CN111690312A - 一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆及其制备方法 - Google Patents

一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐刮擦性能的水性聚氨酯面漆，具体的说是一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆及其制备方法，所述耐刮擦性能水性聚氨酯面漆包括A组分、B组分，A组分包括含羟基基团的水性树脂、颜料、填料、水性分散剂、水性硅类消泡剂、水性非硅类消泡剂、水性润湿剂、水性流平剂、水性增稠剂、去离子水，B组分包括水性多异氰酸酯固化剂、含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂、环保溶剂，本发明中的用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，通过A组分和B组分复配，制备的水性聚氨酯面漆具有高光泽，在常温或低温状态下易固化，耐刮擦性能好；本发明的制备工艺简单，容易操作，生产成本低，生产效率高。

Description

一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆及其制 备方法
技术领域
本发明涉及一种水性工业涂料，具体的说是一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆及其制备方法。
背景技术
轨道交通行业是我国关系国计民生的重要产业，轨道交通行业发展情况能代表一个国家的工业实力和技术发展水平。近年来，我国轨道交通行业取得了巨大的进步，铁路建设发展迅猛，高铁运营里程已成为世界第一。作为轨道交通车辆配套的涂层材料-轨道交通涂料是一种装饰性和功能性都具有极高要求的涂料门类。
目前，我国涂料行业正朝着环保性、高性能方向发展，水性涂料作为新型环保材料现已大量运用于轨道交通行业。然而轨道交通车辆运行速度快，如高铁时速可达到350公里/小时，漆膜表面时常会受到石子的撞击；车辆运行区域条件复杂，如在西北地区开行过程中，漆膜时常受风沙磨损；另外车辆运行一段时间后，车身会用清洗剂和刷子进行清洁。以上情况都会导致轨道交通车辆的面漆遭受到不同程度的刮擦和磨损，漆膜受损导致光泽下降，且不可恢复，只能整车返厂，重新喷涂。目前轨道交通面漆耐刮擦性差已成为困扰轨道交通涂料发展的重要行业难题。
因此，轨道交通行业急需一种面漆产品来解决耐刮擦差的行业难题。
发明内容
本发明就是针对上述存在的技术难点，提供一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆及其制备方法，制得的水性聚氨酯面漆，具有高光泽，在常温或低温状态下易固化，耐刮擦性能好等特点，其制备工艺简单，容易操作，生产成本低，生产效率高。
本发明的第一个目的在于提供一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，所述水性聚氨酯面漆包括A组分、B组分；
所述A组分按重量份数计，包括
Figure BDA0002490448100000011
Figure BDA0002490448100000021
所述B组分按重量份数计，包括
水性多异氰酸酯固化剂 30-60份
含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂 30-60份
环保溶剂 0-40份
进一步，所述颜料包括不含重金属的炭黑粉、二氧化钛、氧化铁、酞菁蓝、酞菁绿等无机、有机颜料中的任意一种或多种组合；
进一步，所述填料包括不含重金属的硫酸钡、滑石粉、碳酸钙、硅灰石粉、膨润土、高岭土等天然填料或人工合成填料中的任意一种或多种组合。
进一步，硫酸钡的目数大于1250目。
进一步，所述水性分散剂包括离子型、非离子型分散剂或高分子量型分散剂中的任意一种，优选高分子量分散剂。
进一步，所述水性硅类消泡剂为有机硅型消泡剂中的任意一种，优选硅氧烷共聚物消泡剂。
进一步，所述水性非硅类消泡剂为聚合物非硅型消泡剂中的任意一种，优选聚合物非硅型消泡剂，按重量份数比，水性非硅类消泡剂：水性硅类消泡剂的使用比例为2:1。
进一步，所述水性润湿剂包括聚合物非硅型润湿剂或有机硅型润湿剂中的任意一种，优选有机硅型润湿剂。
进一步，所述水性流平剂包括聚丙烯酸酯流平剂或有机硅流平剂中的任意一种，优选丙烯酸酯流平剂。
进一步，所述水性增稠剂包括粘土类增稠剂、聚酰胺增稠剂或聚氨酯增稠剂中的任意一种，优选聚氨酯增稠剂。
进一步，所述含羟基基团的水性树脂为羟基基团的水性丙烯酸树脂或羟基基团的水性聚酯聚氨酯树脂中的任意一种或两种，优选羟基基团的水性丙烯酸树脂。
进一步，所述羟基基团的水性丙烯酸树脂包括水性羟基丙烯酸一级分散体树脂或水性羟基丙烯酸二级分散体树脂中的任意一种，优选水性羟基丙烯酸二级分散体树脂。
