CN103694871B - 一种油漆组合物及其制备方法、塑胶件以及复合工件的表面装饰方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油漆组合物，所述油漆组合物中含有以下组分：羟基丙烯酸树脂13‑35wt%；聚酯多元醇树脂 7‑35wt%；有机溶剂 20‑55wt%；助剂 0.1‑1wt%；多异氰酸酯 5‑35wt%；其中，羟基丙烯酸树脂中羟基含量为1‑10wt%，聚酯多元醇树脂中羟基含量为3‑15wt%，多异氰酸酯中异氰酸酯基含量为5‑32.5wt%。本发明提供的油漆组合物，自身具有较高的表面能，其喷涂于塑胶表面后形成的漆膜层与塑胶基材具有良好的附着力，喷涂于金属‑塑胶复合工件或玻璃‑塑胶复合工件表面后，装饰面与非装饰面边界清晰。

Description

一种油漆组合物及其制备方法、塑胶件以及复合工件的表面 装饰方法

技术领域

本发明属于工件表面装饰领域，尤其涉及一种油漆组合物及其制备方法、一种塑胶件的表面装饰方法和一种复合工件的表面装饰方法。

背景技术

在一体无缝化技术制备得到的复合工件中，一般采用贴膜治具及保护膜保护非装饰面，而对装饰面采用油漆进行表面处理。目前，应用一体化无缝注塑产品表面的油漆在喷涂完成后，均存在装饰面和非装饰面边界不清，如锯齿、多喷、台阶等各种外观不良的现象，使得其应用领域受到较大限制。因此，开发一种适用于一体化无缝注塑产品表面装饰用的新型油漆已成为当务之急。

发明内容

本发明解决了现有技术中所采用的油漆应用于一体化无缝注塑产品表面装饰存在的装饰面与非装饰面边界不清晰的技术问题。

本发明提供了一种油漆组合物，所述油漆组合物中含有以下组分：

羟基丙烯酸树脂 13-35wt%；

聚酯多元醇树脂 7-35wt%；

有机溶剂 20-55wt%；

助剂 0.1-1wt%；

多异氰酸酯 5-35wt%；

其中，羟基丙烯酸树脂中羟基含量为1-10wt%，聚酯多元醇树脂中羟基含量为3-15wt%，多异氰酸酯中异氰酸酯基含量为5-32.5wt%。

本发明还提供了所述油漆组合物的制备方法，包括以下步骤：先将羟基丙烯酸树脂、聚酯多元醇树脂和助剂分散于部分有机溶剂中，形成树脂体系，然后继续加入部分有机溶剂，最后加入多异氰酸酯和剩余的有机溶剂，混合均匀后得到所述油漆组合物。

进一步地，本发明提供了一种塑胶件的表面装饰方法，包括在塑胶件表面喷涂本发明提供的油漆组合物，固化后得到表面具有装饰层的塑胶件。

最后，本发明提供了一种复合工件的表面装饰方法，包括以下步骤：

S1、在金属或玻璃工件的一个表面形成PVD镀层，然后在另一个表面进行一体化注塑，得到复合工件；

S2、在复合工件的表面喷涂本发明提供的油漆组合物，固化后擦拭去除PVD镀层表面的喷涂油漆层，得到表面一个表面具有PVD镀层、另一个表面具有装饰层的复合工件。

本发明提供的油漆组合物，通过对组分的种类和含量进行适当选择，使得本发明的油漆组合物自身具有较高的表面能，因此在后续喷涂时，其不会在经过PVD镀层处理的金属或玻璃工件表面铺展，因此，在复合工件表面整体喷涂本发明的油漆组合物后，其与复合工件的塑胶部位形成良好的润湿保证固化后具有良好的附着力，而在PVD镀层部分则凝聚成液滴，通过轻轻擦拭即可去除，使得装饰面与非装饰面边界清晰、无手感，同时实现复合工件塑胶部位的高硬度、高耐磨和耐腐蚀性能。

