CN115160872A - 一种适用于汽车的油漆涂层 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于汽车的油漆涂层，所述油漆涂层设置在基材表面，所述基材为塑料基材或钣金基材，所述油漆涂层包括带色底漆层、纳米结构色漆层和清漆层，所述纳米结构色漆层包括纳米结构色粉，所述纳米结构色粉包括金属无机物以及包覆在所述金属无机物外表面的包覆层。本发明将纳米结构色粉应用在汽车塑料基材或钣金基材表面，并搭配带色底漆层和清漆层，可实现更鲜艳、更纯粹、光泽度更高的色彩，且具有随角异色的效果，可有效提升客户感观体验并满足客户个性化需求；此外，本发明提供的纳米结构色粉具有更好的耐候性，可经受室外气候，如光照、冷热、风雨、细菌等的考验，避免发生老化褪色等问题。

Description

一种适用于汽车的油漆涂层

技术领域

本发明涉及一种适用于汽车的油漆涂层，涉及汽车制造技术领域。

背景技术

随着汽车消费群体逐渐的年轻化，人们对于汽车的色彩也越来越关注，购车的主要动因逐渐由满足商用或家庭需求向个人偏好转变，越来越多的年轻客户对汽车色彩的追求已经超过了车型、价位、性能等诸多因素，甚至对个性化定制的需求也越来越高。

汽车车身及外饰件通常使用油漆进行装饰和保护，如车身及保险杠、扰流板、后视镜、门把手等，通过在油漆中添加颜料可获得想要的颜色效果，但是，传统的颜料存在颜色变化不够丰富、不够艳丽、老化易褪色等缺陷。

发明内容

本发明提供一种适用于汽车的油漆涂层，用于解决现有适用于汽车车身及外饰件的油漆颜料颜色变化不够丰富、不够艳丽、老化易褪色等缺陷。

本发明提供一种适用于汽车的油漆涂层，所述油漆涂层设置在基材表面，所述基材为塑料基材或钣金基材，所述油漆涂层包括带色底漆层、纳米结构色漆层和清漆层，所述带色底漆层位于所述纳米结构色漆层靠近基材的一侧，所述清漆层位于所述纳米结构色漆层远离基材的一侧；

所述纳米结构色漆层包括纳米结构色粉，所述纳米结构色粉包括金属无机物以及包覆在所述金属无机物外表面的包覆层。

在一种具体实施方式中，所述金属无机物包括氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化铁、铝、铜中的一种或多种。

在一种具体实施方式中，所述包覆层包括二氧化硅。

在一种具体实施方式中，所述纳米结构色粉的D50≤20μm，D97≤40μm， D100≤60μm。

在一种具体实施方式中，所述纳米结构色粉经烘干处理后得到。

在一种具体实施方式中，所述纳米结构色漆层还包括定向排列助剂，所述定向排列助剂包括聚乙烯、聚酰胺蜡中的一种或两种。

在一种具体实施方式中，所述纳米结构色漆层按照质量百分比包括如下组分：改性丙烯酸树脂40～50％、聚酯树脂10～15％、其他树脂10～20％、纳米结构色粉2％～8％、颜料0～1％、定向排列助剂0.1～0.5％、抗老化助剂0.1％～1％、其他助剂0.1～1％、溶剂10～20％。

在一种具体实施方式中，所述纳米结构色漆层的厚度为8～10μm。

在一种具体实施方式中，所述带色底漆层按照质量百分比包括如下组分：改性丙烯酸树脂30～50％、聚酯树脂10～15％、纳米硫酸钡5％～10％、颜料 20％～40％、颜料填料0.1～6％、分散剂0.5～2％、抗老化助剂0.5～1％、附着力改进剂0.1～1％、溶剂10～20％。

在一种具体实施方式中，所述清漆层按照质量百分比包括如下组分：改性羟基丙烯酸树脂20％～40％、改性羧基丙烯酸树脂20％～50％、其他树脂 10％～20％、流平剂0.25～0.5％、消泡剂0.25～0.5％、抗老化助剂0.5～1％、溶剂10～20％。

