CN110760253A

CN110760253A - 一种聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN110760253A
Application number: CN201911130985.9A
Authority: CN
Inventors: 饶桂维
Original assignee: Zhejiang Shuren University
Current assignee: Zhejiang Shuren University
Priority date: 2019-11-18
Filing date: 2019-11-18
Publication date: 2020-02-07

Abstract

本发明公开了一种聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料及其制备方法与应用，它是由主剂和固化剂组成，其中主剂和固化剂的重量份数为100∶25～100∶42。其中主剂通过使用聚天门冬氨酸酯树脂添加相应的阻燃剂、分散剂、防尘剂、消泡剂、颜料、填料、光吸收剂、光稳定剂、催化剂、耐磨粉、流平剂和溶剂等材料；固化剂通过使用聚异氰酸酯添加吸水剂、溶剂等材料，制得的主剂和固化剂配合使用得到聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料。本聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料涂装后可在自干或低温烘烤条件下干燥，一次涂装漆膜厚度在30‑80μm。本聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料具有薄涂、长效防护、耐介质性优异、固体含量高、耐磨、阻燃和装饰性优异等特点。

Description

一种聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于涂料加工及应用技术领域，更具体的说是一种聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料的制备方法与应用。

背景技术

行李舱涂料主要考虑涂膜在使用过程中受到撞击和摩擦相对频繁，所以对涂膜弹性和耐磨性有一定的要求。伴随人们物质和精神生活水平的提高，飞机、高档商务车、高档客车的使用频次越来越高，相应的对行李舱的使用也就更加频繁，这也就需要重新对行李舱涂料进行审视。

中国近年在环境上进行了非常严格的制理，各地方也相应的出台了非常严格的排放标准等具体控制指标，涂料行业更是成为节能减排的重点，这就使得涂料产品向高固体含量方向发展。

行李舱涂料一直以来并没有把涂层的耐老化性作为主要指标，但是在实际使用过程中由于使用频次的逐渐增加行李舱接触外界环境的累计时间在不断增加，这也就使得行李舱涂料对耐老化性有了更高的要求。

本申请将提高行李舱涂料固体含量、提高行李舱涂料耐候性、节能减排等作为基本出发点，研究一种耐摩擦、耐撞击、耐燃和耐老化等综合性能俱佳的涂料使得涂层的综合防护能力大大提升，同时符合国家对节能减排的要求产品具有低VOC排放、低温干燥等鲜明的特点。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料及其制备方法与应用，通过对聚天门冬氨酸树脂涂料的研究来制备一种高固体含量、低烘烤温度的产品，同时对涂层的耐老化性进行提高，从而使得产品的涂膜具有耐老化性、耐磨性、抗冲击性等综合性能提高来达到涂膜具有综合的长效防护性能，满足客户产品的整体一致性要求。

本发明提供了一种聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料，该涂料由主剂和固化剂组成，其中主剂和固化剂的重量份数比为100∶25～100∶42。优选的重量份数比为100∶20-30。

本发明的技术方案中，所述的主剂、固化剂分别包括下列重量份数的原料：

主剂：

固化剂：

聚异氰酸酯 70.0-80.0

吸水剂 0.2-0.6

溶剂 19.0-29.0

本申请以聚天门冬氨酸树脂为基料，配合颜填料、耐磨粉、紫外线吸收剂、助剂等来制备高固体含量、低烘烤温度、综合防护性能优异的产品。该产品可以对行李舱达到长效防护的目的，整体提高飞机、汽车等的综合档次更满足客户对产品综合质量的要求。面对巨大的客户和市场需求，该产品具有广阔的应用前景。

优选的，主剂中的溶剂包括：混合二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙酸丁酯、混合二羧酸二甲酯、乙二醇丁醚醋酸酯和乙氧基丙酸乙酯，更优选：混合二甲苯、丙酸丁酯或乙氧基丙酸乙酯。

更优选的，主剂的溶剂为下列重量份数的原料组成：

混合二甲苯 9.0-15.0

丙酸丁酯 4.5-7.5

乙氧基丙酸乙酯。 1.5-5.0

优选的，主剂中颜料为钛白粉、碳黑或酞菁蓝，根据具体颜色进行优选。

优选的，填料为：超细滑石粉、纳米云母粉、超细沉淀硫酸钡或沸石粉，更优选的：纳米云母粉和沸石粉。

优选的，耐磨粉为：石英粉、玻璃粉或氧化铝粉，更优选的：玻璃粉。

优选的，阻燃剂为：聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺中的任意一种。

优选的，分散剂为：BYK163高分子量嵌段共聚物、BYK9076高分子量共聚物烷基铵盐、EFKA4080高分子量聚氨酯、EFKA5065中分子量聚有机羧酸胺改性有机硅、TEGO280聚醚硅氧烷共聚物或TEG0700脂肪酸衍生物溶液，更优选的：BYK9076高分子量共聚物烷基铵盐。

