CN105860794B - 一种高耐刮擦的双组份纳米改性丙烯酸清漆及其制备方法 - Google Patents

一种高耐刮擦的双组份纳米改性丙烯酸清漆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双组份丙烯酸清漆，适用于汽车内饰塑料件，特别涉及一种高耐刮擦的纳米改性丙烯酸清漆及其制备方法，属于涂料技术领域。该双组份丙烯酸清漆由A、B、C三部分混合制备而成，其中A组份为原油，B组份为稀释剂，C组分为固化剂。A组份是由以下原材料组成：丙烯酸树脂，纳米二氧化硅，润湿剂，流平剂，紫外线吸收剂，光稳定剂，丙二醇甲醚醋酸酯，二甲苯，100#溶剂；B组份由HDI三聚体固化剂，脱水醋酸正丁酯组成；C组份由甲苯，丙二醇甲醚醋酸酯，甲基乙基酮，醋酸正丁酯组成。本发明制备的清漆不仅具有优异的耐水性、耐化学品等基础性能，而且具有高耐刮擦的特殊性能。

Description

一种高耐刮擦的双组份纳米改性丙烯酸清漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种双组份丙烯酸清漆，适用于汽车内饰塑料件，特别涉及一种高耐刮擦的双组份纳米改性丙烯酸清漆及其制备方法，属于化工涂料制备工艺技术领域。
背景技术
近年来人们对汽车内饰涂料的需求越来越追求个性化及功能化，不仅要具备一般涂料的基本性质，而且要满足一些其他特殊的性能：如耐刮擦性、耐水性等。本发明采用双组份丙烯酸清漆体系，用纳米二氧化硅对体系进行改性，获得了具有高耐刮擦性能的油性面漆，目前尚未见有文献或专利报道过。
申请号为201510143452.X的发明专利提供了一种SiC纳米粉末改性耐磨耐冲击美术涂料的制备方法，有效提高了漆膜的强度、硬度和韧性，但并未对改性漆膜的耐刮擦性作出说明，且不知能否应用于汽车内饰塑料件涂料中；申请号为201410431274.6的发明专利公开了一种耐刮擦汽车涂料，配方由聚丙烯树脂、聚氨酯丙烯酸酯、聚氨酯、碳酸钙、二氧化硅、聚硅氧烷、芥酸酰胺羟、羟乙基纤维素、颜料、无机填料组成，与去除聚丙烯树脂、聚硅氧烷和羟乙基纤维素的对照组相比，刮痕处的亮度变化显著降低，且表面刮痕光滑，表明其耐刮擦性能显著提高，但该发明专利并未对该漆膜的其他性能进行测试，且耐刮擦性能的提高幅度也并未给出说明。
发明内容
本发明的目的是：提供一种高耐刮擦的双组份纳米改性丙烯酸清漆及其制备方法，旨在解决汽车内饰塑料件不耐刮擦的难题。制备出的纳米二氧化硅改性双组份丙烯酸油性清漆不仅具有优异的耐水性、耐化学品、良好的机械性能、高附着力、高硬度、低温固化、耐老化性等基础性能，而且具有高耐刮擦的特殊性能。
为实现上述目的，本发明所述的一种纳米二氧化硅改性双组份丙烯酸油性清漆由A、B、C三组份按重量比3:(0.8-1):(1.5-2.0) 混合制备而成。A组份是由以下原材料按重量份比组成：丙烯酸树脂50-70份，纳米二氧化硅10-25份，润湿剂0.1-0.5份，流平剂0.1-0.7份，紫外线吸收剂0.2-2.0份，光稳定剂0.1-0.7份，丙二醇甲醚醋酸酯3-15份，二甲苯2-10份，100#5-15份；B组份是由以下原材料按重量份比组成：HDI三聚体固化剂50-80份，脱水醋酸正丁酯20-50份；C组份是由以下原材料按重量份比组成：甲苯30-45份，丙二醇甲醚醋酸酯15-40份，甲基乙基酮0-15份，醋酸正丁酯15-40份。
其中，A组份所述的丙烯酸树脂并非为单一类型的丙烯酸树脂，需要至少两种以上不同固含、羟基值、酸值的丙烯酸树脂搭配使用，使漆膜具有更优异的性能。
组份粘度为4000±300 mPa·s/25℃。
组份所述的纳米二氧化硅平均粒径为20nm，以50%的重量比均匀分散于醋酸正丁酯溶液中。
组份所述的基材润湿剂为一种有机硅表面助剂，流平剂为氟改性聚合物，紫外线吸收剂为羟基苯并三唑型紫外线吸收剂，光稳定剂为受阻胺型光稳定剂。