本发明的实施，至少具备以下技术效果：

本发明提供的纳米结构色粉应用在汽车塑料基材或钣金基材表面时，搭配带色底漆层和清漆层，可实现更鲜艳、更纯粹、光泽度更高的色彩，且具有随角异色的效果，可有效提升客户感观体验并满足客户个性化需求，此外，本发明提供的纳米结构色粉具有更好的耐候性，可经受室外气候，如光照、冷热、风雨、细菌等的考验，避免发生老化褪色等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的适用于塑料基材的油漆涂层的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的适用于钣金基材的油漆涂层的结构示意图；

图3为本发明又一实施例提供的适用于钣金基材的油漆涂层的结构示意图。

附图标记说明：

101-塑料基材；

102-钣金基材；

200-带色底漆层；

300-纳米结构色漆层；

400-清漆层；

500-电泳层；

600-中涂层。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

随着汽车消费群体逐渐的年轻化，人们对于汽车的色彩也越来越关注，购车的主要动因逐渐由满足商用或家庭需求向个人偏好转变，越来越多的年轻客户对汽车色彩的追求已经超过了车型、价位、性能等诸多因素，甚至对个性化定制的需求也越来越高。

汽车车身及外饰件通常使用油漆进行装饰和保护，如车身及保险杠、扰流板、后视镜、门把手等，通过在油漆中添加颜料可获得想要的颜色效果，但是，传统的颜料存在颜色变化不够丰富、不够艳丽、老化易褪色等缺陷。

为了解决传统颜料存在的缺陷，本发明提供一种适用于汽车的油漆涂层，所述油漆涂层设置在基材表面，所述基材为塑料基材或钣金基材，所述油漆涂层包括带色底漆层、纳米结构色漆层和清漆层，所述带色底漆层位于所述纳米结构色漆层靠近基材的一侧，所述清漆层位于所述纳米结构色漆层远离基材的一侧；

所述纳米结构色漆层包括纳米结构色粉，所述纳米结构色粉包括金属无机物以及包覆在所述金属无机物外表面的包覆层。

本发明将纳米结构色粉作为色漆材料应用在汽车塑料基材或钣金基材表面，并搭配带色底漆层和清漆层，可实现更鲜艳、更纯粹、光泽度更高的色彩，且具有随角异色的效果，可有效提升客户感观体验并满足客户个性化需求，此外，本发明提供的纳米结构色粉具有更好的耐候性，可经受室外气候，如光照、冷热、风雨、细菌等的考验，避免发生老化褪色等问题。

在一种具体实施方式中，常规纳米结构色粉是将金属无机物通过真空镀工艺获得纳米级结构膜层，然后通过蒸馏水剥离、超声波破碎、烘干、粒径筛选等工序制备而成，能够产生特殊的光学反射、折射、衍射、干涉等现象，从而使人眼接收到高纯度、高亮度、变幻色彩的颜色，具体地，所述金属无机物包括氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化铁、铝、铜中的一种或多种，所述真空镀工艺包括真空蒸发镀、溅射镀、磁控溅射镀中的一种或多种，具体工艺条件可根据本领域常规技术手段进行。

以氧化钛为例，由于氧化钛具有高光学活性，在光线照射下会与油漆中的有机成膜树脂发生化学反应，造成有机成膜树脂氧化发黄粉化，耐久性降低，无法满足产品性能的要求，因此，当所述金属无机物应用在汽车表面的油漆涂层中时，需对金属无机物进行包覆，否则金属无机物会与有机成膜树脂发生光能催化反应，导致油漆黄变，耐久性不能满足汽车使用要求，即所述纳米结构色粉包括金属无机物以及包覆在所述金属无机物外表面的包覆层，所述包覆层包括二氧化硅，包覆工艺可采用油漆中常用的金属铝粉的颜料溶胶凝胶法进行包覆。

此外，纳米结构色粉需符合汽车喷涂中高速旋杯喷涂的稳定性要求、粒径大小要求以及存储稳定性要求，否则容易造成色粉机构破坏或颜色不均匀的现象，因此，制备得到的纳米结构色粉需进行粒径筛选，以通过油漆中细度检测，具体地，所述纳米结构色粉的D50≤20μm，D97≤40μm，D100≤60μm， D50是指纳米颗粒色粉中累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径，D97 是指纳米颗粒色粉中累计粒度分布百分数达到97％时所对应的粒径，D100是指纳米颗粒色粉中累计粒度分布百分数达到100％时所对应的粒径，可根据激光粒度仪测量得到。

