CN113088181B - 水性面漆组合物 - Google Patents
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Abstract
公开了水性面漆组合物，包括成膜树脂和氨基树脂固化剂，其中所述成膜树脂包括丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂和聚酯树脂，所述氨基树脂固化剂包括三聚氰胺甲醛树脂。还公开了包括至少一层由所述水性面漆组合物所形成涂层的涂层体系。又公开了所述水性面漆组合物用于涂覆基材的用途以及经所述水性面漆组合物涂覆的基材。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体涉及汽车涂料，特别是汽车轮毂用面漆。
背景技术
受环境保护政策的持续升级影响，2014年以后国内汽车涂料已逐步由溶剂型涂料切换为水性涂料。而随着新的环保法规的发布，对于水性涂料VOC的限制将越加严苛，VOC要求也将升级到不含水VOC<420g/L。尽管相关法规中没有明确限定汽车轮毂用漆VOC的含量，但很多客户要求轮毂用漆需要向车身漆VOC看齐，即，要满足不含水VOC<420g/L的要求。
同时，为了追求更强的视觉效果，客户会在轮毂喷涂底色中涂、面漆和透明粉后再在最外层涂覆液体哑光清漆，这就对我们的面漆提出了新的挑战。现有面漆产品在正常喷涂于轮毂后无附着力问题，但是在附加液体哑光清漆后，漆膜附着力会部分失效，特别是在潮湿环境下，发生漆膜大面积脱落。
基于以上两点，需要开发出一款低VOC并具有优异的哑光清漆匹配性的水性轮毂面漆，该款轮毂面漆在当前的法规下具有长远的实用价值。
发明内容
本发明人进行了大量研究并开发出一种水性面漆组合物，其具有低VOC含量、优异的哑光清漆匹配性，同时可以满足汽车轮毂用面漆在外观、效果颜料定向、易清洗以及各机械性能方面的要求。
本发明提供了一种水性面漆组合物，包括成膜树脂和氨基树脂固化剂，其中所述成膜树脂包括丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂和聚酯树脂，所述氨基树脂固化剂包括三聚氰胺甲醛树脂。
本发明还提供了一种涂层体系，包括至少一层由水性面漆组合物所形成的涂层，其中所述水性面漆组合物包括成膜树脂和氨基树脂固化剂，其中所述成膜树脂包括丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂和聚酯树脂，所述氨基树脂固化剂包括三聚氰胺甲醛树脂。
本发明又提供了一种水性面漆组合物或涂层体系用于涂覆基材的用途，其中所述水性面漆组合物包括成膜树脂和氨基树脂固化剂，其中所述成膜树脂包括丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂和聚酯树脂，所述氨基树脂固化剂包括三聚氰胺甲醛树脂，所述涂层体系包括至少一层由所述水性面漆组合物所形成的涂层。
本发明又提供了一种经水性面漆组合物或涂层体系涂覆的基材，其中所述水性面漆组合物包括成膜树脂和氨基树脂固化剂，其中所述成膜树脂包括丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂和聚酯树脂，所述氨基树脂固化剂包括三聚氰胺甲醛树脂，所述涂层体系包括至少一层由所述水性面漆组合物所形成的涂层。
本发明的特征和优点将在以下实施方式的详细描述中具体呈现。
具体实施方式
如本文所用，除非另有明确说明，应当认为说明书和权利要求书中使用的表达诸如数值、范围、含量或百分比的数字在所有情况下均可按照术语“约”进行变化，即使该术语未明确示出。因此，除非有相反的说明，否则本文的说明书和权利要求书中所列出的数值参数均为近似值，可以按照本发明想要获得的性能而变化。
尽管列出本发明宽范围的数值范围和参数是近似值，但具体实施例中列出的数值记录得尽可能准确。但是，任何一个数值本来就具有一定的误差。该误差是其相应的测量方法中得出的标准偏差的必然结果。
此外，应当理解，本文所述的任何数值范围旨在包括归入其中的所有子范围。例如，“1至10”的范围旨在包括介于(并包括)所述最小值1和所述最大值10之间的所有子范围，即具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。