具体实施方式

本发明提供了一种油漆组合物，所述油漆组合物中含有以下组分：

羟基丙烯酸树脂 13-35wt%；

聚酯多元醇树脂 7-35wt%；

有机溶剂 20-55wt%；

助剂 0.1-1wt%；

多异氰酸酯 5-35wt%；

其中，羟基丙烯酸树脂中羟基含量为1-10wt%，聚酯多元醇树脂中羟基含量为3-15wt%，多异氰酸酯中异氰酸酯基含量为5-32.5wt%。

本发明提供的油漆组合物，通过对组分的种类和含量进行适当选择，使得本发明的油漆组合物自身具有较高的表面能。

具体地，本发明中，所述羟基丙烯酸酯中羟基含量为1-10wt%，聚酯多元醇树脂中羟基含量为3-15wt%。所述羟基丙烯酸树脂与聚酯多元醇树脂为油漆组合物的主要成膜组分；本发明的发明人通过大量实验发现，通过控制成膜组分中羟基的含量，能进一步有效保证油漆层的高表面能，油漆喷涂后，不能润湿镀膜表面，在其表面呈散落的小液珠状。

其中，所述羟基丙烯酸树脂可直接采用商购产品，例如可以采用同德化工 ACR7557，Elvacite 2550，德谦 Hypomer FS-2061、FS-4365A中的任意一种，优选采用德谦Hypomer FS-4365A，但不局限于此。以油漆组合物的总质量为基准，所述羟基丙烯酸树脂的含量为13-35wt%，优选为15-30%wt%。

所述聚酯多元醇树脂可直接采用商购产品，例如可以采用Bayer 651MPA、1300PR，青岛新宇田POL-2456、POL-3538中的任意一种，优选采用Bayer 651MPA，但不局限于此。以油漆组合物的总质量为基准，所述聚酯多元醇树脂的含量为7-35wt%，优选为9-28wt%。

所述助剂为现有技术中油漆或涂料中常用的各种助剂，本发明没有特殊限定。例如，所述助剂包括催干剂和流平剂；其中催干剂和流平剂的作用为本领域技术人员所公知，此处不再赘述。所述催干剂可以采用有机锡催干剂或有机铋催干剂，均可直接采用商购产品，本发明没有特殊限定。例如，有机锡催干剂可以采用美国气体的T-12，而有机铋可采用ALLCHEM 360。所述流平剂可以采用BYD354或TEGO Airex 916。以油漆组合物的总质量为基准，所述助剂的含量为0.1-1wt%，优选为0.4-0.8wt%。

所述有机溶剂从现有技术中常用的各种有机溶剂中进行选取。本发明中，所述有机溶剂的作用有三部分，在油漆组合物的制备方法中可以得到体现，其中一部分用于预先溶解羟基丙烯酸树脂和聚酯多元醇树脂，第二部分用于溶解后续加入的固化剂，第三部分则用于调节油漆组合物体系的粘度。优选情况下，本发明中，所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基酮、乙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇丁醚、环己酮中的一种或多种。以油漆组合物的总质量为基准，所述有机溶剂的含量为20-55wt%，优选为25-45wt%。

作为本发明的一种优选实施方式，所述有机溶剂为二甲苯、乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙二醇乙醚乙酸酯、环己酮的混合物。其中，二甲苯、乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙二醇乙醚乙酸酯、环己酮的质量比为（4-8）：（1-2）：（3-5）：（ 1-2）：（0.4-0.7），优选为（5-7）：（1.2-1.5）：（3-4）：（1.2-1.5）：（0.5-0.6）。

本发明中，所述多异氰酸酯为油漆组合物中的固化剂，其用于与成膜组分（羟基丙烯酸树脂和聚酯多元醇树脂）发生固化交联，从而形成油漆层主体。如无特别规定说明，本发明中，所述多异氰酸酯即为含有两个以上异氰酸酯基团的有机化合物。以油漆组合物的总质量为基准，所述多异氰酸酯的含量为5-30wt%，优选为10-25wt%。作为本发明的一种优选实施方式，所述多异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯三聚体（HDI），其可直接采用商购产品，例如可以选用Bayer N3390或旭化成的TPA-90SB。

