CN114196301A - 易清洁自修复车衣涂层材料及其制备方法、涂布方法 - Google Patents

易清洁自修复车衣涂层材料及其制备方法、涂布方法 Download PDF

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CN114196301A CN202111626461.6A CN202111626461A CN114196301A CN 114196301 A CN114196301 A CN 114196301A CN 202111626461 A CN202111626461 A CN 202111626461A CN 114196301 A CN114196301 A CN 114196301A
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Abstract

本发明提供一种易清洁自修复车衣涂层材料及其制备方法、涂布方法，其中所述易清洁自修复车衣涂层材料的原料配方按重量份计，包括：30～45份的第一树脂；10～25份的第二树脂，所述第二树脂为带有支链的丙烯酸树脂，且所述第二树脂的平均粒径不超过20nm；2～8份的第三树脂，且所述第三树脂为线性丙烯酸树脂；0.1～1份的催化剂；0.1～1份的聚二甲基硅氧烷类流平剂；0.5～3份的紫外线吸收剂；30～50份的醋酸丁酯；50～80份的醋酸乙酯；30～50份的固化剂，所述固化剂包括聚异佛尔酮二异氰酸酯和聚六亚甲基二异氰酸酯。本发明的一种易清洁自修复车衣涂层材料及其制备方法、涂布方法，使得车衣涂层材料具有自修复性能，同时还能兼备易清洁、耐化性和拉伸性能优异的优点。

Description

易清洁自修复车衣涂层材料及其制备方法、涂布方法
技术领域
本发明属于车衣涂层领域，具体涉及一种易清洁自修复车衣涂层材料及其制备方法、涂布方法。
背景技术
目前汽车的车衣市场对车衣涂层提出了需求，其要求车衣涂层具有自修复能力的同时，还需兼备易清洁、耐化性和拉伸性能优异的优点。但是目前的技术还无法同时满足上述要求：其中一些技术通过添加微胶囊实现自修复，但是这种技术大多都不具备多次修复的能力，相同位置实现过修复之后，微胶囊不再存在，也就失去了自修复功能；而另一些技术通过高分子间相互作用力实现修复，但这种方式具有衰减性，随着刮擦次数的增多，分子间作用力呈衰减趋势，导致自修复效果减弱；还有一些技术案通过降低表面能易达到易清洁，但是马克笔之类的涂鸦产品涂画在漆膜表面依旧会渗入涂层内部造成污染。此外，还存在一些客观原因，由于车衣生产线的限制，只能允许车衣涂层在110℃下固化3min，导致固化效果不佳、交联密度不够，从而影响后期耐化学品，易清洁等性能。
发明内容
本发明技术方案要解决的技术问题是提供一种易清洁自修复车衣涂层材料及其制备方法、涂布方法，使得车衣涂层材料具有自修复性能，同时还能兼备易清洁、耐化性和拉伸性能优异的优点。
为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种易清洁自修复车衣涂层材料，其原料配方按重量份计，包括：30～45份的第一树脂，且所述第一树脂的结构式如下：
Figure BDA0003440146660000021
10～25份的第二树脂，所述第二树脂为带有支链的丙烯酸树脂，且所述第二树脂的平均粒径不超过20nm；2～8份的第三树脂，且所述第三树脂为线性丙烯酸树脂；0.1～1份的催化剂，且所述催化剂的结构式如下：
