CN105602422A - 能够遮盖汽车打磨痕的膨润土分散液及其制备方法，包含其的色漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够改善色漆层遮盖汽车车身中涂层打磨痕的膨润土分散液，其包含膨润土颗粒、分散树脂、溶剂和助剂，其中在所述膨润土分散液中膨润土颗粒的细度≥7.5HGM。本发明还提供了所述膨润土分散液的制备方法，包含所述膨润土分散液的色漆涂料组合物及其制备方法。包含所述含膨润土分散液的色漆涂料组合物具备优良的打磨痕遮盖能力。

Description

能够遮盖汽车打磨痕的膨润土分散液及其制备方法，包含其的色漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种能够遮盖汽车车身打磨痕的膨润土分散液，其制备方法，包含该膨润土分散液的色漆及其制备方法。

背景技术

通常，汽车车体的喷涂工艺包括3涂2烤工艺，即喷涂中涂，烘烤，喷涂色漆、清漆，然后烘烤。在喷涂中涂之后会出现一些颗粒与缺陷，通常会对中涂层用砂纸进行打磨，之后再喷涂色漆和清漆。然而，在喷涂色漆与清漆并烘烤之后，在车身上能够看到中涂层上的打磨痕迹，这种打磨痕迹往往通过增加色漆膜厚度也无法改进。随着人们对产品外观的要求日益提高，提供一种能够遮盖车身打磨痕的色漆是必要的。

发明内容

在一个实施方式中，本发明提供一种膨润土分散液，其包含基于该膨润土分散液重量计10-25wt％的分散树脂、5-10wt％的膨润土颗粒、60-80wt％的溶剂和0.5-5wt％的助剂，其中在所述膨润土分散液中膨润土颗粒的细度≥7.5HGM。

在另一实施方式中，本发明提供所述膨润土分散液的制备方法，包括：(1)向反应釜中加入适量溶剂；(2)在300rpm的搅拌速度下以2kg/min的速度加入膨润土颗粒；(3)在300rpm的搅拌速度下添加分散树脂以及适量的溶剂和助剂，形成预混物；(4)向步骤(3)中形成的预混物中添加剩余量的溶剂和助剂，在1500kpm下进行高速搅拌，以使膨润土颗粒达到≥7.5HGM的细度。

在另一实施方式中，本发明提供一种色漆涂料组合物，其包含：

(1)32至80wt％的树脂组分，其包含聚酯树脂、氨基树脂和丙烯酸树脂；

(2)5至65wt％的溶剂体系；

(3)0.5至10wt％的颜料，所述颜料包括铝粉和色浆；

(4)0.5至10wt％的膨润土分散液；和

(5)0.1至40wt％的辅助成分，上述重量百分比均基于涂料组合物的总重量。

在又一实施方式中，本发明提供所述色漆涂料组合物的制备方法，包括：

(1)将辅助组分、适量溶剂和色浆缓慢加至部分聚酯树脂、部分氨基树脂和丙烯酸树脂的混合物中，伴随搅拌；

(2)用适量溶剂溶解剩余的氨基树脂，形成预混物1；

(3)将铝粉在适量溶剂中浸泡1-2小时后，在搅拌条件下缓慢添加剩余的聚酯树脂，形成预混物2；

(4)制备膨润土分散液，作为预混物3；

(5)在搅拌下，将预混物1、2、3缓慢加入步骤(1)中所形成的溶液中，制得所述涂料组合物。

发明详述

除了实施例中的或另外明确说明的，应当认为说明书和权利要求书中使用的所有代表成分的数量、反应条件等的数值在所有情况下均可按照术语“约”进行变化。因此，除非有相反的说明，否则以下的说明书和权利要求书中所列出的数值参数均为近似值，可以按照本发明想要获得的性能而变化。起码，而不是为了限制相当于权利要求范围的这一原则的实施，每个数值参数至少应当按照有效数字来解释并运用普通的舍入法。