优选的，防尘剂为：气相二氧化硅、膨润土或防尘蜡，更优选的：防尘剂为膨润土。

优选的，消泡剂为：BYK052破泡聚合物、BYK141破泡聚合物和聚硅氧烷溶液、BYK077聚甲基烷基硅氧烷溶液、EFKA2722有机硅及矿物油改性物、EFKA2048有机改性聚硅氧烷、TEGO420有机改性聚硅氧烷或TEG0986有机硅聚合物，更优选的：消泡剂为TEG0420有机改性聚硅氧烷。

优选的，光吸收剂为：UV1130三唑吸收剂、EV81三唑吸收剂或5530三唑吸收剂，更优选的：光吸收剂为EV81光吸收剂。

优选的，光稳定剂为：UV292受阻胺稳定剂、UV93受阻胺稳定剂或5529受阻胺稳定剂，更优选的：光稳定剂为UV93光稳定剂。

优选的，催化剂为：氧化铅、磺酸锌、磺酸钠或二月桂酸二丁基锡，更优选的：催化剂为二月桂酸二丁基锡。

优选的，流平剂为：BYK333聚醚改性聚二甲基硅氧烷、BYK322芳烷基改性聚甲基烷基硅氧烷、BYK300聚醚改性聚二甲基硅氧烷、EFKA3772氟碳改性丙烯酸树脂、EFKA3600氟碳树脂、TEG0280聚醚硅氧烷共聚物或TEG0700脂肪酸衍生物溶液，更优选的：流平剂为BYK333聚醚改性聚二甲基硅氧烷。

本发明所述固化剂中的溶剂包括：乙氧基丙酸乙酯、丙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯或混合二甲苯，优选的：溶剂为乙氧基丙酸乙酯和丙酸丁酯。

其中优选固化剂中的溶剂为下列重量份数的原料：

丙酸丁酯 17.0-26.0

乙氧基丙酸乙酯 2.0-3.0。

优选的，固化剂的聚异氰酸酯为：HT100聚异氰酸酯、HI100聚异氰酸酯、N3390聚异氰酸酯、TSE-100聚异氰酸酯或N3800聚异氰酸酯，更优选的，固化剂为N3390聚异氰酸酯和N3800聚异氰酸酯。

优选的，固化剂的吸水剂为：TI吸水剂。

本发明聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)主剂制备：

A、配料：将配方量的聚天门冬氨酸树脂、部分溶剂混合后搅拌均匀，在中低速搅拌状态下加入分散剂、阻燃剂、颜料、填料、防尘剂和消泡剂搅拌均匀；

B、分散：将搅拌均匀的料浆在卧式研磨机上进行研磨至细度小于20微米；

C、调和：在高速搅拌状态下缓慢加入耐磨粉、催化剂、光吸收剂、光稳定剂和流平剂，充分搅拌并加入余量的溶剂调节涂料粘度至T-4杯在23℃测试20-30秒，固体含量为大于70％，喷涂测试合格后过滤包装；

(2)固化剂制备：将配方量的聚异氰酸酯、溶剂混合并在中速搅拌下搅拌均匀，在搅拌状态下缓慢加入吸水剂并充分搅拌均匀，测试合格后过滤包。

使用时将分别包装的主剂与固化剂以100∶25～100∶42的重量份数比混合并添加稀释剂调节粘度至施工粘度后，即可进行相应工件的喷涂涂装。

本发明聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料在在制备飞机行李架、高档商务车后备箱、轿车后备箱和高档客车行李舱具有涂料涂层的产品涂装中的应用。

本发明通过使用聚天门冬氨酸树脂，利用其固体含量高、粘度低、弹性好、低温干燥、耐老化性好等特性，使涂料具有高施工固体、低温干燥、综合防护性能优异的特性保证了低VOC排放、降低了能源消耗、保证了涂层的长效防护性。聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料具有良好的涂膜性能、施工性能和极佳的装饰效果。

