CN103589319A - 一种机车内饰用聚氨酯柔感涂料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机车内饰用聚氨酯柔感涂料及其制备方法；该涂料是由主体涂料和辅助涂料两部分组成；主体涂料包括弹性树脂、填料、助剂及混合溶剂，辅助涂料包括HDI异氰酸酯和混合溶剂。弹性树脂是指两种或两种以上含羟基线性聚酯或含羟基支链或微支链化聚酯，填料为消光粉，助剂为催干剂、流平剂和手感剂，混合溶剂是芳烃类、脂类、醚酯类有机溶剂按比例混合而成；采用双涂层喷涂施工，经烘烤固化成膜。该柔感涂料主要用于机车的内装饰件中，可以提高机车的档次，制造豪华舒适的装饰效果；同时还可提供高度哑光的防眩晕性和优异的耐磨抗刮擦性，适用于机车内饰如操作台、门扶手、变速箱等的涂装。

Description

一种机车内饰用聚氨酯柔感涂料及制备方法

技术领域

本发明涉及一种机车内饰用聚氨酯柔感涂料及其制备方法；该聚氨酯柔感涂料主要用于机车的内装饰件中，可以提高机车的档次，使机车内获得精致豪华，愉悦舒适的装饰效果；同时还可提供高度哑光的防眩晕性和优异的耐磨抗刮擦性。

背景技术

随着汽车工业和机车行业的高速发展，新材料、新技术不断涌现和更新，越来越多的优质产品正逐步被人们认知，获得推广和应用；特别是近几年来国产汽车行业不断增产和扩容，以及城轨、地铁事业建设的飞速增长和需求，给涂料行业特别是装饰性涂料、功能性涂料提供了新的发展机遇。

传统的聚氨酯涂料颜色艳丽，但手感生涩冷硬，在较强光线照射下眼睛容易疲劳，久之会产生眩晕感，摩擦易产生明显划痕；而且因光泽较高，底材一旦有缺陷，就会特别明显。

目前国内外制备柔感涂料的方法较多，主体树脂有聚酯、聚碳酸酯、聚醚等材料，颜填料多为进口的价格昂贵的弹性粉或弹性微珠及消光粉，颜色有色漆和清漆，有水性的也有溶剂型的，性能也是各不相同，采用的判定标准大都以客户之间协商为准，未作统一，其应用主要局限于家用电器、数码产品、办公设备、汽车内饰件、精密仪器仪表盘等，在机车上使用并不多。机车内饰材料与家用电器、数码产品等有很大差别的，后者采用的大部分是塑料或塑胶件，体积小，适于大批量的定制、生产和喷涂施工，宜于流水线作业；而机车内饰件绝大部分是碳钢、不锈钢、铝型材为主，且每一部分面积较大且形状复杂，施工难度大，工艺配套要求较特殊，因此在涂料使用及工艺选择方面存在着较大的差异性。

发明内容

本发明的目的在于克服传统的聚氨酯涂料的缺陷，提供一种附着力优异，装饰精致高档，手感似绸缎丝绒般舒适柔滑，有很好的防晕眩效果和优异的柔韧性和耐磨抗刮伤性特点的机车内饰用聚氨酯柔感涂料及其制备方法。

本发明的技术方案是：一种机车内饰用聚氨酯柔感涂料的制备方法，其特征在于所述的该聚氨酯柔感涂料是由主体涂料和辅助涂料两部分组成；即该聚氨酯柔感涂料是由以下的各原料和步骤制成：

（1）组成主体涂料的各原料重量配比(%)为：

含羟基线性聚酯 28-34，    含羟基支链聚酯7-8.5，

消光粉 7.5-8.5，          催干剂0.5-1.4，

流平剂 0.1-0.2，          手感剂0.3-0.5，

混合溶剂47-57，

各组份百分含量之和为100%计；

其中：混合溶剂为无水二甲苯、无水醋酸丁酯和PMA按比例1:1:1混合而成的无色液体，该PMA为丙二醇甲醚醋酸酯；催干剂为用二甲苯兑成10%含量的有机锡类催干剂，液体；流平剂为聚醚改性硅氧烷，液体；手感剂为改性脂肪酸酰胺蜡，液体。