对于不满足上述粒径要求的纳米结构色粉颗粒，可对其进行破碎处理，例如超声波等破碎方式，本领域技术人员可根据需要进行破碎筛选，不仅限于超声波破碎方式。

纳米结构色粉还必须进行烘干处理，防止其携带的水分进入油性油漆中，导致失光，变色黄化。

将纳米结构色粉与有机成膜树脂混合并喷涂即可得到纳米结构色漆层，本领域技术人员可将一种或多种不同的纳米结构色粉进行混合，以便进行调色或制成多色变色的效果，例如纯蓝色、纯绿色、纯红色以及蓝绿渐变、红白渐变等，具体种类搭配和比例可根据需要进行选择即可。

有机成膜树脂作为纳米结构色漆层的主要成分，是指具有成膜性能的树脂，考虑到油漆涂层外观的要求，有机成膜树脂包括改性丙烯酸树脂、聚酯树脂和其他树脂中的一种或多种，所述其他树脂包括聚氨酯树脂、醇基树脂中的一种或两种。

在制备纳米结构色漆层浆料时，还可以添加一定含量的定向排列助剂，具体地，所述定向排列剂包括聚乙烯、聚酰胺蜡中的一种或两种，定向排列助剂有助于使纳米结构色粉定向排列，以便获得色彩鲜艳、光泽度高、颜色渐变、明暗有序变化的油漆涂层，并避免油漆发花，实现更好的外观效果，提升客户观感体验。

此外，纳米结构色粉还可以与其他常规有机颜料搭配使用，以丰富油漆涂层的颜色效果，常规有机颜料可以包括酞菁蓝BGS。

为了避免纳米结构色漆层发生老化，纳米结构色漆层还包括抗老化助剂和其他助剂，其中，抗老化助剂可以为光稳定剂、紫外光吸收剂中的一种或多种，其他助剂例如包括流平剂和消泡剂，流平剂为聚有机硅烷或聚丙烯酸树脂，消泡剂为聚有机硅氧烷。

在一种具体实施方式中，所述纳米结构色漆层按照质量百分比包括如下组分：改性丙烯酸树脂40～50％、聚酯树脂10～15％、其他树脂10～20％、纳米结构色粉2％～8％、颜料0～1％、定向排列助剂0.1～0.5％、抗老化助剂0.1％～1％、其他助剂0.1～1％、溶剂10～20％。

纳米结构色漆层的制备方法包括：称取适量的纳米结构色粉并用分散剂润湿浸泡2h以上，同时将改性丙烯酸树脂、聚酯树脂和其他树脂按照一定的质量比例溶于溶剂中，加入定向排列助剂后混合均匀，加入浸泡好的纳米结构色粉以及抗老化助剂、颜料、助剂等材料，搅拌均匀得到纳米结构色漆层浆料，并喷涂得到纳米结构色漆层；为了展现出较好的釉质光泽及变幻色效果，需控制纳米结构色漆层的厚度，具体地，所述纳米结构色漆层的厚度为 8～10μm。

由于纳米结构色粉是利用光学原理制色，没有遮盖力，无法遮盖基材的颜色和瑕疵，因此，纳米结构色漆层必须搭配有色底漆进行使用，即油漆涂层还包括带色底漆层，所述带色底漆层位于所述纳米结构色漆层靠近基材的一侧，有色底漆层带有颜色，例如，白色，用于遮盖基材颜色，为纳米结构色漆层提供底色，并且通过底漆带来的底色叠加，可以出现极致纯色或者不同颜色变幻的效果。