本发明的涂料，通过纳米云母粉的加入增强了漆膜对湿气的抵挡作用，从而保证了涂膜的防护效果的增强；通过沸石粉的加入大大减少涂料中水的含量从而达到产品理想的基团反应，形成性能稳定的涂膜。

本发明的涂料，通过玻璃粉的加入使得涂膜对硬物磕碰摩擦具有很强的抵抗作用，漆膜保持良好的外观从而达到装饰性的长效一致性。

本发明的涂料，通过研究光吸收剂对紫外线波段的吸收和光稳定剂对自由基的捕捉稳定效果来确定两种助剂协同作用的最佳比例，达到最佳的增强涂膜耐老化效果从而形成长效防护的涂层。

本发明的涂料，通过对分散剂、阻燃剂、消泡剂、流平剂等助剂的筛选和合理搭配使得涂膜具有良好的装饰性、阻燃性、施工稳定性和环境适应性。

本发明的涂料，通过对脂肪族弹性聚异氰酸酯的使用使得涂膜具有良好的弹性可以抵抗外界的冲击能够很好的起到缓冲作用并具有良好的恢复性；同时涂膜的耐老化性良好使得涂膜整体的防护性更加长效。

本发明的涂料，用以上聚天门冬氨酸树脂配以颜料、填料、分散剂、阻燃剂、耐磨粉、防尘剂、催化剂、消泡剂、流平剂、光吸收剂、光稳定剂、溶剂等材料搭配脂肪族弹性聚异氰酸酯硬化剂、吸水剂、溶剂等制成，该产品可以喷涂在具有涂料配套涂层的表面起到长效防护的作用，涂膜可以在自干或低温烘烤条件下干燥。该聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料涂膜具有高施工固体、VOC排放低、低温干燥、耐老化性良好、耐磨性好、弹性好、阻燃性好、耐化学介质性好、装饰效果良好等特点，涂膜对工件起到综合的长效防护作用和良好得装饰效果。

本发明制备的涂料(实施例1-3)检测的各项指标如下：

1、性能指标：

原漆细度≤80μm

原漆粘度(T-4杯、23-25℃)20-30s

施工固体含量≥70％

固化速度表干：≤30min

实干：≤2h

涂层外观平整细腻

涂层光泽20-40(60°)

附着力(划格法)1mm≤1级

硬度≥B

耐磨性(500g/500r)≤25mg

耐火性(涂层厚度≤3.0mm)，耐火极限≥0.5h

拉伸强度≥1.0Mpa

断裂伸长率≥150％

耐水性(40℃)≥240h

耐酸性(H₂SO₄，0.05mol/L，24h)：不起泡、不脱落、允许轻微变色。

耐碱性(NaOH，0.1mol/L，24h)：不起泡、不脱落、允许轻微变色。

耐汽油(92#汽油，8h)：不起泡、不脱落、允许轻微变色。

耐机油(SF 10W/30)：48h，不起泡、不脱落、允许轻微变色。

耐人工老化(氙灯，800h)：综合评定不大于1级。

2、产品特性：

有益效果：

本发明的涂料具有如下优异特性：

(1)施工固体含量高、VOC排放低：该聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料施工固体大于70％、VOC排放低于360g/L，大大降低了VOC排放符合国家保护环境的要求。

(2)低温干燥节省能耗：该聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料可以在自干或者50-60℃低温条件下进行干燥，符合国家节能减排的要求同时能够很好的适应连续化生产节拍。

(3)长效防护性能优异：该聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料涂膜同时具有良好的弹性可以抵抗冲击、具有良好的耐磨性可以抵抗摩擦、具有良好的耐老化性可以保持涂膜的长期装饰性、具有良好的耐化学介质性可以抵挡外界的腐蚀和污染，该涂膜具有综合的长效防护特性可以有效保护工件、延长工件使用时间并保持良好的外观装饰性。

(4)施工性优良：该聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料对施工环境的适应性强，可以适应一定的湿度、温度在不同施工环境下进行施工的可行性较好。

本发明的涂料所具有的积极效果在于：

1、本发明的涂料从国家政策和对环保的要求出发对产品的施工固体含量、低温干燥等直接影响产品VOC排放和节能降耗的性能进行设定，并且将研究的重点放在涂膜耐老化性的提高上注重涂膜整体性能的长效性。通过云母粉的的层状结构来达到抵抗湿气侵蚀的作用；通过涂膜对紫外线的阻隔达到耐老化性的提高并与耐磨性、弹性共同构建涂膜的保护和长效防护功能；通过沸石粉来净化涂料中水汽的含量从而达到最佳的基团反应，得到最佳的涂膜性能。该产品具有VOC排放低、节能降耗、耐化学介质好、施工性优异、长效防护等鲜明特点，具有很好的普遍适用性和广阔的推广空间。

