CN108373839A - 水溶性涂料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对制品(例如汽车内饰)进行中涂层涂布的水溶性涂料组合物，所述制品已涂布有底涂层。

Description

水溶性涂料组合物
技术领域
本发明涉及一种用于涂布制品(例如汽车内饰)的水溶性涂料组合物。
背景技术
通常，汽车补漆是这样进行的：使用腻子使不均匀部分变平滑，用底涂层涂料和中涂层涂料涂布补漆部分以确保耐腐蚀性和耐冲击性，并根据中涂层涂料类型进行干燥和砂磨处理，然后用表面涂层涂料涂布补漆部分。
当表面涂层涂料是1K涂料时，通常的汽车补漆方法必须经过在不超过60℃的温度条件下强制干燥表面涂层涂料的工艺，以获得光泽并保护其外观。
为了强化这种汽车补漆工艺中涂膜的物理性能(例如耐磨损性、粘合性、耐热性等)，油溶性涂料组合物已经在相关领域得到广泛的应用，但是随着环境法的加强以及对环境友好的关注度的提高，已经减少使用释放挥发性有机化合物的油溶性涂料组合物，并开发了用于替代油溶性涂料组合物的各种涂料组合物。
例如，韩国专利公开No.2007-0113501公开了一种具有优异耐化学性的水溶性涂料组合物，韩国专利公开No.2010-0067895公开了一种用于减少挥发性有机化合物使用的水溶性涂料组合物。
然而，相关技术的水溶性涂料组合物都有缺点，因为其会在底涂层涂膜和中涂层涂膜之间或在顶部基面涂层和顶部透明涂层之间发生分层，或者与油溶性涂料组合物相比，由于涂膜的抗碎裂性差，膜的外观、防水性和耐久性会变差。
因此，需要能够提高膜的粘合性、防水性和耐久性的水溶性涂料组合物。
【现有技术文件】
【专利文件】
(专利文件1)专利文件1：韩国专利公开No.2007-0113501
(专利文件2)专利文件2：韩国专利公开No.2010-0067895
发明内容
本发明提供一种能够形成具有优异粘合性、外观、防水性以及耐久性涂膜的水溶性涂料组合物。
根据本发明的一个方面，提供一种水溶性涂料组合物，其包含：40至50重量份的至少一种树脂(A)，其选自由水分散型丙烯酸树脂(a)、水分散型聚酯-聚氨酯树脂(b)和水分散型聚氨酯树脂(c)所构成的组中；30至50重量份的颜料(B)；10至30重量份的溶剂(C)；以及1至5重量份的添加剂(D)。
有益效果
根据本发明所述的水溶性涂料组合物可以形成一种具有优异性能(如粘合性、外观、防水性、耐久性等)的涂膜，这归因于使用水溶性涂料组合物形成涂膜时树脂的最佳混合。
具体实施方式
下文将对本发明进行描述。
应用中涂层涂料来补偿现有涂膜的缺点，并且其本质上必须具有如粘合表面涂层涂膜、耐冲击性、底涂层腻子等的功能。而且，与汽车OEM涂料不同，由于汽车补漆需要砂磨中涂层涂膜，因此需要添加一个工序，目前市场上供应了一种能够缩短该工序的非砂磨型中涂层涂料。此外，目前同时需要砂磨型和非砂磨型中涂层涂料，并且需要其具有快速干燥/砂磨的性能。
因此，本发明提出一种适用于砂磨型和非砂磨型的水溶性涂料组合物，其通过使用具有最佳组成和混合比的树脂得到，并且根据本发明的水溶性树脂组合物可以获得缩短汽车修补工艺的效果，并且可以获得具有优异物理性能的涂膜。
具体而言，根据本发明的水溶性涂料组合物包含：树脂(A)、颜料(B)、溶剂(C)以及添加剂(D)。
本发明的水溶性涂料组合物中所含的树脂(A)含有选自由水分散型丙烯酸树脂(a)、水分散型聚酯-聚氨酯树脂(b)和水分散型聚氨酯树脂(c)所构成的组中的一种或多种树脂。