所述的A组份制备方法如下：在干净符合标准的容器内，按比例依次加入丙烯酸树脂、纳米二氧化硅溶液和丙二醇甲醚醋酸酯，启动分散机，在转速500-800r/min 下中速搅拌均匀分散5min，得到预分散树脂，然后加入基材润湿剂、流平剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、二甲苯和100#溶剂油，在转速700-800r/min 下中速搅拌分散0.5-1.5h；所述B组份制备方法如下：在干净的容器中，按比例加入HDI三聚体固化剂和脱水醋酸正丁酯搅拌至分散均匀；所述C组份制备方法如下：在干净的容器中，按比例加入甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、甲基乙基酮、醋酸正丁酯，转速300r/min搅拌至分散均匀即可。
具体实施方式
实施例1：
在干净符合标准的容器内，依次称取丙烯酸树脂a（固含70%, 酸值6mgKOH/g、羟基含量4.2%）15份、丙烯酸树脂b（固含50%、酸值3mgKOH/g、羟基含量2.0%）20份、丙烯酸树脂c（固含70%、酸值9mgKOH/g、羟基含量2.24%）22份、纳米二氧化硅20份和6份丙二醇甲醚醋酸酯，启动分散机，在转速700r/min 下中速搅拌均匀分散5min，得到预分散树脂；再依次加入5份二甲苯、9.5份100#溶剂油、基材润湿剂0.3份、流平剂0.5份、紫外线吸收剂份1.1份、光稳定剂0.6份，在转速800r/min 下中速搅拌分散1h，即得A组份；B组份需要在干净的容器中加入70份HDI三聚体固化剂和30份脱水醋酸正丁酯，搅拌至分散均匀而获得；C组份制备方法如下，在干净的容器中，加入40份甲苯、25份丙二醇甲醚醋酸酯、10份甲基乙基酮、25份醋酸正丁酯，转速300r/min搅拌至分散均匀即可。
在使用时，将A、B、C三组份按重量比 3：1：1.5混合均匀，采用喷涂、刷涂、淋涂中的任何一种方式进行施工，其中C组份不参与化学反应，仅起调稀施工作用。
实施例2：
在干净符合标准的容器内，依次称取丙烯酸树脂a（固含70%, 酸值6mgKOH/g、羟基含量4.2%）16份、丙烯酸树脂b（固含50%、酸值3mgKOH/g、羟基含量2.0%）21份、丙烯酸树脂c（固含70%、酸值9mgKOH/g、羟基含量2.24%）23份、纳米二氧化硅17份和8份丙二醇甲醚醋酸酯，启动分散机，在转速700r/min 下中速搅拌均匀分散5min，得到预分散树脂；再依次加入6份二甲苯、7份100#溶剂油、基材润湿剂0.2份、流平剂0.4份、紫外线吸收剂0.9份、光稳定剂0.5份，在转速800r/min 下中速搅拌分散1h，即得A组份；B组份需要在干净的容器中加入70份HDI三聚体固化剂和30份脱水醋酸正丁酯，搅拌至分散均匀而获得；C组份制备方法如下，在干净的容器中，加入40份甲苯、25份丙二醇甲醚醋酸酯、10份甲基乙基酮、25份醋酸正丁酯，转速300r/min搅拌至分散均匀即可。
实施例3：
在干净符合标准的容器内，依次称取丙烯酸树脂a（固含70%, 酸值6mgKOH/g、羟基含量4.2%）18份、丙烯酸树脂b（固含50%、酸值3mgKOH/g、羟基含量2.0%）21份、丙烯酸树脂c（固含70%、酸值9mgKOH/g、羟基含量2.24%）25份、纳米二氧化硅15份和8.5份丙二醇甲醚醋酸酯，启动分散机，在转速700r/min 下中速搅拌均匀分散5min，得到预分散树脂；再依次加入6.3份二甲苯、5份100#溶剂油、基材润湿剂0.1份、流平剂0.2份、紫外线吸收剂份0.6、光稳定剂0.3份，在转速800r/min 下中速搅拌分散1h，即得A组份；B组份需要在干净的容器中加入70份HDI三聚体固化剂和30份脱水醋酸正丁酯，搅拌至分散均匀而获得；C组份制备方法如下，在干净的容器中，加入40份甲苯、25份丙二醇甲醚醋酸酯、10份甲基乙基酮、25份醋酸正丁酯，转速300r/min搅拌至分散均匀即可。
对比例1：
在干净符合标准的容器内，依次称取丙烯酸树脂a 21份、丙烯酸树脂b 24份、丙烯酸树脂c 29份和10份丙二醇甲醚醋酸酯，启动分散机，在转速700r/min 下中速搅拌均匀分散5min，得到预分散树脂；再依次加入8.5份二甲苯、6份100#溶剂油、基材润湿剂0.15份、流平剂0.25份、紫外线吸收剂份0.7、光稳定剂0.4份，在转速800r/min 下中速搅拌分散1h，即得A组份；B组份需要在干净的容器中加入70份HDI三聚体固化剂和30份脱水醋酸正丁酯，搅拌至分散均匀而获得；C组份制备方法如下，在干净的容器中，加入40份甲苯、25份丙二醇甲醚醋酸酯、10份甲基乙基酮、25份醋酸正丁酯，转速300r/min搅拌至分散均匀即可。
