CN114921167A - 满足高橘皮要求的汽车外饰清漆及其制备方法、施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种满足高橘皮要求的汽车外饰清漆及其制备方法、施工方法，所述汽车外饰清漆包括第一组分和第二组分，所述第一组分按重量份计，包括：羟基丙烯酸多元醇树脂50～60份；线性饱和脂肪族聚酯树脂2‑10份；流变助剂1‑3份；DBTDL催化剂0.5‑2份；有机硅改性丙烯酸酯流平剂0.5‑1份；聚丙烯酸酯流平控制剂0.5‑1份；紫外线吸收剂1‑2份；溶剂21‑44.5份；所述第二组分按重量份计包括：聚异氰酸酯固化剂30‑50份。由第一组分和第二组分制备的汽车外饰清漆能够较好的满足高橘皮下具有抗流挂和良好目视外观的需求。

Description

满足高橘皮要求的汽车外饰清漆及其制备方法、施工方法
技术领域
本发明属于汽车外饰清漆领域，具体涉及一种满足高橘皮要求的汽车外饰清漆及其制备方法、施工方法。
背景技术
汽车外饰通常选用挂装立面喷涂法，对于目视橘皮的效果有更高的要求，主要是得到均匀无明显流挂的涂层，这就要求涂料具有良好的流平性及抗流挂性，平衡流平和流挂就显得非常重要。对于外观来说，在垂直面上目视感受长波(LW)非常明显。对于涂料来说，一方面在清漆喷涂初期及烘烤闪蒸阶段(涂料仍处湿润，受温度升高影响引起粘度的急速下降)更容易导致流挂的产生；另一方面，在涂层干燥和烘烤固化阶段，由于树脂低分子量的损失及稀释剂挥发性化合物挥发引起收缩时，下面基材的特性可转移至涂层，即产生了透印现象，底物的粗糙度会在涂料干燥后新生成的表面上反映出来，需要在干燥和/或固化工艺中形成的新的粗糙度及最后交联完成之前仍具有足够的流动性。
目前来说大量的解决方案是通过添加流变控制剂，例如二氧化硅，蒙脱石粉，聚丙烯酰胺，聚丙烯酸或者基于己胺的脲化合物和聚酰胺蜡颗粒的组合作为流变助剂等。然而，这些流变控制剂限制了允许涂层在干燥固化的后阶段中形成的粗糙度继续流平的可能性，从而对外观具有负影响。基于手性胺的脲化合物新型流挂控制剂，可以更好的解决底物的透印粗造度，但是手性胺的造价成本昂贵。对于已知清漆体系来说，可以通过加入高沸点溶剂辅助成膜或者通过控制溶剂挥发速度，从而减小贝纳德涡深度，改善流平性，但是易产生流挂问题。溶剂的调整对于整个清漆体系来说改善有限，对于更高橘皮的喷涂来说，满足不了外观要求，且对于现场温度变化敏感，更易造成流挂。
发明内容
本发明技术方案要解决的技术问题是提供一种满足高橘皮要求的汽车外饰清漆及其制备方法、施工方法。
本发明的满足高橘皮要求的汽车外饰清漆包括第一组分和第二组分，所述第一组分按重量份计，包括：羟基丙烯酸多元醇树脂50～60份；线性饱和脂肪族聚酯树脂2-10份；流变助剂1-3份；DBTDL催化剂0.5-2份；有机硅改性丙烯酸酯流平剂0.5-1份；聚丙烯酸酯流平控制剂0.5-1份；紫外线吸收剂1-2份；溶剂21-44.5份；所述第二组分按重量份计包括：聚异氰酸酯固化剂30-50份；其中，所述线性饱和脂肪族聚酯树脂的固含量为80-100％，羟值为330±20mgKOH/g，且常温下的粘度为1500-3000mPa·s。
可选的，所述第一组分按重量份计包括：羟基丙烯酸多元醇52-58份；线性饱和脂肪族聚酯树脂3-8份；流变助剂0.5-2份；DBTDL催化剂0.5-2份；有机硅改性丙烯酸酯流平剂0.5-1份；聚丙烯酸酯流平控制剂0.5-1份；紫外线吸收剂1-2份；溶剂28-42份；所述第二组分按重量份计包括：聚异氰酸酯固化剂30-40份。
可选的，所述流变助剂包括含脲基团的微支化聚酯多元醇树脂、聚酰胺蜡、金属氧化物或气相二氧化硅的中的至少一种。
可选的，所述紫外线吸收剂包括HPT类紫外线吸收剂、苯并三氮唑类紫外吸收剂及HALS类低聚受阻胺光稳定剂之中的至少一种。
