CN116836617A - 一种高透明度哑光清漆涂层组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够用于碳纤维复合材料的高透明度哑光清漆涂层组合物，包括组分A和组分B，以重量份计，组分A包括50‑100份的自消光树脂、0‑30份的羟基树脂、10‑35份的第一溶剂、0.5‑3份的紫外光吸收剂，0.5‑2份的光稳定剂，以及0.1‑3份额外助剂；组分B包括：40‑90份的异氰酸酯固化剂，以及10‑60份的第二溶剂；组分A和组分B的重量比为1:10‑20:1之间任一比例。本发明所提供的涂层组合物所得的涂层具有高透明度、美观、耐化学品腐蚀、抗划耐磨和高耐候性的特性，经其涂装的碳纤维复合材料能够满足汽车外饰件等应用要求。本发明还涉及一种上述高透明度哑光清漆涂层组合物的制备方法以及基于该涂层组合物的表面处理方法。
Description
技术领域
本发明属于碳纤维复合材料的表面涂装领域，涉及一种能够用于碳纤维复合材料的高透明度哑光清漆涂层组合物及其制备方法和其在表面处理方面的应用。
背景技术
碳纤维复合材料(CFRP)作为一种低密度、高强度、高刚度的新约材料，日渐成为汽车、轨道交通工具、运动器材等领域最受欢迎的轻量化材料之一。当其用于轨道交通、汽车等交通工具的外饰面时，为了提高美观和保护基材的目的，碳纤维复合材料一般需要进行涂装处理。为了呈现碳纤维特殊的纹理编织效果，现有技术中大多采用高光清漆透明涂层对碳纤维复合材料进行涂装。随着应用范围的扩大和性能需求的提升，哑光清漆透明涂层在碳纤维复合材料涂装上的应用越来越广泛。
目前的哑光清漆普遍采用气相二氧化硅作为消光剂，且需要较大量的气相二氧化硅才能达到所需消光效果，而二氧化硅虽然具有较佳的消光性，但是会影响清漆的透明度，在用量大的情况下会使得清漆的透明度明显变差。因此，目前的哑光清漆涂层很难同时实现高透明度和优良的哑光效果。此外，碳纤维复合材料表面的透明清漆涂层必须能够为基材提高良好的耐候性，从而保护碳纤维复合材料尤其是环氧基碳纤维复合材料不变黄。
有鉴于此，如何设计一种能够通过喷涂的方式更加高效便捷地用于碳纤维复合材料表面涂装的高透明度哑光清漆涂层组合物，实现在赋予碳纤维复合材料可见纤维纹理的哑光效果的同时能够具有优异的耐候性、耐化学品腐蚀、抗划耐磨性等特性，从而消除现有技术中的上述缺陷和不足，更好地服务于交通工具等外漆面使用的需要，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明提供了一种用于碳纤维复合材料的高透明度哑光清漆涂层组合物及其制备方法和其在表面处理方面的应用。该涂层组合物能够对碳纤维复合材料的表面起到良好的装饰和保护作用，使得碳纤维复合材料具有可见纤维纹理的哑光效果。同时，该涂层组合物具有低温快速固化、高耐候性、耐化学品腐蚀、抗划耐磨性等特性，经其涂装的碳纤维复合材料能够满足汽车外饰件等应用要求。
本发明的第一方面，提供了一种用于碳纤维复合材料的高透明度哑光清漆涂层组合物，包括组分A和组分B，以重量份计，
组分A包括：50-100份的自消光树脂、0-30份的羟基树脂、10-35份的第一溶剂、0.5-3份的紫外光吸收剂，0.5-2份的光稳定剂，以及0.1-3份额外助剂；
组分B包括：40-90份的异氰酸酯固化剂，以及10-60份的第二溶剂；其中，组分A和组分B的重量比为1:10-20:1之间任一比例。
优选地，所述的组分A包括：60-80份的自消光树脂、0-20份的羟基树脂、15-35份的第一溶剂、0.5-3份的紫外光吸收剂，0.5-2份的光稳定剂，以及0.1-3份额外助剂；
更优选地，所述的组分A和组分B的重量比为1:5-15:1之间任一比例。
自消光树脂
在本发明的一些实施例中，所述自消光树脂为一种通过溶解度差异而具有核壳结构的丙烯酸共聚物。在涂料组合物中，涂料的光泽会随着自消光树脂含量的增加而降低。
