CN115074003A - 一种自修复涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自修复涂料及其制备方法，按质量百分比计包括：改性聚酯多元醇树脂60‑70％、助剂0.13‑0.35％、酮类溶剂10‑20％、酯类溶剂10‑20％；其中，所述助剂包括有机硅流平剂、有机硅消泡剂。采用有机硅对以三羟甲基丙烷为原料经酯化缩合得到聚酯多元醇进行改性，使所得到的改性聚酯多元醇树脂作为成膜物，成膜后具有很好的韧性和附着力，由于具有很强的韧性，当受到外力破坏(刮花)具有很好的回弹性，不易在漆膜的表面留下刮痕。由于成膜物(主体树脂)为有机硅改性的聚酯多元醇树脂，搭配有机硅类的助剂，可以使助剂和主体树脂，能够很好的混匀，使所形成的膜更加的均匀，减少漆膜弊病的发生。
Description
技术领域
本发明涉及汽车内外饰涂料技术领域，尤其涉及一种自修复涂料及其制备方法。
背景技术
汽车内饰件和外饰件涂料不仅要具备一般涂料的基本性质。如对化学物质的抵抗力、良好的机械性能以及低光泽、耐候性、常温或低温固化等性能。
汽车内饰件都要求涂料的漆膜必须具有良好的耐磨性和耐刮擦性能，现有的涂料虽然可以做到耐刮擦，但是刮擦后会在漆膜的表面留下划痕，影响汽车内饰件的装饰效果。
因此，针对汽车内外饰件的表面的涂层的自修复性能还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自修复涂料及其制备方法，旨在解决现有用于汽车内外饰件的涂料形成涂层，刮花后不能进行自行修复的问题。
一种自修复涂料，其中，按质量百分比计包括：
改性聚酯多元醇树脂60-70％
助剂0.13-0.35％
酮类溶剂10-20％
酯类溶剂10-20％
其中，所述助剂包括有机硅流平剂、有机硅消泡剂。
可选地，所述的自修复涂料，其中，所述改性聚酯多元醇树脂为三羟甲基改性的聚酯多元醇树脂。
可选地，所述的自修复涂料，其中，按质量百分比计所述有机硅流平剂为0.03-0.05％；所述有机硅消泡剂为0.1-0.3％。
可选地，所述的自修复涂料，其中，所述有机硅流平剂选自毕克化工的BYK-371；所述有机硅消泡剂选自毕克化工的BYK-093。
可选地，所述的自修复涂料，其中，按质量百分比计包括：
改性聚酯多元醇树脂65％
助剂0.18％
酮类溶剂18％
酯类溶剂12％
其中，所述助剂包括有机硅流平剂和有机硅消泡剂。
可选地，所述的自修复涂料，其中，按质量百分比计还包括：异氰酸酯5-15％。
可选地，所述的自修复涂料，其中，所述异氰酸酯选自拜尔公司的 DESMODURN3390固化剂。
可选地，所述的自修复涂料，其中，所述改性聚酯多元醇树脂为玻璃化转变温度小于或等于0℃的聚酯多元醇树脂。
一种上述所述的自修复涂料的制备方法，其中包括：
在搅拌条件下，将酮类溶剂和酯类溶剂加入到改性多元醇树脂中，得到基料；
分别将所述有机硅流平剂和有机硅消泡剂分散到所述基料中，得到所述自修复涂料。
有益效果：与传统的涂层相比，本发明通过选用改性聚酯多元醇聚合物搭配有机硅类流平剂、酮类溶剂和脂类溶剂，所形成的涂层，具有抗拉伸强度好，良好的韧性，不易被刮花，刮花后还能“自行愈合”。
具体实施方式
本发明提供一种自修复涂料及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
自修复测试方法：用直丝钢丝刷在薄膜表面刷出刷痕后，观察刷痕在1 小时能否自动消失或在热源(如热水浇注)的情况下消失。如果能消失，则认为材料具有自修复功能。
