CN111299100A - 一种可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法 - Google Patents

一种可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法，包括以下步骤：(1)在汽车表面喷涂无化学交联反应的1k底色漆，表干5－10分钟；(2)在所述1k底色漆上喷涂无化学交联反应的含有0.5％－1％的催干剂的1k透明促进涂料，表干5－10分钟；(3)喷涂2k罩光清漆，1k透明促进涂料中的催干剂向2k罩光清漆涂层中迁移，形成2k罩光清漆层，并促成罩光清漆的快速固化。本发明还提供了采用该方法制备的汽车面漆复合涂层、其克服了既可以提高2k罩光清漆的干燥速度又可以延长2k罩光清漆活化期的技术难题。采用本发明进行汽车面漆复合涂层及其制备方法，不需要烘烤，不需要改造或添加设备，不需要额外的操作培训，实用性强。

Description

一种可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法
技术领域
本发明涉及汽车油漆技术领域，特别涉及一种可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法。
背景技术
随着我国汽车产销量的逐年增长，汽车修补涂料的用量越来越大，而汽车色彩也越来越丰富，汽车色彩由汽车面漆提供。汽车面漆分为两种类型。一种是2k实色面漆，由羟基丙烯酸树脂或聚酯树脂或二者混拼作为主要材料，配以各种颜料、溶剂、助剂等材料组成A组份，以多异氰酸酯固化剂作为B组份，施工时A组分与B组分以一定比例混合搅拌均匀后，用稀释剂调制成喷涂粘度，进行喷涂施工。另一种是1K底色漆加2k罩光清漆的复合涂层。其中1k底色漆由低羟值丙烯酸树脂和醋酸丁酸纤维素作为主要材料，配以各种颜料、溶剂、助剂等材料组成，施工时用稀释剂调制成喷涂粘度，进行喷涂施工，1k底色漆主体成膜物质具有较高的玻璃化温度，属于物理干燥，干燥迅速，由于没有产生化学交联反应，因此耐水性，耐油性均较差，并且光泽较低，因此上层必须喷涂2k罩光清漆进行保护和装饰。2k罩光清漆由羟基丙烯酸树脂或聚酯树脂或二者混拼作为主要材料，配以各种溶剂、助剂等材料组成A组份，以多异氰酸酯固化剂作为B组份，施工时A组分与B组分以一定比例混合搅拌均匀后，用稀释剂调制成喷涂粘度，喷涂粘度一般为16－18秒，进行喷涂施工,施工后A组份的羟基(－OH)和B组份的异氰酸酯基(-NCO)在常温下交联、固化，形成坚硬而光亮的涂膜，具有长期的保色保光性，耐候性佳，耐溶剂性佳。
目前汽车修补行业向“快修”“节能”方向发展，希望可以在免烘烤的同时，涂层也能干燥迅速，这样可以节省能源，也可以节省工时，提高交车效率。在1k底色漆+2k罩光清漆的复合涂层中，1k底色漆属于物理干燥，没有化学交联反应，干燥速度快，2K罩光清漆由于需要－OH与－NCO产生化学交联反应，干燥速度慢，特别是在冬天，由于温度较低，施工后涂膜迟迟达不到抛光所需硬度，导致交车延迟，是目前急需解决的难题。常规的解决方案是在2k罩光清漆中添加催干剂或采用对涂膜加热的方式或两种方式同时进行，虽然能够有效促进化学交联反应,提高干燥速度，然而在干燥速度提高的同时,也带来一些弊端。例如对涂膜加热，需要消耗电能，成本增加；在2k罩光清漆中添加催干剂也可有效提高涂层干燥速度，但是会导致清漆A组分与B组份混合后反应加快，分子量上升，粘度升高，施工时间大大缩短，即活化期短，表现为混合后的施工状态混合液在短时间内必须用完，否则整个混合液粘度上升，喷涂时涂膜产生大量桔皮，或产生抽丝现象，无法形成完整涂膜，最终粘度上升固化成胶状物，因此满足不了整车喷涂施工时间的要求。
现有技术中的专利号为201510266488.7公开了一种环境固化、快速干燥汽车表面整修中底漆组合物及使用方法，其提供实质上不含异氰酸酯的适用于制得快速干燥汽车底漆组合物和涂料的多组分组合物，所述组合物具有20-60％的PVC，并且包含一或多种颜料、增量剂或填充剂、一或多种a)由醇酸多元醇或丙烯酸多元醇制成的聚氨基甲酸酯以及一或多种b)作为第二组分的聚醛或其缩醛或半缩醛。所述多组分组合物在0℃到低于80℃的温度下快速固化以形成交联聚氨酯，所述交联聚氨酯在仅15到45分钟之后干燥以使得能够砂磨。
上述专利能够提供一种能够在0℃到低于80℃的温度下快速固化且仅在15到45分钟之后便能干燥且能够砂磨的汽车底漆组合物，但是其活化期较短、也不能应用于汽车面漆，无法同时满足施工工艺及漆膜性能的综合要求。
发明内容