优选地，所述自消光树脂包括但不限于Elementis公司市售的Hypomer MT-2550K，Hypomer MT-2550F，Hypomer MT-2350等。
羟基树脂
在本发明的一些实施例中，所述羟基树脂选自含羟基丙烯酸树脂、含羟基聚酯树脂、含羟基聚醚树脂、含羟基有机硅树脂组成的群组中的至少一种。在涂料组合物中，涂料的光泽会随着羟基树脂含量的增加而增高。
进一步地，所述含羟基丙烯酸树脂由丙烯酸单体、甲基丙烯酸单体及其衍生物聚合而成。优选地，所述含羟基丙烯酸树脂包括但不限于Allnex公司市售的Setalux 1907BA-75，TIRES 2850，SETALUX 1774 SS-65，SETALUX 1215 BA-68，SETALUX 1274 BA-70，SETALUX 91757 VX-60，SETALUX 91795 VX-60，SETALUX 61767 VX-60等，或者巴斯夫公司市售的Joncryl 507，Joncryl 804，Joncryl 910等。
进一步地，所述含羟基聚酯树脂包括但不限于常规饱和聚酯多“”、聚己内酯多“”和聚碳酸酯二”。优选地，所述含羟基聚酯树脂包括但不限于Allnex公司市售的SETAL 1612VS-60，SETAL 1715 VX-74，SETAL 90173 SS-50，SETAL 1603 BA-78，SETAL 168 SS-80，SETAL 82166 SS-64等，或者King Industries公司市售的K-Flex XM-332,K-Flex 148，K-Flex XM-337等。
进一步地，所述含羟基聚醚树脂包括但不限于巴斯夫公司市售的Sovermol 750，Sovermol 805，Sovermol 819等。
异氰酸酯固化剂
在本发明的一些实施例中，所述异氰酸酯固化剂包括但不限于脂肪族异氰酸酯单体、脂肪族异氰酸酯多聚体、脂环族异氰酸酯单体、脂环族异氰酸酯多聚体、芳香族异氰酸酯单体、芳香族异氰酸酯多聚体、异氰酸酯杂化体、异氰酸酯杂化多聚体中的一种或多种。
进一步地，所述脂肪族异氰酸酯单体包括但不限于四亚甲基1,4-二异氰酸酯、六亚甲基1,6-二异氰酸酯、2,2,4-三甲基己烷1,6-二异氰酸酯、亚乙基二异氰酸酯、1,12-十二烷二异氰酸酯中的一种或多种。
进一步地，所述脂肪族异氰酸酯多聚体为脂肪族异氰酸酯二聚体或脂肪族异氰酸酯三聚体。
进一步地，所述脂环族异氰酸酯单体包括但不限于异佛尔酮二异氰酸酯、环丁烷1,3-二异氰酸酯、环己烷1,3-二异氰酸酯、环己烷1,4-二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、4,4’-亚甲基二环己基二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。
进一步地，所述脂环族异氰酸酯多聚体为脂环族异氰酸酯二聚体或脂环族异氰酸酯三聚体。
进一步地，所述芳香族异氰酸酯单体包括但不限于甲苯2,4-二异氰酸酯、甲苯2,6-二异氰酸酯、二苯基甲烷4,4’-二异氰酸酯、二苯基甲烷2,4’-二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、联苯二异氰酸酯、3,3’-二甲基-4,4’-二亚苯基二异氰酸酯、六氢亚苯基1,3-二异氰酸酯中的一种或多种。
进一步地，所述芳香族异氰酸酯多聚体为芳香族异氰酸酯二聚体或芳香族异氰酸酯三聚体。
进一步地，所述异氰酸酯杂化多聚体为异氰酸酯杂化二聚体或异氰酸酯杂化三聚体。
更为具体地说，所述异氰酸酯固化剂可以是满足上述描述的任意市售异氰酸酯固化剂，包括但不限于拜耳材料公司市售的Desmodur N 3300、Desmodur N 3390、Desmodur N3600、Desmodur N 3900及Desmodur Z 4470等，或者罗迪亚集团市售的HDT-90、HDT-100及HDT-LV等，或者巴斯夫公司市售的Basonat HI100等。