Figure BDA0003440146660000022
0.1～1份的聚二甲基硅氧烷类流平剂；0.5～3份的紫外线吸收剂，且所述紫外线吸收剂的结构式如下：
Figure BDA0003440146660000023
30～50份的醋酸丁酯；50～80份的醋酸乙酯；30～50份的固化剂，所述固化剂包括聚异佛尔酮二异氰酸酯和聚六亚甲基二异氰酸酯。
可选地，所述第一树脂的重均分子量在5000～9000，玻璃化转变温度为-30℃～10℃，羟值为3％～4％；所述第二树脂的重均分子量为300～800，羟值为1％～2％。
可选地，所述聚异佛尔酮二异氰酸酯和聚六亚甲基二异氰酸酯的重量比为1:(4～6)。
可选地，原料配方按重量份计，包括：31～45份的所述第一树脂；13～23份的所述第二树脂；3～7份的所述第三树脂；0.2～0.8份的所述催化剂；0.1～0.7份的所述聚二甲基硅氧烷类流平剂；0.5～2份的所述紫外线吸收剂；32～38份的醋酸丁酯；55～75份的醋酸乙酯；33～45份的固化剂。
可选地，原料配方按重量份计，包括：34～40份的所述第一树脂；15～20份的所述第二树脂；4～6份的所述第三树脂；0.3～0.7份的所述催化剂；0.2～0.5份的所述聚二甲基硅氧烷类流平剂；1～2份的所述紫外线吸收剂；33～38份的醋酸丁酯；50～70份的醋酸乙酯；35～40份的固化剂。
本发明技术方案还提供上述易清洁自修复车衣涂层材料的制备方法，包括：提供第一组分，所述第一组分包括所述第一树脂、所述第二树脂、所述第三树脂、所述催化剂、所述聚二甲基硅氧烷类流平剂、所述紫外线吸收剂以及所述醋酸丁酯；提供第二组分，所述第二组分包括所述固化剂；提供第三组分，所述第三组分包括所述醋酸乙酯；将所述第一组分、第二组分及所述第三组分按重量份混合均匀并调节粘度，形成所述易清洁自修复车衣涂层材料。
可选地，所述第一组分的制备方法包括：将所述第一树脂、所述第二树脂、所述第三树脂及部分所述醋酸丁酯混合均匀，形成第一体系；边搅拌边向所述第一体系中依次加入所述催化剂、所述紫外线吸收剂及所述聚二甲基硅氧烷类流平剂，形成第二体系；向所述第二体系中加入剩余的所述醋酸丁酯调整粘度。
可选地，所述第二组分的制备方法包括：按比例加入所述聚异佛尔酮二异氰酸酯和所述聚六亚甲基二异氰酸酯并搅拌均匀。
可选地，混合所述第一组分、所述第二组分及所述第三组分之前，还分别对所述第一组分、所述第二组分及所述第三组分进行过滤。
可选地，本发明技术方案还提供上述易清洁自修复车衣涂层材料的涂布方法，包括：使用涂布机进行涂布，在20℃～30℃下流平1～3min，在85℃～110℃的烘道下烘烤3～6min。
与现有技术相比，本发明技术方案具有如下有益效果：本发明技术方案的易清洁自修复车衣涂层材料的原料配方包括第一树脂、第二树脂、第三树脂、催化剂、聚二甲基硅氧烷类流平剂、紫外线吸收剂、醋酸丁酯、醋酸乙酯及固化剂，通过特定的配方组分和比例，使得车衣涂层不仅具有自修复性能，同时还兼备易清洁以及优异的耐化性和拉伸性能。
具体实施方式
为了使本领域技术领域人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合下面结合实施例对本发明作进一步说明，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供一种易清洁自修复车衣涂层材料，其原料配方按重量份计，包括：第一树脂、第二树脂、第三树脂、催化剂、聚二甲基硅氧烷类流平剂、紫外线吸收剂、醋酸丁酯、醋酸乙酯及固化剂。