水分散型丙烯酸树脂(a)(丙烯酸乳液)用于强化组合物的干燥性能、砂磨性能以及涂膜的粘合性，并且水分散型丙烯酸树脂(a)可以是通过单体(a1)、引发剂(a2)、中和剂(第一中和剂)(a3)和水溶性溶剂(a4)的反应得到的树脂。
具体而言，作为单体(a1)，可以使用选自由甲基丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸甲酯单体、丙烯酸丁酯单体、甲基丙烯酸2-羟乙酯单体、乙酸乙烯酯单体和苯乙烯单体构成的组中的至少一种。
作为引发剂(a2)，可以使用选自由过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈构成的组中的至少一种自由基引发剂。
作为中和剂(a3)，可以使用选自由二甲基乙醇胺、二乙醇胺和氨构成的组中的至少一种胺类中和剂。
作为水溶性溶剂(a4)，可以使用选自由丁基溶纤剂、乙基溶纤剂、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇以及异丁醇构成的组中的至少一种。
水分散型丙烯酸树脂(a)为假塑性丙烯酸分散体形式，其可以具有24-26重量％(基于100重量％的水分散型丙烯酸树脂(a))的固体含量，并且在23℃下具有0.18至0.26Pa·s的粘度。另外，水分散型丙烯酸树脂的pH值可以在3.5至5.2的范围内，分散型丙烯酸树脂的粒径可以在180至280nm的范围内。由于水分散型丙烯酸树脂(a)具有优异的粘合性和快速干燥性，因此，包含该树脂的本发明的水溶性涂料组合物可以表现出1K水溶性涂料组合物的性质。
水分散型聚酯-聚氨酯树脂(b)(聚酯-聚氨酯分散体)用于提高涂膜的耐溶剂性、耐久性和耐化学性，并且水分散型聚酯-聚氨酯树脂(b)可以是通过具有两个以上官能团的异氰酸酯(b1)、重均分子量为500至5000的聚酯多元醇(b2)、有机溶剂(b3)和中和剂(第二中和剂)(b4)反应得到的树脂。
具体而言，作为异氰酸酯(b1)，可以使用选自由甲苯二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯构成的组中的至少一种。
作为聚酯多元醇(b2)，通过醇化合物(如聚酯或甲基丙二醇)和酸(如己二酸或间苯二甲酸)的缩合反应获得聚酯多元醇。
作为有机溶剂(b3)，可以使用选自由N-吡咯烷酮、丙酮、甲基乙基酮、二甲基甲酰胺和乙二醇醚酯(glycoletherester)构成的组中的至少一种。
作为中和剂(b4)，可以使用选自由三乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙醇胺和氨构成的组中的至少一种胺类中和剂。
水分散型聚酯-聚氨酯树脂(b)可以具有35至52重量％(基于100重量％的水分散型聚酯-聚氨酯树脂(b))的固体含量，并且可以具有6至8的pH值。
水分散型聚氨酯树脂(c)(聚氨酯分散体)用于提高防水性、耐化学性(遮光性)以及粘合性，并且水分散型聚氨酯树脂(c)可以通过多元醇(c1)和异氰酸酯(c2)反应得到。
多元醇(c1)是除了聚碳酸酯多元醇以外的任何多元醇(c1)，并且其可以是聚丙烯酸多元醇，聚酯多元醇等。
作为异氰酸酯(c2)，可以使用选自由甲苯二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯、或多官能异氰酸酯构成的组中的任何一种。