溶剂
所述第一溶剂和第二溶剂可以相同也可以不同，包括但不限于己烷、庚烷、甲苯、二甲苯、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、异佛尔酮、乙酸丁酯、乙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二”甲醚醋酸酯、丙二”乙醚醋酸酯、乙二”丁醚醋酸酯、乙二”乙醚醋酸酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、100号溶剂油、150号溶剂油、200号溶剂油等。
紫外光吸收剂
在本发明的一些实施例中，所述的紫外光吸收剂选自包括但不限于Tinuvin 328、Tinuvin 384-2、Tinuvin 900、Tinuvin 928、Tinuvin 1130、Tinuvin 400、Tinuvin 479、Tinuvin 477、Tinuvin CarboProtect中的一种或多种。
光稳定剂
在本发明一实施例中，所述的光稳定剂选自包括但不限于Tinuvin 144、Tinuvin123、Tinuvin 292、Tinuvin 440或Tinuvin 622中的一种或多种。
额外助剂
在本发明的一些实施例中，所述的组分A中的额外助剂选自催干剂、基材润湿剂、润湿分散剂、流平剂、流变助剂中的一种或多种。本领域技术人员应当理解的是，所述助剂可根据实际工艺需要而进行选择，本发明的范围并不仅限于上述所列的助剂。
本发明的第二方面，提供了一种制备本发明第一方面所述的高透明度哑光清漆涂层组合物的方法，包括步骤：
(1)制备组分A：提供50-100份的自消光树脂、0-30份的羟基树脂、0.5-3份的紫外光吸收剂，0.5-2份的光稳定剂，以及0.1-3份额外助剂；并提供10-35份第一溶剂，在搅拌下加入上述各组分，搅拌至混合均匀后，获得所述组分A；
(2)制备组分B：提供40-90份的异氰酸酯固化剂，并提供10-60份第二溶剂，向所述第二溶剂冲入惰性气体，并在搅拌下加入各组分，搅拌至混合均匀后，获得所述组分B；
将组分A与组分B以重量比为1:10-20:1之间的任一比例充分混合，获得所述高透明度哑光清漆涂层组合物。
其中，该高透明度哑光清漆涂层组合物在23℃的粘度范围为100至20000mPa·s，较佳地，粘度范围为100-10000mPa·s，更佳地，粘度范围为100-5000mPa·s。
本发明的第三方面，提供了一种表面处理方法，所述表面处理方法为在所述碳纤维复合材料的至少一个表面上涂布至少一层本发明第一方面所述的高透明度哑光清漆涂层组合物。
在本发明的一些实施例中，所述涂布方法包括但不限于空气喷涂、无气喷涂、在线静电喷涂或模具内涂装等涂布方法。
本发明的有益效果
与现有技术相比较，本发明所提供的技术方案具有以下优点：
(1)本发明所述的高透明度哑光清漆涂层组合物能够赋予碳纤维复合材料高透明度、美观的哑光清漆效果，并且复合材料的碳纤维纹理清晰可见。
(2)本发明所述的高透明度哑光清漆涂层组合物具有良好的耐候性，加入紫外光吸收剂和光稳定剂后能够对碳纤维复合材料表面起到良好的保护作用。
(3)本发明所述的高透明度哑光清漆涂层组合物具有低温快速固化、耐化学品腐蚀、抗划耐磨性等特性，能够达到碳纤维复合材料汽车外饰件等应用要求。
具体实施方式
下面详细说明本发明的具体实施例。本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于以下描述的实施方式，并且本发明的技术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。
在以下具体实施例的说明中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将罅前罆、罅后罆、罅左罆、罅右罆、罅外罆、罅内罆、罅向外罆、罅向内罆、罅轴向罆、罅径向罆等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
