CN108559347A - 一种用于汽车塑料件的水性涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于汽车塑料件的水性涂料，包括如下重量份的组分：水性聚丙烯酸分散体重量份为50‑70份、分散剂2‑4份、流平剂3‑5份、消泡剂0.5‑1份、成膜助剂3‑5份、纳米二氧化钛5‑8份、重钙15‑20份、沉淀硫酸钡1500目5‑8份、流变助剂0.1‑0.3份、水溶性钛酸酯偶联剂1‑3份、防闪锈剂1‑3份、增稠剂为0.5‑1份、异氰酸酯固化剂70‑90份、溶剂15‑25份。本发明还公布了其制备方法。本发明的水性涂料为封闭型聚氨酯涂料，可以在塑料件仅进行常规预处理后就可进行涂装，涂层具有良好耐酸碱性，良好的防腐蚀性能，拉伸强度性能以及附着力性能优异。

Description

一种用于汽车塑料件的水性涂料
技术领域
本发明涉及水性工业涂料技术领域，尤其涉及一种用于汽车塑料件的水性涂料。
背景技术
近年来，我国的汽车工业得到了迅猛发展，大量的汽车尾气排向大气，环境状况不断恶化，这也使得人们对汽车的外观、安全性和节能环保提出了更高的要求。而轻质塑料材料的使用不仅能减轻汽车的质量、节约能源，使汽车更加安全舒适，它还比金属更耐大气腐蚀、耐汽油，易于加工成型而降低生产成本，因此得到了越来越广泛的使用。
虽然塑料件的应用具有众多优势，但是塑料件本身也面临很多问题，例如耐紫外光性差，易老化，易划伤，耐酸碱性较差等。因此，为了改善塑料制品的质感，提高其防护功能和装饰效果，延长塑件寿命，必须对塑料制品进行表面涂装。大多数塑料具有极性小、结晶大、表面张力低、润湿性差、表面光滑等特点，导致塑件涂层附着力变差。因此，如何提高塑件涂层的附着力是塑件涂装需要解决的关键问题之一。目前，汽车塑料件的涂装前处理的工艺流程大致可以分为以下几部分：坯件打磨一化学处理一除尘一喷底漆一色漆(或金属闪光漆)一罩光一烘烤一交验一合格品入库一不合格品返修或脱漆。现有涂料由于产品使用范围局限性，对塑料件的涂装前处理要求比较高。否则就可能使涂层出现脱膜和缩孔等质量不合格现象。塑件漆前预处理有常规处理法、酸处理法、火焰处理法、界面活性剂处理法、热溶剂处理法、紫外线处理法和等离子处理法等。而使用酸处理法、火焰处理法、界面活性剂处理法、热溶剂处理法、紫外线处理法和等离子处理法等方法不仅会增加成本，还会使塑料膜件受到一定程度损害。
目前汽车塑料件涂装前预处理步骤复杂，一般都需要非常规法进行预处理，非常规法预处理操作不慎会对部件产生损坏，并且排放的废弃物会对环境产生负面影响。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于汽车塑料件的水性涂料，其为封闭型聚氨酯涂料，可以在塑料件仅进行常规预处理后就可进行涂装，涂层具有良好耐酸碱性，良好的防腐蚀性能，拉伸强度性能以及附着力性能优异。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于汽车塑料件的水性涂料，水性聚丙烯酸分散体重量份为50-70份、分散剂2-4份、流平剂3-5份、消泡剂0.5-1份、成膜助剂3-5份、纳米二氧化钛5-8份、重钙15-20份、沉淀硫酸钡1500目5-8份、流变助剂0.1-0.3份、水溶性钛酸酯偶联剂1-3份、防闪锈剂1-3份、增稠剂为0.5-1份、异氰酸酯固化剂70-90份、溶剂(去离子水)15-25份。
进一步的，水性聚丙烯酸分散体由水稀释型含羟基官能团的聚丙烯酸分散体的第一树脂和第二树脂混拼，比例为2-3:1，所述的第一树脂是含羟基官能团的聚丙烯酸分散体，高固含量和高分子量(约830g/mol)，固含量40±2％，PH值为8±0.5，加水15-25份进行稀释，与脂肪族聚异氰酸酯混合，可制备室温干燥或80℃强制干燥的高光泽面漆，固化后的漆膜坚韧，而且单涂层附着力良好，并具有良好的耐水性和耐溶剂性。所述的第二树脂是羟基聚丙烯酸分散体，固含量约42％，羟基含量约为2％，PH值为7.7±0.5。两种分散体混拼后，可以提高粘结的粘结强度、耐热性能、耐水性能、耐油脂性能等，耐热水性也有很大提高。
进一步的，所述的纳米二氧化钛的粒径为30-50nm。
进一步的，所述的异氰酸酯固化剂为两种异氰酸酯固化剂混拼，第一种固化剂为基于六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的亲水性脂肪族聚异氰酸酯，NCO含量20.7-21.7％，23℃时粘度为3500±1000mpas，密度约为1.16g/cm3。第二种固化剂为基于异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)的亲水改性脂肪族聚异氰酸酯，NCO含量为9.4±0.5％，不挥发份含量70±2％，粘度为23℃时，600±200mpas，密度约为1.07g/cm3。第一固化剂与第二固化剂的重量比为1-2：1.