其中所述第一树脂的结构式如下：
Figure BDA0003440146660000041
所述第一树脂在涂层材料中可以构建弹性骨架，当受到外力破坏后，受热时利用其分子结构的高弹性再流平，达到填充和修复效果，这种方式可以实现多次反复修复，且操作简单，用热水浇烫即可修复。在一些实施例中，所述第一树脂的重均分子量在5000～9000，玻璃化转变温度为-30℃～10℃。
所述第二树脂为带有支链的丙烯酸树脂，且所述第二树脂的平均粒径不超过20nm。小粒径的第二树脂主要负责填充自修复骨架的微小空隙，以提高涂层表面的致密度，可以使涂鸦笔，马克笔等的墨水涂画后不易渗入涂层深处，方便擦洗，同时致密的涂层能提供优良的耐化性。所述第二树脂的重均分子量可以在300～800。
所述第三树脂为线性丙烯酸树脂，且所述线性丙烯酸树脂的加入，可以改善涂层的柔韧性，提高涂层的横向取向拉伸性能，方便施工。
所述催化剂的结构式如下：
Figure BDA0003440146660000051
所述催化剂可以促进所述第一树脂、所述第二树脂与固化剂的反应，加快车衣涂层的固化成型速率。此外，所述车衣涂层的固化成型速率还与所述第一树脂、所述第二树脂中羟基的含量(羟值)有关，本申请实施例中，所述第一树脂的羟值为3％～4％，所述第二树脂的羟值为1％～2％。
本发明实施例的聚二甲基硅氧烷类流平剂可以起到促进湿膜流平，使涂层平整提升涂层的光泽。
所述紫外线吸收剂可以增强车衣涂层的耐光照和耐候性，且所述紫外线吸收剂的结构式如下：
Figure BDA0003440146660000052
所述醋酸丁酯作为溶剂，作为溶剂相，用于溶解各组分。所述醋酸乙酯作为稀释剂。
所述固化剂采用聚异佛尔酮二异氰酸酯和聚六亚甲基二异氰酸酯的复配体系，可以增强涂层的自修复和快干性能。同时，聚异佛尔酮二异氰酸酯和聚六亚甲基二异氰酸酯的相对比例也影响着自修复能力和快干能力。本发明实施例控制所述聚异佛尔酮二异氰酸酯和聚六亚甲基二异氰酸酯的重量比为1:(4～6)，以使涂层的自修复和快干性能达到最佳状态。
所述第一树脂，第二树脂，第三树脂，催化剂，聚二甲基硅氧烷类流平剂，紫外线吸收剂，醋酸丁酯，醋酸乙酯及固化剂的相对比例关系对涂层的性能起到至关重要的作用，各组分的含量过多或过少均会影响涂层的自修复性能、清洁性能、耐化性能、拉伸性能以及耐候性能。在本发明实施例中，所述易清洁自修复车衣涂层材料的原料配方按重量份计，包括：30～45份的第一树脂，10～25份的第二树脂，2～8份的第三树脂，0.1～1份的催化剂，0.1～1份的聚二甲基硅氧烷类流平剂，0.5～3份的紫外线吸收剂，30～50份的醋酸丁酯，50～80份的醋酸乙酯及30～50份的固化剂。
优选地，所述易清洁自修复车衣涂层材料的原料配方按重量份计，包括：31～45份的所述第一树脂；13～23份的所述第二树脂；3～7份的所述第三树脂；0.2～0.8份的所述催化剂；0.1～0.7份的所述聚二甲基硅氧烷类流平剂；0.5～2份的所述紫外线吸收剂；32～38份的醋酸丁酯；55～75份的醋酸乙酯；33～45份的固化剂。
进一步优选地，所述易清洁自修复车衣涂层材料的原料配方按重量份计，包括：34～40份的所述第一树脂；15～20份的所述第二树脂；4～6份的所述第三树脂；0.3～0.7份的所述催化剂；0.2～0.5份的所述聚二甲基硅氧烷类流平剂；1～2份的所述紫外线吸收剂；33～38份的醋酸丁酯；50～70份的醋酸乙酯；35～40份的固化剂。