可选的，所述溶剂包括醋酸乙酯、醋酸丁酯、二丙酮醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙烷基3-乙氧丙酸酯、甲基异丁基酮及叔碳酸缩水甘油酯中的至少一种。
本发明还提供所述满足高橘皮要求的汽车外饰清漆的制备方法，包括：按重量份将羟基丙烯酸多元醇树脂、线性饱和脂肪族聚酯树脂、流变助剂、DBTDL催化剂、有机硅改性丙烯酸酯流平剂、聚丙烯酸酯流平控制剂、紫外线吸收剂及溶剂混合搅拌，获得第一组分；将异氟尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯按1∶(1～1.2)比例混合于醋酸丁酯中，搅拌后获得第二组分，其中所述醋酸丁酯的质量为所述第二组分的总质量的30-50％。
本发明还提供所述满足高橘皮要求的汽车外饰清漆的施工方法，包括：将第一组分和第二组分按照重量比混合均匀形成混合物，并调整所述混合物至适合喷涂的黏度；将所述混合物喷涂至基材上，且喷涂的膜层厚度为20-50μm；在20-25℃下流平10-15min，然后于80℃-85℃的温度下烘烤30-35min。
可选的，所述第一组分和所述第二组分的重量比为(2～3)∶1。
可选的，采用醋酸丁酯调整所述混合物至适合喷涂的黏度，且所述稀释剂的重量份为20-40份。
可选的，使用1-1.5mm口径空气喷枪或者旋杯喷枪将所述混合物喷涂至ABS或ABS/PC基材上。
本发明技术方案通过羟基丙烯酸多元醇树脂、线性饱和脂肪族聚酯树脂、流变助剂、DBTDL催化剂、有机硅改性丙烯酸酯流平剂、聚丙烯酸酯流平控制剂、紫外线吸收剂及溶剂的相互配合，形成第一组分；采用聚异氰酸酯固化剂作为第二组分；由第一组分和第二组分制备的汽车外饰清漆能够较好的满足高橘皮下具有抗流挂和良好目视外观的需求，保证外饰件的光泽及饱满度。
附图说明
图1为本发明实施例1～5及比较例1～4的平衡的结构谱线曲线示意图。
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。
本发明实施例提供一种汽车外饰清漆，可以满足高橘皮要求，包括第一组份和第二组份，其中所述第一组份包括羟基丙烯酸多元醇树脂、线性饱和脂肪族聚酯树脂、流变助剂、DBTDL催化剂、有机硅改性丙烯酸酯流平剂、聚丙烯酸酯流平控制剂、紫外线吸收剂及溶剂。
所述羟基丙烯酸多元醇树脂的固含量可以为75-90％，固体当量可以为300-500，数均分子量(Mn)为1200-1400，分子量分布Mw/Mn约等于1.7，玻璃化转变温度(Tg)为-10℃～5℃，羟值为140-180mg KOH/g。其中所述羟值是指1克树脂中的羟基所相当的氢氧化钾(KOH)的毫克数。所述固含量是指150℃高温烘烤1h，溶液蒸发后所剩余的质量占原分散体质量的百分比。所述固体当量是指含1mol羟基官能团的树脂的质量。所述羟基丙烯酸多元醇树脂的分子量分布较窄，提供了良好的高固含量和粘度之间的平衡，保证了良好的流平和流动能力；同时缺少低分子量部分，也相应减少了烘烤损失及热流挂的影响。所述羟基丙烯酸多元醇树脂可以为BASF羟基丙烯酸树脂(例如BASF
Figure BDA0003652177050000041
系列)或ALLNEX公司的MACRYNAL系列羟基丙烯酸树脂、SETALUX系列羟基丙烯酸树脂等。
所述线性饱和脂肪族聚酯树脂的固含量可以为80-100％，羟值为330±20mgKOH/g，且常温下的粘度为1500-3000mpa·s。采用本发明实施例的高固含量、低粘度的聚酯，可以使清漆具有高固含量和低粘度，且高羟基本身反应速率慢，少量添加量即可在烘烤阶段后期提供良好的流动性，降低透印现象带来的流平不佳。所述线性饱和脂肪族聚酯树脂的重量份与流变助剂的重量份相匹配，若线性饱和脂肪族聚酯树脂的的含量过高，会对流平产生不利的影响，长波凸显且带来流挂的风险。所述线性长链饱和聚酯树脂例如可以包括聚酯多元醇，例如ALLNEX公司
Figure BDA0003652177050000051
系列、WORLEE公司的WorleePol1181系列聚酯多元醇。