进一步，所述水性羟基丙烯酸二级分散体树脂为含有高活性的羟基基团的水性丙烯酸二级分散体树脂，优选羟基含量(对固体)不小于4.5的水性丙烯酸二级分散体树脂。
进一步，所述水性多异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酸酯固化剂或水性异佛尔酮二异氰酸酯中的任意一种，优选水性六亚甲基二异氰酸酯固化剂。
进一步，所述水性六亚甲基二异氰酸酯固化剂为亲水自乳化或外乳化中的任意一种，优选自乳化亲水改性的水性六亚甲基二异氰酸酯固化剂。
进一步，所述含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂为含硅氧烷基团的脲基甲酸酯、含硅氧烷基团的异氰脲酸酯或含硅氧烷基团的氨基甲酸酯中的任意一种；优选含硅氧烷基团的脲基甲酸酯。
进一步，所述含硅氧烷基团的脲基甲酸酯侧链上至少含有一个—Si(RO)3的基团。
进一步，所述环保溶剂，优选沸点高于150℃的醚脂类型溶剂。
本发明的另一个目的在于提供一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆的制备方法，制备方法如下：
A组分的制备：
1)将去离子水平均分为3份，即去离子水A、去离子水B、去离子水C；
2)将水性分散剂、水性硅类消泡剂、去离子水A，混合均匀，形成混合液A；
3)将颜料、填料加入混合液中，混合均匀，制成浆料；
4)将浆料在转速为3000转/分钟条件下分散60分钟，进行研磨至粒度小于10微米，制成色浆；
5)在调漆缸内加入含羟基基团的水性树脂、去离子水B，在转速为2000转/分钟条件下分散10分钟，然后加入步骤4)中的色浆，混合均匀，得到混合液B；
6)将水性润湿剂、水性流平剂、水性非硅类消泡剂、水性增稠剂、去离子水C加入步骤5)得到的混合液B中，分散混合均匀，过滤包装，得到A组分；
B组分的制备：
1)将水性多异氰酸酯固化剂、含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂、环保溶剂，混合制备成澄清透明的溶液，过滤包装，制备成B组分；
产品制备：将A组分与B组分，混合均匀，得到产品。
本发明制备的产品，采用A组分、B组分单独存放，组合销售，在使用前将A组分、B组分混合均匀，制得耐刮擦性能好的水性聚氨酯面漆,使用时加入去离子水调节至施工粘度，施工到基材上。
进一步，本发明中将A组分、B组分单独存放，可以增加产品的稳定性。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆及其制备方法，本发明中的水性聚氨酯面漆是A组分和B组分复配，制备的水性聚氨酯面漆具有高光泽，在常温或低温状态下易固化，耐刮擦性能好。
1.本发明的水性聚氨酯面漆，即一种水性轨道交通面漆体系，其具有极好的耐刮擦性能，进行验证：将按比例配制好的轨道交通面漆施工在基材上，60℃烘烤1小时，常温条件养护7天后，用负重1公斤的钢丝绒来回摩擦漆膜10个回合，分别测试未被摩擦和被摩擦漆膜的光泽G0和G1；按公式：G1/G0*100％计算光泽保留率，其保留率可达80％以上。
2.本发明的水性聚氨酯面漆，通过测试本发明所涉及的水性轨道交通面漆体系具有优异的外观和很高的光泽。
3、本发明的制备工艺简单，容易操作，生产成本低，生产效率高。
4、本发明中将A组分、B组分单独存放，可以增加产品的稳定性。
5、本发明的水性聚氨酯面漆，使用高羟基含量的A1涂料体系，刮擦后的光泽保留率普遍高于A2和A3体系，这是因为高羟基含量体系的漆膜交联密度高，提升了漆膜的耐刮擦性能。
6、本发明的水性聚氨酯面漆，使用含硅氧烷基团的B3涂料体系，刮擦后的光泽保留率普遍高于B1和B2体系，但漆膜外观不好，有明显的缩孔和雾影，这是因为Desmodur2873亲水性很差，导致体系相容性不好，不能用于水性轨道交通面漆体系。
7、本发明的水性聚氨酯面漆，使用含硅氧烷基团的异氰酸酯固化剂和含亲水基团的异氰酸酯固化剂混拼的B1体系，外观无瑕疵、刮擦后的光泽保留率较高，适用于水性轨道交通面漆体系，其中A1、B1组合的涂层外观良好、初始光泽高、刮擦后的光泽保留率能达到88％，远高于除A1、B3外的其他组合和市售的对比产品，但A1、B3组合外观有明显的缩孔和雾影，不适用于水性轨道交通面漆体系，所以A1、B1组合具有优异的外观效果和卓越的耐刮擦性能，非常适合水性轨道交通面漆体系。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
本发明中所用原材料均为市售产品。
所述水性羟基官能聚丙烯酸二级分散体树脂，固体含量为41％，羟基含量(对固体)为5％，作为A组合物中的水性羟基官能聚丙烯酸分散体树脂使用，购自科思创(中国)有限公司，产品编号为Bayhydrol A2695。
所述水性羟基官能聚丙烯酸二级分散体树脂，固体含量为45％，羟基含量(对固体)为3.3％，作为A组合物中的水性羟基官能聚丙烯酸分散体树脂使用，购自科思创(中国)有限公司，产品编号为Bayhydrol A145。