（2）组成辅助涂料的各原料重量配比(%)为：

HDI异氰酸酯40-60，       混合溶剂 40-60，

各组份百分含量之和为100%计；

其中：混合溶剂与主体涂料原料中的混合溶剂相同；

所述的各步骤为：

A、主体涂料的制备：

①混合溶剂的预制：将无水二甲苯、无水醋酸丁脂和PMA按

1:1:1比例混合均匀，备用； 

②主体预分散浆的制备：先将线性聚酯和支链聚酯按重量配比倒入分散缸中，再将按重量配比60%的混合溶剂按倒入分散缸中，开启分散机，调节转速为400r/min，低速搅匀；然后依次在搅拌状态下加入剩余的混合溶剂、催干剂、流平剂和手感剂；加料完毕后，接着加入消光粉，调节分散机转速为800r/min，高速分散10-15分钟后，即得主体预分散浆；然后进行细度和光泽检测，采用0-100um刮板细度仪检测细度，采用喷板检测光泽；技术要求：细度≤15um，光泽0.2-1.5%（60°），表面平整光滑，无粗颗粒；进行检测的主体预分散浆若达不到技术要求，须进行以下工序：

若主体预分散浆的光泽≥1.5%（60°），继续补加适量的消光粉，

再进行高速分散10-15分钟后，重新进行检测，直至光泽符合要求；

若主体预分散浆的细度经800r/min高速分散不能降至15um且有颗粒,将主体预分散浆经砂磨机或三辊机快速研磨，直至细度符合要求，即细度≤15um；

③调制：主体预分散浆的细度和光泽同时满足上述技术要求后，进入调漆工序；即采用混合溶剂调节粘度 350-375mpa.s (1号转子，25℃)，经60-80目筛网过滤，除去机械杂质，即成主体哑光涂料，用铁桶包装，待用；

    B、辅助涂料的制备：

将HDI异氰酸酯和混溶剂按重量配比倒入缸中混合搅匀，经60-80目筛网过滤，即成辅助涂料，用铁桶包装，待用；

C、本聚氨酯柔感涂料的制备：是在使用时，将主体涂料与辅助涂料按100:20重量配比进行混合调制，并加适量的混合溶剂稀释到施工粘度，即成机车内饰用聚氨酯柔感涂料。 

本发明是通过上述方法制备的一种机车内饰用的聚氨酯柔感涂料。

本发明的主要作用机理是：

传统的双组份聚氨酯涂料主要是由于聚异氰酸酯的异氰酸酯基团和多羟基化合物的羟基基团发生反应形成取代的聚氨酯：

如果基本产物具有多官能团,如每个分子含有至少两个异氰酸酯或两个羟基基团,则会发生该反应。涂层需要发生立体交联，至少一种共反应物分子中有三个或更多的官能团。

聚氨酯柔感涂料结构中含各种基团，其中主要含氨基甲酸酯、醚基、脲基，从聚合物的结构来看，是由柔性链段和刚性链段构成，柔性链段可通过变换羟基化合物的种类和调节分子量的大小来实现，因大分子链宜卷曲并可自由旋转，涂层弹性增大，软化点、硬度和机械强度降低；刚性链段则是随着选择的异氰酸酯品种的不同，填料消光粉的多少从而使得涂层机械强度和硬度的增加，软化点上升。

聚氨酯柔感涂料性能特征很大程度取决于聚合物主链上极性基团的次价键或氢键的强度，分子间作用力是依靠大量的次价键建立起来的，特别是硬链段（氨基甲酸酯链接）上的N-H是强极性基团，极易与柔性链段---聚酯链节上羰基基团中的氧原子形成氢键，由于氢键的作用，导致涂层具有优异的耐磨性。

本发明中的主体涂料原料包括弹性树脂、填料、助剂及混合溶剂；

主体涂料中的弹性树脂是两种或两种以上含羟基线性聚酯，或含羟基支链，或含羟基微支链化聚酯；线性聚酯为不挥发份约100%，羟基含量1.6%（100%固体份）的无色透明液体；支链聚酯为不挥发份约100%，羟基含量3.65%（100%固体份）的无色透明液体；如含羟基线性聚酯和含羟基支链聚酯即为弹性树脂。