所述流变助剂可以包括含脲基团的微支化聚酯多元醇树脂、聚酰胺蜡、金属氧化物或气相二氧化硅的中的至少一种。优选地，所述流变助剂为含脲基团的微支化聚酯多元醇树脂，所述含脲基团的微支化聚酯多元醇树脂为通过甲氧基丙胺、羟基聚酯和多异氰酸酯反应制得的脲化合物改性的聚酯。例如所述含脲基团的微支化聚酯多元醇树脂可以采用ALLNEX公司含脲基团聚酯多元醇、ALLNEX公司含脲基团丙烯酸多元醇。所述含脲基团的微支化聚酯多元醇树脂基于ISO 3251标准测定的固含量为62％-65％，羟值为140-180mgKOH/g，1s-1、23℃条件下的粘度为3000-9500mPa·s，在1000s-1、23℃条件下的粘度为250-550mPa·s。所述流变助剂的含脲基团及轻微支化的聚酯结构可以使涂料具有触变性，获得一定的抗流挂性，且主体为聚酯树脂相容性更好，可以提供一定的固含量，所述流变助剂的重量份影响着流平的效果。
所述DBTDL(二月桂酸二丁基锡)具有优良的催干性，在最佳重量分下可促进漆膜快速干燥，获得平衡光滑又硬度极佳的漆膜，且不影响涂料使用期。
所述有机硅改性丙烯酸酯流平剂可以有效降低漆膜表面张力，较佳重量份下可为高橘皮下的底漆提供更好的润湿作用，使漆膜获得良好的流平。而较高的重量份会导致漆膜缩孔等缺陷。所述有机硅改性丙烯酸酯流平剂可以包括BYK3550或Tego410。
所述聚丙烯酸酯流平控制剂可以使涂膜的表面张力趋于平衡，较佳重量份下可提高漆膜的均匀性，使成膜均匀、自然，从而降低LW。而过高重量份下会导致相容性变差，产生涂膜光泽下降的副作用。所述聚丙烯酸脂流平控制剂可以包括Resiflow FM4或ResifowLV。
所述紫外线吸收剂可以包括HPT类紫外线吸收剂、苯并三氮唑类紫外吸收剂及HALS类低聚受阻胺光稳定剂之中的至少一种，优选为苯并三氮唑紫外线吸收剂和低聚受阻胺光稳定剂的组合。较佳重量份下的所述紫外线吸收剂组合与树脂的相容性好，能够抑制光泽的降低，增强清漆涂层的耐光照和耐候性。例如所述紫外线吸收剂包括Tinuvin 400和Tinuvin 123。
所述溶剂包括醋酸乙酯、醋酸丁酯、二丙酮醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙烷基3-乙氧丙酸酯、甲基异丁基酮及叔碳酸缩水甘油酯中的至少一种。优选地，所述溶剂包括醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯及叔碳酸缩水甘油酯的混合溶剂。特别地，所述叔碳酸缩水甘油酯属于高沸点溶剂(292℃)，可以提高涂料的固含量，缓解由于溶剂挥发引起的漆膜收缩问题，提高了漆膜的光泽度和丰满度，同时可与交联树脂反应，提高漆膜的耐化性和耐酸性。
所述第二组分按重量份计包括聚异氰酸酯固化剂。
所述第一组分和第二组分的重量份对漆膜的性能影响很大。在所述第一组分中，所述羟基丙烯酸多元醇树脂为50～60份，所述线性饱和脂肪族聚酯树脂为2-10份，所述流变助剂为1-3份，所述DBTDL催化剂为0.5-2份，所述有机硅改性丙烯酸酯流平剂为0.5-1份，所述聚丙烯酸酯流平控制剂为0.5-1份，所述紫外线吸收剂为1-2份，所述溶剂为10-20份。所述第二组分的聚异氰酸酯固化剂为30-50份。
优选地，所述第一组分按重量份计包括：羟基丙烯酸多元醇52-58份；线性饱和脂肪族聚酯树脂3-8份；流变助剂0.5-2份；DBTDL催化剂0.5-2份；有机硅改性丙烯酸酯流平剂0.5-1份；聚丙烯酸酯流平控制剂0.5-1份；紫外线吸收剂1-2份；溶剂28-42份；所述第二组分按重量份计包括：聚异氰酸酯固化剂30-40份。
本发明实施例还提供一种汽车外饰清漆的制备方法，包括：按重量份将羟基丙烯酸多元醇树脂、线性饱和脂肪族聚酯树脂、流变助剂、DBTDL催化剂、有机硅改性丙烯酸酯流平剂、聚丙烯酸酯流平控制剂、紫外线吸收剂及溶剂混合搅拌，获得第一组分；将异氟尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯按1∶(1～1.2)比例混合于醋酸丁酯中，搅拌后获得第二组分，其中所述醋酸丁酯的质量为所述第二组分的总质量的30-50％。