所述水性羟基官能聚丙烯酸二级分散体树脂，固体含量为45％，羟基含量(对固体)为2.5％，作为A组合物中的水性羟基官能聚丙烯酸分散体树脂使用，购自科思创(中国)有限公司，产品编号为Bayhydrol A2469。
所述基于六亚甲基二异氰酸酯自乳化亲水改性的脂肪族聚异氰酸酯，固体含量为100％，NCO含量(对固体)为20.8％，作为B组合物中双组份聚氨酯体系的固化剂组分使用，购自科思创(中国)有限公司，产品编号为Bayhydur 2655。
所述含硅氧烷基团的脲基甲酸酯的脂肪族聚异氰酸酯，固体含量为100％，NCO含量(对固体)为11.8％，作为B组合物中双组份聚氨酯体系的固化剂组分使用，购自科思创(中国)有限公司，产品编号为Desmodur 2873。
所述金红石型钛白粉，作为A组合物中的主要颜料，固体含量为100％，购自科慕化学(中国)有限公司，产品编号为R 706。
所述含颜料亲和基团的丙烯酸酯共聚物，作为A组合物中的水性分散剂，活性成分含量为40％，购自毕克化学(中国)有限公司，产品编号为BYK 190。
所述聚醚硅氧烷共聚物和憎水颗粒的混合物，作为A组合物中的水性硅类消泡剂，活性成分含量为24％，购自迪高(中国)有限公司，产品编号为Airex 902W。
所述非硅破泡聚合物和憎水颗粒的混合物，作为A组合物中的水性非硅类消泡剂，活性成分含量为100％，购自迪高(中国)有限公司，产品编号为Foamex 830。
所述聚醚改性硅氧烷溶液，作为A组合物中的水性润湿剂，活性成分含量为52％，购自毕克化学(中国)有限公司，产品编号为BYK 346。
所述离子型聚丙烯酸共聚物溶液，作为A组合物中的水性流平剂，活性成分含量为52％，购自毕克化学(中国)有限公司，产品编号为BYK 381。
所述非离子聚氨酯溶液，作为A组合物中的水性增稠剂，活性成分含量为60％，购自迪高(中国)有限公司，产品编号为ViscoPlus 3030。
去离子水：作为主要稀释剂，公司自制。
所述丙二醇二乙酸酯：分子量为160.17，沸点为191℃，毒性低，作为B组合物中的环保溶剂，购自陶氏化学(中国)有限公司。
AD39-9110/0:市售用于轨道交通车辆的水性双组份聚氨酯面漆，作为对比例1，购自三河亮克威泽工业涂料有限公司。
490.8.1.0001：市售用于轨道交通车辆的水性双组份聚氨酯面漆，作为对比例2，购自法国美达涂料有限公司。
测试基材：带电泳底漆的钢板，钢板长、宽、高分别为30厘米、20厘米、0.1厘米，购自广州市弘鸿贸易有限公司。
实施例1
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，包括A组分、B组分；
A组分按重量份数计，包括含羟基基团的水性树脂65.9份、钛白粉颜料20份、填料3份、水性分散剂2份、水性硅类消泡剂0.2份、水性非硅类消泡剂0.4份、水性润湿剂0.3份、水性流平剂1份、水性增稠剂0.2份、去离子水7份；
B组分包括水性多异氰酸酯固化剂30份、含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂30份、环保溶剂40份；
含羟基基团的水性树脂为Bayhydrol A2695；
水性分散剂为BYK 190；
水性硅类消泡剂为Airex 902W；
颜料为R 706；
填料为硫酸钡；
水性润湿剂为BYK 346；
水性流平剂为BYK 381；
水性非硅类消泡剂为Foamex 830；
水性增稠剂为ViscoPlus 3030；
水性多异氰酸酯固化剂为Bayhydur 2655；
含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂为Desmodur 2873；
环保溶剂为丙二醇二乙酸酯；
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆的制备方法，A组分的制备：
1)将去离子水平均分为3份，即去离子水A、去离子水B、去离子水C；
2)将BYK 190、Airex 902W、去离子水A，混合均匀，形成混合液A；
3)将R 706、硫酸钡加入混合液中，混合均匀，制成浆料；
4)将浆料在转速为3000转/分钟条件下分散60分钟，进行研磨至粒度小于10微米，制成色浆；
5)在调漆缸内加入Bayhydrol A2695、去离子水B，在转速为2000转/分钟条件下分散10分钟，然后加入步骤4)中的色浆，混合均匀，得到混合液B；
6)将BYK 346、BYK 381、Foamex 830、ViscoPlus 3030、去离子水C加入步骤5)得到的混合液B中，分散混合均匀，过滤包装，得到A组分；
B组分的制备：
1)将Bayhydur 2655、Desmodur 2873、丙二醇二乙酸酯，混合制备成澄清透明的溶液，过滤包装，制备成B组分。
产品制备：将A组分与B组分，混合均匀，得到产品。
实施例2
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，包括A组分、B组分；