在本申请中，除非另有明确说明，单数的使用包括复数且复数包含单数。此外，在本申请中，除非另有明确说明，否则使用“或”表示“和/或”，即使在某些情况下可明确地使用“和/或”。此外，在本申请中，除非另有明确说明，否则使用“一种”或“一个”表示“至少一”。例如，“一种”聚合物，“一种”涂料等指这些物品中的任何的一种或多种。并且，如本领域技术人员将认识到的，一个实施方式的特征可以与其他实施方式一起使用，即便未明确说明。
如本文所用，所述“水性”是指涂料组合物的溶剂中包含至少50wt％的水。
如本文所用，所述“面漆”是指沉积在另一涂层，诸如底漆/中涂上，以提供保护和/或装饰层的涂层。根据本发明的水性面漆组合物可以包括色浆和/或效果颜料等以形成各种颜色/效果的涂层。
根据本发明的面漆组合物是具有低VOC含量的涂料组合物。如本文所用，术语“VOC(挥发性有机化合物)”是指在101.3kPa的标准大气压下测量的沸点小于或等于250℃(482℉)的任何有机化合物。有机溶剂通常为VOC的主要来源。根据本发明的水性面漆组合物的VOC含量(不含水)低于420g/L，例如不超过330g/L，满足国家新的环保法规对于水性涂料的VOC含量的要求。所述VOC值可以通过采用气相色谱法检测涂料中的各有机化合物成分含量，然后将各成分含量相加获得。
根据本发明的水性面漆组合物具有优异的哑光清漆匹配性。所述哑光清漆是指液体哑光清漆。所述“哑光”是指所形成涂层在60°角下测量的光泽度为60以下的涂料。
在本文中，所述“优异的哑光清漆匹配性”是指在包含本发明的面漆的涂层体系外再涂覆液体哑光清漆且经历高温烘烤(例如，140～180℃下烘烤20-60分钟)后不会出现漆膜附着力变差的问题。在本文中，通过测量涂覆有液体哑光清漆的基材的附着力来评价面漆的哑光清漆匹配性。
并且，根据本发明的水性面漆组合物在潮湿环境下也具备优异的哑光清漆匹配性。所述“潮湿环境”是指温度为约35～50℃、相对湿度为95～100％的密闭环境。
根据本发明的水性面漆组合物为单组份涂料组合物。所述“单组分”表示涂料组合物的所有成膜物质、颜填料、溶剂和助剂等均包装在一个容器中，因此具有贮存和使用方便等优点。
根据本发明的水性面漆组合物为热固化性涂料组合物，即，所述涂料组合物在涂覆于基材表面后需经加热固化成膜。在本文中，术语“固化”是指变得“固定”以形成不可逆的交联网络，不再流动、熔融或溶解的材料的过程。在本文中，术语“固化”可与“交联”互换使用。
本发明提供了一种水性面漆组合物，包括成膜树脂和氨基树脂固化剂，其中所述成膜树脂包括丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂和聚酯树脂，所述氨基树脂固化剂包括三聚氰胺甲醛树脂。
根据本发明的水性面漆组合物中所使用的丙烯酸树脂是指以(甲基)丙烯酸类单体为基本成分的聚合物。所述“基本成分”是指聚合物中(甲基)丙烯酸类单体占所有聚合单体的至少约70wt％，例如至少约80wt％，诸如至少约90wt％。
用于本发明的丙烯酸树脂可以具有10～80mg KOH/g的羟值，诸如20～50mg KOH/g的羟值，合适地25～40mg KOH/g的羟值。所述羟值是指1克树脂中的羟基所相当的氢氧化钾(KOH)的毫克数。用于本发明的丙烯酸树脂可以具有1～80mg KOH/g的酸值，诸如10～50mgKOH/g的酸值，合适地15～25mg KOH/g的酸值。所述“酸值”是指中和1克树脂中的游离酸所需的氢氧化钾的毫克数。用于本发明的丙烯酸树脂可以具有10～100℃的玻璃化转变温度(Tg)，诸如20～50℃的玻璃化转变温度，合适地30～40℃的玻璃化转变温度。所述玻璃化转变温度可以通过动态热机械分析(DMA)使用TA Instruments Q800仪器测定，测定参数：频率为10Hz，振幅为5mm，温度斜坡为-100℃至250℃，Tg确定为根据ASTM D7028的tanδ曲线的峰值。
适合用于本发明的丙烯酸树脂可以是分散体或者乳液形式，其固含量为20～45wt％。所述“固含量”是指溶液蒸发后所剩余的质量占原分散体/乳液质量的百分比。
基于水性面漆组合物的总重量，根据本发明的水性面漆组合物可以包括约1wt％或更多，诸如约2.5wt％或更多，例如约3wt％或更多的丙烯酸树脂，或可以包括约10wt％或更少，诸如约7.5wt％或更少，例如约6wt％或更少的丙烯酸树脂。基于水性面漆组合物的总重量，所述丙烯酸树脂可以约1～10wt％，诸如约2.5～7.5wt％，例如约3～6wt％，或使用这些端值的任何其他组合的范围存在于组合物中。
根据本发明的水性面漆组合物中所使用的丙烯酸聚氨酯树脂是指其重复单元包括丙烯酸类官能团和氨基甲酸酯类官能团的聚合物。合适地，所述丙烯酸聚氨酯树脂中的氨基甲酸酯类官能团与丙烯酸类官能团的摩尔比可以为约40/60～80/20，诸如约50/50～70/30。
