CN116120823A - 一种哑光汽车内饰涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种哑光汽车内饰涂料及其制备方法。该涂料包括含有超支化丙烯酸高羟树脂和脂肪族聚氨酯弹性体的A组分，含有HDI三聚体固化剂的B组分以及含有醋酸丁酯溶剂的C组分；通过三个组分按一定比例均匀混合，制备出具有高光泽稳定性和耐磨性的哑光汽车涂料。

Description

一种哑光汽车内饰涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种哑光汽车内饰涂料及其制备方法。

背景技术

随着汽车工业的快速发展，汽车市场的竞争也越来越激烈。无论是燃油车还是新能源车，不仅要在性能和技术上达到市场要求，还要在美观和舒适度上掌握市场潮流，哑光涂层与高光涂层相比更具神秘和高级感。进一步，由于哑光涂层光泽比较低，反射光强度不高，还具有一定保护视力的功能，起到防止视觉疲劳的作用。

目前内饰喷漆件市场对于哑光涂层的需求越来越多，一般喷漆件实现哑光效果大多通过两种途径：1、目前市场上比较流行的技术手段是使用消光粉等不溶性添加物进行消光：在涂料中添加一定量的消光粉，涂料喷涂到样件表面时，由于消光粉与涂料体系不相容，且密度较轻，会随着溶剂的挥发上浮到漆膜表面，破坏表面的平整度；当漆膜固化后，就会形成粗糙的表面，光线照在涂层上，表面会对光线进行漫反射和折射，导致返回到眼睛的光线变少，从视觉上造成消光的效果；2、通过使用改性树脂，在树脂上接枝不规则链段，待树脂固化后，不规则链段浮于表面从而影响光线的反射，造成哑光效果。

通过添加消光粉进行消光应用时间比较久，但是目前这种方法存在一些局限性，比如储存稳定性差，喷涂施工时温湿度差异导致的光泽波动比较大，以及刮擦后消光粉解包覆，导致耐刮擦性能比较差等缺点。而使用改性消光树脂制成的哑光涂料储存稳定性好，光泽稳定性高，但是其合成技术尚不成熟，市面上的产品价格高昂且有消光效率低，耐候耐化性差等缺点，所以在现阶段应用局限性比较大，尚不能应用到成熟配方。

发明内容

针对现有技术中的内饰哑光涂料存在的：1、耐刮擦性能差，受到刮擦后消光粉脱落导致无法修复的外观损失；2、喷涂过程中光泽稳定性差，相同的涂料，受制于喷涂环境的因素，如温湿度，风速等有所差别就会造成批次间光泽不稳定的现象；3、涂料储存稳定性差造成喷涂产品的光泽差异等不足；为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种哑光汽车内饰涂料及其制备方法。本发明提供的涂料60°角光泽在2～5之间，且具有较高耐刮擦性，同时，还具有较高的光泽稳定性和储存稳定性。

本发明首先提供了一种哑光汽车内饰涂料，其包括A组分、B组分和C组分，其原料配方以如下重量份计的组分组成：

A组分：32～40份的超支化丙烯酸高羟树脂、9～15份的脂肪族聚氨酯弹性体、1～3份的爽滑剂、0.4～1份的流平剂、5～10份的消光粉稳定剂、1～3份的紫外吸收剂、1～5份的硅烷偶联剂、1～5份的耐磨助剂、1～3份的消光粉和24～35份的溶剂；

其中，所述的超支化丙烯酸高羟树脂，其结构式为：

B组分：80份的HDI三聚体固化剂和20份的醋酸丁酯溶剂；

C组分：80份的醋酸丁酯溶剂、15份的醋酸异丁酯和5份的乙二醇丁醚醋酸酯。

优选地，所述的A组分原料配方以如下重量份计的组分组成：33～39份的超支化丙烯酸高羟树脂、10～14份的脂肪族聚氨酯弹性体、1.5～2.5份的爽滑剂、0.5～0.9份的流平剂、6～9份的消光粉稳定剂、1.5～2.5份的紫外吸收剂、2～4份的硅烷偶联剂、2～4份的耐磨助剂、1.5～2.5份的消光粉和25～34份的溶剂。更优选地，所述的A组分原料配方以如下重量份计的组分组成：37.5份的超支化丙烯酸高羟树脂、12.5份的脂肪族聚氨酯弹性体、2份的爽滑剂、0.7份的流平剂、7.5份的消光粉稳定剂、2份的紫外吸收剂、3份的硅烷偶联剂、3份的耐磨助剂、2份的消光粉和29.8份的溶剂。

