CN111621220A - 轨道交通车辆内饰用水性双组分涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及内饰用涂料技术领域，具体涉及一种轨道交通车辆内饰用水性双组分涂料及其制备方法，涂料包括重量比为10：1的组分A和组分B，组分A包括水性羟基丙烯酸树脂、水性羟基聚氨酯手感树脂、水性羟基有机硅手感助剂、颜填料、环保阻燃剂、砂纹蜡、消光粉、水性分散剂、水性润湿剂、水性消泡剂、水性流平剂、水性增稠剂和水；组分B包括水性聚异氰酸酯树脂和溶剂；制备方法包括组分A的制备和组分B的制备。本发明涂料采用双组分交联固化技术，同时配合水性羟基有机硅手感助剂，使涂料的手感能保持长期稳定，VOC含量和残余单体量低，不含甲醛、苯系物等，适合人体接触，非常适合应用于轨道交通车辆的内饰涂装。

Description

轨道交通车辆内饰用水性双组分涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及内饰用涂料技术领域，具体涉及一种轨道交通车辆内饰用水性双组分涂料及其制备方法。

背景技术

近年来，轨道交通行业取得了极大发展，对相关的配套行业带来了新的要求，特别是对轨道交通车辆内饰涂装材料提出了新的技术要求，技术要求如下：

(一)轨道交通车辆内部空间狭小，一旦发生火灾便会造成极大的损失，因此要求内饰涂层具有抑制火焰燃烧、烟密度、烟毒气散发功能；

(二)涂料必须具有低的VOC排放量、不含甲醛、苯系物等要求；

(三)内饰涂层除应具备一定的装饰性外，还必须具备优秀的防护性能，如耐磨、耐刮擦、耐水、耐手汗、附着力好、不易脱落等性能。

虽然轨道交通行业发展迅速，但是发展时间较短，相关的配套还没有完全跟上轨道交通发展的步伐，特别是在绿色环保的水性涂料领域。因此，开发满足轨道交通内饰严苛的技术要求的水性涂料显得特别重要，不仅可以填补行业空白，还将促进轨道交通行业的进一步发展。

发明内容

针对现有技术缺少绿色环保且满足使用要求的轨道交通内饰用涂料的问题，本发明提供一种轨道交通车辆内饰用水性双组分涂料及其制备方法，本发明涂料采用双组分交联固化技术，同时配合水性羟基有机硅手感助剂，使涂料的手感能保持长期稳定，VOC含量和残余单体量低，不含甲醛、苯系物等，适合人体接触，非常适合应用于轨道交通车辆的内饰涂装。

第一方面，本发明提供一种轨道交通车辆内饰用水性双组分涂料，所述涂料包括组分A和组分B，所述组分A与组分B的重量比为10：1，

所述组分A包括如下重量百分比的成分：

水性羟基丙烯酸树脂20％-70％、水性羟基聚氨酯手感树脂5％-25％、水性羟基有机硅手感助剂0.2％-2％、颜填料5％-35％、环保阻燃剂1％-10％、砂纹蜡3％-10％、消光粉0.5％-5％、水性分散剂0.1％-1％、水性润湿剂0.1％-1％、水性消泡剂0.1％-1％、水性流平剂0.2％-1％、水性增稠剂0.2％-1.5％，余量为水；