用于本发明的丙烯酸聚氨酯树脂可以具有10～80mg KOH/g的羟值，诸如10～50mgKOH/g的羟值，合适地25～40mg KOH/g的羟值。所述羟值是指1克树脂中的羟基所相当的氢氧化钾(KOH)的毫克数。用于本发明的丙烯酸聚氨酯树脂可以具有1～80mg KOH/g的酸值，诸如10～50mg KOH/g的酸值，合适地10～20mg KOH/g的酸值。所述“酸值”是指中和1克树脂中的游离酸所需的氢氧化钾的毫克数。用于本发明的丙烯酸聚氨酯树脂可以具有小于0℃的玻璃化转变温度(Tg)，诸如-60～-20℃的玻璃化转变温度，合适地-50～-30℃的玻璃化转变温度。所述玻璃化转变温度可以通过动态热机械分析(DMA)使用TA Instruments Q800仪器测定，测定参数：频率为10Hz，振幅为5mm，温度斜坡为-100℃至250℃，Tg确定为根据ASTM D7028的tanδ曲线的峰值。
适合用于本发明的丙烯酸聚氨酯树脂可以是分散体形式，其固含量为35～60wt％。所述“固含量”是指溶液蒸发后所剩余的质量占原分散体质量的百分比。
基于水性面漆组合物的总重量，根据本发明的水性面漆组合物可以包括约4wt％或更多，诸如约6.5wt％或更多，例如约8.5wt％或更多的丙烯酸聚氨酯树脂，或可以包括约18wt％或更少，诸如约13.5wt％或更少，例如约11wt％或更少的丙烯酸聚氨酯树脂。基于水性面漆组合物的总重量，所述丙烯酸聚氨酯树脂可以约4～18wt％，诸如约6.5～13.5wt％，例如约8.5～11wt％，或使用这些端值的任何其他组合的范围存在于组合物中。
根据本发明的水性面漆组合物中所使用的聚酯树脂是指由多元醇和多元酸通过聚酯化反应生成的聚合物，其中多元醇是每个分子含有两个或两个以上羟基的化合物，多元酸是每个分子含有两个或两个以上羧基的化合物。
用于本发明的聚酯树脂可以具有10～80mg KOH/g的羟值，诸如10～50mg KOH/g的羟值，合适地25～40mg KOH/g的羟值。所述羟值是指1克树脂中的羟基所相当的氢氧化钾(KOH)的毫克数。用于本发明的聚酯树脂可以具有1～80mg KOH/g的酸值，诸如10～50mgKOH/g的酸值，合适地15～30mg KOH/g的酸值。所述“酸值”是指中和1克树脂中的游离酸所需的氢氧化钾的毫克数。用于本发明的丙烯酸聚氨酯树脂可以具有小于-10℃的玻璃化转变温度(Tg)，诸如-80～-20℃的玻璃化转变温度，合适地-60～-40℃的玻璃化转变温度。所述玻璃化转变温度可以通过动态热机械分析(DMA)使用TA Instruments Q800仪器测定，测定参数：频率为10Hz，振幅为5mm，温度斜坡为-100℃至250℃，Tg确定为根据ASTM D7028的tanδ曲线的峰值。
适合用于本发明的聚酯树脂可以是分散体或乳液形式，其固含量为45～70wt％。所述“固含量”是指溶液蒸发后所剩余的质量占原分散体/乳液质量的百分比。
基于水性面漆组合物的总重量，根据本发明的水性面漆组合物可以包括约1wt％或更多，诸如约2.5wt％或更多，例如约5wt％或更多的聚酯树脂，或可以包括约14wt％或更少，诸如约10wt％或更少，例如约8wt％或更少的聚酯树脂。基于水性面漆组合物的总重量，所述聚酯树脂可以约1～14wt％，诸如约2.5～10wt％，例如约5～8wt％，或使用这些端值的任何其他组合的范围存在于组合物中。
合适地，在本发明的水性面漆组合物中所使用的丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂和聚酯树脂的重量比可以为约2～10:3～14:1～8，诸如约2～6:3～10:1～5，合适地约2～4:3～6:1～3。
根据本发明的水性面漆组合物中的氨基树脂固化剂能与上述成膜树脂交联固定，形成不可逆的网络结构。根据本发明的水性面漆组合物中所使用的氨基树脂固化剂可以包括三聚氰胺甲醛树脂。
所述氨基树脂固化剂可以包括至少两种不同的三聚氰胺甲醛树脂，即，三聚氰胺甲醛树脂(a)和三聚氰胺甲醛树脂(b)。
所述三聚氰胺甲醛树脂(a)为高度醚化的三聚氰胺甲醛树脂。所述“高度醚化”是指，基于反应性官能团的总数，三聚氰胺甲醛树脂中包含至少80mol％的烷氧基。三聚氰胺甲醛树脂(a)中烷氧基与羟甲基和亚氨基之和的官能团比例(摩尔比)可以为80/20～95/5。