本发明还提供了所述油漆组合物的制备方法，包括以下步骤：先将羟基丙烯酸树脂、聚酯多元醇树脂和助剂分散于部分有机溶剂中，形成树脂体系，然后继续加入部分有机溶剂，最后加入多异氰酸酯和剩余的有机溶剂，混合均匀后得到所述油漆组合物。

本发明的发明人发现，若直接将油漆组合物中的各组分按比例混合，后续再使用，不可避免地会有部分有机溶剂挥发，导致油漆组合物粘度不稳定，影响后续喷涂；若喷涂时粘度过大，易造成漆膜外观橘纹，流平不好；若喷涂时粘度过小，易造成喷涂时膜厚较低、漆膜流挂等现象发生。因此本发明中，有机溶剂分三部分加入，第一部分有机溶剂用于分散羟基丙烯酸树脂、聚酯多元醇树脂和助剂，第二部分直接加入第一部分的混合体系中，用于分散后续即将加入的固化剂多异氰酸酯，油漆组合物在即将投入使用时即加入固化剂，并加入剩余的有机溶剂，其用作调节体系粘度，便于喷涂后在喷涂区域具有良好流平性，固化后形成良好的漆膜层。采用本发明的制备方法，能有效保证在用作喷涂时油漆组合物的粘度为8-12s（岩田二号杯，25℃）。

具体地，将羟基丙烯酸树脂、聚酯多元醇树脂和助剂分散于第一部分有机溶剂中后，采用高速分散机进行低速搅拌，搅拌转速为600-800r/min，搅拌时间为20-40min，得到第一体系。然后往第一体系中继续加入第二部分有机溶剂，继续采用高速分散机进行低速搅拌，此时搅拌转速仍为600-800r/min，搅拌时间为5-10min。加入多异氰酸酯后，可继续采用高速分散机以600-800r/min的转速搅拌5-10min，然后加入剩余的有机溶剂调节体系粘度为8-12s，即得到所述油漆组合物，在用作喷涂时还需采用300目过滤布过滤掉杂质和脏污。

本发明提供的油漆组合物，具有较高的表面能，即可对现有技术中的各种塑胶产品进行表面装饰。因此，本发明提供了一种塑胶件的表面装饰方法，包括在塑胶件表面喷涂本发明提供的油漆组合物，固化后得到表面具有装饰层的塑胶件。

同时，本发明提供的高表面能的油漆组合物在经过PVD镀层处理的金属或玻璃工件表面不易铺展，能被轻易去除，保证装饰面与非装饰面的边界清晰，使得本发明提供的油漆组合物非常适合应用于一体化无缝注塑复合工件的表面装饰。因此，本发明提供了一种复合工件的表面装饰方法，包括以下步骤：

S1、在金属或玻璃工件的一个表面形成PVD镀层，然后在另一个表面进行一体化注塑，得到复合工件；

S2、在复合工件的表面喷涂本发明提供的油漆组合物，固化后擦拭去除PVD镀层表面的喷涂油漆层，得到表面一个表面具有PVD镀层、另一个表面具有装饰层的复合工件。

所述形成PVD镀层以及一体化注塑的方法为本领域技术人员所公知，本发明没有特殊限定，此处不赘述。

本发明提供的油漆组合物在喷涂至复合工件表面时，其不会在经过PVD镀层处理的金属或玻璃工件表面铺展因此，在复合工件表面整体喷涂本发明的油漆组合物后，其与复合工件的塑胶部位形成良好的润湿保证固化后具有良好的附着力，而在PVD镀层部分则凝聚成液滴，通过轻轻擦拭即可去除，使得装饰面与非装饰面边界清晰、无手感，同时实现复合工件塑胶部位的高硬度、高耐磨和耐腐蚀性能。