耐溶剂测试方法：将1ml二甲苯喷至待测材料表面，30秒后用擦拭纸擦干。如果材料外观无明显变化(如溶胀变形、涂层脱落等)，则认为耐溶剂测试合格。
耐沾污评估方法：用得力6881黑色油性记号笔在涂层表面做标记，待标记干燥后放置1天后，用擦镜纸直接擦拭或者用擦镜纸蘸满无水酒精擦拭，观察标记的清除情况。如果标记可以被完全擦去，且不留痕迹，则认为耐沾污性为优。如果标记不可擦去，则认为耐沾污性为差。如果标记可以擦去，但是有少量痕迹，则认为耐沾污为良。
耐候性测试方法如下：使用Eye Super UV Tester W-151，Iwasaki ElectricCo.，Ltd.进行耐候性能测试。一个循环由保持在温度63℃、相对湿度50％、照度50Mw/cm2、和淋雨10秒/小时下5小时，和保持在温度30℃、相对湿度95％下1小时组成。重复上述耐候循环300次后，用裸眼和在显微镜(×250)下观察涂层，如未观察到裂纹或局部剥离，则表明涂层表面良好，耐候性能佳。
为了满足汽车内外饰件的装饰效果，需要在汽车内外饰件的表面进行表面处理，常用的处理方式就是喷涂涂料，形成装饰保护层。为了防止漆膜不易被刮花，通常会采用增加漆膜的硬度来应对，但是漆膜硬度增加，一旦漆膜被刮，就会在漆膜表面留下刮痕，影响漆膜的美观。
为了解决上述技术问题，发明人提供了如下技术方案，一种自修复涂料，按质量百分比计包括：改性聚酯多元醇树脂60-70％、助剂0.13-0.35％、酮类溶剂10-20％、酯类溶剂10-20％，其中，所述助剂包括有机硅流平剂、有机硅消泡剂。
具体来说，所述改性聚酯多元醇树脂可以是以三羟甲基丙烷为原料经酯化缩合得到聚酯多元醇，所述聚酯多元醇再经有机硅改性得到的，采用有机硅对以三羟甲基丙烷为原料经酯化缩合得到聚酯多元醇进行改性，使所得到的改性聚酯多元醇树脂作为成膜物，成膜后具有很好的韧性和附着力，由于具有很强的韧性，当受到外力破坏(刮花)具有很好的回弹性，不易在漆膜的表面留下刮痕。
在本实施例中，由于成膜物(主体树脂)为有机硅改性的聚酯多元醇树脂，搭配有机硅类的助剂，可以使助剂和主体树脂，能够很好的混匀，使所形成的膜更加的均匀。减少漆膜弊病的发生，如耐候性差、附着力不良等问题。
在本实施例中，所述有机硅类助剂包括但不限于，有机硅流平剂、有机硅消泡剂。示例性地，所述有机硅流平剂选自毕克化工的BYK-371；所述有机硅消泡剂选自毕克化工的BYK-093。
在本实施例的一种实现方式中，所述自修复涂料还包括固化剂，所述的固化剂为异氰酸酯，所述异氰酸酯的加入量为5％至8％，8％至11％，11％至13％,13％至15％。示例性地，所述异氰酸酯选自拜尔公司的DESMODUR N3390 固化剂。
在本实施例中，所述酮类溶剂包括但不限于，甲基丁酮、甲基异丁酮等。所述酯类包括但不限于乙酸乙酯、乙酸丁酯等。
基于相同的发明构思，本发明还提供一种自修复涂料的制备方法，其特征在于包括：
S10、在搅拌条件下，将酮类溶剂和酯类溶剂加入到改性多元醇树脂中，得到基料；
S20、分别将所述有机硅流平剂和有机硅消泡剂分散到所述基料中，得到所述自修复涂料。
具体来说，按照配方比例，称取一定量的改性聚酯多元醇树脂及酮类溶剂、酯类溶剂，缓慢的将改性聚酯多元醇树脂加入到酯类溶剂和酮类溶剂中，采用酮类和酯类溶剂搭配将改性聚酯多元醇树脂进行溶解，得到含有改性聚酯多元醇树脂的基料，接着将助剂(有机硅流平剂、有机硅消泡剂)分散在所述基料中，得到所述自修复涂料。
在本实施例中，涂料制备工艺简单，原料常见且易得，制备过程中仅需要搅拌即可完成，制备得到的涂料又具有良好的性能，对常用汽车内饰件、外饰件构成的素材如ABS、ABS/PC、PP以及PC等材料具有优异的附着性、耐水性、耐热性和高耐磨性等成膜物性。具有广范围的施工便利性，制备得到的涂料在能够有效保护常规装饰ABS、ABS/PC以及PC等工程塑料。