本发明目的在于，针对现有技术的上述不足，提供一种同时满足施工工艺及漆膜性能的综合要求，可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法，以及可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层，通过独创的透明促进涂料及其干膜，克服既可以提高2k罩光清漆的干燥速度又可以延长2k罩光清漆的活化期的矛盾。
本发明所述的组分含量，均为质量百分比。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法，包括以下步骤：
(1)在汽车表面喷涂无化学交联反应的1k底色漆，表干5－10分钟，形成1k底色漆层；
(2)在所述1k底色漆上喷涂无化学交联反应的含有0.5％－1wt％的催干剂的1k透明促进涂料，表干5－10分钟，形成1k透明促进涂料层；
(3)在所述1k透明促进涂料上喷涂有化学交联反应的不含催干剂的2k罩光清漆，所述的1k透明促进涂料中的催干剂向1k底色漆层及2k罩光清漆涂层中渗透迁移，形成2k罩光清漆层，并促成罩光清漆的快速固化。
作为本发明的进一步改进，喷涂1k透明促进涂料形成的1k透明促进涂料干膜的厚度为8-15微米。
作为本发明的进一步改进，所述1K透明促进涂料中的主体树脂为含量为20－35％的低羟值丙烯酸树脂。
作为本发明的进一步改进，所述1K透明促进涂料中的辅助树脂为含量为20－30％的20％CAB-381-2或20％CAB-381-0.5。
作为本发明的进一步改进，所述20％CAB-381-2或20％CAB-381-0.5由20份伊士曼化工CAB-381-2或CAB-381-0.5用80份醋酸丁酯溶解成20％浓度的溶液制成。
作为本发明的进一步改进，所述催干剂为有机铋聚合物，含量为0.5－1％。
作为本发明的进一步改进，所述1K透明促进涂料中所用溶剂可为醋酸丁酯、二甲苯、甲基异丁基酮、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种，还包括润湿剂、流平剂、脱水剂。
一种根据权利上述方法所制得的可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层，包括：1k底色漆层、覆盖于所述1k底色漆层的1k透明促进涂料层以及覆盖于所述1k透明促进涂料层的2k罩光清漆层；所述1k透明促进涂料层包括含量为20－35％的低羟值丙烯酸树脂、含量为20－30％的20％CAB-381-2或20％CAB-381-0.5，以及0.5％－1％的有机铋聚合物催干剂。
作为本发明的进一步改进，所述1k透明促进涂料层还包括醋酸丁酯、二甲苯、甲基异丁基酮、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种，还包括润湿剂、流平剂、脱水剂。
作为本发明的进一步改进，所述1k透明促进涂料层的干膜厚度为8-15微米。
与现有技术相比具有的优点：
本发明可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法，采用1k透明促进涂料作为中间渗透层，施工完成后，1k透明促进涂料中的催干剂向1k底色漆层及2k罩光清漆涂层中渗透迁移，并促成罩光清漆的快速固化。通过本发明方法，可以大大提高2k罩光清漆的干燥速度，又可以延长2k罩光清漆的活化期，采用本发明方法进行汽车面漆复合涂层制备，过程中不需要烘烤，不需要改造或添加设备，不需要针对作业人员进行额外的操作培训，实用性强。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合具体实施例来对其进行详细说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所述的组分含量，均为质量百分比。
实施例1：
在温度8℃，湿度50％RH时，可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法，包括以下步骤：
(1)在汽车表面喷涂无化学交联反应的1k底色漆，表干5－10分钟，形成1k底色漆层；
(2)在所述1k底色漆上喷涂无化学交联反应的含有0.5％－1wt％的催干剂的1k透明促进涂料，表干5－10分钟，形成1k透明促进涂料层；
(3)在所述1k透明促进涂料上喷涂有化学交联反应的不含催干剂的2k罩光清漆，所述的1k透明促进涂料中的催干剂向1k底色漆层及2k罩光清漆涂层中渗透迁移，形成2k罩光清漆层，并促成罩光清漆的快速固化。
喷涂1k透明促进涂料形成的1k透明促进涂料干膜的厚度为8-15微米。