2、产品用途：主要用于飞机行李架、商务车后备箱、轿车后备箱、高档客车行李舱等需要涂料涂层的产品表面。

具体实施方式

为了简单和清楚的目的，下文恰当的省略了公知技术的描述，以免那些不必要的细节影响对本技术方案的描述。以下结合较佳实施例，对本发明做进一步的描述。

特别加以说明的是：聚天门冬氨酸树脂、颜料、填料、耐磨粉和阻燃剂等均有市售；BYK、EFKA、TEGO等助剂，其中BYK代表毕克公司、EFKA代表埃夫卡公司、TEGO代表迪高公司。制备本发明的化学试剂：例如：分散剂、阻燃剂、消泡剂、催化剂、光吸收剂、光稳定剂、流平剂、聚异氰酸酯、吸水剂、溶剂等均可以从市场上买到。本发明所指的份数可以是克，千克或吨，主要以生产的实际需要进行选定。

实施例1

一种聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料，主要原料配比：主剂：固化剂＝100份：42份；

其中：

主剂：

其中的主剂溶剂配比为：

混合二甲苯 9.0份

丙酸丁酯 4.5份

乙氧基丙酸乙酯 1.5份

固化剂：

聚异氰酸酯 72.0份

吸水剂 0.2份

溶剂 27.8份

其中固化剂中的溶剂配比为：

丙酸丁酯 25.0份

乙氧基丙酸乙酯 2.8份。

实施例2

一种聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料，主要原料配比：主剂∶固化剂＝100份∶30份，

其中：

主剂：

其中的主剂溶剂配比为：

混合二甲苯 12.0份

丙酸丁酯 5.5份

乙氧基丙酸乙酯 2.5份

固化剂：

聚异氰酸酯 75.0份

吸水剂 0.3份

溶剂 24.7份

其中固化剂中的溶剂配比为：

丙酸丁酯 24.0份

乙氧基丙酸乙酯 2.7份。

实施例3

一种聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料，主要原料配比：主剂∶固化剂＝100份∶25份，

其中，

主剂：

其中的主剂溶剂配比为：

混合二甲苯 15.0份

丙酸丁酯 7.5份

乙氧基丙酸乙酯 2.5份

固化剂：

聚异氰酸酯 80.0份

吸水剂 0.5份

溶剂 19.5份

其中固化剂中的溶剂配比为：

丙酸丁酯 17.0份

乙氧基丙酸乙酯 2.5份。

实施例1-3涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)主剂制备：

A、配料：将上述重量份数的聚天门冬树脂、部分溶剂混合后搅拌均匀，在600-800转/分钟搅拌状态下加入分散剂、阻燃剂、颜料、填料、防尘剂、消泡剂搅拌均匀；

B、分散：将搅拌均匀的料浆在卧式研磨机上进行研磨至细度20-40微米，优选25微米；

C、调和：在800-1200转/分钟状态下缓慢加入耐磨粉、催化剂、光吸收剂、光稳定剂、流平剂，充分搅拌并加入溶剂调节涂料粘度至T-4杯在23℃测试20-30秒，固体含量为大于70％，喷涂测试合格后过滤包装；

(2)固化剂制备：将上述重量份数的聚异氰酸酯、溶剂混合并在中速搅拌下搅拌均匀，在搅拌状态下缓慢加入吸水剂并充分搅拌均匀，测试合格后过滤包装。

实施例4(实际使用的测试)

常规的涂料涂层用于商务车后备箱工件的例子：

步骤：1.对工件进行除油除脂处理。

2.对工件进行除尘处理。

3.将涂料按照主剂与固化剂的配比进行调配并添加稀释剂调节到施工粘度即可进行喷涂。喷涂后的工件在60℃条件下进行烘烤20min并放入放置间。

4.对完全干燥后的涂层进行局部修整和涂膜性能测试。

涂层厚度：60μm；涂层硬度：B；涂层光泽：32.0％；涂层附着力(划格法)1mm，1级；涂层耐磨性：20.2mg；涂层耐火极限≥0.5h；涂层拉伸强度：1.2Mpa；涂层断裂伸长率：175％；涂层耐水性：288h；涂层耐酸性：不起泡、不脱落、轻微变色；涂层耐碱性：不起泡、不脱落、轻微变色；涂层耐汽油性：不起泡、不脱落、轻微变色；涂层耐机油性：不起泡，不脱落、轻微变色；涂层耐人工老化性：综合评定0级；涂层涂膜外观柔和、丰满、装饰效果和防护效果良好。