配方中各组分均以质量百分比计。
实施例1
称取10kg的甲基异丁酮，10kg的乙酸乙酯，加入到搅拌罐中，称取 60kg的改性聚酯多元醇树脂，加入到所述搅拌罐中进行分散。
改性聚酯多元醇树脂分散均匀后，称取30g的BYK-371、100g的 BYK-093，在搅拌条件下，分别将30g的BYK-371、100g的BYK-093分散在含有改性聚酯多元醇树脂的溶液中，得到自修复涂料。
将上述自修复涂料使用稀释剂稀释到施工粘度，将其喷涂在马口铁板及ABS内饰件上，其中，马口铁板可以用来测定膜厚、耐冲击性能及附着力。ABS内饰件用于测试耐刮花和耐候性。
检测效果如下：
附着牢度较佳，不易脱落，百格测试达5B。
断裂伸长率达150％；具有自修复性能。
耐刮擦性能好，0000#号钢丝负载1kg来回摩擦1000次以上无伤痕。
耐污性能优异。
耐候性能好，重复耐候循环300次后，自修复涂层表面仍然未观察到裂纹或局部剥离。
实施例2
称取15kg的甲基异丁酮，15kg的乙酸乙酯，加入到搅拌罐中，称取 65kg的改性聚酯多元醇树脂，加入到所述搅拌罐中进行分散。
改性聚酯多元醇树脂分散均匀后，称取40g的BYK-371、200g的BYK-093，在搅拌条件下，分别将40g的BYK-371、200g的BYK-093分散在含有改性聚酯多元醇树脂的溶液中，得到自修复涂料。
将上述自修复涂料使用稀释剂稀释到施工粘度，将其喷涂在马口铁板及ABS+PC内饰件上，其中，马口铁板可以用来测定膜厚、耐冲击性能及附着力。ABS+PC内饰件用于测试耐刮花和耐候性。
检测效果如下：
附着牢度较佳，不易脱落，百格测试达5B。
断裂伸长率达165％；具有自修复性能。
耐刮擦性能好，0000#号钢丝负载1kg来回摩擦1000次以上无伤痕。
耐污性能优异。
耐候性能好，重复耐候循环300次后，自修复涂层表面仍然未观察到裂纹或局部剥离。
实施例3
称取20kg的甲基异丁酮，20kg的乙酸乙酯，加入到搅拌罐中，称取 70kg的改性聚酯多元醇树脂，加入到所述搅拌罐中进行分散。
改性聚酯多元醇树脂分散均匀后，称取50g的BYK-371、300g的 BYK-093，在搅拌条件下，分别将50g的BYK-371、300g的BYK-093分散在含有改性聚酯多元醇树脂的溶液中，得到自修复涂料。
将上述自修复涂料使用稀释剂稀释到施工粘度，将其喷涂在马口铁板及ABS+PC内饰件上，其中，马口铁板可以用来测定膜厚、耐冲击性能及附着力。ABS+PC内饰件用于测试耐刮花和耐候性。
检测效果如下：
附着牢度较佳，不易脱落，百格测试达5B。
断裂伸长率达160％；具有自修复性能。
耐刮擦性能好，0000#号钢丝负载1kg来回摩擦1000次以上无伤痕。
耐污性能优异。
耐候性能好，重复耐候循环300次后，自修复涂层表面仍然未观察到裂纹或局部剥离。
实施例4
称取20kg的甲基异丁酮，20kg的乙酸乙酯，加入到搅拌罐中，称取70kg的改性聚酯多元醇树脂，加入到所述搅拌罐中进行分散。
改性聚酯多元醇树脂分散均匀后，称取50g的BYK-371、300g的 BYK-093，10kg拜尔公司的DESMODUR N3390固化剂，在搅拌条件下，分别将50g的BYK-371、300g的BYK-093、0kg拜尔公司的DESMODUR N3390固化剂分散在含有改性聚酯多元醇树脂的溶液中，得到自修复涂料。