所述1K透明促进涂料中的主体树脂为含量为20－35wt％的低羟值丙烯酸树脂。
所述1K透明促进涂料中的辅助树脂为含量为20－30wt％的20％CAB-381-2或20％CAB-381-0.5。
所述20％CAB-381-2或20％CAB-381-0.5由20份伊士曼化工CAB-381-2或CAB-381-0.5用80份醋酸丁酯溶解成20wt％浓度的溶液制成。
所述催干剂为有机铋聚合物，含量为0.5－1wt％。
所述1K透明促进涂料中所用溶剂可为醋酸丁酯、二甲苯、甲基异丁基酮、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种，还包括润湿剂、流平剂、脱水剂。
具体采用三种方法进行施工，并对其成膜效果进行测试：
方法A：喷涂无化学交联反应的1k底色漆，表干10分钟，喷涂有化学交联反应的不含催干剂的2k罩光清漆；
方法B：喷涂无化学交联反应的1k底色漆，表干10分钟，喷涂有化学交联反应的含催干剂1％的2k罩光清漆；
方法C：喷涂无化学交联反应的1k底色漆，表干10分钟，喷涂无化学交联反应的含有1％的催干剂的1k透明促进涂料，表干10分钟，喷涂有化学交联反应的不含催干剂的2k罩光清漆。
施工完成后，对各工序中用到的涂料进行活化期测试，结果如下：
Figure BDA0002026732420000061
采用权利上述方法所制得的可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层，其包括：1k底色漆层、覆盖于所述1k底色漆层的1k透明促进涂料层以及覆盖于所述1k透明促进涂料层的2k罩光清漆层；所述1k透明促进涂料层包括含量为20－35％的低羟值丙烯酸树脂、含量为20－30％的20％CAB-381-2或20％CAB-381-0.5，以及0.5％－1％的有机铋聚合物催干剂。
所述1k透明促进涂料层还包括醋酸丁酯、二甲苯、甲基异丁基酮、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种，还包括润湿剂、流平剂、脱水剂。
所述1k透明促进涂料层的干膜厚度为8-15微米；其三层干膜整体厚度为60-80微米。
对三种方法汽车面漆复合涂层干膜厚度以及达到可抛光硬度HB的时间进行追踪测试，结果如下表：
Figure BDA0002026732420000062
Figure BDA0002026732420000071
由上述检测结果可知，采用喷涂无化学交联反应的含有1％的催干剂的1k透明促进涂料，通过向上下层渗透迁移，可达到所形成的汽车面漆复合涂层既能快速固化、又能使活化期加长，即克服了既可以提高2k罩光清漆的干燥速度又可以延长2k罩光清漆活化期的技术难题，可以满足施工快速及最终干膜性能好的需求。
实施例2：
本实施例提供的可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法及其涂层，其基本步骤与实施例1相同，其不同之处在于：
在温度25℃，湿度40％RH时，采用三种方法进行施工。
方法A：喷涂无化学交联反应的1k底色漆，表干5分钟，喷涂有化学交联反应的不含催干剂的2k罩光清漆；
方法B：喷涂无化学交联反应的1k底色漆，表干5分钟，喷涂有化学交联反应的含催干剂1％的2k罩光清漆；
方法C：喷涂无化学交联反应的1k底色漆，表干5分钟，喷涂无化学交联反应的含有1％的催干剂的1k透明促进涂料，表干5分钟，喷涂有化学交联反应的不含催干剂的2k罩光清漆。
施工完成后，对各工序中用到的涂料进行活化期测试，结果如下：
Figure BDA0002026732420000072
Figure BDA0002026732420000081
对三种方法汽车面漆复合涂层干膜厚度以及达到可抛光硬度HB的时间进行追踪测试：
Figure BDA0002026732420000082
实施例3：
本实施例提供的可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法及其涂层，其基本步骤与实施例1相同，其不同之处在于：
在温度35℃，湿度30％RH时，采用三种方法进行施工。
方法A：喷涂无化学交联反应的1k底色漆，表干5分钟，喷涂有化学交联反应的不含催干剂的2k罩光清漆；
方法B：喷涂无化学交联反应的1k底色漆，表干5分钟，喷涂有化学交联反应的含催干剂1％的2k罩光清漆；
方法C：喷涂无化学交联反应的1k底色漆，表干5分钟，喷涂无化学交联反应的含有1％的催干剂的1k透明促进涂料，表干5分钟，喷涂有化学交联反应的不含催干剂的2k罩光清漆。