适合用于本发明的水性面漆组合物的三聚氰胺甲醛树脂(a)可以商购获得。合适的三聚氰胺甲醛树脂的实例包括，但不限于来自万华，伊斯曼，长新等化工原料公司的三聚氰胺甲醛树脂。
基于水性面漆组合物的总重量，根据本发明的水性面漆组合物可以包括约1wt％或更多，诸如约2wt％或更多，例如约4wt％或更多的三聚氰胺甲醛树脂(a)，或可以包括约10wt％或更少，诸如约8wt％或更少，例如约6wt％或更少的三聚氰胺甲醛树脂(a)。基于水性面漆组合物的总重量，所述三聚氰胺甲醛树脂(a)可以约1～10wt％，诸如约2～8wt％，例如约4～6wt％，或使用这些端值的任何其他组合的范围存在于组合物中。
所述三聚氰胺甲醛树脂(b)为高亚氨基的三聚氰胺甲醛树脂。所述“高亚氨基”是指，基于反应性官能团的总数，三聚氰胺甲醛树脂中包含至少10mol％的亚氨基。三聚氰胺甲醛树脂(b)中亚氨基与羟甲基和烷氧基之和的官能团比例(摩尔比)可以为30/70～40/60。
适合用于本发明的水性面漆组合物的三聚氰胺甲醛树脂(b)可以商购获得。合适的三聚氰胺甲醛树脂的实例包括，但不限于来自，但不限于来自湛新、Prefere Resins、巴斯夫等化工原料公司的三聚氰胺甲醛树脂。
基于水性面漆组合物的总重量，根据本发明的水性面漆组合物可以包括约0.2wt％或更多，诸如约0.5wt％或更多，例如约1wt％或更多的三聚氰胺甲醛树脂(b)，或可以包括约3wt％或更少，诸如约2wt％或更少，例如约1.5wt％或更少的三聚氰胺甲醛树脂(b)。基于水性面漆组合物的总重量，所述三聚氰胺甲醛树脂(b)可以约0.2～3wt％，诸如约0.5～2wt％，例如约1～1.5wt％，或使用这些端值的任何其他组合的范围存在于组合物中。
合适地，在本发明的水性面漆组合物中所使用的三聚氰胺甲醛树脂(a)和三聚氰胺甲醛树脂(b)的重量比可以为约2～8:1，诸如约3～6：1，例如约4～5:1。
在本发明中，特定的成膜树脂组合与特定的氨基树脂固化剂协同作用，使所形成的面漆组合物兼具低VOC含量和优异的哑光清漆匹配性。
一般来说，轮毂用面漆需要在40-60℃的热轮子上喷涂施用，这就需要大量的溶剂以缓解高温对面漆外观产生不利影响。因此，降低涂料的VOC含量对漆膜外观来说构成很大的挑战。并且，对于现有的面漆产品，其与液体哑光清漆的匹配性通常较差：由于液体哑光清漆的漆膜收缩性大，导致面漆的附着力降低从而发生漆膜脱落。然而，根据本发明的面漆不仅能在低VOC条件下使面漆中的树脂良好相容，且与液体哑光清漆，以及其他漆膜，例如高收缩性的漆膜等均具有优异的匹配性。
根据本发明的水性面漆组合物还可以包括效果颜料和/或色浆，以配制成期望效果/颜色的涂料组合物。适合用于本发明的水性面漆组合物的效果颜料包括铝粉，珠光粉等。适合用于本发明的水性面漆组合物的色浆包括有机颜料和无机颜料研磨的色浆。合适地，用于本发明的水性面漆组合物的色浆可以包括钛白和二萘嵌苯-苝红。
用于本发明的水性面漆组合物的效果颜料可以商购获得。合适的效果颜料的实例包括，但不限于来自默克(Merk)，巴斯夫，爱卡(Eckart)，东洋铝业(Toyo Aluminium K.K.)等的效果颜料。
用于本发明的水性面漆组合物的色浆可以商购获得。合适的色浆的实例包括，但不限于来自PPG，巴斯夫等的色浆。
通常，根据本发明的水性面漆组合物可以包括基于涂料组合物总重量的0～10wt％的效果颜料。通常，根据本发明的水性面漆组合物可以包括基于涂料组合物总重量的0～50wt％的色浆。
根据本发明的水性面漆组合物还可以包括底材润湿剂。所述底材润湿剂可以改善涂料组合物的表面张力和渗透性，能更好地润湿底材，改善涂料的附着力。合适地，所述底材润湿剂包括有机硅和聚丙烯酸酯类的润湿剂。适合用于本发明的水性面漆组合物的底材润湿剂可以商购获得。合适的底材润湿剂的实例包括，但不限于来自巴斯夫、BYK、伊斯曼。通常，根据本发明的水性面漆组合物可以包括基于涂料组合物总重量的0～1wt％的底材润湿剂。
根据本发明的水性面漆组合物还可以包括消泡剂。所述消泡剂可以抑制涂料组合物中泡沫的形成。适合用于本发明的水性面漆组合物的消泡剂包括聚醚类消泡剂、有机硅类消泡剂等。用于本发明的水性面漆组合物的消泡剂可以商购获得。合适的消泡剂的实例包括，但不限于来自BYK的BYK-011、BYK-015。根据本发明的水性面漆组合物可以包括基于涂料组合物总重量的0～1wt％的消泡剂。
根据本发明的水性面漆组合物还可以包括有机溶剂。所述有机溶剂可以降低组合物的表面张力，提高挥发速度。合适的有机溶剂的实例包括但不限于下述：脂族或芳族烃，如甲苯或二甲苯，醇类，如丁醇或异丙醇，酯类，如醋酸正丁酯、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯和丁基乙二醇乙酸酯，酮类，如丙酮、甲基正戊基酮，醇醚类，如乙二醇醚或丙二醇醚，或上述的任意混合物。