A组分按重量份数计，包括含羟基基团的水性树脂65.9份、钛白粉颜料20份、填料3份、水性分散剂2份、水性硅类消泡剂0.2份、水性非硅类消泡剂0.4份、水性润湿剂0.3份、水性流平剂1份、水性增稠剂0.2份、去离子水7份；
B组分包括水性多异氰酸酯固化剂60份、环保溶剂40份。
含羟基基团的水性树脂为Bayhydrol A2695；
水性分散剂为BYK 190；
水性硅类消泡剂为Airex 902W；
颜料为R 706；
填料为硫酸钡；
水性润湿剂为BYK 346；
水性流平剂为BYK 381；
水性非硅类消泡剂为Foamex 830；
水性增稠剂为ViscoPlus 3030；
水性多异氰酸酯固化剂为Bayhydur 2655；
环保溶剂为丙二醇二乙酸酯；
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆的制备方法，A组分的制备：
1)将去离子水平均分为3份，即去离子水A、去离子水B、去离子水C；
2)将BYK 190、Airex 902W、去离子水A，混合均匀，形成混合液A；
3)将R 706、硫酸钡加入混合液中，混合均匀，制成浆料；
4)将浆料在转速为3000转/分钟条件下分散60分钟，进行研磨至粒度小于10微米，制成色浆；
5)在调漆缸内加入Bayhydrol A2695、去离子水B，在转速为2000转/分钟条件下分散10分钟，然后加入步骤4)中的色浆，混合均匀，得到混合液B；
6)将BYK 346、BYK 381、Foamex 830、ViscoPlus 3030、去离子水C加入步骤5)得到的混合液B中，分散混合均匀，过滤包装，得到A组分；
B组分的制备：
1)将Bayhydur 2655、丙二醇二乙酸酯，混合制备成澄清透明的溶液，过滤包装，制备成B组分。
产品制备：将A组分与B组分，混合均匀，得到产品。
实施例3
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，包括A组分、B组分；
A组分按重量份数计，包括含羟基基团的水性树脂65.9份、钛白粉颜料20份、填料3份、水性分散剂2份、水性硅类消泡剂0.2份、水性非硅类消泡剂0.4份、水性润湿剂0.3份、水性流平剂1份、水性增稠剂0.2份、去离子水7份；
B组分包括含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂60份、环保溶剂40份。
含羟基基团的水性树脂为Bayhydrol A2695；
水性分散剂为BYK 190；
水性硅类消泡剂为Airex 902W；
颜料为R 706；
填料为硫酸钡；
水性润湿剂为BYK 346；
水性流平剂为BYK 381；
水性非硅类消泡剂为Foamex 830；
水性增稠剂为ViscoPlus 3030；
含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂为Desmodur 2873；
环保溶剂为丙二醇二乙酸酯；
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆的制备方法，A组分的制备：
1)将去离子水平均分为3份，即去离子水A、去离子水B、去离子水C；
2)将BYK 190、Airex 902W、去离子水A，混合均匀，形成混合液A；
3)将R 706、硫酸钡加入混合液中，混合均匀，制成浆料；
4)将浆料在转速为3000转/分钟条件下分散60分钟，进行研磨至粒度小于10微米，制成色浆；
5)在调漆缸内加入Bayhydrol A2695、去离子水B，在转速为2000转/分钟条件下分散10分钟，然后加入步骤4)中的色浆，混合均匀，得到混合液B；
6)将BYK 346、BYK 381、Foamex 830、ViscoPlus 3030、去离子水C加入步骤5)得到的混合液B中，分散混合均匀，过滤包装，得到A组分；
B组分的制备：
1)将Desmodur 2873、丙二醇二乙酸酯，混合制备成澄清透明的溶液，过滤包装，制备成B组分。
产品制备：将A组分与B组分，混合均匀，得到产品。
实施例4
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，包括A组分、B组分；
A组分按重量份数计，包括含羟基基团的水性树脂60份、钛白粉颜料20份、填料3份、水性分散剂2份、水性硅类消泡剂0.2份、水性非硅类消泡剂0.4份、水性润湿剂0.3份、水性流平剂1份、水性增稠剂0.2份、去离子水12.9份；
B组分包括水性多异氰酸酯固化剂30份、含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂30份、环保溶剂40份。
含羟基基团的水性树脂为Bayhydrol A145；
水性分散剂为BYK 190；
水性硅类消泡剂为Airex 902W；
颜料为R 706；
填料为硫酸钡；
水性润湿剂为BYK 346；
水性流平剂为BYK 381；
水性非硅类消泡剂为Foamex 830；
水性增稠剂为ViscoPlus 3030；