在一种具体实施方式中，所述带色底漆层按照质量百分比包括如下组分：改性丙烯酸树脂30～50％、聚酯树脂10～15％、纳米硫酸钡5％～10％、颜料 20％～40％、颜料填料0.1～6％、分散剂0.5～2％、抗老化助剂0.5～1％、附着力改进剂0.1～1％、溶剂10～20％，其中，改性丙烯酸树脂和聚酯树脂作为有机成膜树脂，作为带色底漆层的主要成分，纳米硫酸钡作为一种高惰性的化学物质，有助于提高油漆涂层的耐候性，颜料用于遮盖基材颜色，为纳米结构色漆层提供底色，搭配使用适量的颜料填料可使涂层具有更优异的性能并降低成本，由于颜料的添加容易导致带色底漆层的附着力及耐水性能下降，因此，在带色底漆层中需加入一定量的附着力改进剂以及抗老化助剂来保证带色底漆层的附着力和对老化性能的要求。

带色底漆层所使用的各组分可根据本领域常规技术手段进行选择，按照上述质量分数混合均匀即可得到带色底漆层浆料，并将其喷涂后即可得到带色底漆层。

为了进一步地提高油漆涂层的平整度，油漆涂层还包括流平性较好的清漆层，即所述油漆涂层还包括清漆层，且所述清漆层位于所述纳米结构色漆层远离基材层的一侧，清漆层中不添加任何色浆及颜料，对色漆层起到保护作用，并使得油漆涂层的颜色更加丰满鲜艳并有效降低橘皮效果，保证油漆涂层的平整度，使得油漆涂层具备高光泽、高釉质及变色更明显的效果，同时，随着基材表面的曲率越大，越能体现随角异色的效果。

在一种具体实施方式中，所述清漆层按照质量百分比包括如下组分：改性羟基丙烯酸树脂20％～40％、改性羧基丙烯酸树脂20％～50％、其他树脂10％～20％、流平剂0.25～0.5％、消泡剂0.25～0.5％、抗老化助剂0.5～1％、溶剂10～20％，其中，改性羟基丙烯酸树脂和改性羧基丙烯酸树脂作为清漆层的主要成膜树脂，可搭配其他树脂，例如聚氰胺树脂以及流平剂、消泡剂和抗老化助剂得到清漆层浆料，清漆层所使用的各组分可根据本领域常规技术手段进行选择，并按照上述质量分数混合均匀即可得到清漆层浆料，并将其喷涂后即可得到清漆层。此外，流平性增加易导致成膜后耐刮性能降低，因此需提高改性羟基丙烯酸树脂、改性羧基丙烯酸树脂和聚氰胺树脂的比例，增加交联密度，提高漆膜耐刮性能。

图1为本发明一实施例提供的适用于塑料基材的油漆涂层的结构示意图，如图1所示，当油漆涂层设置在塑料基材101表面时，包括依次层叠设置在塑料基材101表面的带色底漆层200、纳米结构色漆层300和清漆层400，具体制备工艺包括：首先，将塑料基材进行除尘除油等前处理，并将配置好的带色底漆层浆料喷涂在塑料基材表面，经闪干流平后得到带色底漆层，接着，将纳米结构色漆层浆料喷涂在带色底漆层表面，经闪干流平后得到纳米结构色漆层，其次，将清漆层浆料喷涂在纳米结构色漆层表面，经闪干流平后得到清漆层，最后，将油漆涂层整体进行烘烤、检查等工序，得到成品。

在上述制备过程中，需保证带色底漆层200、纳米结构色漆层300和清漆层400喷涂结束后的流平静置时间，具体地，流平静置时间为3～8分钟，以达到成膜后零件的外观平整度效果，使油漆涂层的橘皮等级达到8～10级 (等级越高，表面油漆涂层的橘皮效果越弱，10级相当于无橘皮的镜面效果)，达到高光泽釉面效果。

此外，纳米结构色漆层需控制整体厚度波动在±2μm之内，厚度不均会导致成品各区域间的色差以及批次产品的色差，另外，带色底漆层200中提供底色的颜料需要严格控制色差，具体地，色差范围控制在±0.2之内。

需要说明的是，在带色底漆层、纳米结构色漆层和清漆层喷涂过程中，可一次喷涂、二次喷涂、三次喷涂、四次喷涂，喷涂次数可根据涂层厚度以及实际制备工艺进行选择设置，此外，也可以在单个的带色底漆层、纳米结构色漆层和清漆层喷涂结束后进行烘烤，也可以在三种涂层均喷涂好后进行整体烘烤。