尽管列出本发明宽范围的数值范围和参数是近似值，但具体实施例中列出的数值记录得尽可能准确。但是，任何一个数值本来就具有一定的误差。该误差是其相应的测量方法中得出的标准偏差的必然结果。

在汽车车体喷涂工艺中，为减轻甚或消除涂覆色漆和清漆之后车身所显现的打磨痕，已经进行了很多尝试，包括调整喷涂参数、增加色漆膜厚等，但是效果均不明显甚或没有效果。经过大量实验，本发明人出乎意料地发现，将经过特定工艺制备的膨润土分散液引入色漆涂料中可消除车身的打磨痕。膨润土溶液通常用于中涂涂料中，因为中涂对外观要求较低。而将膨润土引入色漆中会为产品质量带来很大风险，尤其在外观方面，这是因为该物料粘度高、分散性差，加入色漆体系中极易出现颗粒，同时细度不合格。

然而，在本发明中，经过对膨润土颗粒进行特定工艺处理而形成的膨润土分散液，当加入色漆中时，能够改变色漆涂料的触变性，增加其流平，从而使得汽车车身中涂层的打磨痕、颗粒与湿痕缺陷消除。

所述的膨润土分散液包含分散树脂、膨润土颗粒、溶剂和助剂，其中在所述膨润土分散液中的膨润土颗粒的细度≥7.5HGM。如本文所述的细度单位“HGM”表示海格曼(Hegman)等级细度，其分为0-8级。随着颗粒尺寸变小，Hegman值由0-8逐步变化，其中：0Hegman＝100微米，2Hegman＝75微米，4Hegman＝50微米，6Hegman＝25微米，8Hegman＝0微米。

所用的分散树脂可以是聚酯树脂，优选含端羟基官能团的饱和聚酯树脂，其可以以基于膨润土分散液重量计计约10-25wt％的量存在。所述聚酯树脂是通过使至少一种多元酸和至少一种多元醇反应制备。合适的聚酯树脂的实例包括但不限于：得自PPG的771.417PolyesterResin、得自Nuplex的Setal173、得自PPG的FY114PolyesterResin等。

所用的膨润土颗粒可以以基于膨润土分散液重量计约5-10wt％的量存在。膨润土颗粒具有增稠作用，其能够增加涂料的粘度，改善涂料的流变性能。此外，膨润土颗粒具有较好的遮盖力，且具有较佳的流变性能，能够提高产品的流平性。很多商业可得的膨润土可以使用，其实例包括但不限于得自ELEMENTIS商品名称为BENTONE46的膨润土。

所用的溶剂可以是二甲苯，其以基于膨润土分散液重量计约60-80wt％的量存在。

所用的助剂为分散剂，优选有机硅类分散剂，其可以以基于膨润土分散液重量计约0.5-5wt％的量存在。可以使用本领域技术人员已知的有机硅类分散剂。其实例包括但不限于得自巴斯夫的EFKAFA4663。

在一个实施方式中，本发明提供了所述膨润土分散液的制备方法，包括：(1)向反应釜中加入适量溶剂；(2)在300rpm的搅拌速度下以2kg/min的速度加入膨润土颗粒；(3)在300rpm的搅拌速度下添加分散树脂以及适量的溶剂和助剂，形成预混物；(4)向步骤(3)中形成的预混物中添加剩余量的溶剂和助剂，在1500kpm下进行高速搅拌，以使膨润土颗粒达到≥7.5HGM的细度。

在一个实施方式中，本发明还提供了一种色漆涂料组合物，其包含树脂、上述膨润土分散液、颜料、溶剂和辅助成分。

所述膨润土分散液可以基于色漆涂料组合物的重量计约0.5至10wt％、优选3至6wt％的量添加至该色漆涂料组合物中。该膨润土溶液的组成以及制备方法如上所述，在此不再赘述。

本领域技术人员已知的任何可用于汽车车身色漆的树脂均可用于本发明中。例如，所用的树脂可以是聚酯树脂、氨基树脂、丙烯酸树脂等。所述树脂可以基于色漆涂料组合物的重量计约32至80wt％、优选40至70wt％的量添加至该色漆涂料组合物中。在优选的实施方式中，所述树脂包括基于色漆涂料组合物的重量计约30-65wt％的聚酯树脂、1-10wt％氨基树脂和1-5wt％丙烯酸树脂。