用于本发明的水性面漆组合物的有机溶剂可以包括醇醚类溶剂。通常，根据本发明的水性面漆组合物可以包括基于涂料组合物总重量的8～15wt％的有机溶剂。
根据本发明的水性面漆组合物还可以包括基于涂料组合物总重量的30～60wt％的水。
根据本发明的涂料组合物还可以包括一种或多种如下的其他辅助成分，其包括但不限于，用于调节涂料的流变特性、改进存储时的抗沉降性和施工时的抗流挂性的流变助剂；用于提高涂层的表面张力、消除针孔的抗针孔剂；促进涂料组合物中成分相容的分散剂；为涂料提供令人愉悦的气味的香料；可保护涂层免于发霉的防腐剂；控制pH和稳定涂料的pH调节剂；提高防划性和改善触感的蜡；提高涂料粘性并改善湿膜厚度和保护涂料免于沉降和分层的增稠剂，等等。当这些辅助成分存在时，每种辅助成分以基于所述涂料组合物的总重量计至多为约1wt％的量存在。
根据本发明的水性面漆组合物可以通过如下方式制备：
1.将至少一部分丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、聚酯树脂等成膜树脂依次在搅拌条件下加入反应器中；
2.调整步骤1中所述混合物的PH值为8.2-8.7，并加入适当去离子水调整体系粘度；
3.在步骤2所得的混合物中，搅拌加入消泡剂、底材润湿剂、氨基树脂固化剂、任选的色浆等；
4.任选地，在另一个搅拌罐中，把铝粉、溶剂、底材润湿剂、部分丙烯酸树脂等混合搅拌，使铝粉均匀分散；
5.任选地，在又一个搅拌罐中，把珠光粉、溶剂、底材润湿剂、部分丙烯酸树脂等混合搅拌，使珠光粉均匀分散；
6.将步骤4和5所得的混合物在搅拌条件下，依次加入步骤3中制备的混合物；
7.在步骤6所得的混合物中加入水和任选的其它助剂，并调整体系的PH为8.2-8.7。
本发明还提供了一种涂层体系，包括至少一层由水性面漆组合物所形成的涂层，其中所述水性面漆组合物包括成膜树脂和氨基树脂固化剂，其中所述成膜树脂包括丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂和聚酯树脂，所述氨基树脂固化剂包括三聚氰胺甲醛树脂。
根据本发明的涂层体系还可以包括粉末中涂层。所述中涂层位于基材和面漆层之间。
根据本发明的涂层体系还可以包括粉末清漆层和液体哑光清漆层。所述粉末清漆层位于面漆层和液体哑光清漆层之间。所述液体哑光清漆层位于粉末清漆层之上。所述液体哑光清漆层可以是最外侧涂层。
根据本发明的涂层体系还可以包括液体哑光清漆层。所述液体哑光清漆层位于面漆层之上。所述液体哑光清漆层可以是最外侧涂层。
根据本发明的涂层体系具有优异的附着力。对于本发明的涂层体系，在环境条件下，根据GMW14885方法测试的涂层附着力为0级；潮湿条件下，根据GMW14885方法测试的涂层附着力为0级。所述“环境条件”是指常温和常压下，即，20～30℃的温度和101Kpa的压力下。所述“潮湿条件”是指温度为约35～50℃、相对湿度为95～100％的密闭环境。
本发明又提供了一种水性面漆组合物或涂层体系用于涂覆基材的用途，其中所述水性面漆组合物包括成膜树脂和氨基树脂固化剂，其中所述成膜树脂包括丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂和聚酯树脂，所述氨基树脂固化剂包括三聚氰胺甲醛树脂，所述涂层体系包括至少一层由水性面漆组合物所形成的涂层。所述基材包括金属基材。所述基材包括汽车轮毂。
本发明又提供了一种经水性面漆组合物或涂层体系涂覆的基材，其中所述水性面漆组合物包括成膜树脂和氨基树脂固化剂，其中所述成膜树脂包括丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂和聚酯树脂，所述氨基树脂固化剂包括三聚氰胺甲醛树脂，所述涂层体系包括至少一层由水性面漆组合物所形成的涂层。所述基材包括金属基材。所述基材包括汽车轮毂。
本发明的水性面漆组合物可通过本领域任何已知的标准方法涂覆，例如喷涂、浸渍、辊涂、刷涂等，然后在加热条件下固化形成涂层。通常，根据本发明的水性面漆组合物在140～180℃的温度条件下固化20-60分钟。本发明的面漆涂层可涂覆至8-30μm的厚度，合适地，8-20μm。
实施例
提供下述实施例进一步阐述本发明，但不应认为其将本发明限制在实施例所述的细节。除另有说明，下述实施例中所有的份数和百分数均以重量计。