此外，术语罅第一罆、罅第二罆仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有罅第一罆、罅第二罆的特征可以明示或隐含地包括一个或多个该特征。在本发明的描述中，除非另有明确具体的规定，罅多个罆的含义是两个或两个以上。
除另有说明外，这里限定的每个方面或实施方案可以与任何其他一个或多个方面或一个或多个实施方案组合。特别地，任何优选的或有利的特征可以与任何其他优选的或有利的特征组合。
以下详细说明本发明的具体实施例。
实施例1
在本实施例中提供一种高透明度哑光清漆涂层组合物1，所述高透明度哑光清漆涂层组合物1包括组分A和组分B，按重量份计，组分A和组分B的组成如下：
表1.1实施例1中组分A的组成
| 组分 | 名称 | 份数 |
| 自消光树脂 | Hypomer MT-2550K | 60 |
| 羟基树脂 | SETAL 1603 BA-78 | 10 |
| 第一溶剂1 | 乙酸丁酯 | 18 |
| 第一溶剂2 | 丙二”甲醚醋酸酯 | 10 |
| 额外助剂1 | 基材润湿剂 | 0.3 |
| 额外助剂2 | 流平剂 | 0.2 |
| 紫外光吸收剂 | 1 | |
| 光稳定剂 | 0.5 |
表1.2实施例1中组分B的组成
上述高透明度哑光清漆涂层组合物1的制备方法及应用的具体步骤如下：
(1)在搅拌下，往主容器中依次加入SETALUX 1215 BA-78、Hypomer MT-2550K、乙酸丁酯和丙二”甲醚醋酸酯，搅拌15-20min，搅拌速率控制在500-1500转/min，使其混合均匀后，投入基材润湿剂、流平剂、紫外光吸收剂、光稳定剂，继续搅拌20-30min，即得到组分A。组分A在23℃的粘度范围为100-20000mPa·s。
(2)往乙酸丁酯与丙二”甲醚醋酸酯混合的复合溶剂中冲入氮气，在搅拌下，投入异氰酸酯固化剂Desmodur N 3390，搅拌10-20min，即得到组分B。组分B中所述异氰酸酯固化剂的质量百分含量60-90％。
(3)使用时，将组分A和组分B按照重量比为5:1-15:1之间的任一比例进行充分混合，即可获得所述涂层组合物1。
(4)将涂层组合物1涂覆到涂覆了透明底漆的环氧基碳纤维复合材料基材上，在80摄氏度下固化60min，即可进行性能测试，相关结果见表6。
实施例2
在本实施例中提供一种高透明度哑光清漆涂层组合物2，所述高透明度哑光清漆涂层组合物2包括组分A和组分B，按重量份计，组分A和组分B的组成如下：
表2.1实施例2中组分A的组成
| 组分 | 名称 | 份数 |
| 自消光树脂 | Hypomer MT-2550F | 60 |
| 羟基树脂 | SETAL 1603 BA-78 | 10 |
| 第一溶剂1 | 乙酸丁酯 | 18 |
| 第一溶剂2 | 丙二”甲醚醋酸酯 | 10 |
| 额外助剂1 | 基材润湿剂 | 0.3 |
| 额外助剂2 | 流平剂 | 0.2 |
| 紫外光吸收剂 | 1 | |
| 光稳定剂 | 0.5 |
表2.2实施例2中组分B的组成
| 组分 | 名称 | 份数 |
| 异氰酸酯固化剂 | Desmodur N 3390 | 70 |
| 第二溶剂1 | 乙酸丁酯 | 15 |
| 第二溶剂2 | 丙二”甲醚醋酸酯 | 15 |
上述高透明度哑光清漆涂层组合物2的制备方法具体步骤如下：
(1)在搅拌下，往主容器中依次加入SETALUX 1215 BA-78、Hypomer MT-2550F、乙酸丁酯和丙二”甲醚醋酸酯，搅拌15-20min，搅拌速率控制在500-1500转/min，使其混合均匀后，投入基材润湿剂、流平剂、紫外光吸收剂、光稳定剂，继续搅拌20-30min，即得到组分A。组分A在23℃的粘度范围为100-20000mPa·s。