水性多异氰酸酯固化剂为Bayhydur 2655；
含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂为Desmodur 2873；
环保溶剂为丙二醇二乙酸酯；
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆的制备方法，A组分的制备：
1)将去离子水平均分为3份，即去离子水A、去离子水B、去离子水C；
2)将BYK 190、Airex 902W、去离子水A，混合均匀，形成混合液A；
3)将R 706、硫酸钡加入混合液中，混合均匀，制成浆料；
4)将浆料在转速为3000转/分钟条件下分散60分钟，进行研磨至粒度小于10微米，制成色浆；
5)在调漆缸内加入Bayhydrol A145、去离子水B，在转速为2000转/分钟条件下分散10分钟，然后加入步骤4)中的色浆，混合均匀，得到混合液B；
6)将BYK 346、BYK 381、Foamex 830、ViscoPlus 3030、去离子水C加入步骤5)得到的混合液B中，分散混合均匀，过滤包装，得到A组分；
B组分的制备：
1)将Bayhydur 2655、Desmodur 2873、丙二醇二乙酸酯，混合制备成澄清透明的溶液，过滤包装，制备成B组分。
产品制备：将A组分与B组分，混合均匀，得到产品。
实施例5
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，包括A组分、B组分；
A组分按重量份数计，包括含羟基基团的水性树脂60份、钛白粉颜料20份、填料3份、水性分散剂2份、水性硅类消泡剂0.2份、水性非硅类消泡剂0.4份、水性润湿剂0.3份、水性流平剂1份、水性增稠剂0.2份、去离子水12.9份；
B组分包括水性多异氰酸酯固化剂60份、环保溶剂40份。
含羟基基团的水性树脂为Bayhydrol A145；
水性分散剂为BYK 190；
水性硅类消泡剂为Airex 902W；
颜料为R 706；
填料为硫酸钡；
水性润湿剂为BYK 346；
水性流平剂为BYK 381；
水性非硅类消泡剂为Foamex 830；
水性增稠剂为ViscoPlus 3030；
水性多异氰酸酯固化剂为Bayhydur 2655；
环保溶剂为丙二醇二乙酸酯；
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆的制备方法，A组分的制备：
1)将去离子水平均分为3份，即去离子水A、去离子水B、去离子水C；
2)将BYK 190、Airex 902W、去离子水A，混合均匀，形成混合液A；
3)将R 706、硫酸钡加入混合液中，混合均匀，制成浆料；
4)将浆料在转速为3000转/分钟条件下分散60分钟，进行研磨至粒度小于10微米，制成色浆；
5)在调漆缸内加入Bayhydrol A145、去离子水B，在转速为2000转/分钟条件下分散10分钟，然后加入步骤4)中的色浆，混合均匀，得到混合液B；
6)将BYK 346、BYK 381、Foamex 830、ViscoPlus 3030、去离子水C加入步骤5)得到的混合液B中，分散混合均匀，过滤包装，得到A组分；
B组分的制备：
1)将Bayhydur 2655、丙二醇二乙酸酯，混合制备成澄清透明的溶液，过滤包装，制备成B组分。
产品制备：将A组分与B组分，混合均匀，得到产品。
实施例6
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，包括A组分、B组分；
A组分按重量份数计，包括含羟基基团的水性树脂60份、钛白粉颜料20份、填料3份、水性分散剂2份、水性硅类消泡剂0.2份、水性非硅类消泡剂0.4份、水性润湿剂0.3份、水性流平剂1份、水性增稠剂0.2份、去离子水12.9份；
B组分包括含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂60份、环保溶剂40份。
含羟基基团的水性树脂为Bayhydrol A145；
水性分散剂为BYK 190；
水性硅类消泡剂为Airex 902W；
颜料为R 706；
填料为硫酸钡；
水性润湿剂为BYK 346；
水性流平剂为BYK 381；
水性非硅类消泡剂为Foamex 830；
水性增稠剂为ViscoPlus 3030；
含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂为Desmodur 2873；
环保溶剂为丙二醇二乙酸酯；
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆的制备方法，A组分的制备：
1)将去离子水平均分为3份，即去离子水A、去离子水B、去离子水C；
2)将BYK 190、Airex 902W、去离子水A，混合均匀，形成混合液A；
3)将R 706、硫酸钡加入混合液中，混合均匀，制成浆料；
4)将浆料在转速为3000转/分钟条件下分散60分钟，进行研磨至粒度小于10微米，制成色浆；