施工完成后，对各工序中用到的涂料进行活化期测试，结果如下：
Figure BDA0002026732420000083
Figure BDA0002026732420000091
对三种方法汽车面漆复合涂层干膜厚度以及达到可抛光硬度HB的时间进行追踪测试：
Figure BDA0002026732420000092
上述实施例中的可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法及其涂层，创新的重点在于，在施工完成后，1k透明促进涂料中的催干剂向底漆层及2k罩光清漆涂层中渗透迁移，并促成罩光清漆的快速固化。通过本发明方法，可以大大提高2k罩光清漆的干燥速度，又可以延长2k罩光清漆的活化期。采用本发明方法进行汽车面漆复合涂层制备方法，施工过程中不需要烘烤，不需要改造或添加设备，不需要针对作业人员进行额外的操作培训，实用性强。
以上结合实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在汽车表面喷涂无化学交联反应的1k底色漆，表干5－10分钟，形成1k底色漆层；
(2)在所述1k底色漆上喷涂无化学交联反应的含有0.5％－1wt％的催干剂的1k透明促进涂料，表干5－10分钟，形成1k透明促进涂料层；
(3)在所述1k透明促进涂料上喷涂有化学交联反应的不含催干剂的2k罩光清漆，所述的1k透明促进涂料中的催干剂向1k底色漆层及2k罩光清漆涂层中渗透迁移，形成2k罩光清漆层，并促成罩光清漆的快速固化。
2.根据权利要求1所述的可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法，其特征在于，喷涂1k透明促进涂料形成的1k透明促进涂料干膜的厚度为8-15微米。
3.根据权利要求2所述的可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法，其特征在于，所述1K透明促进涂料中的主体树脂为含量为20－35wt％的低羟值丙烯酸树脂。
4.根据权利要求3所述的可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法，其特征在于，所述1K透明促进涂料中的辅助树脂为含量为20－30wt％的20％CAB-381-2或20％CAB-381-0.5。
5.根据权利要求4所述的可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法，其特征在于，所述20％CAB-381-2或20％CAB-381-0.5由20份伊士曼化工CAB-381-2或CAB-381-0.5用80份醋酸丁酯溶解成20wt％浓度的溶液制成。
6.根据权利要求1所述的可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法，其特征在于，所述催干剂为有机铋聚合物，含量为0.5－1wt％。
7.根据权利要求4所述的可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层制备方法，其特征在于，所述1K透明促进涂料中所用溶剂可为醋酸丁酯、二甲苯、甲基异丁基酮、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种，还包括润湿剂、流平剂、脱水剂。
8.一种根据权利要求1～7任一所述方法所制得的可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层，其特征在于，包括：1k底色漆层、覆盖于所述1k底色漆层的1k透明促进涂料层以及覆盖于所述1k透明促进涂料层的2k罩光清漆层；所述1k透明促进涂料层包括含量为20－35％的低羟值丙烯酸树脂、含量为20－30wt％的20％CAB-381-2或20％CAB-381-0.5，以及0.5－1wt％的有机铋聚合物催干剂。
9.根据权利要求8所述的可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层，其特征在于，所述1k透明促进涂料层还包括醋酸丁酯、二甲苯、甲基异丁基酮、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种，还包括润湿剂、流平剂、脱水剂。
10.根据权利要求8所述的可快速固化且活化期长的汽车面漆复合涂层，其特征在于，所述1k透明促进涂料层的干膜厚度为8-15微米。
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