种溶剂型涂料用防爆泡助剂。由于其非极性结构起到消泡和脱泡作用，特别适合无气/含气喷涂，主要用于汽车生产线用漆和烘烤型工业涂料体系。此助剂可减少烤漆体系的沸腾痕迹并提供优异的脱泡性，因此，即使涂膜厚度超过40μm，也能有效控制起泡或起针孔现象。当BYK392与其它有机硅流平剂(例如BYK310)一起使用时，可减少同一涂料用于水平或竖直表面时的流平差异。
BYK310则是通过降低涂料的表面张力来提供对润湿困难的底材提供良好的润湿性和良好的防缩孔性，同时增加了表面滑爽以及耐划伤性和防粘连性。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所确定的范围为准。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆，其特征在于，按重量计，采用以下原料制成：
聚酯改性丙烯酸树脂40份～50份、氨基交联剂18份～22份、防流挂剂改性聚酯树脂12份～18份、防起泡助剂0.2份～0.4份、流平剂0.1份～0.3份、混合溶剂17.5份～21.5份。
2.根据权利要求1所述的汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆，其特征在于，所述氨基交联剂为丁醚化三聚氰胺树脂。
3.根据权利要求1所述的汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆，其特征在于，所述流平剂为聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液，所述防起泡助剂为丙烯酸共聚物溶液。
4.根据权利要求1所述的汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆，其特征在于，所述防流挂剂改性聚酯树脂由对称的二脲衍生物针状结构组成，二脲衍生物针状结构是由二异氰酸酯和单胺在聚酯树脂中反应制成。
5.根据权利要求1所述的汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆，其特征在于，所述混合溶剂由二甲苯、醋酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯按重量比2∶2∶1组成。
6.一种汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆的制备方法，其特征在于，将原料加入高速分散机的分散缸中，开动高速分散机搅拌使之混合均匀，调整至涂-4#杯粘度40秒～60秒，而后过滤，其中，按重量计，所述原料包括：聚酯改性丙烯酸树脂40份～50份、氨基交联剂18份～22份、防流挂剂改性聚酯树脂12份～18份、防起泡助剂0.2份～0.4份、流平剂0.1份～0.3份、混合溶剂17.5份～21.5份。
7.根据权利要求6所述的汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆的制备方法，其特征在于，高速分散机的转速为600r/min～800r/min，分散时间为20min～30mm。
8.一种汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆的涂装方法，其特征在于，包括如下步骤：将防流挂防起泡罩光清漆与稀释剂按重量比100∶20～100∶30配制好，搅拌均匀后喷涂于底色漆上，然后闪蒸8分钟～15分钟，再在138℃～142℃下烘烤28分钟～32分钟，清漆干膜厚度40μm～50μm，其中，按重量计，所述防流挂防起泡罩光清漆由以下材料制成：聚酯改性丙烯酸树脂40份～50份、氨基交联剂18份～22份、防流挂剂12份～18份、防起泡助剂0.2份～0.4份、流平剂0.1份～0.3份、混合溶剂17.5份～21.5份。
9.根据权利要求8所述的汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆的涂装方法，其特征在于，喷涂方式为手工喷涂或静电喷涂或者机械喷涂。
10.根据权利要求8所述的汽车涂装用防流挂防起泡罩光清漆的涂装方法，其特征在于，按重量计，所述稀释剂包括：二甲苯40份～50份、醋酸丁酯30份～40份、正丁醇10份～15份、乙二醇单丁醚5份～10份。
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