喷涂时若气压过低，则油漆组合物雾化不充分，漆膜不均匀；若喷涂气压过高时，油漆组合物虽雾化好，但漆雾速度过快漆料损耗加大；因此，本发明中，喷涂的压缩空气压力控制为0.4-0.8MPa，油漆组合物流量控制为0.8-1.3ml/s，雾化喷幅控制为15°-30°之间。喷涂时，喷枪距离待喷涂工件（例如塑胶件或复合工件的塑胶部分）的距离为0.10-0.30m，喷涂膜厚为20±5微米，喷涂完成后，室温下放置2 min，使油漆组合物能够更好的在待喷涂工件表面流平铺展。固化的条件为80±10℃下烘烤30±10℃min。

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1-3

按照表1中的配方称取原料，然后按照以下步骤配制油漆组合物样品S1-S3。

表1

注：羟基丙烯酯树脂Hypomer FS-4365A的羟基含量为2.87wt%，ACR7557的羟基含量为6.07wt%，Hypomer FS-2061的羟基含量为1.24wt%；聚酯多元醇树脂Bayer 651MPA的羟基含量为5.5wt%，POL-3538的羟基含量为11.54wt%，Bayer 1300PR的羟基含量为3.1wt%；多异氰酸酯Bayer N3390的异氰酸酯基含量为19.6wt%。

（1）将羟基丙烯酸树脂、聚酯多元醇树脂和助剂分散于70wt%的有机溶剂中，在高速分散机下以700r/min的转速搅拌30min；停止搅拌，静置消泡，得到第一体系；

（2）往第一体系中继续加入剩余的30wt%有机溶剂，在高速分散机下以700r/min的转速搅拌15min；停止搅拌，静置消泡，得到第二体系；

（3）往第二体系中加入多异氰酸酯，在高速分散机下以700r/min的转速搅拌7min，然后加入剩余有机溶剂，用300目过滤布过滤掉杂质、脏污，得到油漆组合物S1-S3，待喷涂。

实施例4-6

直接将油漆组合物S1-S3采用喷枪喷涂于塑胶件上，喷枪与塑胶件的距离为0.20m，喷涂时压缩空气压力为0.6MPa、油漆组合物流量为1.1ml/s，雾化喷幅为23°，喷涂膜厚为20微米；喷涂完成后，室温放置2min，然后在80℃下烘烤20min，得到表面具有装饰层的塑胶件A10-A30。

实施例7-9

（1）在金属工件的一个表面进行镀膜处理，形成PVD镀层；在另一个表面进行一体化注塑，得到金属-塑胶一体化无缝复合工件。

（2）将油漆组合物S1-S3采用喷枪对步骤（1）得到的复合工件进行整体喷，喷枪与复合工件的塑胶部分的距离为0.20m，喷涂时压缩空气压力为0.6MPa、油漆组合物流量为1.1ml/s，雾化喷幅为23°，喷涂膜厚为20微米；喷涂完成后，室温放置2min，整体在80℃下烘烤20min，然后用无尘布擦拭去除PVD镀层表面的油漆层，得到一个表面具有PVD镀层、另一个表面具有装饰层的复合工件B10-B30。

实施例10-12

（1）在玻璃工件的一个表面进行镀膜处理，形成PVD镀层；在另一个表面进行一体化注塑，得到玻璃-塑胶一体化无缝复合工件。

（2）将油漆组合物S1-S3采用喷枪对步骤（1）得到的复合工件进行整体喷，喷枪与复合工件的塑胶部分的距离为0.20m，喷涂时压缩空气压力为0.6MPa、油漆组合物流量为1.1ml/s，雾化喷幅为23°，喷涂膜厚为20微米；喷涂完成后，室温放置2min，整体在80℃下烘烤20min，然后用无尘布擦拭去除PVD镀层表面的油漆层，得到一个表面具有PVD镀层、另一个表面具有装饰层的复合工件C10-C30。