本发明实施例的汽车外饰清漆的施工方法可以包括：将第一组分、第二组分按照重量比混合均匀形成混合物，并调整所述混合物至适合喷涂的黏度；将所述混合物喷涂至基材上，且喷涂的膜层厚度为20-50μm；在20-25℃下流平10-15min，然后于80℃-85℃的温度下烘烤30-35min。
优选地，所述第一组分和所述第二组分的重量比为(2～3)∶1。采用稀释剂调整所述混合物至适合喷涂的黏度，且所述稀释剂的重量份为20-40份。所述稀释剂例如包括醋酸丁酯。喷涂时，使用1-1.5mm口径空气喷枪或者旋杯喷枪将所述混合物喷涂至ABS或ABS/PC基材上。
实施例1
将重量份为52份的BASF羟基丙烯酸树脂(羟基丙烯酸多元醇树脂)、3份的WORLEE聚酯多元醇、1份的ALLNEX公司含脲基团丙烯酸多元醇、10份的叔碳酸缩水甘油酯(溶剂，E10P)、0.5份的BYK 3550(有机硅改性丙烯酸酯流平剂)、10份的Dabco T-12(DBTDL催化剂)、1份的Tinuvin 400(紫外线吸收剂)、1份的Tinuvin 123(紫外线吸收剂)进行混合搅拌，获得第一组分；
将异氟尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯按质量比为1∶1.1混合搅拌后获得第二组分，作为固化剂；
将第一组分、第二组分按照2.5∶1的重量比混合均匀形成混合物，并采用30份的醋酸丁酯作为稀释剂，调整所述混合物的黏度为(13s，DIN4杯，23℃)，将所述混合物喷涂至A4大小的ABS基材上，底漆采用黑色底漆，进行挂装立面喷涂。喷涂的膜层厚度为40μm，在20-25℃下流平10min，然后于80℃-85℃的温度下烘烤30min，在ABS基材上形成漆膜。
实施例2至实施例5、比较例1至比较例3的制备方法可参照实施例1，其配方如表1所示。
采用BYK dual仪器测试本申请各实施例及比较例的漆膜，测试结果如表1和图1，图1为平衡的结构谱线曲线。
表1实施例和比较例的清漆配方及测试结果
Figure BDA0003652177050000081
在表1中，LW(Longwave)代表平衡的结构谱线曲线中的长波，SW(Shortwave)代表平衡的结构谱线曲线中的短波，LW和SW的数值越低表明漆膜越平整。BYK公司的橘皮仪内置计算公式将LW和SW的测量结果换算成R值，R值越高表明漆膜越平整。B值为橘皮平衡度，B应当在±5的范围内。Du为晦涩度，指小于0.1mm的结构引起的光线散射，影响DOI，Du值越小越好。Wa～Wd为谱线的波长和距离滤波函数获得的波长光谱，其中Wa的波长为0.1-0.3mm，Wb的波长为0.3-1mm，Wc的波长为1-3mm，Wd的波长为3-10mm。在图1所示的平衡的结构谱线曲线中，越接近X轴的结构谱线且Wb＞Wd的曲线具有较好的橘皮表现。
结合表1和图1，比较实施例1-5的测试结果，实施例1-5清漆在外观上均较好，其中实施例3的R值最大，其B值更靠近中点，LW凸显效果减弱，因此实施例3的羟基丙烯酸多元醇树脂、线性饱和脂肪族聚酯树脂以及含脲基团的聚酯多元醇流变助剂等组分设计的清漆涂料可以满足良好抗流挂性和良好外观，并成功作为汽车外饰涂料用于大众等车型。
对比比较例1和实施例3，比较例2与实施例4，以及比较例3与实施例5显示了线性饱和脂肪族聚酯树脂对含脲基团的聚酯多元醇流变助剂造成的流平影响的改善作用。线性饱和脂肪族聚酯树脂和含脲基团的聚酯多元醇流变助剂的组合可以为清漆提供抗流挂性的同时兼顾良好的外观。仅含流变助剂的比较例1的结构谱线曲线比例稍不平衡，B值的负值较大，LW较凸显，外观较差。本申请实施例采用少量的线性饱和脂肪族聚酯树脂即可显著改善流平效果(在保证不流挂的前提下)，数据上R值增大，结构谱线曲线更靠近X轴。对比比较例2与实施例4，以及比较例3与实施例5，进一步显示了线性饱和脂肪族聚酯树脂对流平改善影响的适用性。