消光粉是作为填料；粒径d50 (激光衍射) 6.5um，有机表面处理 ，SiO2 含量98%，白色粉末。  

催干剂、流平剂和手感剂均为有机改性助剂，即催干剂采用二甲苯兑成10%含量的有机锡类催干剂，液体。流平剂为有机硅流平剂，即聚醚改性硅氧烷，液体。手感剂为改性脂肪酸酰胺蜡，液体。

混合溶剂为芳香烃类、脂类、醚酯类有机溶剂按比例混合而成的无色液体，如混合溶剂为无水二甲苯、无水醋酸丁酯和PMA按比例1:1:1混合而成的无色液体，该PMA为丙二醇甲醚醋酸酯。

本发明中的辅助涂料原料包括HDI异氰酸酯和混合溶剂；其中：

HDI异氰酸酯：90%BA,NCO含量19.6%，无色透明液体。混合溶剂与主体涂料原料中的混合溶剂相同。

本发明主要技术指标如下：

技术指标

本机车内饰用聚氨酯柔感涂料具有低调奢华的装饰，丝绸般的柔滑手感效果，高度哑光的防眩晕性，并能遮盖底材瑕疵，拥有优异的耐磨抗刮擦性，与现在机车内饰上使用的丙烯酸聚氨酯涂料相比，不仅提高机车的档次，制造精致豪华，舒适温馨的装饰效果，同时克服了丙烯酸聚氨酯涂料的上述缺陷，在装饰和搭配上，具有更为明显的优势。

本发明是专门针对机车内饰应用领域而研发的，该涂料通过弹性树脂、各类助剂和消光粉之间的搭配设计，使涂层有更好的手感效果，极佳的附着力；该涂料取消了进口的价格昂贵的弹性微珠或弹性粉，仅需通过树脂，手感助剂及消光粉的合理调配，即可以达到同样良好的抗划伤及耐磨性效果，大大降低了成本；通过配方的调整，可制备出满足客户不同要求的柔感涂料；该产品不影响重涂性。本聚氨酯柔感涂料该柔感涂料主要用于机车内饰诸如操作台、驾驶平台、门前扶手、变速箱等。同时，也适用于家用电器、数码产品、办公设备、汽车内饰件、精密仪器仪表盘的涂装。

具体实施方式

 一种机车内饰用聚氨酯柔感涂料的制备方法，其特征在于所述的该聚氨酯柔感涂料是由主体涂料和辅助涂料两部分组成；即该聚氨酯柔感涂料是由以下的各原料和步骤制成：

（1）组成主体涂料的各原料重量配比(%)为：

含羟基线性聚酯 28-34，    含羟基支链聚酯7-8.5，

消光粉 7.5-8.5，          催干剂0.5-1.4，

流平剂 0.1-0.2，          手感剂0.3-0.5，

混合溶剂47-57，

各组份百分含量之和为100%计；

其中：混合溶剂为二甲苯、醋酸丁酯和PMA按比例1:1:1混合而成的无色液体，该PMA为丙二醇甲醚醋酸酯；

（2）组成辅助涂料的各原料重量配比(%)为：

HDI异氰酸酯40-60，       混合溶剂 40-60，

各组份百分含量之和为100%计；

其中：混合溶剂与主体涂料原料中的混合溶剂相同；

所述的各步骤为：

A、主体涂料的制备：

①混合溶剂的预制：将无水二甲苯、无水醋酸丁脂和PMA按

1:1:1比例混合均匀，备用；  

②主体预分散浆的制备：先将线性聚酯和支链聚酯按重量配比倒入分散缸中，再将按重量配比60%的混合溶剂按倒入分散缸中，开启分散机，调节转速为400r/min，低速搅匀；然后依次在搅拌状态下加入剩余的混合溶剂、催干剂、流平剂和手感剂；加料完毕后，接着加入消光粉，调节分散机转速为800r/min，高速分散10-15分钟后，即得主体预分散浆；然后进行细度和光泽检测，采用0-100um刮板细度仪检测细度，采用喷板检测光泽；技术要求：细度≤15um，光泽0.2-1.5%（60°），表面平整光滑，无粗颗粒；