(2)往乙酸丁酯与丙二”甲醚醋酸酯混合的复合溶剂中冲入氮气，在搅拌下，投入异氰酸酯固化剂Desmodur N 3390，搅拌10-20min，即得到组分B。组分B中所述异氰酸酯固化剂的质量百分含量60-90％。
(3)使用时，将组分A和组分B按照重量比为5:1-15:1之间的任一比例进行充分混合，即可获得所述涂层组合物2。
(4)将涂层组合物2涂覆到涂覆了透明底漆的环氧基碳纤维复合材料基材上，在80摄氏度下固化60min，即可进行性能测试，相关结果见表6。
实施例3
在本实施例中提供一种高透明度哑光清漆涂层组合物3，所述高透明度哑光清漆涂层组合物3包括组分A和组分B，按重量份计，组分A和组分B的组成如下：
表2.1实施例3中组分A的组成
| 组分 | 名称 | 份数 |
| 自消光树脂 | Hypomer MT-2550F | 65 |
| 羟基树脂 | SETAL 1603 BA-78 | 5 |
| 第一溶剂1 | 乙酸丁酯 | 18 |
| 第一溶剂2 | 丙二”甲醚醋酸酯 | 10 |
| 额外助剂1 | 基材润湿剂 | 0.3 |
| 额外助剂2 | 流平剂 | 0.2 |
| 紫外光吸收剂 | 1 | |
| 光稳定剂 | 0.5 |
表2.2实施例3中组分B的组成
| 组分 | 名称 | 份数 |
| 异氰酸酯固化剂 | Desmodur N 3390 | 70 |
| 第二溶剂1 | 乙酸丁酯 | 15 |
| 第二溶剂2 | 丙二”甲醚醋酸酯 | 15 |
上述高透明度哑光清漆涂层组合物3的制备方法具体步骤如下：
(1)在搅拌下，往主容器中依次加入SETALUX 1215 BA-78、Hypomer MT-2550F、乙酸丁酯和丙二”甲醚醋酸酯，搅拌15-20min，搅拌速率控制在500-1500转/min，使其混合均匀后，投入基材润湿剂、流平剂、紫外光吸收剂、光稳定剂，继续搅拌20-30min，即得到组分A。组分A在23℃的粘度范围为100-20000mPa·s。
(2)往乙酸丁酯与丙二”甲醚醋酸酯混合的复合溶剂中冲入氮气，在搅拌下，投入异氰酸酯固化剂Desmodur N 3390，搅拌10-20min，即得到组分B。组分B中所述异氰酸酯固化剂的质量百分含量60-90％。
(3)使用时，将组分A和组分B按照重量比为5:1-15:1之间的任一比例进行充分混合，即可获得所述涂层组合物2。
(4)将涂层组合物3涂覆到涂覆了透明底漆的环氧基碳纤维复合材料基材上，在80摄氏度下固化60min，即可进行性能测试，相关结果见表6。
实施例4
在本实施例中提供一种高透明度哑光清漆涂层组合物4，所述高透明度哑光清漆涂层组合物4包括组分A和组分B，按重量份计，组分A和组分B的组成如下：
表3.1实施例4中组分A的组成
| 组分 | 名称 | 份数 |
| 自消光树脂 | Hypomer MT-2550F | 70 |
| 第一溶剂1 | 乙酸丁酯 | 18 |
| 第一溶剂2 | 丙二”甲醚醋酸酯 | 10 |
| 额外助剂1 | 基材润湿剂 | 0.3 |
| 额外助剂2 | 流平剂 | 0.2 |
| 紫外光吸收剂 | 1 | |
| 光稳定剂 | 0.5 |
表3.2实施例4中组分B的组成
| 组分 | 名称 | 份数 |
| 异氰酸酯固化剂 | Desmodur N 3390 | 70 |
| 第二溶剂1 | 乙酸丁酯 | 15 |
| 第二溶剂2 | 丙二”甲醚醋酸酯 | 15 |
上述高透明度哑光清漆涂层组合物4的制备方法具体步骤如下：
(1)在搅拌下，往主容器中依次加入Hypomer MT-2550F、乙酸丁酯和丙二”甲醚醋酸酯，搅拌15-20min，搅拌速率控制在500-1500转/min，使其混合均匀后，投入基材润湿剂、流平剂、紫外光吸收剂、光稳定剂，继续搅拌20-30min，即得到组分A。组分A在23℃的粘度范围为100-20000mPa·s。