性能测试

1、油漆组合物粘度测试

采用广州标格达实验室仪器用品有限公司的日本盐田粘度杯NK-2测试各油漆组合物S1-S3的粘度，测试结果如表2所示。

2、附着力测试

采用ISO 2409公开的方法对A10-A30、B10-B30和C10-C30进行附着力测试，记录表面装饰层与塑胶件或复合工件的附着力，记录附着力等级，测试结果如表2所示。本测试要求附着力性能≥3B。测试结果如表3所示。

3、目测B10-B30和C10-C30的装饰面与非装饰面的边界是否清晰，若无锯齿、多喷、台阶等各种外观不良的现象，记为OK，否则记为NG。测试结果如表2所示。

表2

表3

。

从上表2的测试结果可以看出，采用本发明提供的油漆组合物应用于复合工件表面的装饰时，能保证装饰面与非装饰面的边界清晰；结合表3的测试结果可以看出，采用本发明提供的油漆组合物在塑胶表面形成漆膜层，其余塑胶基材具有良好的附着力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油漆组合物，其特征在于，所述油漆组合物由以下组分组成：

羟基丙烯酸树脂 13-35wt%；

聚酯多元醇树脂 7-35wt%；

有机溶剂 20-55wt%；

助剂 0.1-1wt%；

多异氰酸酯 5-35wt%；

其中，羟基丙烯酸树脂中羟基含量为1-10wt%，聚酯多元醇树脂中羟基含量为3-15wt%，多异氰酸酯中异氰酸酯基含量为5-32.5wt%。

2.根据权利要求1所述的油漆组合物，其特征在于，所述油漆组合物各组分含量为：

羟基丙烯酸树脂 15-30wt%；

聚酯多元醇树脂 9-28wt%；

有机溶剂 25-45wt%；

助剂 0.4-0.8wt%；

多异氰酸酯 12-29wt%。

3.根据权利要求1或2所述的油漆组合物，其特征在于，所述助剂包括催干剂和流平剂；所述催干剂选自有机锡催干剂或有机铋催干剂。

4.根据权利要求1或2所述的油漆组合物，其特征在于，所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基酮、乙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇丁醚、环己酮中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的油漆组合物，其特征在于，所述有机溶剂为二甲苯、乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙二醇乙醚乙酸酯、环己酮的混合物，且二甲苯、乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙二醇乙醚乙酸酯、环己酮的质量比为（4-8）：（1-2）：（3-5）：（ 1-2）：（0.4-0.7）。

6.根据权利要求5所述的油漆组合物，其特征在于，所述有机溶剂为二甲苯、乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙二醇乙醚乙酸酯、环己酮的混合物，且二甲苯、乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙二醇乙醚乙酸酯、环己酮的质量比为（5-7）：（1.2-1.5）：（3-4）：（1.2-1.5）：（0.5-0.6）。

7.根据权利要求1或2所述的油漆组合物，其特征在于，所述多异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯三聚体。

8.权利要求1-7任一项所述的油漆组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先将羟基丙烯酸树脂、聚酯多元醇树脂和助剂分散于部分有机溶剂中，形成树脂体系，然后继续加入部分有机溶剂，最后加入多异氰酸酯和剩余的有机溶剂，混合均匀后得到所述油漆组合物。

9.一种塑胶件的表面装饰方法，其特征在于，包括在塑胶件表面喷涂权利要求1-7任一项所述的油漆组合物，固化后得到表面具有装饰层的塑胶件。

10.一种复合工件的表面装饰方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在金属或玻璃工件的一个表面形成PVD镀层，然后在另一个表面进行一体化注塑，得到复合工件；

S2、在复合工件的表面喷涂权利要求1-7任一项所述的油漆组合物，固化后擦拭去除PVD镀层表面的喷涂油漆层，得到表面一个表面具有PVD镀层、另一个表面具有装饰层的复合工件。