进行检测的主体预分散浆若达不到技术要求，须进行以下工序：

若主体预分散浆的光泽≥1.5%（60°），继续补加适量的消光粉，

再进行高速分散10-15分钟后，重新进行检测，直至光泽符合要求；

若主体预分散浆的细度经800r/min高速分散不能降至15um且有颗粒,将主体预分散浆经砂磨机或三辊机快速研磨，直至细度符合要求，即细度≤15um；

③调制：主体预分散浆的细度和光泽同时满足上述技术要求后，进入调漆工序；即采用混合溶剂调节粘度 350-375mpa.s (1号转子，25℃)，经60-80目筛网过滤，除去机械杂质，即成主体哑光涂料，用铁桶包装，待用；

    B、辅助涂料的制备：

将HDI异氰酸酯和混合溶剂按重量配比倒入缸中混合搅匀，经60-80目筛网过滤，即成辅助涂料，用铁桶包装，待用；

C、聚氨酯柔感涂料的制备：是在使用时，将主体涂料与辅助涂料按100:20重量配比进行混合调制，并加适量的混合溶剂稀释到施工粘度喷涂施工，即成机车内饰用聚氨酯柔感涂料。 

本发明是通过上述方法制备的一种机车内饰用的聚氨酯柔感涂料。

本机车内饰用聚氨酯柔感涂料各原料在制成涂料之前的状态：

线性聚酯：不挥发分约100%，羟基含量1.6%（100%固体份）的无色透明液体；

支链聚酯：自制，由拜耳公司产树脂670与C1200按照3:1的重量比例混合而成，不挥发分约100%，羟基含量3.65%（100%固体份），无色透明液体；

消光粉：进口OK520，或国产，粒径d50 (激光衍射) 6.5um，有机表面处理 ，SiO2 含量98%，白色粉末；  

催干剂：自制，用二甲苯兑成10%含量的有机锡类催干剂，液体；

流平剂：聚醚改性硅氧烷，液体；

手感剂：改性脂肪酸酰胺蜡，液体；

混合溶剂：自制，芳香烃类、脂类、醚酯类有机溶剂按比例混合而成的无色液体，其重量比例为无水二甲苯、无水醋酸丁脂和PMA按1:1:1比例混合均匀；混合溶剂也称之为稀释剂。

HDI异氰酸酯：90%BA,NCO含量19.6%，无色透明液体。

以下给出本发明的具体实例。

实例1.

（1）组成主体涂料的各原料重量配比(%)为：

含羟基线性聚酯 28，    含羟基支链聚酯7，

消光粉 7.5，          催干剂1.2，

流平剂 0.2，          手感剂0.5，

混合溶剂55.6；

（2）组成辅助涂料的各原料重量配比(%)为：

HDI异氰酸酯50，       混合溶剂 50，

其中：混合溶剂与主体涂料原料中的混合溶剂相同；

本聚氨酯柔感涂料的制备：是在施工使用时，将主体涂料与辅助涂料按100:20重量配比进行混合调制，并加适量的稀释剂（混合溶剂）稀释到施工粘度后喷涂施工，即成机车内饰用聚氨酯柔感涂料。 

实例2

（1）组成主体涂料的各原料重量配比(%)为：

含羟基线性聚酯 31.2，    含羟基支链聚酯7.8，

消光粉 8，               催干剂1.0，

流平剂 0.2，            手感剂0.4，

混合溶剂52.4；

（2）组成辅助涂料的各原料重量配比(%)为：

HDI异氰酸酯50，       混合溶剂 50，

其中：混合溶剂与主体涂料原料中的混合溶剂相同；

本聚氨酯柔感涂料的制备：是在施工使用时，将主体涂料与辅助涂料按100:20重量配比进行混合调制，并加适量的稀释剂（混合溶剂）稀释到施工粘度后喷涂施工，即成机车内饰用聚氨酯柔感涂料。 

