CN107189645A - 用于静电喷涂聚丙烯材料汽车保险杆的涂料及其制备方法 - Google Patents

用于静电喷涂聚丙烯材料汽车保险杆的涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于静电喷涂聚丙烯材料汽车保险杆的涂料，用如下重量份的组份制成：聚氨酯树脂酯8‑15、聚酯树脂10‑20、改性功能树脂18‑28、醋酸乙酯5‑10、醋酸丁酯5‑10、助剂0.5‑2、丙烯酸树脂5‑10、电阻调整剂0.5‑2、色浆30‑40。制备方法包括如下步骤顺序：a.将聚氨酯树脂酯、聚酯树脂、改性功能树脂、醋酸乙酯、醋酸丁酯、助剂、丙烯酸树脂、电阻调整剂加入调和釜搅拌均匀；b.根据汽车涂膜颜色，加入相应色浆，先加入各对应颜料色浆的80‑95%，搅拌，再检测涂料成膜颜色；根据颜色的差异，不断加入不同色浆搅拌调整颜色，最终使涂膜颜色达到标准；c.检测合格后，过滤包装。

Description

用于静电喷涂聚丙烯材料汽车保险杆的涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种汽车保险杆涂料，尤其涉及一种用于静电喷涂聚丙烯材料汽车保险杆的涂料，还涉及一种制备该涂料的方法。
背景技术
汽车保险杠是汽车的一个重要安全部件，承担着吸收缓和外界冲击力保护车身和人身的安全的作用，须具备较强的柔韧性。目前，汽车保险杠大都选用聚丙烯材料制成，然后采用机器人线体静电喷涂方法喷涂涂料。机器人静电喷涂涂料利用率比传统空气喷涂高30%以上，涂料利用率达到80%以上，降低了能耗，且机器人线体静电喷涂效率高，能满足高效的产能要求，大型汽车厂家均采用高效环保的机器人线体静电喷涂。保险杠喷涂涂料后形成的漆面需要具备较好的耐候性、 耐久性、柔韧性、 抗冲击性、抗晒性、耐水洗涤及装饰性。
但是，现有技术的涂料还不能满足保险杠漆面必须同时具备较好的耐候性、 耐久性、柔韧性、 抗冲击性、抗晒性、耐水洗涤及装饰性的要求。如有些耐水洗涤性不好，经过5%洗涤溶剂人工120小时洗涤后，涂膜的光泽度、色泽度明显降低；有些耐候性差，人工加速老化2000小时后，或专业晒场测试后，失光率高，褪色严重，或耐水、耐湿热性不合格，耐汽油性、耐化学品性差；有些不能满足高装饰性，涂膜桔皮表面装饰效果差，涂膜外饰性不高，引起外饰件和主体车身搭配不上；有些柔韧性差，低温下容易弯曲开裂，石子碰撞下容易溅裂；等。尤其是，现有涂料大都不能满足机器人线体静电喷涂要求。主要是涂料在机器人喷涂中对设备适应性差，因而容易造成设备故障或喷涂后漆膜效果差，不能满足汽车厂流水线机器人静电喷涂要求，因此也就不能满足汽车现代化生产需要。
长期以来，本领域技术人员都想找到一种能同时具备较好的耐候性、 耐久性、柔韧性、 抗冲击性、抗晒性、耐水洗涤及装饰性、又能满足机器人线体静电喷涂要求的聚丙烯材料汽车保险杆的涂料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于静电喷涂聚丙烯材料汽车保险杆的涂料，能满足保险杠漆面必须同时具备较好的耐候性、 耐久性、柔韧性、 抗冲击性、抗晒性、耐水洗涤及装饰性的要求、又能满足机器人线体静电喷涂要求。
为了解决上述技术问题，本发明的用于静电喷涂聚丙烯材料汽车保险杆的涂料用如下重量份的组份制成：聚氨酯树脂酯8-15、聚酯树脂10-20、改性功能树脂18-28、醋酸乙酯5-10、醋酸丁酯5-10、助剂0.5-2、丙烯酸树脂5-10、电阻调整剂0.5-2、色浆30-40。