水分散型聚氨酯树脂(c)可以具有34至40重量％(基于100重量％的水分散型聚氨酯树脂(c))的固体含量、1.00至1.16的比重、6至8.2的pH值，并且分散型聚氨酯树脂的平均粒径可以为60nm以下。
具体而言，本发明的水溶性涂料组合物中所含的树脂(A)可以是这样的树脂，其中水分散型丙烯酸树脂(a)、水分散型聚酯-聚氨酯树脂(b)以及水分散型聚氨酯树脂(c)分别以1-5:5-10:3-7的重量比混合。具体而言，如果每种组分((a)、(b)或(c))的混合比超出此范围，涂膜的硬度、干燥性能、成膜性、耐冲击性、粘合性、防水性等可能变差。
基于100重量份水溶性涂料组合物，树脂(A)的含量可以为40至50重量份，如果树脂(A)的含量少于40重量份，其外观、粘合性以及光泽度会降低，而当树脂(A)的含量超过50重量份时，其干燥性能和防水性可能变差。
本发明的水溶性涂料组合物中所含的颜料(B)用于提高涂膜的耐腐蚀性、耐冲击性和砂磨性能，并赋予涂膜以颜色，并且颜料(B)可以是有机颜料或无机颜料。
作为有机颜料，可以使用选自由炭黑、蒽醌、酞菁和苯并咪唑酮构成的组中的至少一种，作为无机颜料，可以使用选自由重晶石、滑石、氧化铁、氧化硫、焦磷酸锰、磷酸锌、二氧化钛(TiO2)和氧化锌(ZnO)构成的组中的至少一种。
基于100重量份的水溶性涂料组合物，颜料(B)的含量可以为30至50重量份。具体而言，如果颜料(B)的含量少于30重量份，可能难以赋予涂层所需的颜色，而如果颜料(B)的含量超过50重量份，则耐腐蚀性、耐冲击性、耐磨损性、耐湿性等可能变差。
本发明的水溶性涂料组合物中所含的溶剂C用于调节组合物的粘度。作为溶剂(C)，可以使用选自由水、丁基溶纤剂、乙基溶纤剂、乙酸乙酯、乙酸丙酯和乙酸丁酯构成的组中的至少一种。
基于100重量份的水溶性涂料组合物，溶剂(C)的含量可以为10至30重量份。具体而言，如果溶剂(C)的含量少于10重量份，由于组合物的粘度低，所形成的涂膜的可加工性可能变差，如果溶剂(C)的含量超过30重量份，涂膜的外观和干燥性能可能变差。
本发明的水溶性涂料组合物中所含的添加剂(D)用于调整组合物的物理性能，并且可以使用选自由分散剂、消泡剂、冷冻保护剂、pH调节剂、粘合促进剂和增稠剂构成的组中的至少一种添加剂。
作为分散剂，可以使用酸官能团(例如磷酸、硫酸或羧酸)分散剂，或者相应的与酸官能团相连的盐类阴离子分散剂。
作为消泡剂，可以使用聚醚改性聚硅氧烷类化合物或乙炔醇类化合物。
作为冷冻保护剂，可以使用选自由甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、二甘醇、丁二醇、二丁二醇、丙二醇和二丙二醇构成的组中的至少一种。
作为pH调节剂可以使用选自由氨、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、1-氨基-2-甲基丙烷和2-氨基-2-甲基丙烷构成的组中的至少一种。
作为粘合促进剂，可以使用连接有酸性官能团与羟基的化合物。
作为增稠剂，可以使用由钠或铵中和的丙烯酸类聚合物、疏水改性的丙烯酸类共聚物或疏水改性的聚氨酯。
基于100重量份水溶性涂料组合物，添加剂(D)的含量可以为1至5重量份，具体而言，如果添加剂(D)的含量少于1重量份，涂膜的涂布性、耐化学性和粘合性可能劣化；如果添加剂(D)的含量超过5重量份，组合物的经济可行性和干燥性能可能变差。
