CN108795263A - 一种汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车用涂料技术领域，具体涉及一种汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆及其制备方法。所述闪光漆由A组分、B组分和C组分按照重量比2:7:1混合制备而成；所述A组分包括珠光颜料30～50重量份、二甲基甲醇15～25重量份、乙二醇丁醚10～20重量份、新戊醇5～10重量份、流平剂1～5重量份、分散剂2～4重量份和2‑氨基‑2‑甲基‑1‑丙醇5～12重量份；所述B组分包括水性聚氨酯分散体40～55重量份、去离子水50～60重量份；所述C组分为碱溶涨型流变助剂。本发明汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆干燥速度快，低温稳定性高，0℃时不结冰，质量无异常，且其漆膜具有优异的耐水性。

Description

一种汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆及其制备方法

技术领域

本发明属于汽车用涂料技术领域，具体涉及一种汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆及其制备方法。

背景技术

目前，尽管国内汽车涂料仍以溶剂型为主，随着国内空气质量恶化，雾霾的日益严重，国家已经出台了更严格的环保政策，对溶剂型涂料的生产和消费提出严格的控制，对涂料提出环保、健康、安全方面的更高要求。与溶剂型汽车涂料相比，水性汽车涂料是以水为分散介质的一类环保型涂料，具有不燃、无毒、不含有大量挥发性有机物等优点，在节约资源和保护环境方面具有无可比拟的优越性，是今后汽车涂料发展的主流。

水性木器涂料主要包括水性醇酸树脂、水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯涂料等。水性聚氨酯由于其特殊的结构而具备的独特的物理化学性质，如软硬可调、耐磨性好、粘附力强等，使得高性能与低VOC含量兼具的水性聚氨酯涂料得到了广泛使用。水性聚氨酯涂料按成膜性能可分为双组分水性聚氨酯涂料和水性聚氨酯分散体涂料。水性聚氨酯分散体涂料为单组分涂料，其水性化主要是通过乳化剂或在聚合物的主链上引入亲水基团，属热塑性树脂，聚合物相对分子质量较大，成膜过程中只是水分挥发到环境中，符合环保要求，具有方便施工的优点，但是单组分水性聚氨酯涂料的耐水性、耐磨性、对底材的湿润性、成本等限制了其发展。而通过交联改性可以提高水性聚氨酯分散体涂料的机械性能和耐化学品性能，但是水性聚氨酯的改性会导致生产成本的升高。另外，由于水性涂料以水为分散介质，0℃时水性涂料就会结冰，甚至报废，造成损失，所以水性涂料的运输和贮存都需要做好保温措施，这也限制了水性涂料的推广。

关于如何优化水性聚氨酯分散体涂料性能的实验研究，大多集中于主体树脂水性聚氨酯的改性，而往往忽视了涂料助剂对于水性聚氨酯的影响。与常用的溶剂型涂料不同，水性涂料是一个更加复杂的体系，在设计配方时不仅要关注聚合物的类型、乳液及分散体的性能，还需要合理选择各种助剂并考虑到各成分之间的相互影响。

汽车漆膜结构包括裸金属、磷酸锌层、电泳漆、底漆/中涂底漆、底色漆、清漆(底色漆和清漆合称面漆)，其中面漆作为汽车外观涂层，起保护和装饰作用，要求其漆膜不仅具有良好的光泽度、丰满度、鲜映性等外观质量，还需兼备良好的耐水性、耐冲击、耐磨性等机械物理性能。然而，水性聚氨酯涂料普遍存在调色困难、干燥速度慢、耐水性和低温稳定性差等问题，如市面水性修补色漆常温吹干的干燥速度为10～15min，水浴40℃下耐水4～5天，板面严重起皱、起泡，在0℃环境下运输贮存需要保温车、保温箱等一系列防冻措施。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题(如现有水性聚氨酯涂料的干燥速度慢，耐水、冷贮存稳定性差等)，本发明提供了一种汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆，其以水性聚氨酯为主体树脂，通过复配合适的助剂，有效提高了漆体的冷贮存稳定性以及漆膜的干燥速度和耐水性。

本发明提供的一种汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆，由A组分、B组分和C组分按照重量比2:7:1混合制备而成；

其中，所述A组分包括珠光颜料30～50重量份、二甲基甲醇15～25重量份、乙二醇丁醚10～20重量份、新戊醇5～10重量份、流平剂1～5重量份、分散剂2～4重量份和2-氨基-2-甲基-1-丙醇5～12重量份；

所述B组分包括水性聚氨酯分散体40～55重量份、去离子水50～60重量份；

所述C组分为碱溶涨型流变助剂。

作为本发明优选的实施方案，所述汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆由A组分、B组分和C组分按照重量比2:7:1混合制备而成；

所述A组分包括珠光颜料40重量份、二甲基甲醇22重量份、乙二醇丁醚13重量份、新戊醇8重量份、流平剂2重量份、分散剂3重量份和2-氨基-2-甲基-1-丙醇8重量份；