将上述自修复涂料使用稀释剂稀释到施工粘度，将其喷涂在马口铁板及PP外饰件上，其中，马口铁板可以用来测定膜厚、耐冲击性能及附着力。 PP外饰件用于测试耐刮花和耐候性。
检测效果如下：
附着牢度较佳，不易脱落，百格测试达5B。
断裂伸长率达175％；具有自修复性能。
耐刮擦性能好，0000#号钢丝负载1kg来回摩擦1000次以上无伤痕。
耐污性能优异。
耐候性能好，重复耐候循环300次后，自修复涂层表面仍然未观察到裂纹或局部剥离。
将该外饰件进行返喷，即在自修复涂料所成膜的表面再喷涂底漆+自修复涂料，按照施工工艺进行喷涂，成膜后对其附着力进行测试，百格测试达5B。表明该自修复涂料具有很好的施工性。
综上所述，本发明所提供的一种自修复涂料及其制备方法，按质量百分比计包括：改性聚酯多元醇树脂60-70％、助剂0.13-0.35％、酮类溶剂 10-20％、酯类溶剂10-20％；其中，所述助剂包括有机硅流平剂、有机硅消泡剂。采用有机硅对以三羟甲基丙烷为原料经酯化缩合得到聚酯多元醇进行改性，使所得到的改性聚酯多元醇树脂作为成膜物，成膜后具有很好的韧性和附着力，由于具有很强的韧性，当受到外力破坏(刮花)具有很好的回弹性，不易在漆膜的表面留下刮痕。由于成膜物(主体树脂)为有机硅改性的聚酯多元醇树脂，搭配有机硅类的助剂，可以使助剂和主体树脂，能够很好的混匀，使所形成的膜更加的均匀。减少漆膜弊病的发生，如耐候性差、附着力不良等问题。同时，涂料制备工艺简单，原料常见且易得，制备过程中仅需要搅拌即可完成，制备得到的涂料又具有良好的性能，对常用汽车内饰件、外饰件构成的素材如ABS、ABS/PC、PP以及PC等材料具有优异的附着性、耐水性、耐热性和高耐磨性等成膜物性。具有广范围的施工便利性，制备得到的涂料在能够有效保护常规装饰ABS、ABS/PC以及 PC等工程塑料。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种自修复涂料，其特征在于，按质量百分比计包括：
改性聚酯多元醇树脂60-70％
助剂0.13-0.35％
酮类溶剂10-20％
酯类溶剂10-20％
其中，所述助剂包括有机硅流平剂、有机硅消泡剂。
2.根据权利要求1所述的自修复涂料，其特征在于，所述改性聚酯多元醇树脂为以三羟甲基丙烷为原料经酯化缩合得到聚酯多元醇，所述聚酯多元醇再经有机硅改性得到的。
3.根据权利要求1所述的自修复涂料，其特征在于，按质量百分比计所述有机硅流平剂为0.03-0.05％；所述有机硅消泡剂为0.1-0.3％。
4.根据权利要求1所述的自修复涂料，其特征在于，所述有机硅流平剂选自毕克化工的BYK-371；所述有机硅消泡剂选自毕克化工的BYK-093。
5.根据权利要求1所述的自修复涂料，其特征在于，按质量百分比计包括：
改性聚酯多元醇树脂65％
助剂0.18％
酮类溶剂18％
酯类溶剂12％
其中，所述助剂包括有机硅流平剂和有机硅消泡剂。
6.根据权利要求1所述的自修复涂料，其特征在于，按质量百分比计还包括：异氰酸酯5-15％。
7.根据权利要求6所述的自修复涂料，其特征在于，所述异氰酸酯选自拜尔公司的DESMODUR N3390固化剂。
8.根据权利要求1所述的自修复涂料，其特征在于，所述改性聚酯多元醇树脂为玻璃化转变温度小于或等于0℃的聚酯多元醇树脂。
9.一种权利要求1-8任一所述的自修复涂料的制备方法，其特征在于包括：
在搅拌条件下，将酮类溶剂和酯类溶剂加入到改性多元醇树脂中，得到基料；
分别将所述有机硅流平剂和有机硅消泡剂分散到所述基料中，得到所述自修复涂料。
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