作为优选，所述涂料用如下重量份的组份制成：聚氨酯树脂酯10-14、聚酯树脂12-18、改性功能树脂20-26、醋酸乙酯6-8、醋酸丁酯6-8、助剂1-1.6、丙烯酸树脂6-8、电阻调整剂1-1.6、色浆35-38。
更优选，所述涂料用如下重量份的组份制成：聚氨酯树脂酯10、聚酯树脂15、改性功能树脂20、醋酸乙酯5、醋酸丁酯5、助剂1、丙烯酸树脂8、电阻调整剂1、色浆35。
所述改性功能树脂由重量份25-30的改性环氧树脂、25-30的改性氨基树脂、35-45的醋酸丁酸纤维素溶液、5-15的三甲苯、1-3的分散剂搅拌均匀制得。
作为优选，所述改性功能树脂由重量份30的改性环氧树脂、25的改性氨基树脂、35的醋酸丁酸纤维素溶液、8的三甲苯、2的分散剂搅拌均匀制得。
所述色浆由以下重量份的原料制成：钛白粉50-65、颜料 8-15、分散剂4-8、润湿剂4-8、二氧化硅8-15、三甲苯8-15；所述颜料须耐光等级达到6级以上，不含铅、铬、镉，耐热性高。
作为优选，所述色浆由以下重量份的原料制成：钛白粉60、颜料10、分散剂5、润湿剂5、二氧化硅10、三甲苯10；所述颜料须耐光等级达到6级以上，不含铅、铬、镉，耐热性高。
所述色浆的制备方法包括如下步骤：
（1）将所述原料以400-800rpm速度搅拌均匀后，再以800-1600rpm速度搅拌5-30min，得到颜料前练浆；
（2）将颜料前练浆转至砂磨机研磨，当浆料细度达到 10 微米以下、检测颜料色相等达到要求后停止研磨，得到所需色浆。
所述助剂为流平剂、润湿剂、分散剂其中的一种或者几种的混合溶剂。
本发明制备所述涂料的方法包括如下步骤顺序：
a.在搅拌状态下，将聚氨酯树脂酯、聚酯树脂、改性功能树脂、醋酸乙酯、醋酸丁酯、助剂、丙烯酸树脂、电阻调整剂加入调和釜，以1000-1600rpm 速度搅拌均匀；
b.根据汽车涂膜颜色，加入相应色浆，先加入各对应颜料色浆的80-95%，搅拌，再检测涂料成膜颜色；根据颜色的差异，不断加入不同色浆搅拌调整颜色，最终使涂膜在15°、45°和110°不同角度的颜色都达到标准；
c.检测涂料的固体份、过滤残渣、涂膜性能，全部项目合格后，即过滤包装成涂料成品。
采用本发明的涂料用机器人线体静电喷涂于聚丙烯材料汽车保险杆，经反复工业试验和测试，结果显示，完全可以用于静电喷涂聚丙烯材料汽车保险杆，涂料对机器人喷涂设备适应性好，不会造成设备故障；喷涂后漆膜效果好，完全能满足保险杠漆面必须同时具备较好的耐候性、 耐久性、柔韧性、 抗冲击性、抗晒性、耐水洗涤及装饰性的要求，本涂料对聚丙烯材料的附着力可达0级（划百格法100%无脱落），漆膜性能完全符合标准规格要求（规格要求见表一）。
表一、漆膜性能规格要求：
序号 项目 品质要求 测试标准
1 漆膜外观 表面光滑无异常，符合汽车厂要求 GB/T 9761-2008
2 光泽度 ≥90GU GB/T 9754-2007
3 硬度（铅笔） ≥HB GB/T 6739-2006
4 附着力 2mm间隔划百格，100%无脱落 GB/T 9286-1998
5 低温冲击强(-40℃) ≥20kg/C㎡ GB/T 1732-1993
6 耐冲击性 温度（23±2）℃，相对温度（50±5）%， 500g锤子重垂20cm高度落下，漆膜无明显变化 GB/T 1732-1993
7 耐水性 蒸馏水浸泡240H，漆膜无明显变化 GB/T 1733-1993