对采用同一施工方式制备的四种样板进行性能检测：
依据上述实施例1-3制备的改性双组份丙烯酸油性清漆，在PP、ABS、PS的塑料底材上测试其性能，都具有良好的耐刮擦性、附着力、硬度、耐水及耐酸碱，并与未添加纳米二氧化硅的双组份丙烯酸油性清漆相对比，结果如下：其中，附着力测试依据 GB/T5210-2006，硬度测试依据GB/T 6739-2006，耐水测试依据GB/T 5209-1985 ，耐酸碱性能测试依据GB/T9274-1988，耐磨性选择耐磨耗试验机来测试（测试行程50mm，速度120次往返/分，500g负重砝码，记录开始出现划痕的摩擦往返次数），并用一元硬币在漆膜表面大力的往返刮划10次，观测刮痕状况。
实施例1-3与对比例1性能对比测试结果
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (5)

1.一种高耐刮擦的双组份纳米改性丙烯酸清漆，其特征在于，是由A、B、C三组份按重量比3:(0.8-1):(1.5-2.0) 混合制备而成：
A组份是由以下原材料按重量份比组成：
丙烯酸树脂 50-70份
纳米二氧化硅 10-25份
润湿剂 0.1-0.5份
流平剂 0.1-0.7份
紫外线吸收剂 0.2-2.0份
光稳定剂 0.1-0.7份
丙二醇甲醚醋酸酯 3-15份
二甲苯 2-10份
100# 溶剂 5-15份
B组份是由以下原材料按重量份比组成：
HDI三聚体固化剂 50-80份
脱水醋酸正丁酯 20-50份
C组份是由以下原材料按重量份比组成：
甲苯 30-45份
丙二醇甲醚醋酸酯 15-40份
甲基乙基酮 0-15份
醋酸正丁酯 15-40份
其中，所述丙烯酸树脂并非为单一类型的丙烯酸树脂，需要至少两种以上不同固含、羟基值、酸值的丙烯酸搭配使用，使漆膜具有更优异的性能；所述纳米二氧化硅平均粒径为20nm，以50%的重量比均匀分散于醋酸正丁酯溶液中。
2.根据权利要求1所述的一种高耐刮擦的双组份纳米改性丙烯酸清漆，其特征在于，A组份优选由以下重量份比例的原料所制成：
丙烯酸树脂 55-65份
纳米二氧化硅 15-20份
基材润湿剂 0.1-0.3份
流平剂 0.2-0.5份
紫外线吸收剂 0.6-1.2份
光稳定剂 0.2-0.6份
丙二醇甲醚醋酸酯 5-10份
二甲苯 3-8份
100#溶剂 5-10份
B组份优选由以下原材料按重量份比组成：
HDI三聚体固化剂 60-75份
脱水醋酸正丁酯 25-40份
C组份优选由以下原材料按重量份比组成：
甲苯 35-45份
丙二醇甲醚醋酸酯 25-35份
甲基乙基酮 5-15份
醋酸正丁酯 20-30份。
3.根据权利要求1所述的一种高耐刮擦的双组份纳米改性丙烯酸清漆，其特征在于，所述A组份粘度为4000±300mPa·s/25℃。
4.根据权利要求1所述的一种高耐刮擦的双组份纳米改性丙烯酸清漆，其特征在于，基材润湿剂为有机硅表面助剂，流平剂为氟改性聚合物，紫外线吸收剂为苯并唑型紫外线吸收剂，光稳定为受阻胺型光稳定剂。
5.根据权利要求1所述的一种高耐刮擦的双组份纳米改性丙烯酸清漆，其特征在于，所述A组份制备方法如下：在干净符合标准的容器内，按比例依次加入丙烯酸树脂、纳米二氧化硅和丙二醇甲醚醋酸酯，启动分散机，在转速500-800r/min下中速搅拌均匀分散5min，得到预分散树脂，然后加入润湿剂、流平剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、二甲苯和100#溶剂油，在转速700-800r/min 下中速搅拌分散0.5-1.5h；所述B组份制备方法如下：在干净的容器中，按比例加入HDI三聚体固化剂和脱水醋酸正丁酯搅拌至分散均匀；所述C组份制备方法如下：在干净的容器中，按比例加入甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、甲基乙基酮、醋酸正丁酯，转速300r/min，搅拌至分散均匀即可。
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