适合用在本发明的色漆涂料组合物中的聚酯树脂可以是涂料领域技术人员已知的任何聚酯树脂，优选含端羟基官能团的饱和聚酯树脂。聚酯树脂是通过使至少一种多元酸和至少一种多元醇反应制备。优选地，所用的饱和聚酯树脂与膨润土分散液中所用的分散聚酯树脂相同。合适的聚酯树脂的实例包括但不限于：得自PPG的771.417PolyesterResin、得自Nuplex的Setal173、得自PPG的FY114PolyesterResin等。

适合用在本发明涂料组合物中的氨基树脂可以是涂料领域技术人员已知的任何氨基树脂，优选三聚氰胺-甲醛树脂。氨基树脂与聚酯树脂发生交联反应而形成漆膜。商业可得的可用于本发明的氨基树脂的实例包括但不限于：来自PPG的FM003；来自巴斯夫的Luwipal018；来自氰特的Cymel303；以及类似的氨基树脂。

适合用在本发明的色漆涂料组合物中的丙烯酸树脂可以是涂料领域技术人员已知的任何丙烯酸树脂，优选热固性丙烯酸树脂。合适的丙烯酸树脂的实例包括但不限于：得自Nuplex的SETALUX1801SA-53或DOWCHEMICALCO的PARALOIDRG-310，或其组合。

本发明的色漆涂料组合物组合包含基于涂料组合物的重量计约0.5至10wt％的颜料，所述颜料包括金属颜料和色浆。

所使用的金属颜料可以是本领域技术人员已知的任何金属颜料。优选地，该金属颜料是铝粉。为了进一步提高涂料的遮盖力，本发明所用的铝粉具有15-30μm、优选具有5-15μm范围之内的粒径。所述铝粉基于所述色漆涂料组合物的重量可以以0.5-5wt％的量存在。本发明所用的铝粉例如可得自族兴、爱卡、东洋。

适合用于本发明的色浆可为任何市售的颜料研磨而得。包括但不限于酞箐蓝、氧化铁红、氧化铁黄、炭黑(如来自的Degussa的FW200)等。本领域技术人员在阅读本说明书之后，可以根据涂料组合物的最终用途确定色浆在本发明的涂料组合物中的含量。

本发明的色漆涂料组合物还包含溶剂，其包括下述溶剂中的一种或多种：醋酸丁酯、二甲苯、正丁醇、甲基异丁基酮、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯。所述溶剂基于该涂料组合物的重量计可以以约5-65wt％的量存在。

根据本发明的色漆涂料组合物还可以包括选自下述物质中的一种或多种的其他辅助成分：醋酸纤维素、硫酸钡溶液、流平剂、微胶溶液、湿润剂、抗沉降剂、抗紫外线剂以及本领域已知的任何可用于本发明的色漆涂料组合物中的任何添加剂。当这些辅助成分存在时，其存在的量基于所述涂料组合物的总重量计至多为40wt％。

在所述辅助成分中，醋酸纤维素优选为醋酸丁酸纤维素(CAB)。CAB树脂能提高涂料组合物体系的粘度，同时靠溶剂挥发能增加湿膜中紊流和对流时对铝粉颜料运动的阻力，使铝粉颜料有一定的运动自由度，有利于铝粉的排列取向。同时CAB树脂本身为热塑性成膜物质，分子量较大，能形成致密的结构，使得CAB有效地起到了金属粉定向作用。CAB可以以基于所述色漆涂料组合物的重量计约5-15wt％的量存在。可以用在本发明色漆涂料组合物中的商业可得的醋酸丁酸纤维素的实例包括但不限于来自伊士曼的CAB381-2、CAB381-20、CAB531-1、CAB551-0.01，或其组合。