8 耐湿性(湿度96℃） 用TAPE覆盖120H，漆膜无明显变化 GB/T 1740-2007
9 耐碱性 浸泡在0.1N的25℃的NaOH中24H，漆膜无明显变化 GB/T 9274-1988
10 耐酸性 浸泡在0.1N的25℃的HCL中24H，漆膜无明显变化 GB/T 9274-1988
11 柔韧性 绕圆棒压弯2-3S后，漆膜无明显网纹、裂纹及剥落现象 GB/T 1731-1993
12 耐汽油性 20℃浸泡的汽油中4H，漆膜无明显变化 GB/T 1734-1993
13 耐盐雾性 5%的Nacl,(33±2)℃实验设置240H,漆膜无明显变化 GB/T 1771-2007
14 耐洗涤性 5%洗涤溶剂洗涤120小时，漆膜无明显变化 依汽车制造企业质量标准
15 人工老化 氙灯照射2000H，漆膜无明显变化 GB/T 1865-1997
16 天然暴晒 海南专业晒场2年，失光、变色≤1级 GB/T9754 GB/T1186
本发明的涂料，丙烯酸树脂及其用量、改性功能树脂及用量（主要是改性环氧树脂和改性氨基树脂用量）是实现发明目的的关键。经对比试验发现，丙烯酸树脂及其用量对本发明涂料的硬度及光泽度功能性影响比较大，如果丙烯酸树脂用量超出所列数值范围，则硬度不达标、光泽度也低于标准范围；改性环氧树脂和改性氨基树脂及其用量对本发明涂料的柔韧性与附着力功能性影响比较大，如果改性功能树脂用量（主要是改性环氧树脂和改性氨基树脂用量）超出所列数值范围，则附着力明显减低及柔韧性不合格（部分对比试验结果见表二和表三）。
表二、部分测试组与对照组涂料组分表
序号 配方物料 实施例1 实施例2 对照组1 对照组2
1 聚氨酯树脂 10 8 10 10
2 聚酯树脂 15 20 15 18
3 改性功能树脂 20 28 17或29 10或30
4 醋酸乙酯 5 10 5 5
5 醋酸丁酯 5 10 5 5
6 丙烯酸树脂 8 5 8 3或12
7 电阻调整剂 1 0.5 1 1
8 助剂 1 2 1 1
9 色浆 35 30 35 30
表三、部分测试组与对照组性能数据
序号 项目 实施例1 实施例2 对照组1 对照组2
1 漆膜外观 表面光滑 表面光滑 表面光滑 表面光滑
2 光泽度 92GU/合格 95GU/合格 90GU/合格 85GU/不合格
3 硬度（铅笔） ≧HB合格 ≧HB合格 ≧HB合格 ≦HB不合格
4 附着力 划百格试验100% /合格 划百格试验100% /合格 划百格试验80% /不合格 划百格试验80% /不合格
5 低温冲击强度(-40℃) 25kg/C㎡ 25kg/C㎡ 25kg/C㎡ 25kg/C㎡
6 耐冲击性 漆膜无明显变化 漆膜无明显变化 有轻微裂痕/不合格 有轻微裂痕/不合格
7 耐水性 漆膜无明显变化/合格 漆膜无明显变化/合格 漆膜无明显变化/合格 漆膜无明显变化/合格
8 耐湿性(相对湿度96℃） 温度（47±1）℃×240h，试样漆膜无明显变化 温度（47±1）℃×240h，试样漆膜无明显变化 温度（47±1）℃×240h，试样漆膜轻微起泡、变色 温度（47±1）℃×240h，试样漆膜轻微变色、开裂
9 耐碱性 24h后试样漆膜无明显变化 24h后试样漆膜无明显变化 24h后试样漆膜无明显变化 24h后试样漆膜无明显变化
10 柔韧性 漆膜表面无裂纹 漆膜表面无裂纹 有裂纹/不合格 有裂纹/不合格
11 耐酸性 24h后试样漆膜无明显变化 24h后试样漆膜无明显变化 24h后试样漆膜无明显变化 24h后试样漆膜无明显变化