优选地，所述的超支化丙烯酸高羟树脂，其固含量为100％，羟值为15％，酸值≤1，数均分子量3000～5000，D₅₀平均粒径＜50nm。

优选地，所述的脂肪族丙烯酸酯弹性体可选DIC公司的ACRYDIC 56-1155，其玻璃转化温度(Tg)为10℃，固含量为50％，酸值≤1，分子量为10000～15000。

优选地，所述的爽滑剂为TEG Glide 407，其主要成分是苯基甲基硅氧烷。

优选地，所述的消光粉稳定剂为12-羟基-十八酸与脂肪烃胺的键连物，其结构通式如下表所示：

优选地，所述的硅烷偶联剂，可选用MOMENTIVE公司的A-1100，其结构式为：

H₂NCH₂CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃)₃

优选地，所述的耐磨助剂为核壳结构的二氧化硅分散体，内核为二氧化硅，外壳为丙烯酸聚合物，可选用MERCK公司的AS 1010，其平均粒径D₅₀在9nm左右。

优选地，所述的消光粉为有机改性消光粉ACEMATT TS 100，粒径D₅₀在8.5μm左右，D₉₀在12μm左右。

优选地，所述的流平剂为有机硅类流平剂BYK 333。

优选地，所述的紫外线吸收剂可选用BASF公司的Tinuvin 400。

优选地，所述的溶剂为醋酸丁酯。

优选地，所述的HDI三聚体固化剂，可选用科思创公司的DESMODUR N 3600，具有较强的耐化性和耐磨性。

优选地，所述的醋酸丁酯溶剂，则具有较好的溶解能力。

优选地，C组分的组合既有较好的溶解能力，挥发速度也适中，比较适合哑光产品的喷涂。

本发明还提供了一种如上所述的哑光汽车内饰涂料的制备方法，其包括以下步骤：

S1，消光浆的制备：在搅拌下依次在容器中投入16～20份超支化丙烯酸高羟树脂，4.5～7.5份脂肪族聚氨酯弹性体，5～10份消光粉稳定剂，1～5份硅烷偶联剂，12～17.5份醋酸丁酯，以500～700r/min的速度搅拌30min至均匀，然后在搅拌状态下投入1～3份消光粉，搅拌30min且均匀后，使用200目滤袋过滤备用；

S2，A组分的制备：在搅拌下依次在容器中投入剩余的16～20份超支化丙烯酸高羟树脂，4.5～7.5份脂肪族聚氨酯弹性体，1～3份爽滑剂，1～5份耐磨助剂，0.4～1份流平剂，1～3份紫外线吸收剂，12～17.5份醋酸丁酯，以300～500r/min的速度搅拌30min至均匀，然后在搅拌状态下加入消光浆调整至目标光泽，最后使用300目滤袋过滤；

S3，B组分的制备，缸内加入20份醋酸丁酯，在搅拌下加入80份HDI三聚体，以300～500r/min的速度搅拌30min至均匀，400目滤袋过滤，包装；

S4，C组分的制备：缸内加入80份醋酸丁酯，15份醋酸异丁酯，5份乙二醇丁醚醋酸酯，缸中300～500r/min搅拌30min，测定含水率小于500ppm，400目滤袋过滤，包装；