所述组分B包括如下重量百分比的成分：

水性聚异氰酸酯树脂70％-100％、溶剂0-30％。

进一步的，所述水性羟基丙烯酸树脂包括水性羟基丙烯酸一级分散体、水性羟基丙烯酸二级分散体中的一种或两种，优选为一级分散体与二级分散体按照重量比1:2复配。

进一步的，所述水性羟基聚氨酯手感树脂包括水性丙烯酸改性羟基聚氨酯手感树脂、聚酯改性羟基聚氨酯手感树脂、油改性羟基聚氨酯手感树脂中的一种或多种。

进一步的，所述水性羟基有机硅手感助剂为带羟基的有机硅手感助剂。

进一步的，所述颜填料包括颜料和填料，

所述颜料可以为不含重金属的炭黑粉、二氧化钛、酞菁蓝、酞菁绿等各色颜料，

所述填料可以为硫酸钡、滑石粉、碳酸钙、硅灰石粉、高岭土等各种填料。

进一步的，所述环保阻燃剂包括无机阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂中的一种或多种。

进一步的，所述砂纹蜡包括聚乙烯蜡砂纹蜡、聚丙烯蜡砂纹蜡、聚四氟乙烯蜡砂纹蜡中的一种或者多种。

进一步的，所述消光粉包括改性二氧化硅消光粉、未改性二氧化硅消光粉中的一种或两种。

进一步的，所述水性分散剂包括离子型分散剂、非离子型分散剂、高分子量型分散剂中的一种或多种，优选为高分子量型分散剂。

进一步的，所述水性润湿剂包括聚醚型润湿剂、有机硅型润湿剂中的一种或两种，优选为有机硅型润湿剂。

进一步的，所述水性消泡剂包括聚合物非硅型消泡剂、有机硅型消泡剂中的一种或两种，优选为聚合物非硅型消泡剂与有机硅消泡剂按照重量比1：2复配。

进一步的，所述水性流平剂包括聚丙烯酸酯流平剂、有机硅流平剂中的一种或两种，优选为聚丙烯酸酯流平剂与有机硅流平剂按照重量比1：1复配。

进一步的，所述水性增稠剂包括粘土类增稠剂、聚丙烯酸增稠剂、聚氨酯增稠剂中的一种或多种，优选为粘土类增稠剂、聚丙烯酸类增稠剂与聚氨酯增稠剂按照重量比2：1：1复配。

进一步的，所述溶剂为PMA、PGDA中的一种或两种。

第二方面，本发明提供一种上述轨道交通车辆内饰用水性双组分涂料制备方法，所述方法包括组分A的制备和组分B的制备，其中，

所述组分A的制备方法包括如下步骤：

(1)在干净的容器里依次加入水性分散剂、水性消泡剂和颜填料，研磨至细度20-30微米；

(2)在干净的容器里依次加入水、水性羟基丙烯酸树脂、水性羟基聚氨酯手感树脂、混合均匀后，在搅拌下，加入步骤(1)的研磨浆料，并充分混合均匀；

(3)依次加入水性羟基有机硅手感助剂、环保阻燃剂、砂纹蜡、消光粉、水性润湿剂、水性消泡剂、水性流平剂和水性增稠剂；

所述组分B的制备方法为依次加入水性聚异氰酸酯树脂、溶剂，并混合均匀。

本发明的有益效果在于，

本发明水性双组分涂料采用水性羟基丙烯酸树脂与聚异氰酸酯树脂双组分交联热固性成膜方式，形成立体空间网络状结构，赋予涂膜更好的性能；

本发明双组分交联热固性成膜方式避免了单组份丙烯酸改性聚氨酯树脂的热塑性成膜方式树脂堆积成膜、未有交联的不足，相对于具有明显热粘冷脆缺点的热塑性丙烯酸改性聚氨酯树脂膜，本发明涂膜具有优异的附着力、柔韧性、硬度、耐水性、耐手汗性等特点，性能满足轨道交通车辆严苛的技术要求；

本发明双组分交联热固性成膜方式可将砂纹蜡包裹的更加密实，可有效防止砂纹蜡脱失，克服了单组份树脂涂装的轨道交通车辆因长期的人体接触造成的砂纹剂脱落，失去砂纹效果；

本发明选用手感树脂赋予涂膜手感效果，同时因其含有羟基，与聚异氰酸酯树脂交联，可保持手感的长期稳定性；

本发明选用的水性羟基丙烯酸树脂不含甲醛、苯系物，残余单体含量小于100ppm，已达到涂层的环保要求；

本发明的环保阻燃剂在涂层中具有抑制火焰燃烧、烟密度、烟毒气散发功能的同时，还具有安全环保、无毒无害的特点；

本发明VOC含量和残余单体量极低，且不含甲醛、苯系物以及其他重金属等物质，适合人体接触，安全环保。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将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，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

一种轨道交通车辆内饰用水性双组分涂料，所述涂料包括组分A和组分B，所述组分A与组分B的重量比为10：1，

所述组分A包括如下成分：

水性羟基丙烯酸树脂30％、水性羟基聚氨酯手感树脂20％、水性羟基有机硅手感助剂0.5％、颜填料25％、环保阻燃剂5％、砂纹蜡4％、消光粉1％、水性分散剂0.2％、水性润湿剂0.2％、水性消泡剂0.5％、水性流平剂0.5％、水性增稠剂0.7％，余量为水，