12 耐汽油性 4h后试样漆膜无明显变化 4h后试样漆膜无明显变化 4h后试样漆膜无明显变化 4h后试样漆膜无明显变化
13 耐盐雾性 240h后试样漆膜无明显变化 240h后试样漆膜无明显变化 240h后试样漆膜无明显变化 240h后试样漆膜无明显变化
14 耐洗涤性 120h后试样漆膜无明显变化/合格 120h后试样漆膜无明显变化/合格 120h后试样漆膜无光泽脱落/NG 120h后试样漆膜无光泽脱落/NG
15 人工老化 漆膜未褪色 漆膜未褪色 漆膜未褪色 漆膜未褪色
16 天然暴晒 合格，失光率5%，色差≤1级 合格，失光率5%，色差≤1级 不合格，失光率10%，色差＞1级 不合格，失光率10%，色差＞1级
本发明涂料的制备方法，步骤顺序是关键。经反复试验，步骤a与步骤b不得混乱，否则不能制备出本发明的涂料。采用本发明的方法才能制备出本发明的涂料。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明，但本发明的内容并非仅限于此：
实施例1
涂料用如下重量份的组份制成：聚氨酯树脂酯10、聚酯树脂15、改性功能树脂20、醋酸乙酯5、醋酸丁酯5、助剂1、丙烯酸树脂8、电阻调整剂1、色浆35。
制备方法步骤：
（1）改性功能树脂的合成：将改性环氧树脂30 份、改性氨基树脂 25 份、醋酸丁酸纤维素溶液35份、三甲苯8份、分散剂2份搅拌均匀,得到改性功能树脂，备用；
（2）色浆的制备：按以下重量配比称取各原料：钛白粉60份，颜料 10 份，分散剂5 份，润湿剂5 份，二氧化硅10 份，三甲苯10 份，400rpm 搅拌均匀后，再1600rpm搅拌5min，得到颜料前练浆；将颜料前练浆转至砂磨机研磨，当浆料细度达到10微米，检测颜料色相等达到要求后，停止研磨，得到颜料浆，按此种方法，将不同的颜料，制成不同的颜料色浆，备用；
（3）助剂的制备：将流平剂、润湿剂、分散剂均等混合，备用；
（4）在搅拌状态下，将聚氨酯树脂酯、聚酯树脂、改性功能树脂、醋酸乙酯、醋酸丁酯、助剂、丙烯酸树脂、电阻调整剂加入调和釜，1600rpm 搅拌均匀；
（5）根据汽车涂膜颜色，加入相应色浆，先加入各对应颜料色浆的80%，搅拌，再检测涂料成膜颜色；根据颜色的差异，不断加入不同色浆搅拌调整颜色，最终使涂膜在15°、45°和110°不同角度的颜色都达到标准；
（6）检测涂料的固体份、过滤残渣、涂膜性能，全部项目合格后，即过滤包装成涂料成品。
实施例2
涂料用如下重量份的组份制成：聚氨酯树脂酯8、聚酯树脂20、改性功能树脂28、醋酸乙酯10、醋酸丁酯10、助剂2、丙烯酸树脂5、电阻调整剂0.5、色浆30。
制备方法步骤：
（1）改性功能树脂的合成：将改性环氧树脂25份、改性氨基树脂30份、醋酸丁酸纤维素溶液40份、三甲苯14份、分散剂1份搅拌均匀,得到改性功能树脂，备用；
（2）色浆的制备：按以下重量配比称取各原料：钛白粉50份，颜料15份，分散剂8份，润湿剂4份，二氧化硅15份，三甲苯15份，800rpm 搅拌均匀后，再800rpm搅拌30min，得到颜料前练浆；将颜料前练浆转至砂磨机研磨，当浆料细度达到8微米，检测颜料色相等达到要求后，停止研磨，得到颜料浆，按此种方法，将不同的颜料，制成不同的颜料色浆，备用；
（3）助剂的制备：采用流平剂；
（4）在搅拌状态下，将聚氨酯树脂酯、聚酯树脂、改性功能树脂、醋酸乙酯、醋酸丁酯、助剂、丙烯酸树脂、电阻调整剂加入调和釜，1000rpm 搅拌均匀；