S5，涂料制备：将组分A,B,C按照100:20:40的比例混合均匀，得到哑光汽车内饰涂料。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明所述的内饰哑光涂料包括特定重量份的原料组分，其中，所述的超支化丙烯酸高羟树脂属于典型的高固低黏树脂，由于其具有多支化官能团，所以树脂本身对于消光粉具有较好的分散作用，同时兼具较高的硬度和耐刮擦性。所述的脂肪族丙烯酸酯弹性体对多种塑料基材具有优秀的附着力，其高弹性模量使涂层膜在收到外力刮蹭时起到缓冲作用。所述的爽滑剂增强表面爽滑性，降低表面张力和摩擦系数，既能起到抗指纹，易清洁的效果，能显著提升耐摩擦性能。所述的消光粉稳定剂为12-羟基-十八酸与脂肪烃胺的键连物，根据不同需求可改变脂肪烃碳链的长度，或改变其端基含氢键官能团(本专利为伯氨键)可改变其极性大小，调节其与不同体系的相容性以及形成氢键网络的能力。本文体系中主体树脂为高羟值羟基树脂，因此采用短碳链胺(丁二胺)以提高其生成氢键网络结构的能力。所述的硅烷偶联剂，其硅键可以与无机相结合，伯氨键可以与极性树脂类键合，在油漆体系中可以通过氢键和色散力将消光粉和有机树脂链接起来，形成网状结构，提升树脂对消光粉的包裹，有效防止消光粉的聚集沉降。喷涂后消光粉可以快速在漆膜表面固定，减少因溶剂挥发导致的消光粉浮动造成的光泽变化，提高哑光清漆的光泽稳定性。根据需要，可以调节硅氧键的碳链或接枝特殊基团以适应不同类型的无机材料；同理，伯氨键也可根据极性树脂体系的不同接枝不同的有机基团以达到最好的相容性。所述的耐磨助剂与主体树脂的相容性非常好，且能与异氰酸酯固化剂发生反应，均匀的存在于涂层的交联网络中。形成连续的保护层，有效提高涂层的耐磨擦性能。所述的消光粉粒径分布均一，在涂膜体系中的分散均匀，具有较佳的消光效率，同时还能兼具一定的爽滑手感。所述的流平剂可保证油漆喷涂后的流平效果，防止发花。所述的紫外线吸收剂的加入能增强油漆的耐候性和耐光照性。所述的HDI三聚体固化剂具有较强的耐化性和耐磨性。所述的醋酸丁酯溶剂，则具有较好的溶解能力。所述的C组分的组合既有较好的溶解能力，挥发速度也适中，比较适合哑光产品的喷涂。综上，采用本发明提供的技术，可以制备出60°角光泽在2-5之间，且同时具备较高耐刮擦性，高光泽稳定性和高储存稳定性的哑光汽车内饰涂料。

具体实施方式

下面对本发明中的实施例进行详细、完整的描述。下面所描述的实例不是本专利全部实施例，仅为本发明专利的部分实施例。基于本发明的实施例，本领域的其他技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明专利所保护的范围。

实施例1

一种哑光汽车内饰涂料，其包括A组分、B组分和C组分，其原料配方以如下重量份计的组分组成：

A组分：37.5份的超支化丙烯酸高羟树脂、12.5份的脂肪族聚氨酯弹性体、2份的爽滑剂、0.7份的流平剂、7.5份的消光粉稳定剂、2份的紫外吸收剂、3份的硅烷偶联剂、3份的耐磨助剂、2份的消光粉和29.8份的溶剂；

B组分：80份的HDI三聚体固化剂和20份的醋酸丁酯溶剂；

C组分：80份的醋酸丁酯溶剂、15份的醋酸异丁酯和5份的乙二醇丁醚醋酸酯。

其中，所述的超支化丙烯酸高羟树脂，其固含量为100％，羟值为15％，酸值≤1，数均分子量3000～5000，D₅₀平均粒径＜50nm。所述的脂肪族丙烯酸酯弹性体为DIC公司的ACRYDIC 56-1155，其玻璃转化温度(Tg)为10℃，固含量为50％，酸值≤1，分子量为10000～15000。所述的爽滑剂为TEG Glide 407，其主要成分是苯基甲基硅氧烷。所述的消光粉稳定剂为12-羟基-十八酸与脂肪烃胺的键连物，根据不同需求可改变脂肪烃碳链的长度，或改变其端基含氢键官能团(本实施例为伯氨键)可改变其极性大小，调节其与不同体系的相容性以及形成氢键网络的能力。本实施例体系中主体树脂为高羟值羟基树脂，因此采用短碳链胺(丁二胺)以提高其生成氢键网络结构的能力。所述的硅烷偶联剂为MOMENTIVE公司的A-1100。所述的耐磨助剂为核壳结构的二氧化硅分散体，内核为二氧化硅，外壳为丙烯酸聚合物，可选用MERCK公司的AS 1010，其平均粒径D₅₀在9nm左右。所述的消光粉为有机改性消光粉ACEMATT TS 100，粒径D₅₀在8.5μm左右，D₉₀在12μm左右。所述的流平剂为有机硅类流平剂BYK 333。其可保证油漆喷涂后的流平效果，防止发花。所述的紫外线吸收剂为BASF公司的Tinuvin 400。所述的溶剂为醋酸丁酯。所述的HDI三聚体固化剂为科思创公司的DESMODUR N 3600。

哑光汽车内饰涂料通过以下步骤制备：

S1，消光浆的制备：在搅拌下依次在容器中投入37.5/2份超支化丙烯酸高羟树脂，12.5/2份脂肪族聚氨酯弹性体，7.5份的消光粉稳定剂，3份硅烷偶联剂，29.8/2份醋酸丁酯，以500～700r/min的速度搅拌30min至均匀，然后在搅拌状态下投入2份消光粉，搅拌30min且均匀后，使用200目滤袋过滤备用；