实施例1：
使用下表1中所列的成分和含量制备本发明提供的水性面漆组合物Ex-1，具体步骤为：(1)将丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、聚酯树脂依次在搅拌条件下加入反应器中；(2)调整步骤(1)中所述混合物的PH值为8.2-8.7，并加入适当去离子水调整体系粘度；(3)在步骤(2)所得的混合物中，搅拌加入消泡剂、底材润湿剂、溶剂、三聚氰胺甲醛树脂(a)、三聚氰胺甲醛树脂(b)、色浆；(4)加入去离子水，调整体系的PH为8.2-8.7，粘度为70-80mPa.s。
表1.根据本发明的水性面漆组合物Ex-1
a固含量25～30wt％，羟值为约25～40mgKOH/g，酸值为约15～25mgKOH/g，玻璃化转变温度为约30～40℃；
b固含量40～50wt％，羟值为约25～40mgKOH/g，酸值为约10～20mgKOH/g，玻璃化转变温度为约-50～-30℃；
c固含量50～60wt％，羟值为约25～40mgKOH/g，酸值为约15～30mgKOH/g，玻璃化转变温度为约-60～-40℃；
d固含量95～100wt％，烷氧基与羟甲基和亚氨基之和的官能团比例(摩尔比)为80/20～95/5；
e固含量75～85wt％；亚氨基与羟甲基和烷氧基之和的官能团比例(摩尔比)为30/70～40/60。
实施例2：
使用下表2中所列的成分和含量制备本发明提供的水性面漆组合物Ex-2，具体步骤为：(1)将部分丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、聚酯树脂依次在搅拌条件下加入反应器中；(2)调整步骤(1)中所述混合物的PH值为8.2-8.7，并加入适当去离子水调整体系粘度；(3)在步骤(2)所得的混合物中，搅拌加入消泡剂、部分底材润湿剂、部分溶剂、三聚氰胺甲醛树脂(a)、三聚氰胺甲醛树脂(b)；(4)在另一个搅拌罐中，把效果颜料、部分溶剂、部分底材润湿剂、部分丙烯酸树脂等混合搅拌，使效果颜料均匀分散；(5)在搅拌条件下，将步骤(4)所得的混合物加入步骤(3)中制备的混合物；(6)加入去离子水，调整体系的PH为8.2-8.7，粘度为70-80mPa.s。
表2.根据本发明的水性面漆组合物Ex-2
a固含量25～30wt％，羟值为约25～40mgKOH/g，酸值为约15～25mgKOH/g，玻璃化转变温度为约30～40℃；
b固含量40～50wt％，羟值为约25～40mgKOH/g，酸值为约10～20mgKOH/g，玻璃化转变温度为约-50～-30℃；
c固含量50～60wt％，羟值为约25～40mgKOH/g，酸值为约15～30mgKOH/g，玻璃化转变温度为约-60～-40℃；
d固含量95～100wt％，烷氧基与羟甲基和亚氨基之和的官能团比例(摩尔比)为80/20～95/5；
e固含量75～85wt％；亚氨基与羟甲基和烷氧基之和的官能团比例(摩尔比)为30/70～40/60。
实施例3：
使用下表3中所列的成分和含量制备本发明提供的水性面漆组合物Ex-3，具体步骤为：(1)将部分丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、聚酯树脂依次在搅拌条件下加入反应器中；(2)调整步骤(1)中所述混合物的PH值为8.2-8.7，并加入适当去离子水调整体系粘度；(3)在步骤(2)所得的混合物中，搅拌加入消泡剂、部分底材润湿剂、部分溶剂、三聚氰胺甲醛树脂(a)、三聚氰胺甲醛树脂(b)；(4)在另一个搅拌罐中，把效果颜料、部分溶剂、部分底材润湿剂、部分丙烯酸树脂等混合搅拌，使效果颜料均匀分散；(5)在搅拌条件下，将步骤(4)所得的混合物加入步骤(3)中制备的混合物；(6)加入去离子水，调整体系的PH为8.2-8.7，粘度为70-80mPa.s。
表3.根据本发明的水性面漆组合物Ex-3
a固含量25～30wt％，羟值为约25～40mgKOH/g，酸值为约15～25mgKOH/g，玻璃化转变温度为约30～40℃；
b固含量40～50wt％，羟值为约25～40mgKOH/g，酸值为约10～20mgKOH/g，玻璃化转变温度为约-50～-30℃；
c固含量50～60wt％，羟值为约25～40mgKOH/g，酸值为约15～30mgKOH/g，玻璃化转变温度为约-60～-40℃；
d固含量95～100wt％，烷氧基与羟甲基和亚氨基之和的官能团比例(摩尔比)为80/20～95/5；