作为辅助成分的硫酸钡溶液对提高涂膜的厚度、耐磨性、耐水性、耐热性、表面硬度、耐冲击性等起着重要的作用。另外，硫酸钡在波长300-400微米范围内有很高的反射性，可以保护漆膜免遭光老化，是一种有效而廉价的白色无机光稳定剂。所述硫酸钡溶液可以以基于所述色漆涂料组合物的重量计约1-4wt％的量存在。可以用在本发明色漆涂料组合物中的商业可得的硫酸钡溶液例如可以得自SakaiChemical。

本发明人发现，通过在色漆涂料组合物物添加适当比例的膨润土分散液、硫酸钡溶液、较小粒径的铝粉以及醋酸丁酸纤维素溶液，所制得的色漆能够成功地遮盖汽车车身的打磨痕迹，其中，膨润土能够改变涂料的触变性，增加其流平；硫酸钡溶液能够提高填料的填充性；铝粉具有较小粒径，从而能够提高涂料遮盖力；而醋酸丁酸纤维素溶液能够改变色漆漆膜的干燥速率，增加涂料流平时间。

本发明的色漆涂料组合物还可包含流平剂。本领域技术人员已知的可用于本发明用途的任何流平剂都可以用在本发明中，例如丙烯酸流平剂、硅类流平剂等。可在本发明中使用的商业可得的流平剂的实例包括但不限于得自德国毕克的BYK320、BYK306，得自陶氏的PA56，或其组合。在本发明的涂料组合物中，流平剂可以以涂料组合物的重量计0至约5wt％，优选约0.5至约2wt％的量存在。

本发明的色漆涂料组合物还可包括微胶溶液。微胶是一种具有分子内交联结构的聚合物微粒，具有优良的加工性能和施工性能，可用来对涂料组合物进行改性，增强漆膜的力学性能和耐久性。微胶溶液的添加解决了去除含二甲苯组分后造成托浮能力变差，铝粉定向变弱等缺陷。本领域技术人员已知的可用于本发明用途的微胶溶液都可以在本发明中使用。本发明可用的微胶溶液例如可以是来自PPG的丙烯酸微胶溶液。

在另一实施方式中，本发明还提供了上述色漆涂料组合物的制备方法：(1)将辅助组分、适量溶剂和色浆缓慢加至部分聚酯树脂、部分氨基树脂和丙烯酸树脂的混合物中，伴随搅拌；2)用适量溶剂溶解剩余的氨基树脂，形成预混物1；(3)将铝粉在适量溶剂中浸泡1-2小时后，在搅拌条件下缓慢添加剩余的聚酯树脂，形成预混物2；(4)制备膨润土分散液，作为预混物3；(5)在搅拌下，将预混物1、2、3缓慢加入步骤(1)中所形成的溶液中，制得所述涂料组合物。

在步骤(1)的所述混合物中，聚酯树脂：氨基树脂：丙烯酸树脂的重量比为15-25：5-10：0-2。优选地，聚酯树脂：氨基树脂：丙烯酸树脂的重量比为15-25：5-10：0.5-2。

实施例

提供下述实施例进一步阐述本发明，但不应认为其将本发明限制在实施例所述的细节。除另外说明之外，下述实施例以及通篇说明书中所有的份数和百分数均以重量计。

1.膨润土分散液的制备

按照下述制备根据本发明的膨润土分散液：

(1)向反应釜中加入适量二甲苯；

(2)在300rpm的搅拌速度下以2kg/min的速度加入全部膨润土颗粒(得自ELEMENTIS，商品名称，BENTONE46)；

(3)在300rpm的搅拌速度下添加全部饱和聚酯树脂(NuplexSetal173)以及适量的二甲苯和有机硅分散剂(BASFEFKAFA4663)，形成预混物；

(4)向步骤(3)中形成的预混物中添加剩余量的二甲苯和有机硅分散剂(BASFEFKAFA4663)，在1500kpm下进行高速搅拌，形成膨润土分散液。

利用刮板细度计，测量膨润土分散液中膨润土颗粒的细度，其细度达到≥7.5HGM的等级。

2.色漆涂料组合物的制备

根据下表1中的配方组成，按照说明书中所述的步骤制备实施例1-7和对比实施例1的涂料组合物：

表1.实施例和比较实例的涂料组合物的配方

1.NuplexSetal173

2.NuplexSETALUX1801SA-53

3.PPGFM003

4.得自实施例1

5.SakaiChemical

6.东洋，粒径5-15μM

7.族兴，粒径大于30μM(对照)