5)在调漆缸内加入Bayhydrol A145、去离子水B，在转速为2000转/分钟条件下分散10分钟，然后加入步骤4)中的色浆，混合均匀，得到混合液B；
6)将BYK 346、BYK 381、Foamex 830、ViscoPlus 3030、去离子水C加入步骤5)得到的混合液B中，分散混合均匀，过滤包装，得到A组分；
B组分的制备：
1)将Desmodur 2873、丙二醇二乙酸酯，混合制备成澄清透明的溶液，过滤包装，制备成B组分。
产品制备：将A组分与B组分，混合均匀，得到产品。
实施例7
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，包括A组分、B组分；
A组分按重量份数计，包括含羟基基团的水性树脂60份、钛白粉颜料20份、填料3份、水性分散剂2份、水性硅类消泡剂0.2份、水性非硅类消泡剂0.4份、水性润湿剂0.3份、水性流平剂1份、水性增稠剂0.2份、去离子水12.9份；
B组分包括水性多异氰酸酯固化剂30份、含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂30份、环保溶剂40份。
含羟基基团的水性树脂为Bayhydrol A2469；
水性分散剂为BYK 190；
水性硅类消泡剂为Airex 902W；
颜料为R 706；
填料为硫酸钡；
水性润湿剂为BYK 346；
水性流平剂为BYK 381；
水性非硅类消泡剂为Foamex 830；
水性增稠剂为ViscoPlus 3030；
水性多异氰酸酯固化剂为Bayhydur 2655；
含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂为Desmodur 2873；
环保溶剂为丙二醇二乙酸酯；
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆的制备方法，A组分的制备：
1)将去离子水平均分为3份，即去离子水A、去离子水B、去离子水C；
2)将BYK 190、Airex 902W、去离子水A，混合均匀，形成混合液A；
3)将R 706、硫酸钡加入混合液中，混合均匀，制成浆料；
4)将浆料在转速为3000转/分钟条件下分散60分钟，进行研磨至粒度小于10微米，制成色浆；
5)在调漆缸内加入Bayhydrol A2469、去离子水B，在转速为2000转/分钟条件下分散10分钟，然后加入步骤4)中的色浆，混合均匀，得到混合液B；
6)将BYK 346、BYK 381、Foamex 830、ViscoPlus 3030、去离子水C加入步骤5)得到的混合液B中，分散混合均匀，过滤包装，得到A组分；
B组分的制备：
1)将Bayhydur 2655、Desmodur 2873、丙二醇二乙酸酯，混合制备成澄清透明的溶液，过滤包装，制备成B组分。
产品制备：将A组分与B组分，混合均匀，得到产品。
实施例8
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，包括A组分、B组分；
A组分按重量份数计，包括含羟基基团的水性树脂60份、钛白粉颜料20份、填料3份、水性分散剂2份、水性硅类消泡剂0.2份、水性非硅类消泡剂0.4份、水性润湿剂0.3份、水性流平剂1份、水性增稠剂0.2份、去离子水12.9份；
B组分包括水性多异氰酸酯固化剂60份、环保溶剂40份。
含羟基基团的水性树脂为Bayhydrol A2469；
水性分散剂为BYK 190；
水性硅类消泡剂为Airex 902W；
颜料为R 706；
填料为硫酸钡；
水性润湿剂为BYK 346；
水性流平剂为BYK 381；
水性非硅类消泡剂为Foamex 830；
水性增稠剂为ViscoPlus 3030；
水性多异氰酸酯固化剂为Bayhydur 2655；
环保溶剂为丙二醇二乙酸酯；
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆的制备方法，A组分的制备：
1)将去离子水平均分为3份，即去离子水A、去离子水B、去离子水C；
2)将BYK 190、Airex 902W、去离子水A，混合均匀，形成混合液A；
3)将R 706、硫酸钡加入混合液中，混合均匀，制成浆料；
4)将浆料在转速为3000转/分钟条件下分散60分钟，进行研磨至粒度小于10微米，制成色浆；
5)在调漆缸内加入Bayhydrol A2469、去离子水B，在转速为2000转/分钟条件下分散10分钟，然后加入步骤4)中的色浆，混合均匀，得到混合液B；
6)将BYK 346、BYK 381、Foamex 830、ViscoPlus 3030、去离子水C加入步骤5)得到的混合液B中，分散混合均匀，过滤包装，得到A组分；
B组分的制备：
1)将Bayhydur 2655、丙二醇二乙酸酯，混合制备成澄清透明的溶液，过滤包装，制备成B组分。
产品制备：将A组分与B组分，混合均匀，得到产品。
实施例9