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)

1.一种满足高橘皮要求的汽车外饰清漆，其特征在于，包括第一组分和第二组分，所述第一组分按重量份计，包括：
羟基丙烯酸多元醇树脂 50～60份；
线性饱和脂肪族聚酯树脂 2-10份；
流变助剂 1-3份；
DBTDL催化剂 0.5-2份；
有机硅改性丙烯酸酯流平剂 0.5-1份；
聚丙烯酸酯流平控制剂 0.5-1份；
紫外线吸收剂 1-2份；
溶剂 21-44.5份；
所述第二组分按重量份计包括：聚异氰酸酯固化剂 30-50份；
其中，所述线性饱和脂肪族聚酯树脂的固含量为80-100％，羟值为330±20mgKOH/g，且常温下的粘度为1500-3000mPa·s。
2.如权利要求1所述的满足高橘皮要求的汽车外饰清漆，其特征在于，所述第一组分按重量份计包括：
羟基丙烯酸多元醇 52-58份；
线性饱和脂肪族聚酯树脂 3-8份；
流变助剂 0.5-2份；
DBTDL催化剂 0.5-2份；
有机硅改性丙烯酸酯流平剂 0.5-1份；
聚丙烯酸酯流平控制剂 0.5-1份；
紫外线吸收剂 1-2份；
溶剂 28-42份；
所述第二组分按重量份计包括：聚异氰酸酯固化剂30-40份。
3.如权利要求1所述的满足高橘皮要求的汽车外饰清漆，其特征在于，所述流变助剂包括含脲基团的微支化聚酯多元醇树脂、聚酰胺蜡、金属氧化物或气相二氧化硅的中的至少一种。
4.如权利要求1所述的满足高橘皮要求的汽车外饰清漆，其特征在于，所述紫外线吸收剂包括HPT类紫外线吸收剂、苯并三氮唑类紫外吸收剂及HALS类低聚受阻胺光稳定剂之中的至少一种。
5.如权利要求1所述的满足高橘皮要求的汽车外饰清漆，其特征在于，所述溶剂包括醋酸乙酯、醋酸丁酯、二丙酮醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙烷基3-乙氧丙酸酯、甲基异丁基酮及叔碳酸缩水甘油酯中的至少一种。
6.如权利要求1至5任一项所述的满足高橘皮要求的汽车外饰清漆的制备方法，其特征在于，包括：
按重量份将羟基丙烯酸多元醇树脂、线性饱和脂肪族聚酯树脂、流变助剂、DBTDL催化剂、有机硅改性丙烯酸酯流平剂、聚丙烯酸酯流平控制剂、紫外线吸收剂及溶剂混合搅拌，获得第一组分；
将异氟尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯按1∶(1～1.2)比例混合于醋酸丁酯中，搅拌后获得第二组分，其中所述醋酸丁酯的质量为所述第二组分的总质量的30-50％。
7.如权利要求1至5任一项所述的满足高橘皮要求的汽车外饰清漆的施工方法，其特征在于，包括：
将第一组分和第二组分按照重量比混合均匀形成混合物，并调整所述混合物至适合喷涂的黏度；
将所述混合物喷涂至基材上，且喷涂的膜层厚度为20-50μm；
在20-25℃下流平10-15min，然后于80℃-85℃的温度下烘烤30-35min。
8.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，所述第一组分和所述第二组分的重量比为(2～3)∶1。
9.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，采用稀释剂调整所述混合物至适合喷涂的黏度，且所述稀释剂的重量份为20-40份。
10.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，使用1-1.5mm口径空气喷枪或者旋杯喷枪将所述混合物喷涂至ABS或ABS/PC基材上。
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