S2，A组分的制备：在搅拌下依次在容器中投入剩余的37.5/2份超支化丙烯酸高羟树脂，12.5/2份脂肪族聚氨酯弹性体，2份爽滑剂，3份耐磨助剂，0.7份流平剂，2份紫外线吸收剂，29.8/2份醋酸丁酯，以400r/min的速度搅拌30min至均匀，然后在搅拌状态下加入消光浆调整至目标光泽，最后使用300目滤袋过滤；

S3，B组分的制备，缸内加入20份醋酸丁酯，在搅拌下加入80份HDI三聚体，以500r/min的速度搅拌30min至均匀，400目滤袋过滤，包装；

S4，C组分的制备：缸内加入80份醋酸丁酯，15份醋酸异丁酯，5份乙二醇丁醚醋酸酯，缸中300r/min搅拌30min，测定含水率小于500ppm，400目滤袋过滤，包装；

S5，涂料制备：将组分A,B,C按照100:20:40的比例混合均匀，得到哑光汽车内饰涂料。

性能测试：

1、储存稳定性：

1)取出配置好的成品油漆250mL分别装于3个300mL样品罐中，测试之前先测定原始试样的粘度，颗粒等；

2)将另两罐试样盖紧盖子后放入恒温干燥箱内，在(50±2)℃加速条件下贮存30天。

3)试样贮存至规定期限后，由恒温干燥箱中取出试样，在室温放置24h后进行储存稳定性测试。

按照不同条件放置后，观察油漆状态，以沉降，颗粒，粘度3个指标，分别以0-5(从好到坏)进行打分。

2、光泽稳定性：将油漆按特定固化剂稀释剂比例配好之后，喷涂在实验板上，通过控制变量法分成一下几组进行测试，然后通过计算不同光泽度的极差来判定光泽度的好坏。

3、耐磨擦测试：大众TL226-PV3906使用大众测试指定耐磨测试仪，在10N作用下干磨2000次。

4、耐乳霜测试：大众TL226-PV3964将大众指定面霜和护手霜分别涂抹在纱布上，然后在涂层表面盖牢，放入80℃烘箱放置24h，冷却至常温后进行附着力和耐刮擦测试。

5、耐刮擦测试：大众TL226-PV3952使用大众10N牛顿笔匀速划5-10厘米，观察漆膜状态。

实施例2～9

实施例2～9的原料组成、制备步骤及性能测试同实施例1，但其A组分各原料的组成份数各不相同，原料具体质量份数详见表1。

表1各实施例的原料组成份数及测试结果

注：储存、光泽稳定性以及耐摩擦、耐乳霜和耐刮擦性等五个性能：1为最好，5为最差。

实施例1～9的性能测试数据亦如表1所示，由表可见：超支化丙烯酸高羟树脂可以提高体系的储存和光泽稳定性，对耐摩擦和耐乳霜也有提高作用，但是体系羟值太高的结果是漆膜硬度过高产生脆性，导致耐刮擦性能的降低；脂肪族聚氨酯弹性体具有较好的柔韧性，可以给为耐刮擦性能提供一定的弹性模量，提高刮擦性能，但是其耐化性较差，加入量太高会导致耐乳霜性能降低；消光粉稳定剂对储存稳定性和光泽稳定性都有较大帮助，但是其耐化性较差，加入量过多会导致耐乳霜性能降低；硅烷偶联剂可以显著提高储存稳定性和光泽稳定性，耐化性和耐磨性能也没有影响，由于成本问题，只需添加到起作用量即可。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本专利进行了详细的说明，对本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种哑光汽车内饰涂料，其特征在于，包括A组分、B组分和C组分，其原料配方以如下重量份计的组分组成：

A组分：32～40份的超支化丙烯酸高羟树脂、9～15份的脂肪族聚氨酯弹性体、1～3份的爽滑剂、0.4～1份的流平剂、5～10份的消光粉稳定剂、1～3份的紫外吸收剂、1～5份的硅烷偶联剂、1～5份的耐磨助剂、1～3份的消光粉和24～35份的溶剂；

其中，所述的超支化丙烯酸高羟树脂，其结构式为：

B组分：80份的HDI三聚体固化剂和20份的醋酸丁酯溶剂；

C组分：80份的醋酸丁酯溶剂、15份的醋酸异丁酯和5份的乙二醇丁醚醋酸酯。

2.如权利要求1所述的一种哑光汽车内饰涂料，其特征在于，所述的A组分原料配方以如下重量份计的组分组成：33～39份的超支化丙烯酸高羟树脂、10～14份的脂肪族聚氨酯弹性体、1.5～2.5份的爽滑剂、0.5～0.9份的流平剂、6～9份的消光粉稳定剂、1.5～2.5份的紫外吸收剂、2～4份的硅烷偶联剂、2～4份的耐磨助剂、1.5～2.5份的消光粉和25～34份的溶剂。