本发明还提供上述易清洁自修复车衣涂层材料的制备方法，包括：
提供第一组分，所述第一组分包括所述第一树脂、所述第二树脂、所述第三树脂、所述催化剂、所述聚二甲基硅氧烷类流平剂、所述紫外线吸收剂以及所述醋酸丁酯；
提供第二组分，所述第二组分包括所述固化剂；
提供第三组分，所述第三组分包括所述醋酸乙酯；
将所述第一组分、第二组分及所述第三组分按重量份混合均匀并调节粘度，形成所述易清洁自修复车衣涂层材料。
其中，所述第一组分的制备方法包括：将所述第一树脂、所述第二树脂、所述第三树脂及部分所述醋酸丁酯混合均匀，形成第一体系；边搅拌边向所述第一体系中依次加入所述催化剂、所述紫外线吸收剂及所述聚二甲基硅氧烷类流平剂，形成第二体系；向所述第二体系中加入剩余的所述醋酸丁酯调整粘度。
所述第二组分的制备方法包括：依次按比例加入所述聚异佛尔酮二异氰酸酯和所述聚六亚甲基二异氰酸酯并搅拌均匀。
在一些实施例中，混合所述第一组分、所述第二组分及所述第三组分之前，还分别对所述第一组分、所述第二组分及所述第三组分进行过滤。
对易清洁自修复车衣涂层材料进行涂布时，可以使用涂布机进行涂布，在20℃～30℃下流平1～3min，在85℃～110℃的烘道下烘烤3～6min。
实施例1
本实施例提供一种易清洁自修复车衣涂层材料的制备方法，包括：
提供第一组分，所述第一组分按重量份计，包括42份的第一树脂(重均分子量在5000～9000，羟值为3.5％)、15份的第二树脂(重均分子量为300～800，羟值为1.5％)、5份的线性丙烯酸树脂、0.5份的催化剂、0.3份的聚二甲基硅氧烷类流平剂(毕克化学，BYK333)、2份的紫外线吸收剂以及30份的醋酸丁酯。
提供第二组分，所述第二组分包括7.6份的聚异佛尔酮二异氰酸酯和30.4份的聚六亚甲基二异氰酸酯。
提供第三组分，所述第三组分包括60份的醋酸乙酯；
将所述第一组分、第二组分及所述第三组分按重量份混合均匀并调节粘度至适合涂布，形成车衣涂层材料，并将车衣涂层材料采用涂布机在25℃下流平2min，在85-110℃的烘道下烘烤4min，获得车衣涂层。
实施例2
制备方法的描述可参考实施例1。而各组分的质量份如下：38份的第一树脂、18.1份的第二树脂、5份的线性丙烯酸树脂、0.5份的催化剂、0.3份的聚二甲基硅氧烷类流平剂、2份的紫外线吸收剂、30份的醋酸丁酯、7.6份的聚异佛尔酮二异氰酸酯和30.4份的聚六亚甲基二异氰酸酯及60份的醋酸乙酯。
实施例3
制备方法的描述可参考实施例1。而各组分的质量份如下：31份的第一树脂、22.1份的第二树脂、5份的线性丙烯酸树脂、0.5份的催化剂、0.3份的聚二甲基硅氧烷类流平剂、2份的紫外线吸收剂、30份的醋酸丁酯、7.6份的聚异佛尔酮二异氰酸酯和30.4份的聚六亚甲基二异氰酸酯及60份的醋酸乙酯。
实施例4
制备方法的描述可参考实施例1。而各组分的质量份如下：42份的第一树脂、15份的第二树脂、5份的线性丙烯酸树脂、0.5份的催化剂、0.3份的聚二甲基硅氧烷类流平剂、2份的紫外线吸收剂、30份的醋酸丁酯、6.3份的聚异佛尔酮二异氰酸酯和31.7份的聚六亚甲基二异氰酸酯及60份的醋酸乙酯。
实施例5
制备方法的描述可参考实施例1。而各组分的质量份如下：38份的第一树脂、18.1份的第二树脂、5份的线性丙烯酸树脂、0.5份的催化剂、0.3份的聚二甲基硅氧烷类流平剂、2份的紫外线吸收剂、30份的醋酸丁酯、6.3份的聚异佛尔酮二异氰酸酯和31.7份的聚六亚甲基二异氰酸酯及60份的醋酸乙酯。