8.伊士曼CAB381-2

9.卡伯特，黑色浆、紫色浆、蓝色浆混合物

10.醋酸丁酯、二甲苯

11.DowPA56

12.JiaXing

13.CITECCHEMICAL

3.色漆层制备过程

将预磷化钢板进行脱脂、表调，电泳处理之后，喷涂中涂(得自PPG的EX78-225A)，然后闪干10分钟，在140℃烘烤30分钟，之后喷涂按照本发明上述实施例以及对比实施例的色漆涂料组合物，闪干10分钟，喷涂清漆(得自PPG的HTC2000TJ的清漆)，在140℃烘烤30分钟，最终得到3C2B涂层体系。

在涂覆过程中，当中涂层烘烤后有颗粒出现时，使用600-800目的砂纸进行打磨。

4.试验结果

打磨痕迹

利用BYK膜厚仪测量测量色漆层膜厚。通过目视评估评价打磨痕。

表2.实施例2-8和比较实施例1的涂料组合物所制备的色漆层膜厚以及外观打磨痕状态

	膜厚	打磨痕状态
			对比实施例1	11-13μm	打磨痕严重
实施例2	11-13μm	打磨痕稍重
			实施例3	11-13μm	打磨痕稍重
实施例4	11-13μm	打磨痕轻微
			实施例5	11-13μm	无打磨痕
实施例6	11-13μm	无打磨痕
			实施例7	11-13μm	无打磨痕
实施例8	11-13μm	无打磨痕

根据表1所列的数据，实施例2与对比实施例1相比增加了调整了铝粉粒径，采用的较小粒径铝粉。实施例3与对比实施例1相比，在调整铝粉粒径的基础上，进一步增加了硫酸钡溶液。实施例4与对比实施例1相比，在调整铝粉粒径的基础上，增加了膨润土分散液。实施例5与对比实施例1相比，在调整铝粉粒径的基础上，增加了硫酸钡溶液和膨润土分散液。实施例6在实施例5的基础上调整了CAB比例。实施例7在实施例5的基础上增加了流平助剂。实施例8与对比文件1相比，同时调整了铝粉粒径(采用小粒径铝粉)，增加了硫酸钡溶液和膨润土分散液，加入了流平助剂，并调整了CAB比例。从表2中所示的数据可以观察到，对比实施例1打磨痕严重，而实施例2和3抗打磨痕效果轻微改进，添加了膨润土分散液的实施例抗打磨效果明显改进。而实施例5-8均无打磨痕。

涂层外观数据

利用Gardener桔皮仪测量(来自Gardener公司)测量各涂料组合物所形成的油漆干膜的鲜映性(DOI)、桔皮R值、长波(L)和短波(R)，测量结果示于下述表3中。其中，DOI值越大，表示外观越好；L、S值约小，表示外观越好。

表3.实施例2-8和比较实施例1的涂料组合物所制备的色漆层外观数据

如上所述，根据表1所列的数据，实施例2与对比实施例1相比增加了调整了铝粉粒径，采用的较小粒径铝粉。实施例3与对比实施例1相比，在调整铝粉粒径的基础上，进一步增加了硫酸钡溶液。实施例4与对比实施例1相比，在调整铝粉粒径的基础上，增加了膨润土分散液。实施例5与对比实施例1相比，在调整铝粉粒径的基础上，增加了硫酸钡溶液和膨润土分散液。实施例6在实施例5的基础上调整了CAB比例。实施例7在实施例5的基础上增加了流平助剂。实施例8与对比文件1相比，同时调整了铝粉粒径(采用小粒径铝粉)，增加了硫酸钡溶液和膨润土分散液，加入了流平助剂，并调整了CAB比例。