其中，水性羟基丙烯酸树脂为一级分散体与二级分散体按照重量比1:2复配，

水性羟基聚氨酯手感树脂为水性丙烯酸改性羟基聚氨酯手感树脂，

水性羟基有机硅手感助剂为带羟基的有机硅手感助剂，

颜填料包括不含重金属的酞菁蓝和碳酸钙，

环保阻燃剂为无机阻燃剂，

砂纹蜡为聚乙烯蜡砂纹蜡，

消光粉为改性二氧化硅消光粉，

水性分散剂为高分子量型分散剂，

水性润湿剂为有机硅型润湿剂，

水性消泡剂为聚合物非硅型消泡剂与有机硅消泡剂按照重量比1：2复配，

水性流平剂为聚丙烯酸酯流平剂与有机硅流平剂按照重量比1：1复配，

水性增稠剂为粘土类增稠剂、聚丙烯酸类增稠剂与聚氨酯增稠剂按照重量比2：1：1复配；

组分A的制备方法包括如下步骤：

(1)在干净的容器里依次加入水性分散剂、一半的水性消泡剂和颜填料，研磨至细度20-30微米；

(2)在干净的容器里依次加入水、水性羟基丙烯酸树脂、水性羟基聚氨酯手感树脂、混合均匀后，在搅拌下，加入步骤(1)的研磨浆料，并充分混合均匀；

(3)依次加入水性羟基有机硅手感助剂、环保阻燃剂、砂纹蜡、消光粉、水性润湿剂、剩余的水性消泡剂、水性流平剂和水性增稠剂；

所述组分B包括如下重量百分比的成分：

水性聚氨酯酸酯树脂95％，溶剂5％，溶剂为PMA；

组分B的制备方法为依次加入水性聚异氰酸酯树脂、溶剂，并混合均匀。

使用时，将组分A和组分B混合均匀即可。

实施例2

组分A包括如下重量百分比的成分：

水性羟基丙烯酸树脂66％、水性羟基聚氨酯手感树脂20％、水性羟基有机硅手感助剂1.8％、颜填料30％、环保阻燃剂8.5％、砂纹蜡7％、消光粉4.5％、水性分散剂0.8％、水性润湿剂0.8％、水性消泡剂0.8％、水性流平剂0.8％、水性增稠剂1.2％，余量为水，水性羟基聚氨酯手感树脂为油改性羟基聚氨酯手感树脂，砂纹蜡为聚丙烯蜡砂纹蜡；

组分B包括如下重量百分比的成分：

水性聚异氰酸酯树脂90％，溶剂10％，溶剂为PGDA；

组分A、组分B其余成分及制备方法与实施例1一致。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于组分A和组分B各成分用量不同，

实施例3中组分A如下重量百分比的成分：

水性羟基丙烯酸树脂45％、水性羟基聚氨酯手感树脂15％、水性羟基有机硅手感助剂1％、颜填料20％、环保阻燃剂6％、砂纹蜡6％、消光粉3％、水性分散剂1％、水性润湿剂0.6％、水性消泡剂0.6％、水性流平剂0.8％、水性增稠剂0.8％，余量为水，水性羟基聚氨酯手感树脂为聚酯改性羟基聚氨酯手感树脂，砂纹蜡为聚四氟乙烯蜡砂纹蜡；

所述组分B包括如下重量百分比的成分：

水性聚异氰酸酯树脂85％，溶剂15％，溶剂为PMA、PGDA按照重量比1：1复配；

组分A、组分B其余成分及制备方法与实施例1一致。

对比例1

对比例1与实施例3的区别在于对比例1以不含羟基的水性有机硅手感助剂代替水性羟基有机硅手感助剂。

对比例2

对比例2与实施例3的区别在于对比例2的水性羟基丙烯酸树脂仅为水性羟基丙烯酸一级分散体。

对比例3

对比例3与实施例3的区别在于对比例2的水性羟基丙烯酸树脂仅为水性羟基丙烯酸二级分散体。

测试例1

对上述实施例3、对比例1-3进行性能测试，测试结果如下表1所示。

表1性能测试结果

从表1可以看出，含羟基的水性有机硅手感助剂能够交联在漆膜中，不仅能够长久的保持手感，对耐磨性能的提升也很明显；一级分散体含量增加，漆膜的硬度、耐磨性和耐水性会下降；二级分散体的含量增加，VOC含量增加，同时手感变差。

尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (10)

1.轨道交通车辆内饰用水性双组分涂料，其特征在于，所述涂料包括组分A和组分B，所述组分A与组分B的重量比为10：1，

所述组分A包括如下重量百分比的成分：

水性羟基丙烯酸树脂20％-70％、水性羟基聚氨酯手感树脂5％-25％、水性羟基有机硅手感助剂0.2％-2％、颜填料5％-35％、环保阻燃剂1％-10％、砂纹蜡3％-10％、消光粉0.5％-5％、水性分散剂0.1％-1％、水性润湿剂0.1％-1％、水性消泡剂0.1％-1％、水性流平剂0.2％-1％、水性增稠剂0.2％-1.5％，余量为水；

所述组分B包括如下重量百分比的成分：

水性聚异氰酸酯树脂70％-100％、溶剂0-30％。

2.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸树脂包括水性羟基丙烯酸一级分散体、水性羟基丙烯酸二级分散体中的一种或两种。

3.如权利要求2所述的涂料，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸树脂为水性羟基丙烯酸一级分散体与水性羟基丙烯酸二级分散体按照重量比1:2复配。

4.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述水性羟基聚氨酯手感树脂包括水性丙烯酸改性羟基聚氨酯手感树脂、聚酯改性羟基聚氨酯手感树脂、油改性羟基聚氨酯手感树脂中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述颜填料包括颜料和填料，

所述颜料包括不含重金属的炭黑粉、二氧化钛、酞菁蓝、酞菁绿，

所述填料包括硫酸钡、滑石粉、碳酸钙、硅灰石粉、高岭土。

6.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述环保阻燃剂包括无机阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂中的一种或多种；

所述砂纹蜡包括聚乙烯蜡砂纹蜡、聚丙烯蜡砂纹蜡、聚四氟乙烯蜡砂纹蜡中的一种或者多种；

所述消光粉包括改性二氧化硅消光粉、未改性二氧化硅消光粉中的一种或两种；

所述水性分散剂包括离子型分散剂、非离子型分散剂、高分子量型分散剂中的一种或多种；

所述水性润湿剂包括聚醚型润湿剂、有机硅型润湿剂中的一种或两种。

7.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述水性消泡剂包括聚合物非硅型消泡剂、有机硅型消泡剂中的一种或两种；

所述水性流平剂包括聚丙烯酸酯流平剂、有机硅流平剂中的一种或两种；

所述水性增稠剂包括粘土类增稠剂、聚丙烯酸增稠剂、聚氨酯增稠剂中的一种或多种。

8.如权利要求7所述的涂料，其特征在于，所述水性消泡剂为聚合物非硅型消泡剂与有机硅消泡剂按照重量比1：2复配；

所述水性流平剂为聚丙烯酸酯流平剂与有机硅流平剂按照重量比1：1复配；

所述水性增稠剂为粘土类增稠剂、聚丙烯酸类增稠剂与聚氨酯增稠剂按照重量比2：1：1复配。

9.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述溶剂为PMA、PGDA中的一种或两种。

10.如权利要求1所述的涂料的制备方法，其特征在于，所述方法包括组分A的制备和组分B的制备，其中，

所述组分A的制备方法包括如下步骤：

(1)在干净的容器里依次加入水性分散剂、水性消泡剂和颜填料，研磨至细度20-30微米；

(2)在干净的容器里依次加入水、水性羟基丙烯酸树脂、水性羟基聚氨酯手感树脂、混合均匀后，在搅拌下，加入步骤(1)的研磨浆料，并充分混合均匀；

(3)依次加入水性羟基有机硅手感助剂、环保阻燃剂、砂纹蜡、消光粉、水性润湿剂、水性消泡剂、水性流平剂和水性增稠剂；

所述组分B的制备方法为依次加入水性聚异氰酸酯树脂、溶剂，并混合均匀。