所述B组分包括水性聚氨酯分散体45重量份、去离子水55重量份。

所述C组分为碱溶涨型流变助剂。

优选的，所述珠光颜料为干涉红珠光粉、干涉黄珠光粉或干涉蓝珠光粉。所述干涉红珠光粉的商品名为默克T60-21，所述干涉黄珠光粉的商品名为默克T60-20，干涉蓝珠光粉的商品名为默克T60-23。

优选的，所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚物，其商品名为德国迪高TEGO410。

优选的，所述分散剂为含颜料亲和基团的改性聚醚，其商品名为德国迪高TEGO655。

优选的，所述水性聚氨酯分散体为德国拜耳公司的Bayhydrol UH 2952/1(商品名)，所述2-氨基-2-甲基-1-丙醇为美国陶氏AMP-95(商品名)。

优选的，所述碱溶涨型流变助剂为聚酰胺蜡流变助剂和聚醚聚氨酯流变助剂中的一种或两种。所述聚酰胺蜡流变助剂的商品名为帝司巴隆Disparlon AQ-600，所述聚醚聚氨酯流变助剂的商品名为海名斯·德谦FX 1070。

更优选的，所述聚酰胺蜡流变助剂和聚醚聚氨酯流变助剂的重量比为1:(1.5～3.0)。

相应地，本发明还提供了上述汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆的制备方法，具体包括以下步骤：

S1、依次投入投配方量的二甲基甲醇、乙二醇丁醚、新戊醇、流平剂和分散剂，搅拌5～8分钟，然后加入配方量的珠光颜料，搅拌5～10分钟，接着加入配方量的2-氨基-2-甲基-1-丙醇，搅拌5～10分钟后，静置4～6h，得到A组分；

S2、将配方量的水性聚氨酯分散体和去离子水混合，搅拌5分钟，得到B组分；

S3、将A组分和B组分按比例均匀混合，再与C组分按比例混合均匀，得到汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆。

进一步的，所述搅拌的速度为300～500转/分钟。

本发明汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆中，采用疏水溶剂新戊醇与碱溶涨型流变助剂组合，新戊醇特有的季碳结构，其季碳原子均只接一个甲基碳原子，整体结构相当稳定，且新戊醇只有一个氢键供体以及一个氢键受体(自身疏水)，在漆膜干燥后，新戊醇跟碱溶涨型流变助剂结合，替代水分子的位置，形成一个致密且疏水的膜结构，有效防止水分子入侵，大大提高了产品的耐水性能。同时，由于新戊醇独特的疏水结构，干燥过程中与碱溶涨型流变助剂结合，提高漆膜干燥时排挤水分子的速度，从而有效提高漆膜干燥速度。特别是当所述流变助剂由聚酰胺蜡流变助剂和聚醚聚氨酯流变助剂按照重量比1:(1.5～3.0)组合而成时，漆膜的干燥速度和耐水性更优。另外，新戊醇与二甲基甲醇、乙二醇丁醚、2-氨基-2-甲基-1-丙醇不同溶剂之间协调，使得体系亲水亲油的平衡达到较佳水平，耐低温性优异，在0℃贮存2周不冻结，可省去运输贮存时一系列的保温措施。

因此，与现有技术相比，本发明的优势在于：

(1)本发明汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆的干燥速度快，形成的漆膜平整、丰满、光滑，色泽均匀，光泽度高、附着性好，具有优异的耐水性以及良好耐磨、耐溶剂、耐候等性能，还兼备良好的冷贮存稳定性，0℃时不结冰、无浑浊、分层、胶化等，可省去在运输贮存时的保温措施，保证了良好的施工性。

(2)本发明汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆配方简单，生产成本低，制备工艺稳定，条件可控，可工业化生产，具有良好的应用前景。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步描述本发明，本发明不仅仅限于以下实施例。在本发明的范围内或者在不脱离本发明的内容、精神和范围内，对本发明进行的变更、组合或替换，对于本领域的技术人员来说是显而易见的，且包含在本发明的范围之内。

本发明各原料均为常规市售商品。

实施例1～4、本发明汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆及其制备

实施例1～4的具体配方如下：

实施例1～4的制备方法如下：

S1、依次投入投配方量的二甲基甲醇、乙二醇丁醚、新戊醇、德国迪高TEGO410和德国迪高TEGO655，搅拌6分钟，然后加入配方量的珠光颜料，搅拌10分钟，接着加入配方量的美国陶氏AMP-95，搅拌10分钟后，静置5h，得到A组分；

S2、将配方量的帝司巴隆Disparlon AQ-600和去离子水混合，搅拌5分钟，得到B组分；

S3、将A组分20kg和B组分70kg混合均匀，再与C组分10kg混合均匀，得到汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆。