进一步的，所述的流变助剂为经过有机改性的蒙脱石粘土类流变助剂，密度为1.73(g/cm3)，型号B38，购自厦门康迪隆贸易有限公司。
进一步的，所述的成膜助剂为二丙二醇甲醚或二丙二醇单丁醚中的一种或两种。
进一步的，所述的防闪锈剂，型号YF-1207，购自苏州云峰化工科技，该防闪锈剂为淡黄色液体，密度为1.0-1.1Kg/m3。
进一步的，所述的溶剂为丙二醇二醋酸酯，比重为1.04-1.07g/cm3，粘度2.6mpa.s(25℃)，具有极强的溶解力，无毒低味，具有改善流平、调节漆膜干燥速度的特点。
所述水溶性钛酸酯偶联剂用于水性涂料中，可增加填料固体含量。与底材表面和水性涂料中的聚合物活性基团反应，提高涂料对底材的粘合力。与水性涂料中的聚合物活性基团，如羟基或羧基发生反应，产生交联效应，可改善表面光洁度，提高抗化学性能。本品可提高橡胶制品撕裂强度、拉伸强度等机械性能及抗老化性。
一种用于汽车塑料件的水性涂料，其特征在于，制作步骤如下：
1)、将第一树脂、分散剂、消泡剂、纳米二氧化钛、重钙、沉淀硫酸钡1500目依次加入备料罐中，并用高速分散机进行分散，转速约为800-1000转/min，匀速分散30min后，经过卧式砂磨机研磨至细度≤20μm，并用200目滤布过滤，作为前期浆待调漆。
2)、在步骤1中的前期浆待调漆中加入第二树脂，并加入润湿流平剂、成膜助剂、流变助剂、防闪锈剂、水溶性钛酸酯偶联剂、增稠剂，高速分散，转速为600-800转/min，200目滤布过滤后，灌装为组份A。
3)、将第一固化剂和第二固化剂、溶剂加入备料罐中，并用分散机匀速分散，转速600-800转/min，分散均匀后，200目滤布过滤灌装，即为组份B。
4)、使用时，组份A：组份B＝3:1。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明减少汽车塑料件预处理步骤，仅使用常规预处理，涂装工艺简单，降低涂装成本，保护环境；具有良好的耐酸碱性，良好的耐候性，拉伸强度以及附着力性能优异。
具体实施方式
具体实施例如下表：
所述的第一树脂是含羟基官能团的聚丙烯酸分散体，高固含量和高分子量(约830g/mol)，固含量40±2％，PH值为8±0.5，加水15-25份进行稀释，与脂肪族聚异氰酸酯混合，可制备室温干燥或80℃强制干燥的高光泽面漆，固化后的漆膜坚韧，而且单涂层附着力良好，并具有良好的耐水性和耐溶剂性。所述的第二树脂是羟基聚丙烯酸分散体，固含量约42％，羟基含量约为2％，PH值为7.7±0.5.所述的流变助剂为经过有机改性的蒙脱石粘土类流变助剂，密度为1.73(g/cm3)，型号B38，购自厦门康迪隆贸易有限公司。所述的成膜助剂为二丙二醇甲醚或二丙二醇单丁醚中的一种或两种。所述的防闪锈剂，型号YF-1207，购自苏州云峰化工科技，该防闪锈剂为淡黄色液体，密度为1.0-1.1Kg/m3。所述的溶剂为丙二醇二醋酸酯，比重为1.04-1.07g/cm3，粘度2.6mpa.s(25℃)，具有极强的溶解力，无毒低味，具有改善流平、调节漆膜干燥速度的特点。
本发明的涂料为新型封闭型聚氨酯涂料，不仅可以利用分子引力，其所含有的-NCO基团可以与塑料件表面因空气氧化而产生的-OH发生缩聚反应，可以大大增强涂层的附着力，并且在涂料中加入润湿剂(Tego wet280)可以大大降低水性涂料表面张力，增加亲和性。漆膜厚度为25-40μm。选取汽车上使用量较大三种塑料材质ABS、PP、PC，在ABS、PP、PC上喷涂实施例5涂层后，在60℃烘烤15min即可成膜。