图2为本发明一实施例提供的适用于钣金基材的油漆涂层的结构示意图，如图2所示，当油漆涂层设置在钣金基材102表面时，油漆涂层还包括电泳层500和中涂层600，即油漆涂层包括依次层叠设置在钣金基材102表面的电泳层500、中涂层600、带色底漆层200、纳米结构色漆层300和清漆层400；

图3为本发明又一实施例提供的适用于钣金基材的油漆涂层的结构示意图，如图3所示，油漆涂层还包括电泳层500，即油漆涂层包括依次层叠设置在钣金基材表面的电泳层500、带色底漆层200、纳米结构色漆层300和清漆层 400，电泳层500是指采用电泳方式进行涂装得到的底漆层，中涂层600位于电泳层500和带色底漆层200之间，电泳层500和中涂层600的具体材料组分以及制备工艺均可根据本领域常规技术手段进行选择和制备；带色底漆层 200、纳米结构色漆层300和清漆层400的制备与适用于塑料基材表面的涂层的制备工艺基本相同，本领域技术人员可参考适用于塑料基材表面的油漆涂层的制备工艺并根据本领域常规技术手段进行制备得到。

综上，本发明将纳米结构色粉应用在汽车塑料基材或钣金基材表面时，搭配带色底漆层和清漆层，可实现更鲜艳、更纯粹、光泽度更高的色彩，且具有随角异色的效果，可有效提升客户感观体验并满足客户个性化需求，此外，本发明提供的纳米结构色粉具有更好的耐候性，可经受室外气候，如光照、冷热、风雨、细菌等的考验，避免发生老化褪色等问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种适用于汽车的油漆涂层，其特征在于，所述油漆涂层设置在基材表面，所述基材为塑料基材或钣金基材，所述油漆涂层包括带色底漆层、纳米结构色漆层和清漆层，所述带色底漆层位于所述纳米结构色漆层靠近基材的一侧，所述清漆层位于所述纳米结构色漆层远离基材的一侧；

所述纳米结构色漆层包括纳米结构色粉，所述纳米结构色粉包括金属无机物以及包覆在所述金属无机物外表面的包覆层。

2.根据权利要求1所述的油漆涂层，其特征在于，所述金属无机物包括氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化铁、铝、铜中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的油漆涂层，其特征在于，所述包覆层包括二氧化硅。

4.根据权利要求1～3任一项所述的油漆涂层，其特征在于，所述纳米结构色粉的D50≤20μm，D97≤40μm，D100≤60μm。

5.根据权利要求1～3任一项所述的油漆涂层，其特征在于，所述纳米结构色粉经烘干处理后得到。

6.根据权利要求1所述的油漆涂层，其特征在于，所述纳米结构色漆层还包括定向排列助剂，所述定向排列助剂包括聚乙烯、聚酰胺蜡中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的油漆涂层，其特征在于，所述纳米结构色漆层按照质量百分比包括如下组分：改性丙烯酸树脂40～50％、聚酯树脂10～15％、其他树脂10～20％、纳米结构色粉2％～8％、颜料0～1％、定向排列助剂0.1～0.5％、抗老化助剂0.1％～1％、其他助剂0.1～1％、溶剂10～20％。

8.根据权利要求1所述的油漆涂层，其特征在于，所述纳米结构色漆层的厚度为8～10μm。

9.根据权利要求1～8任一项所述的油漆涂层，其特征在于，所述带色底漆层按照质量百分比包括如下组分：改性丙烯酸树脂30～50％、聚酯树脂10～15％、纳米硫酸钡5％～10％、颜料20％～40％、颜料填料0.1～6％、分散剂0.5～2％、抗老化助剂0.5～1％、附着力改进剂0.1～1％、溶剂10～20％。

10.根据权利要求1～8任一项所述的油漆涂层，其特征在于，所述清漆层按照质量百分比包括如下组分：改性羟基丙烯酸树脂20％～40％、改性羧基丙烯酸树脂20％～50％、其他树脂10％～20％、流平剂0.25～0.5％、消泡剂0.25～0.5％、抗老化助剂0.5～1％、溶剂10～20％。

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