e固含量75～85wt％；亚氨基与羟甲基和烷氧基之和的官能团比例(摩尔比)为30/70～40/60。
对比例CE-1:
使用下表4中所列的成分和含量制备用作对比例的涂料组合物CE-1，具体步骤为：(1)将部分丙烯酸树脂加入反应器中，调整PH值为8.2-8.7，并加入适当去离子水调整体系粘度；(2)在步骤(1)所得的混合物中，搅拌加入消泡剂、部分底材润湿剂、部分溶剂、三聚氰胺甲醛树脂(a)和色浆；(3)在另一个搅拌罐中，把效果颜料、部分溶剂、部分底材润湿剂、部分丙烯酸树脂等混合搅拌，使效果颜料均匀分散；(4)在搅拌条件下，将步骤(3)所得的混合物加入步骤(2)中制备的混合物；(5)加入去离子水，调整体系的PH为8.2-8.7，粘度为70-80mPa.s。
表4.对比涂料组合物CE-1
a固含量25～30wt％，羟值为约25～40mgKOH/g，酸值为约15～25mgKOH/g，玻璃化转变温度为约30～40℃；
d固含量95～100wt％，烷氧基与羟甲基和亚氨基之和的官能团比例(摩尔比)为80/20～95/5。
性能测试：
1-VOC含量
在本文中，根据本发明的水性面漆组合物以及对比涂料组合物的VOC(不含水，g/L)含量通过如下方法计算得到：
1.分别测量组合物中每种成分的质量mi，组合物中水的质量mw，组合物的密度ρs；
2.根据下式计算
其中ρw为水在23℃下的密度。
表5.VOC含量计算结果
2-哑光清漆匹配性
在本文中，通过测量涂覆有液体哑光清漆的基材的附着力来评价面漆的哑光清漆匹配性。
首先，按照下表6制备测试样板：
表6.测试样板的制备信息
| No. | 涂层 | PP烘烤 | BC烘烤 | PC烘烤 | MC烘烤 |
| 1 | PP+BC+PC | 160°*30mins | 150°*20mins | 180°*20mins | - |
| 2 | PP+BC+BC+PC | 160°*30mins | 150°*20mins | 180°*20mins | - |
| 3 | PP+BC+CC+BC+PC | 160°*30mins | 150°*20mins | 180°*20mins | - |
| 4 | PP+BC+PC | 160°*30mins | 170°*50mins | 190°*50mins | - |
| 5 | PP+BC+BC+PC | 160°*30mins | 170°*50mins | 190°*50mins | - |
| 6 | PP+BC+CC+BC+PC | 160°*30mins | 170°*50mins | 190°*50mins | - |
| 7 | PP+BC+PC+MC | 160°*30mins | 150°*20mins | 180°*20mins | 150°*20mins |
| 8 | PP+BC+BC+PC+MC | 160°*30mins | 150°*20mins | 180°*20mins | 150°*20mins |
| 9 | PP+BC+CC+BC+PC+MC | 160°*30mins | 150°*20mins | 180°*20mins | 150°*20mins |
| 10 | PP+BC+PC+MC | 160°*30mins | 170°*50mins | 190°*50mins | 170°*50mins |
| 11 | PP+BC+BC+PC+MC | 160°*30mins | 170°*50mins | 190°*50mins | 170°*50mins |
| 12 | PP+BC+CC+BC+PC+MC | 160°*30mins | 170°*50mins | 190°*50mins | 170°*50mins |
注：PP表示粉末中涂；BC表示面漆(Ex-1、Ex-2、Ex-3或CE-1)；PC表示粉末清漆；MC表示液体哑光清漆。
然后，根据GMW14885的方法且分别在环境条件下和潮湿条件下，对以上样板进行附着力测试。所述“环境条件”是指常温和常压下，即，20～30℃的温度和101Kpa的压为下。所述“潮湿条件”是指温度为约35～50℃、相对湿度为95～100％的密闭环境。具体地，环境条件下的附着力是在将烘烤后的样板在环境条件下放置24小时后测量得到；潮湿条件下的附着力是在将烘烤后的样板在环境条件下放置24小时然后在潮湿条件下放置120小时后测量得到。
测试结果的评级具体如下：
0级：切口的边缘完全光滑，格子边缘没有任何剥离。
1级：在切口相交处有小片剥离，划格区内实际破损小于等于5％。