上述方法中，所述搅拌的速度为400转/分钟。

试验例一、本发明汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆的性能检测

表1本发明汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆的性能检测结果

由上表1可知：

1)本发明汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆的干燥速度快，可作为汽车修补色漆，在常温施工喷涂吹干5min即可进行下一步罩光操作，大大缩短了施工时间，提高了工作效率，加快了汽车修补的速度；而其形成的漆膜平整丰满、光滑，无缩孔、气泡等缺陷，光泽度高，附着性、硬度等力学性能优良，并且其耐水性、耐溶剂性和耐候性优异，水浸泡10天不起泡、不起皱、不脱落、不变色、不失光，最长耐水天数达15天，显著优于现有市售水性修补色漆。

2)本发明汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆体系稳定，具有良好的贮存稳定性，保质期长达2年，在0℃下贮存15天，不结冰，且无浑浊、分层、胶化等异常情况，可省去在运输贮存时一系列的保温措施，保证了良好的施工性。

试验例二、各原料种类及用量对汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆性能的影响

对比例1～4：与实施例3相比，对比例1～4的区别仅在于：改变各物质的含量(具体见下表2)，按照实施例3的制备方法制得闪光漆。

表2

对比例1～4制得闪光漆的性能如下表3所示，与表1本发明闪光漆的性能对比可知，当A组分、B组分和C组分中各物质的含量超出本发明所公开的范围时，得到的闪光漆的性能显著降低，主要表现为干燥时间增加，附着力和硬度下降，耐水和溶剂性变差，在0℃下贮存结冰，解冻后无法正常使用等。

表3

对比例5～8：与实施例3相比，对比例5～8的区别仅在于：分别使用叔丁醇、2-甲基-2-丁醇、2-甲基-2-戊醇和3,3-二甲基-1-丁醇替换新戊醇(具体见下表4)，按照实施例3的制备方法制得闪光漆。

对比例9：与实施例3相比，对比例9的区别仅在于：使用正丁醇替换二甲基甲醇，使用丙二醇丁醚替换乙二醇丁醚(具体见下表4)，按照实施例3的制备方法制得闪光漆。

表4

对比例5～9制得闪光漆的性能如上表4所示，与表1本发明闪光漆的性能对比可知，当A组分中的新戊醇、二甲基甲醇和乙二醇丁醚被替换为其他物质时，得到的闪光漆的性能显著降低，主要表现为干燥时间增加，特别是对比例8，附着力和硬度下降，耐水和溶剂性变差，在0℃下贮存结冰，解冻后无法正常使用等。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆，其特征在于，由A组分、B组分和C组分按照重量比2:7:1混合制备而成；

其中，所述A组分包括珠光颜料30～50重量份、二甲基甲醇15～25重量份、乙二醇丁醚10～20重量份、新戊醇5～10重量份、流平剂1～5重量份、分散剂2～4重量份和2-氨基-2-甲基-1-丙醇5～12重量份；

所述B组分包括水性聚氨酯分散体40～55重量份、去离子水50～60重量份；

所述C组分为碱溶涨型流变助剂。

2.如权利要求1所述汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆，其特征在于，由A组分、B组分和C组分按照重量比2:7:1混合制备而成；

所述A组分包括珠光颜料40重量份、二甲基甲醇22重量份、乙二醇丁醚13重量份、新戊醇8重量份、流平剂2重量份、分散剂3重量份和2-氨基-2-甲基-1-丙醇8重量份；

所述B组分包括水性聚氨酯分散体45重量份、去离子水55重量份；

所述C组分为碱溶涨型流变助剂。

3.如权利要求1所述汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆，其特征在于，所述珠光颜料为干涉红珠光粉、干涉黄珠光粉或干涉蓝珠光粉。

4.如权利要求1所述汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆，其特征在于，所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚物。

5.如权利要求1所述汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆，其特征在于，所述分散剂为含颜料亲和基团的改性聚醚。

6.如权利要求1所述汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆，其特征在于，所述碱溶涨型流变助剂为聚酰胺蜡流变助剂和聚醚聚氨酯流变助剂中的一种或两种。

7.如权利要求6所述汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆，其特征在于，所述聚酰胺蜡流变助剂和聚醚聚氨酯流变助剂的重量比为1:(1.5～3.0)。

8.一种制备如权利要求1所述汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、依次投入投配方量的二甲基甲醇、乙二醇丁醚、新戊醇、流平剂和分散剂，搅拌5～8分钟，然后加入配方量的珠光颜料，搅拌5～10分钟，接着加入配方量的2-氨基-2-甲基-1-丙醇，搅拌5～10分钟后，静置4～6h，得到A组分；

S2、将配方量的水性聚氨酯分散体和去离子水混合，搅拌5分钟，得到B组分；

S3、将A组分和B组分按比例均匀混合，再与C组分按比例混合均匀，得到汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆。

9.如权利要求8所述汽车用单组分水性干涉型珠光闪光漆的制备方法，其特征在于，所述搅拌的速度为300～500转/分钟。