实施例6
制备方法的描述可参考实施例1。而各组分的质量份如下：31份的第一树脂、22.1份的第二树脂、5份的线性丙烯酸树脂、0.5份的催化剂、0.3份的聚二甲基硅氧烷类流平剂、2份的紫外线吸收剂、30份的醋酸丁酯、6.3份的聚异佛尔酮二异氰酸酯和31.7份的聚六亚甲基二异氰酸酯及60份的醋酸乙酯。
实施例7
制备方法的描述可参考实施例1。而各组分的质量份如下：42份的第一树脂、15份的第二树脂、5份的线性丙烯酸树脂、0.5份的催化剂、0.3份的聚二甲基硅氧烷类流平剂、2份的紫外线吸收剂、30份的醋酸丁酯、5.4份的聚异佛尔酮二异氰酸酯和32.6份的聚六亚甲基二异氰酸酯及60份的醋酸乙酯。
实施例8
制备方法的描述可参考实施例1。而各组分的质量份如下：38份的第一树脂、18.1份的第二树脂、5份的线性丙烯酸树脂、0.5份的催化剂、0.3份的聚二甲基硅氧烷类流平剂、2份的紫外线吸收剂、30份的醋酸丁酯、5.4份的聚异佛尔酮二异氰酸酯和32.6份的聚六亚甲基二异氰酸酯及60份的醋酸乙酯。
实施例9
制备方法的描述可参考实施例1。而各组分的质量份如下：31份的第一树脂、22.1份的第二树脂、5份的线性丙烯酸树脂、0.5份的催化剂、0.3份的聚二甲基硅氧烷类流平剂、2份的紫外线吸收剂、30份的醋酸丁酯、5.4份的聚异佛尔酮二异氰酸酯和32.6份的聚六亚甲基二异氰酸酯及60份的醋酸乙酯。
对实施例1～实施例9的车衣涂层进行如下测试：
(1)自修复测试：使用铜丝刷在车衣涂层表面来回刮擦20次，然后用80℃热水浇烫，观察刮痕能否消失，若刮痕完全消失则说明自修复效果为优，若仍有部分刮痕残留则说明自修复效果为良，若刮痕没有任何恢复则说明自修复效果为差，测试结果如表1所示。
(2)易清洁测试：使用晨光双杰记号笔在车衣涂层表面涂画，分别停留1小时，24小时，48小时后使用酒精擦拭，1小时后擦拭有印记为差，24小时后无印记为良，48小时后擦拭无印记为优，测试结果如表1所示。
(3)耐化性测试：用化油器清洗剂喷至车衣涂层表面完全润湿，分别停留20s，30s，40s后用无纺布擦拭，20s漆膜发雾，溶胀为差；20s漆膜完整但30s后漆膜发雾为良；40s后漆膜无发雾，溶胀等现象为优，测试结果如表1所示。
(4)拉伸测试：使用拉伸试验机，以恒力进行拉伸，测试车衣涂层的断裂伸长率，断裂伸长率<80％为差；80％<断裂伸长率<100％为良；断裂伸长率>100％为优，测试结果如表1所示。
(5)耐候测试：将车衣涂层贴在模拟汽车外壳的板材上，在户外条件放置，每隔一个月观察是否有变色脱落等现象，若无变色、脱落，且光泽无明显变化为优；若无变色脱落，光泽有轻微变化为良；若有变色、脱落等现象为差。测试结果如表1所示。
表1各项性能测试结果
Figure BDA0003440146660000101
根据表1的测试结果可知，本申请实施例1～9制备的车衣涂层不仅具有优良的自修复性能，同时还能兼备优良的易清洁性、耐化性以及拉伸性能。
本发明虽然已以较佳实施方式公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种易清洁自修复车衣涂层材料，其特征在于，其原料配方按重量份计，包括：
30～45份的第一树脂，且所述第一树脂的结构式如下：
Figure FDA0003440146650000011
10～25份的第二树脂，所述第二树脂为带有支链的丙烯酸树脂，且所述第二树脂的平均粒径不超过20nm；