（5）根据汽车涂膜颜色，加入相应色浆，先加入各对应颜料色浆的95%，搅拌，再检测涂料成膜颜色；根据颜色的差异，不断加入不同色浆搅拌调整颜色，最终使涂膜在15°、45°和110°不同角度的颜色都达到标准；
（6）检测涂料的固体份、过滤残渣、涂膜性能，全部项目合格后，即过滤包装成涂料成品。
对照组的制备方法同实施例1。

Claims (10)

1.一种用于静电喷涂聚丙烯材料汽车保险杆的涂料，其特征在于用如下重量份的组份制成：聚氨酯树脂酯8-15、聚酯树脂10-20、改性功能树脂18-28、醋酸乙酯5-10、醋酸丁酯5-10、助剂0.5-2、丙烯酸树脂5-10、电阻调整剂0.5-2、色浆30-40。
2.根据权利要求1所述涂料，其特征在于：所述涂料用如下重量份的组份制成：聚氨酯树脂酯10-14、聚酯树脂12-18、改性功能树脂20-26、醋酸乙酯6-8、醋酸丁酯6-8、助剂1-1.6、丙烯酸树脂6-8、电阻调整剂1-1.6、色浆35-38。
3.根据权利要求1所述涂料，其特征在于：所述涂料用如下重量份的组份制成：聚氨酯树脂酯10、聚酯树脂15、改性功能树脂20、醋酸乙酯5、醋酸丁酯5、助剂1、丙烯酸树脂8、电阻调整剂1、色浆35。
4.根据权利要求1或2或3所述涂料，其特征在于：所述改性功能树脂由重量份25-30的改性环氧树脂、25-30的改性氨基树脂、35-45的醋酸丁酸纤维素溶液、5-15的三甲苯、1-3的分散剂搅拌均匀制得。
5.根据权利要求1或2或3所述涂料，其特征在于：所述改性功能树脂由重量份30的改性环氧树脂、25的改性氨基树脂、35的醋酸丁酸纤维素溶液、8的三甲苯、2的分散剂搅拌均匀制得。
6.根据权利要求1或2或3所述涂料，其特征在于：所述色浆由以下重量份的原料制成：钛白粉50-65、颜料 8-15、分散剂4-8、润湿剂4-8、二氧化硅8-15、三甲苯8-15；所述颜料须耐光等级达到6级以上，不含铅、铬、镉，耐热性高。
7.根据权利要求1或2或3所述涂料，其特征在于：所述色浆由以下重量份的原料制成：钛白粉60、颜料10、分散剂5、润湿剂5、二氧化硅10、三甲苯10；所述颜料须耐光等级达到6级以上，不含铅、铬、镉，耐热性高。
8.根据权利要求6或7所述涂料，其特征在于：所述色浆的制备方法包括如下步骤：
（1）将所述原料以400-800rpm速度搅拌均匀后，再以800-1600rpm速度搅拌5-30min，得到颜料前练浆；
（2）将颜料前练浆转至砂磨机研磨，当浆料细度达到 10 微米以下、检测颜料色相等达到要求后停止研磨，得到所需色浆。
9.根据权利要求1所述涂料，其特征在于：所述助剂为流平剂、润湿剂、分散剂其中的一种或者几种的混合溶剂。
10.一种制备权利要求1所述涂料的方法，其特征在于包括如下步骤顺序：
a.在搅拌状态下，将聚氨酯树脂酯、聚酯树脂、改性功能树脂、醋酸乙酯、醋酸丁酯、助剂、丙烯酸树脂、电阻调整剂加入调和釜，以1000-1600rpm 速度搅拌均匀；
b.根据汽车涂膜颜色，加入相应色浆，先加入各对应颜料色浆的80-95%，搅拌，再检测涂料成膜颜色；根据颜色的差异，不断加入不同色浆搅拌调整颜色，最终使涂膜在15°、45°和110°不同角度的颜色都达到标准；
c.检测涂料的固体份、过滤残渣、涂膜性能，全部项目合格后，即过滤包装成涂料成品。
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