2级：切口的边缘或相交处有剥离，其面积在5％-15％。
3级：沿切口边缘有部分剥离或整大片剥离，或部分格子被整片剥离，剥离的面积在15％-35％。
4级：切口边缘大于剥离或一些方格部分或全部剥落，其面积在35％-65％。
5级：在划线边缘及交叉处有成片的油漆脱落，且脱落总面漆大于65％。
表7.哑光清漆匹配性测试结果
3-其他性能测试
表8.根据本发明的水性面漆的其他性能测试结果
由以上性能测试结果可知，本发明提供的水性面漆组合物具备低VOC含量，满足不含水VOC<420g/L的有关环保法规要求。并且，本发明提供的水性面漆组合物具备优异的哑光清漆匹配性：在环境条件和潮湿条件下，附着力均可达0级。此外，本发明提供的水性面漆组合物也满足汽车轮毂用面漆在外观、效果颜料定向、易清洗以及各机械性能方面的要求。
尽管已经解释和描述了本发明的特定方面，对本领域技术人员来说很明显的是可做出多种其它改变和修饰而不会背离本发明的精神和范围。因此所附权利要求意图涵盖落入本发明范围内的所有这些改变和修饰。
Claims (24)
1.水性面漆组合物，包括成膜树脂和氨基树脂固化剂，其中所述成膜树脂包括丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂和聚酯树脂，所述氨基树脂固化剂包括三聚氰胺甲醛树脂，其中所述丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂和聚酯树脂的重量比为2~10:3~14:1~8，所述丙烯酸聚氨酯树脂具有小于0℃的玻璃化转变温度。
2. 如权利要求1所述的水性面漆组合物，其中所述丙烯酸树脂具有10~80 mg KOH/g的羟值，1~80 mg KOH/g的酸值，以及10~100℃的玻璃化转变温度。
3. 如权利要求1所述的水性面漆组合物，其中所述丙烯酸聚氨酯树脂具有10~80 mgKOH/g的羟值，和1~80 mg KOH/g的酸值。
4.如权利要求1所述的水性面漆组合物，其中所述丙烯酸聚氨酯树脂中氨基甲酸酯类官能团与丙烯酸类官能团的摩尔比为40/60~80/20。
5. 如权利要求1所述的水性面漆组合物，其中所述聚酯树脂具有10~80 mg KOH/g的羟值，1~80 mg KOH/g的酸值，以及小于-10℃的玻璃化转变温度。
6.如权利要求1所述的水性面漆组合物，其中所述三聚氰胺甲醛树脂包括三聚氰胺甲醛树脂(a)和三聚氰胺甲醛树脂(b)。
7.如权利要求6所述的水性面漆组合物，其中所述三聚氰胺甲醛树脂(a)和三聚氰胺甲醛树脂(b)的重量比为2~8:1。
8.如权利要求6所述的水性面漆组合物，其中所述三聚氰胺甲醛树脂(a)为高度醚化的三聚氰胺甲醛树脂。
9.如权利要求6所述的水性面漆组合物，其中所述三聚氰胺甲醛树脂(b)为高亚氨基的三聚氰胺甲醛树脂。
10.如权利要求6所述的水性面漆组合物，其中所述三聚氰胺甲醛树脂(a)中烷氧基与羟甲基和亚氨基之和的官能团比例为80/20～95/5。
11.如权利要求6所述的水性面漆组合物，其中所述三聚氰胺甲醛树脂(b)中亚氨基与羟甲基和烷氧基之和的官能团比例为30/70～40/60。
12. 如权利要求1所述的水性面漆组合物，其中所述水性面漆组合物具有不含水测量的VOC值为小于420 g／L。
13.如权利要求1所述水性面漆组合物，还包含色浆和/或效果颜料。
14.涂层体系，包括至少一层由如权利要求1-13中任一项所述的水性面漆组合物所形成的涂层。
15.如权利要求14所述的涂层体系，还包括粉末清漆层。
16.如权利要求14或15所述的涂层体系，还包括液体哑光清漆层。
17.如权利要求16所述的涂层体系，其中，在环境条件下，根据GMW14885方法测试的涂层附着力为0级。
18.如权利要求16所述的涂层体系，其中，在潮湿条件下，根据GMW14885方法测试的涂层附着力为0级。
19.如权利要求1-13中任一项所述的水性面漆组合物或如权利要求14-18中任一项所述的涂层体系用于涂覆基材的用途。
20.如权利要求19所述的用途，其中所述基材包括金属。
21.如权利要求19所述的用途，其中所述基材包括汽车轮毂。
22.经权利要求1-13中任一项所述的水性面漆组合物或权利要求14-18中任一项所述的涂层体系涂覆的基材。
23.如权利要求22所述的经涂覆的基材，其中所述基材包括金属。
24.如权利要求22所述的经涂覆的基材，其中所述基材包括汽车轮毂。
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