实施例5涂料在各塑料基材表面机械性能测试结果如下表1：
表1
产品检测性能如下表2(实施例5)：
表2
从表1中可以看出该涂料在ABS、PP、PC具有良好的附着力，以及具有良好硬度，耐磨性能也能够达标，能够满足塑料材质表面涂层性能要求。选取PP材质表面涂层做进一步性能试验，表2是本发明的的水性聚氨酯涂料涂覆在PP材质上后其它性能指标检验结果，从表中可以看出具有高储存稳定性，涂层表面光泽度达标，耐水煮性和耐药品腐蚀性能良好，能够为汽车塑料件提供良好的防护，满足使用要求。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于汽车塑料件的水性涂料，其特征在于，包括如下重量份的组分：
水性聚丙烯酸分散体重量份为50-70份、分散剂2-4份、流平剂3-5份、消泡剂0.5-1份、成膜助剂3-5份、纳米二氧化钛5-8份、重钙15-20份、沉淀硫酸钡1500目5-8份、流变助剂0.1-0.3份、水溶性钛酸酯偶联剂1-3份、防闪锈剂1-3份、增稠剂为0.5-1份、异氰酸酯固化剂70-90份、溶剂15-25份。
2.根据权利要求1所述的用于汽车塑料件的水性涂料，其特征在于，所述水性聚丙烯酸分散体由水稀释型含羟基官能团的聚丙烯酸分散体的第一树脂和第二树脂混拼，比例为2-3:1；所述的第一树脂是含羟基官能团的聚丙烯酸分散体，所述的第二树脂是羟基聚丙烯酸分散体。
3.根据权利要求1所述的用于汽车塑料件的水性涂料，其特征在于，所述的纳米二氧化钛的粒径为30-50nm。
4.根据权利要求1所述的用于汽车塑料件的水性涂料，其特征在于，所述的异氰酸酯固化剂为两种异氰酸酯固化剂混拼，第一种固化剂为基于六亚甲基二异氰酸酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯，第二种固化剂为基于异氟尔酮二异氰酸酯的亲水改性脂肪族聚异氰酸酯，第一固化剂与第二固化剂的重量比为1-2：1。
5.根据权利要求1所述的用于汽车塑料件的水性涂料，其特征在于，所述的流变助剂为经过有机改性的蒙脱石粘土类流变助剂。
6.根据权利要求1所述的用于汽车塑料件的水性涂料，其特征在于，所述的成膜助剂为二丙二醇甲醚或二丙二醇单丁醚中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的用于汽车塑料件的水性涂料，其特征在于，所述的防闪锈剂为淡黄色液体。
8.根据权利要求1所述的用于汽车塑料件的水性涂料，其特征在于，所述的溶剂为丙二醇二醋酸酯。
9.一种用于汽车塑料件的水性涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)、将第一树脂、分散剂、消泡剂、纳米二氧化钛、重钙、沉淀硫酸钡1500目依次加入备料罐中，并用高速分散机进行分散，转速约为800-1000转/min，匀速分散30min后，经过卧式砂磨机研磨至细度≤20μm，并用200目滤布过滤，作为前期浆待调漆。
2)、在步骤1中的前期浆待调漆中加入第二树脂，并加入润湿流平剂、成膜助剂、流变助剂、防闪锈剂、水溶性钛酸酯偶联剂、增稠剂，高速分散，转速为600-800转/min，200目滤布过滤后，灌装为组份A。
3)、将异氰酸酯固化剂和溶剂加入备料罐中，并用分散机匀速分散，转速600-800转/min，分散均匀后，200目滤布过滤灌装，即为组份B。
4)、使用时，组份A和组份B混合即可。
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