3.如权利要求1所述的一种哑光汽车内饰涂料，其特征在于，所述的A组分原料配方以如下重量份计的组分组成：37.5份的超支化丙烯酸高羟树脂、12.5份的脂肪族聚氨酯弹性体、2份的爽滑剂、0.7份的流平剂、7.5份的消光粉稳定剂、2份的紫外吸收剂、3份的硅烷偶联剂、3份的耐磨助剂、2份的消光粉和29.8份的溶剂。

4.如权利要求1所述的一种哑光汽车内饰涂料，其特征在于，所述的超支化丙烯酸高羟树脂，其固含量为100％，羟值为15％，酸值≤1，数均分子量3000～5000，D₅₀平均粒径＜50nm。

5.如权利要求1所述的一种哑光汽车内饰涂料，其特征在于，所述的脂肪族丙烯酸酯弹性体为ACRYDIC 56-1155，其玻璃转化温度(Tg)为10℃，固含量为50％，酸值≤1，分子量为10000～15000。

6.如权利要求1所述的一种哑光汽车内饰涂料，其特征在于，所述的爽滑剂为TEGGlide 407，其主要成分是苯基甲基硅氧烷。

7.如权利要求1所述的一种哑光汽车内饰涂料，其特征在于，所述的消光粉稳定剂为12-羟基-十八酸与脂肪烃胺的键连物，其结构通式为：

所述的键连物可根据不同需求改变脂肪烃碳链的长度，或改变其端基含氢键官能团，以改变其极性大小，从而调节其与不同体系的相容性以及形成氢键网络的能力。

8.如权利要求1所述的一种哑光汽车内饰涂料，其特征在于，所述的硅烷偶联剂，其结构式为：

H₂NCH₂CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃)₃

9.如权利要求1所述的一种哑光汽车内饰涂料，其特征在于，所述的耐磨助剂为核壳结构的二氧化硅分散体，内核为二氧化硅，外壳为丙烯酸聚合物，其平均粒径D₅₀在9nm左右。

10.如权利要求1所述的一种哑光汽车内饰涂料，其特征在于，所述的消光粉为有机改性消光粉ACEMATT TS 100，粒径D₅₀在8.5μm左右，D₉₀在12μm左右。

11.如权利要求1所述的一种哑光汽车内饰涂料，其特征在于，所述的流平剂为有机硅类流平剂BYK 333。

12.如权利要求1所述的一种哑光汽车内饰涂料，其特征在于，所述的紫外线吸收剂为Tinuvin 400。

13.如权利要求1所述的一种哑光汽车内饰涂料，其特征在于，所述的溶剂为醋酸丁酯。

14.一种如权利要求1所述的哑光汽车内饰涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，消光浆的制备：在搅拌下依次在容器中投入16～20份超支化丙烯酸高羟树脂，4.5～7.5份脂肪族聚氨酯弹性体，5～10份消光粉稳定剂，1～5份硅烷偶联剂，12～17.5份醋酸丁酯，以500～700r/min的速度搅拌30min至均匀，然后在搅拌状态下投入1～3份消光粉，搅拌30min且均匀后，使用200目滤袋过滤备用；

S2，A组分的制备：在搅拌下依次在容器中投入剩余的16～20份超支化丙烯酸高羟树脂，4.5～7.5份脂肪族聚氨酯弹性体，1～3份爽滑剂，1～5份耐磨助剂，0.4～1份流平剂，1～3份紫外线吸收剂，12～17.5份醋酸丁酯，以300～500r/min的速度搅拌30min至均匀，然后在搅拌状态下加入消光浆调整至目标光泽，最后使用300目滤袋过滤；

S3，B组分的制备，缸内加入20份醋酸丁酯，在搅拌下加入80份HDI三聚体，以300～500r/min的速度搅拌30min至均匀，400目滤袋过滤，包装；

S4，C组分的制备：缸内加入80份醋酸丁酯，15份醋酸异丁酯，5份乙二醇丁醚醋酸酯，缸中300～500r/min搅拌30min，测定含水率小于500ppm，400目滤袋过滤，包装；

S5，涂料制备：将组分A,B,C按照100:20:40的比例混合均匀，得到哑光汽车内饰涂料。