2～8份的第三树脂，且所述第三树脂为线性丙烯酸树脂；
0.1～1份的催化剂，且所述催化剂的结构式如下：
Figure FDA0003440146650000012
0.1～1份的聚二甲基硅氧烷类流平剂；
0.5～3份的紫外线吸收剂，且所述紫外线吸收剂的结构式如下：
Figure FDA0003440146650000013
30～50份的醋酸丁酯；
50～80份的醋酸乙酯；
30～50份的固化剂，所述固化剂包括聚异佛尔酮二异氰酸酯和聚六亚甲基二异氰酸酯。
2.如权利要求1所述的易清洁自修复车衣涂层材料，其特征在于，所述第一树脂的重均分子量在5000～9000，玻璃化转变温度为-30℃～10℃，羟值为3％～4％；所述第二树脂的重均分子量为300～800，羟值为1％～2％。
3.如权利要求1所述的易清洁自修复车衣涂层材料，其特征在于，所述聚异佛尔酮二异氰酸酯和聚六亚甲基二异氰酸酯的重量比为1:(4～6)。
4.如权利要求1所述的易清洁自修复车衣涂层材料，其特征在于，其原料配方按重量份计，包括：
31～45份的所述第一树脂；
13～23份的所述第二树脂；
3～7份的所述第三树脂；
0.2～0.8份的所述催化剂；
0.1～0.7份的所述聚二甲基硅氧烷类流平剂；
0.5～2份的所述紫外线吸收剂；
32～38份的醋酸丁酯；
55～75份的醋酸乙酯；
33～45份的固化剂。
5.如权利要求1所述的易清洁自修复车衣涂层材料，其特征在于，其原料配方按重量份计，包括：
34～40份的所述第一树脂；
15～20份的所述第二树脂；
4～6份的所述第三树脂；
0.3～0.7份的所述催化剂；
0.2～0.5份的所述聚二甲基硅氧烷类流平剂；
1～2份的所述紫外线吸收剂；
33～38份的醋酸丁酯；
50～70份的醋酸乙酯；
35～40份的固化剂。
6.一种如权利要求1至5任一项所述的易清洁自修复车衣涂层材料的制备方法，其特征在于，包括：
提供第一组分，所述第一组分包括所述第一树脂、所述第二树脂、所述第三树脂、所述催化剂、所述聚二甲基硅氧烷类流平剂、所述紫外线吸收剂以及所述醋酸丁酯；
提供第二组分，所述第二组分包括所述固化剂；
提供第三组分，所述第三组分包括所述醋酸乙酯；
将所述第一组分、第二组分及所述第三组分混合均匀并调节粘度，形成所述易清洁自修复车衣涂层材料。
7.如权利要求6所述的易清洁自修复车衣涂层材料的制备方法，其特征在于，所述第一组分的制备方法包括：
将所述第一树脂、所述第二树脂、所述第三树脂及部分所述醋酸丁酯混合均匀，形成第一体系；
边搅拌边向所述第一体系中依次加入所述催化剂、所述紫外线吸收剂及所述聚二甲基硅氧烷类流平剂，形成第二体系；
向所述第二体系中加入剩余的所述醋酸丁酯调整粘度。
8.如权利要求6所述的易清洁自修复车衣涂层材料的制备方法，其特征在于，所述第二组分的制备方法包括：按比例加入所述聚异佛尔酮二异氰酸酯和所述聚六亚甲基二异氰酸酯并搅拌均匀。
9.如权利要求6所述的易清洁自修复车衣涂层材料的制备方法，其特征在于，混合所述第一组分、所述第二组分及所述第三组分之前，还分别对所述第一组分、所述第二组分及所述第三组分进行过滤。
10.一种如权利要求1至5任一项所述的易清洁自修复车衣涂层材料的涂布方法，其特征在于，包括：使用涂布机进行涂布，在20℃～30℃下流平1～3min，在85℃～110℃的烘道下烘烤3～6min。
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