因此，由于本发明的水溶性涂料组合物包含最佳量的树脂(A)，其中混合有具有优异干燥性能的水分散型丙烯酸树脂(a)、能够提高涂膜耐磨损性的水分散型聚酯-聚氨酯树脂(b)、以及水分散型聚氨酯树脂(c)，因此，水溶性涂料组合物可以改善所形成涂膜的可加工性，并获得具有优异的成膜性、耐冲击性、粘合性、防水性等物理性能的涂膜。
特别地，由于本发明的水溶性涂料组合物具有汽车补漆工艺中使用的中涂层涂料所需的最佳物理性能，因此，该水溶性涂料组合物可以用于中涂层涂布工序。
在下文中，将通过具体实施方案来详细描述本发明。然而，提供以下实施方案仅是为了举例说明本发明，并且本发明不受以下实施方案的限制。
[实施例1和2]
制备具有如表1所示的组成的水溶性涂料组合物。
[比较例1]
制备具有如表1所示的组成的水溶性涂料组合物。
[表1]
[制备例1和2以及比较制备例1和2]
用K040(水溶性稀释剂)将实施例1和2以及比较例1和2的水溶性涂料组合物稀释至10％，并调整为在25℃下具有福特杯#4的粘度。然后，使用HVLP枪(喷嘴直径为1.2至1.4mm)涂布水溶性涂料组合物2次，以形成膜厚为40μm的涂膜。
[实验例]
通过以下方法评价根据制备例1和2以及比较制备例1和2所制备的水溶性涂料组合物的物理性能，其结果如表2所示。
1.涂布感觉：对涂布组合物时的感觉和涂布在样品上的组合物的润湿性能进行评价。
2.外观：通过使用桔皮仪(WAVE SCAN DOI)对外观进行评价。
3.砂磨性能：在砂磨机中使用#400和#600砂纸打磨涂膜后，通过膜在砂纸上的涂布程度、涂膜的强度、砂磨量等综合评价其砂磨性。
4.干燥性能：通过在室温下用手指强力按压所述涂膜直至涂膜没有变化的时间间隔，以及在60℃的干燥炉中将涂膜干燥15分钟后所评价的砂磨性能来综合评价其干燥性能。
5.成膜性：通过在相同的涂布条件下测量涂膜的厚度来评价成膜性。
6.流平性：使用桔皮仪对流平性进行评价。
7.对打磨表面的粘合性：通过横切2mm涂膜之后进行分层试验来评价组合物对打磨表面的粘合性。
8.对非打磨表面的粘合性：通过横切2mm涂膜之后进行分层试验来评价组合物对非打磨表面的粘合性。
9.打磨表面的光泽度：使用桔皮仪对打磨表面的光泽度进行评价。
10.非打磨表面的光泽度：使用桔皮仪对非打磨表面的光泽度进行评价。
[表2]
参考上表2可以看出，由于所述涂膜是根据本发明的水溶性涂料组合物形成的，因此该涂膜具有总体上优异的物理性能。

Claims (5)

1.一种水溶性涂料组合物，其包含：
40至50重量份的至少一种树脂(A)，其选自由水分散型丙烯酸树脂(a)、水分散型聚酯-聚氨酯树脂(b)和水分散型聚氨酯树脂(c)构成的组中；
30至50重量份的颜料(B)；
10至30重量份的溶剂(C)；以及
1至5重量份的添加剂(D)。
2.根据权利要求1所述的水溶性涂料组合物，其中所述树脂(A)是这样的树脂，其中所述水分散型丙烯酸树脂(a)、所述水分散型聚酯-聚氨酯树脂(b)和所述水分散型聚氨酯树脂(c)分别以1-5:5-10:3-7的重量比混合。
3.根据权利要求1所述的水溶性涂料组合物，其中所述水分散型丙烯酸树脂(a)具有0.18至0.26Pa·s的粘度以及3.5至5.2的pH值。
4.根据权利要求1所述的水溶性涂料组合物，其中所述添加剂为选自由分散剂、消泡剂、冷冻保护剂、pH调节剂、粘合促进剂和增稠剂构成的组中的至少一种添加剂。
5.根据权利要求1所述的水溶性涂料组合物，其用于中涂层涂布工序。
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