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，包括A组分、B组分；
A组分按重量份数计，包括含羟基基团的水性树脂60份、钛白粉颜料20份、填料3份、水性分散剂2份、水性硅类消泡剂0.2份、水性非硅类消泡剂0.4份、水性润湿剂0.3份、水性流平剂1份、水性增稠剂0.2份、去离子水12.9份；
B组分包括含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂60份、环保溶剂40份。
含羟基基团的水性树脂为Bayhydrol A2469；
水性分散剂为BYK 190；
水性硅类消泡剂为Airex 902W；
颜料为R 706；
填料为硫酸钡；
水性润湿剂为BYK 346；
水性流平剂为BYK 381；
水性非硅类消泡剂为Foamex 830；
水性增稠剂为ViscoPlus 3030；
含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂为Desmodur 2873；
环保溶剂为丙二醇二乙酸酯；
一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆的制备方法，A组分的制备：
1)将去离子水平均分为3份，即去离子水A、去离子水B、去离子水C；
2)将BYK 190、Airex 902W、去离子水A，混合均匀，形成混合液A；
3)将R 706、硫酸钡加入混合液中，混合均匀，制成浆料；
4)将浆料在转速为3000转/分钟条件下分散60分钟，进行研磨至粒度小于10微米，制成色浆；
5)在调漆缸内加入Bayhydrol A2469、去离子水B，在转速为2000转/分钟条件下分散10分钟，然后加入步骤4)中的色浆，混合均匀，得到混合液B；
6)将BYK 346、BYK 381、Foamex 830、ViscoPlus 3030、去离子水C加入步骤5)得到的混合液B中，分散混合均匀，过滤包装，得到A组分；
B组分的制备：
1)将Desmodur 2873、丙二醇二乙酸酯，混合制备成澄清透明的溶液，过滤包装，制备成B组分。
产品制备：将A组分与B组分，混合均匀，得到产品。
对比例1
对比例1选用市售产品AD39-9110/0，AD39-9110/0主要用于轨道交通车辆的水性双组份聚氨酯面漆，购自三河亮克威泽工业涂料有限公司。
对比例2
对比例1选用市售产品490.8.1.0001，490.8.1.0001主要用于轨道交通车辆的水性双组份聚氨酯面漆，购自法国美达涂料有限公司。
本发明实施例1-9的比例组合：
将表1、表2所示的原材料按照一定比例制作成A1、A2、A3和B1、B2、B3，再按照表3中进行组合，实施例1-9中原料的组合见表3：
表1原料A组分的比例
原材料 A1 A2 A3
Bayhydrol A2695 65.9
Bayhydrol A145 60.0
Bayhydrol A2469 60.0
BYK 190 2.0 2.0 2.0
Airex 902W 0.2 0.2 0.2
R 706 20.0 20.0 20.0
硫酸钡 3 3 3
BYK 346 0.3 0.3 0.3
BYK 381 1.0 1.0 1.0
Foamex 830 0.4 0.4 0.4
ViscoPlus 3030 0.2 0.2 0.2
去离子水 7.0 12.9 12.9
表2原料B组分的比例
原材料 B1 B2 B3
Bayhydur 2655 30.0 60.0
Desmodur 2873 30.0 60.0
丙二醇二乙酸酯 40.0 40.0 40.0
表3实施例1-9中A组分与B组分的组合方式
组合 A组分 B组分
实施例1 A1 B1
实施例2 A1 B2
实施例3 A1 B3
实施例4 A2 B1
实施例5 A2 B2
实施例6 A2 B3
实施例7 A3 B1
实施例8 A3 B2
实施例9 A3 B3
性能测试
检测方法
分别对实施例1-实施例9，对比例1-对比例2，以NCO：OH＝1.5为配比标准，进行喷涂施工；样板60℃烘烤1小时，常温条件养护7天后，目测漆膜外观，再用负重1公斤的钢丝绒来回摩擦漆膜10个回合；分别测试未被摩擦和被摩擦漆膜的光泽G0和G1；根据公式：G1/G0*100％计算光泽保留率，结果见表4；
性能测试结果
表4本发明的实施例1-9、对比例1-2的漆膜外观与耐刮擦性能测试数据
Figure BDA0002490448100000171
本发明的实施例和市售样品的对比例通过目测漆膜外观和测试在刮擦后的光泽保留率可以得出如下结论：
1、使用高羟基含量的A1涂料体系，刮擦后的光泽保留率普遍高于A2和A3体系，这是因为高羟基含量体系的漆膜交联密度高，提升了漆膜的耐刮擦性能。
2、使用含硅氧烷基团的B3涂料体系，刮擦后的光泽保留率普遍高于B1和B2体系，但漆膜外观不好，有明显的缩孔和雾影，这是因为Desmodur 2873亲水性很差，导致体系相容性不好，不能用于水性轨道交通面漆体系。