从表3的外观对比数据中可以观察到，实施例2和6-7的外观状态与对比实施例1状态一致；实施例3-5的外观明显变差(DOI变小，L、S数值增加)；而实施例8的外观状态则优于对比实施例1。

如在说明书中所述，通过在色漆涂料组合物物添加适当比例的膨润土分散液、硫酸钡溶液、较小粒径的铝粉以及醋酸丁酸纤维素溶液，所制得的色漆能够成功地遮盖汽车车身的打磨痕迹，其中，膨润土能够改变涂料的触变性，增加其流平；硫酸钡溶液能够提高填料的填充性；铝粉具有较小粒径，从而能够提高涂料遮盖力；而醋酸丁酸纤维素溶液能够改变色漆漆膜的干燥速率，增加涂料流平时间。

尽管已解释和描述了本发明的特定方面，对本领域技术人员来说很明显的是可做出多种其它改变和修饰而不会背离本发明的精神和范围。因此所附权利要求意图涵盖落入本发明范围内的所有这些改变和修饰。

Claims (11)

1.一种膨润土分散液，其包含基于该膨润土分散液重量计10-25wt％的分散树脂、5-10wt％的膨润土颗粒、60-80wt％的溶剂和0.5-5wt％的助剂，其中在所述膨润土分散液中膨润土颗粒的细度≥7.5HGM。

2.如权利要求1所述的膨润土分散液，其中所述分散树脂为饱和聚酯树脂。

3.如权利要求1所述的膨润土分散液，其中所述溶剂为二甲苯。

4.如权利要求1所述的膨润土分散液，其中所述助剂为有机硅类分散剂。

5.制备如权利要求1所述的膨润土分散液的方法，包括：

(1)向反应釜中加入适量溶剂；

(2)在300rpm的搅拌速度下以2kg/min的速度加入膨润土颗粒；

(3)在300rpm的搅拌速度下添加分散树脂以及适量的溶剂和助剂，形成预混物；

(4)向步骤(3)形成的预混合物中添加剩余量的溶剂和助剂，在1500kpm下进行高速搅拌，以使膨润土颗粒达到≥7.5HGM的细度。

6.一种涂料组合物，其包含：

(1)32至80wt％的树脂组分，其包含聚酯树脂、氨基树脂和丙烯酸树脂；

(2)5至65wt％的溶剂体系；

(3)0.5至10wt％的颜料，所述颜料包括铝粉和色浆；

(4)0.5至10wt％的膨润土分散液；和

(5)0.1至40wt％的辅助成分，

上述重量百分比均基于涂料组合物的总重量。

7.如权利要求6所述的涂料组合物，其中所述铝粉基于所述涂料组合物重量计为0.5-5wt％，且其粒径在15-30μM范围内。

8.如权利要求6所述的涂料组合物，其中所述辅助组分包含基于所述涂料组合物的重量计1-4wt％的硫酸钡溶液。

9.如权利要求6-8任一项所述的涂料组合物，其中所述辅助组分还包含基于所述涂料组合物重量计5-15wt％的醋酸丁酸纤维素。

10.如权利要求6所述的涂料组合物的制备方法，包括：

(1)将辅助组分、适量溶剂和色浆缓慢加至部分聚酯树脂、部分氨基树脂和丙烯酸树脂的混合物中，伴随搅拌；

(2)用适量溶剂溶解剩余的氨基树脂，形成预混物1；

(3)将铝粉在适量溶剂中浸泡1-2小时后，在搅拌条件下缓慢添加剩余的聚酯树脂，形成预混物2；

(4)按照权利要求5所述的方法制备膨润土分散液，作为预混物3；

(5)在搅拌下，将预混物1、2、3缓慢加入步骤(1)中所形成的溶液中，制得所述涂料组合物。

11.如权利要求10所述的方法，其中在步骤(1)的所述混合物中，聚酯树脂：氨基树脂：丙烯酸树脂的重量比为15-25：5-10：0-2。