结果表明：

(1)本发明的涂料固体含量高、VOC排放低于360g/L，符合环保要求。

(2)本发明的涂料在60℃低温烘烤20min条件下干燥，节省大量的能源消耗，符合国家节能降耗的要求。

(3)本发明的涂料耐老化800h以上，具有很好的耐候性，符合长效防护的要求。

(4)本发明的涂层耐磨性、阻燃性、拉伸强度、耐水性、耐化学介质、耐老化等综合性能优异，具有全面的长效防护作用，具有普遍的涂装应用和市场推广性。

虽然本发明结合它的专门的实施例已做了详细的描述，但是对于本技术领域熟悉的人，在不脱离上述专利范围与精神的条件下能做出各种各样的变化和改进。凡依据本发明的技术实质所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范畴和保护范围。

Claims

1.一种聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料，其特征在于，该聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料由主剂和固化剂组成，其中主剂和固化剂的重量份数为100：25～100：42；其中主剂和固化剂分别由下列重量份数的原料加工而成：

主剂：

固化剂：

聚异氰酸酯 70.0-80.0

吸水剂 0.2-0.6

溶剂 19.0-29.0。

2.权利要求1所述的一种聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料，其特征在于，其中颜料为钛白粉、碳黑或酞菁蓝，填料为超细滑石粉、纳米云母粉、超细沉淀硫酸钡或沸石粉，耐磨粉为石英粉、玻璃粉或氧化铝粉。

3.权利要求1所述的一种聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料，其特征在于，其中阻燃剂为聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺。

4.权利要求1所述的一种聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料，其中分散剂为BYK163、BYK9076、EFKA4080、EFKA5065、TEG0280或TEG0700，防尘剂为气相二氧化硅、膨润土或防尘蜡。

5.权利要求1所述的一种聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料，其特征在于，其中消泡剂为BYK052、BYK141、BYK077、EFKA2722、EFKA2048、TEGO420或TEG0986，光吸收剂为EV81、UV1130或5530。

6.权利要求1所述的一种聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料，其特征在于，光稳定剂为EV93、UV292或5529，催化剂为氧化铅、磺酸锌、磺酸钠或二月桂酸二丁基锡，流平剂为BYK333、BYK322、BYK300、EFKA3772、EFKA3600、TE60280或TEGO700。

7.权利要求1所述的一种聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料，其特征在于，主剂中溶剂的组成为：

混合二甲苯 9.0-15.0

丙酸丁酯 4.5-7.5

乙氧基丙酸乙酯 1.5-5.0。

8.权利要求1所述一种聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料，其特征在于，固化剂的聚异氰酸酯为：聚异氰酸酯HT100、聚异氰酸酯HI100、聚异氰酸酯N3390、聚异氰酸酯TSE-100或聚异氰酸酯N3800，吸水剂为：TI，固化剂中的溶剂为下列重量份数的原料组成：

丙酸丁酯 17.0-26.0

乙氧基丙酸乙酯 2.0-3.0 。

9.一种制备权利要求1-8任一项所述聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)主剂制备：

A、配料：将配方量的聚天门冬树脂、部分溶剂混合后搅拌均匀，在搅拌状态下加入阻燃剂、分散剂、颜料、填料、防尘剂和消泡剂搅拌均匀；

C、调和：在高速搅拌状态下缓慢加入耐磨粉、催化剂、光吸收剂、光稳定剂和流平剂，充分搅拌并加入溶剂调节涂料粘度至T-4杯在23℃测试20-30秒，固体含量为大于70％，喷涂测试合格后过滤包装；

(2)固化剂制备：将配方量的聚异氰酸酯、溶剂混合并在中速搅拌下搅拌均匀，在搅拌状态下缓慢加入吸水剂并充分搅拌均匀，测试合格后过滤包装；

使用时将分别包装的主剂与硬化剂按配方量混合并添加少量稀释剂调节粘度至施工粘度后即可进行相应工件的喷涂施工。

10.权利要求1-9任一项所述聚天门冬氨酸树脂行李舱涂料在飞机行李架、商务车后备箱、轿车后备箱和客车行李舱部位涂装应用。