3、使用含硅氧烷基团的异氰酸酯固化剂和含亲水基团的异氰酸酯固化剂混拼的B1体系，外观无瑕疵、刮擦后的光泽保留率较高，适用于水性轨道交通面漆体系，其中A1、B1组合的涂层外观良好、初始光泽高、刮擦后的光泽保留率能达到88％，远高于除A1、B3外的其他组合和市售的对比产品，但A1、B3组合外观有明显的缩孔和雾影，不适用于水性轨道交通面漆体系，所以A1、B1组合具有优异的外观效果和卓越的耐刮擦性能，非常适合水性轨道交通面漆体系。
本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。
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)

1.一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，其特征在于，所述水性聚氨酯面漆由A组分、B组分组成；
所述A组分按重量份数计，包括
Figure FDA0002490448090000011
所述B组分按重量份数计，包括
水性多异氰酸酯固化剂 30-60份
含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂 30-60份
环保溶剂 0-40份。
2.根据权利要求1所述的一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，其特征在于：所述含羟基基团的水性树脂为羟基基团的水性丙烯酸树脂或羟基基团的水性聚酯聚氨酯树脂中的任意一种或两种，优选羟基基团的水性丙烯酸树脂。
3.根据权利要求2所述的一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，其特征在于：所述羟基基团的水性丙烯酸树脂包括水性羟基丙烯酸一级分散体树脂或水性羟基丙烯酸二级分散体树脂中的任意一种，优选水性羟基丙烯酸二级分散体树脂。
4.根据权利要求3所述的一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，其特征在于：所述水性羟基丙烯酸二级分散体树脂为含有高活性的羟基基团的水性丙烯酸二级分散体树脂，优选羟基含量不小于4.5的水性丙烯酸二级分散体树脂。
5.根据权利要求1所述的一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，其特征在于：所述水性多异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酸酯固化剂或水性异佛尔酮二异氰酸酯中的任意一种，优选水性六亚甲基二异氰酸酯固化剂。
6.根据权利要求5所述的一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，其特征在于：所述水性六亚甲基二异氰酸酯固化剂为亲水自乳化或外乳化中的任意一种，优选自乳化亲水改性的水性六亚甲基二异氰酸酯固化剂。
7.根据权利要求1所述的一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，其特征在于：所述含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂为含硅氧烷基团的脲基甲酸酯、含硅氧烷基团的异氰脲酸酯或含硅氧烷基团的氨基甲酸酯中的任意一种；优选含硅氧烷基团的脲基甲酸酯。
8.根据权利要求7所述的一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，其特征在于，所述含硅氧烷基团的脲基甲酸酯侧链上至少含有一个—Si(RO)3的基团。
9.根据权利要求1所述的一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆，其特征在于：所述环保溶剂，优选沸点高于150℃的醚脂类型溶剂。
10.一种如权利要求1所述的一种用于轨道交通车辆的耐刮擦性能水性聚氨酯面漆的制备方法，其特征在于：制备方法如下：
A组分的制备：
1)将去离子水平均分为3份，即去离子水A、去离子水B、去离子水C；
2)将水性分散剂、水性硅类消泡剂、去离子水A，混合均匀，形成混合液A；
3)将颜料、填料加入混合液中，混合均匀，制成浆料；
4)将浆料在转速为3000转/分钟条件下分散60分钟，进行研磨至粒度小于10微米，制成色浆；
5)在调漆缸内加入含羟基基团的水性树脂、去离子水B，在转速为2000转/分钟条件下分散10分钟，然后加入步骤4)中的色浆，混合均匀，得到混合液B；
6)将水性润湿剂、水性流平剂、水性非硅类消泡剂、水性增稠剂、去离子水C加入步骤5)得到的混合液B中，分散混合均匀，过滤包装，得到A组分；
B组分的制备：
1)将水性多异氰酸酯固化剂、含硅氧烷基团的多异氰酸酯固化剂、环保溶剂，混合制备成澄清透明的溶液，过滤包装，制备成B组分；
产品制备：将A组分与B组分，混合均匀，得到产品。
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