实例3

（1）组成主体涂料的各原料重量配比(%)为：

含羟基线性聚酯 34，    含羟基支链聚酯8.5，

消光粉8.5，               催干剂0.8，

流平剂 0.1，            手感剂0.4，

混合溶剂47.7；

（2）组成辅助涂料的各原料重量配比(%)为：

HDI异氰酸酯50，       混合溶剂 50，

其中：混合溶剂与主体涂料原料中的混合溶剂相同；

本聚氨酯柔感涂料的制备：是在施工使用时，将主体涂料与辅助涂料按100:20重量配比进行混合调制，并加适量的稀释剂（混合溶剂）稀释到施工粘度后喷涂施工，即成机车内饰用聚氨酯柔感涂料。 

本涂料通常采用双涂层的施工方法，即在已涂有丙烯酸聚氨酯底色面漆的工件表面喷涂柔感涂料，施工时按规定重量比例混合均匀，喷涂施工粘度须控制在14-18s (涂4杯-23℃)，干膜厚度15-50um； 工件涂装完毕，在常温下静置15-20分钟后，移入70-80℃烘箱中烘烤1小时（或在50-60℃下烘烤2.5h以上）取出，常温冷却即可。

Claims (2)

1.一种机车内饰用聚氨酯柔感涂料的制备方法，其特征在于所述的该聚氨酯柔感涂料是由主体涂料和辅助涂料两部分组成；即该聚氨酯柔感涂料是由以下的各原料和步骤制成：

（1）组成主体涂料的各原料重量配比(%)为：

含羟基线性聚酯 28-34，    含羟基支链聚酯7-8.5，

消光粉 7.5-8.5，          催干剂0.5-1.4，

流平剂 0.1-0.2，          手感剂0.3-0.5，

混合溶剂47-57，

各组份百分含量之和为100%计；

其中：混合溶剂为无水二甲苯、无水醋酸丁酯和PMA按比例1:1:1混合而成的无色液体，该PMA为丙二醇甲醚醋酸酯；

（2）组成辅助涂料的各原料重量配比(%)为：

HDI异氰酸酯40-60，       混合溶剂 40-60；

各组份百分含量之和为100%计；

其中：混合溶剂与主体涂料原料中的混合溶剂相同；

所述的各步骤为：

A、主体涂料的制备：

①混合溶剂的预制：将无水二甲苯、无水醋酸丁脂和PMA按

1:1:1比例混合均匀，备用；    

②主体预分散浆的制备：先将线性聚酯和支链聚酯按重量配比倒入分散缸中，再将按重量配比60%的混合溶剂倒入分散缸中，开启分散机，调节转速为400r/min，低速搅匀；然后依次在搅拌状态下加入剩余的混合溶剂、催干剂、流平剂和手感剂；加料完毕后，接着加入消光粉，调节分散机转速为800r/min，高速分散10-15分钟后，即得主体预分散浆；然后进行细度和光泽检测，采用0-100um刮板细度仪检测细度，采用喷板检测光泽；技术要求：细度≤15um，光泽0.2-1.5%（60°），表面平整光滑，无粗颗粒；

进行检测的主体预分散浆若达不到技术要求，须进行以下工序：

若主体预分散浆的光泽≥1.5%（60°），继续补加适量的消光粉，

再进行高速分散10-15分钟后，重新进行检测，直至光泽符合要求；

若主体预分散浆的细度经800r/min高速分散不能降至15um且有颗粒,将主体预分散浆经砂磨机或三辊机快速研磨，直至细度符合要求，即细度≤15um；

③调制：主体预分散浆的细度和光泽同时满足上述技术要求后，进入调漆工序；即采用混合溶剂调节粘度 350-375mpa.s (1号转子，25℃)，经60-80目筛网过滤，除去机械杂质，即成主体哑光涂料，用铁桶包装，待用；

    B、辅助涂料的制备：

将HDI异氰酸酯和混溶剂按重量配比倒入缸中混合搅匀，经60-80目筛网过滤，即成辅助涂料，用铁桶包装，待用；

C、聚氨酯柔感涂料的制备：是在使用时，将主体涂料与辅助涂料按100:20重量配比进行混合调制，并加适量的混合溶剂稀释到施工粘度后喷涂施工，即成机车内饰用聚氨酯柔感涂料。

2.如权利要求1所述的方法制备一种机车内饰用的聚氨酯柔感涂料。