(2)往乙酸丁酯与丙二”甲醚醋酸酯混合的复合溶剂中冲入氮气，在搅拌下，投入异氰酸酯固化剂Desmodur N 3390，搅拌10-20min，即得到组分B。组分B中所述异氰酸酯固化剂的质量百分含量60-90％。
(3)使用时，将A组分和B组分按照重量比为5:1-15:1之间的任一比例进行充分混合，即可获得所述涂层组合物3。
(4)将涂层组合物4涂覆到涂覆了透明底漆的环氧基碳纤维复合材料基材上，在80摄氏度下固化60min，即可进行性能测试，相关结果见表6。
对比例1
在本对比例1中提供一种无色透明涂层组合物5，所述无色透明涂层组合物5包括组分A和组分B，按重量份计，组分A和组分B的组成如下：
表4.1对比例1中组分A的组成
| 组分 | 名称 | 份数 |
| 羟基树脂 | SETALUX 1774 SS-65 | 60 |
| 气相二氧化硅消光粉 | ACEMATT OK520 | 10 |
| 第一溶剂1 | 乙酸丁酯 | 18 |
| 第一溶剂2 | 丙二”甲醚醋酸酯 | 10 |
| 额外助剂1 | 基材润湿剂 | 0.3 |
| 额外助剂2 | 流平剂 | 0.2 |
| 紫外光吸收剂 | 1 | |
| 光稳定剂 | 0.5 |
表4.2对比例1中组分B的组成
| 组分 | 名称 | 份数 |
| 异氰酸酯固化剂 | Desmodur N 3390 | 70 |
| 第二溶剂1 | 乙酸丁酯 | 15 |
| 第二溶剂2 | 丙二”甲醚醋酸酯 | 15 |
需要说明的是：在本例中，组分A中只含有羟基树脂，不含自消光树脂，其哑光效果主要通过加入气相二氧化硅消光粉实现，因此不在本发明的范围内，故该例为对比例1。
上述无色透明涂层组合物5的制备方法具体步骤如下：
(1)在搅拌下，往主容器中依次加入SETALUX 1774 SS-65、乙酸丁酯和丙二”甲醚醋酸酯，搅拌15-20min，搅拌速率控制在500-1500转/min。使其混合均匀后，投入ACEMATTOK520气相二氧化硅消光粉，搅拌15-20min，搅拌速率控制在500-1500转/min。使其混合均匀后，投入基材润湿剂、流平剂、紫外光吸收剂、光稳定剂，继续搅拌20-30min，即得到组分A。组分A在23℃的粘度范围为100-20000mPa·s。
(2)往乙酸丁酯与丙二”甲醚醋酸酯混合的复合溶剂中冲入氮气，在搅拌下，投入异氰酸酯固化剂Desmodur N 3390，搅拌10-20min，即得到组分B。组分B中所述异氰酸酯固化剂的质量百分含量60-90％。
(3)使用时，将组分A和组分B按照重量比为1:5-15:1之间的任一比例进行充分混合，即可获得所述涂层组合物4。
(4)将涂层组合物5涂覆到涂覆了透明底漆的环氧基碳纤维复合材料基材上，在80摄氏度下固化60min，即可进行性能测试，相关结果见表6。
对比例2
在本对比例2中提供一种无色低透明度哑光涂层组合物6，所述无色低透明度哑光组合物6包括组分A和组分B，其中，按重量份计，组分A和组分B的组成如下：
表5.1对比例2中组分A的组成
| 组分 | 名称 | 份数 |
| 羟基树脂 | SETALUX 1774SS-65 | 55 |
| 气相二氧化硅消光粉 | ACEMATT OK520 | 15 |
| 第一溶剂1 | 乙酸丁酯 | 18 |
| 第一溶剂2 | 丙二”甲醚醋酸酯 | 10 |
| 额外助剂1 | 基材润湿剂 | 0.3 |
| 额外助剂2 | 流平剂 | 0.2 |
| 紫外光吸收剂 | 1 | |
| 光稳定剂 | 0.5 |
表5.2对比例2中组分B的组成
| 组分 | 名称 | 份数 |
| 异氰酸酯固化剂 | Desmodur N 3390 | 70 |
| 第二溶剂1 | 乙酸丁酯 | 15 |
| 第二溶剂2 | 丙二”甲醚醋酸酯 | 15 |
需要说明的是：在本例中，组分A中只含有羟基树脂，不含自消光树脂，其哑光效果主要通过加入气相二氧化硅消光粉实现，因此不在本发明的范围内，故该例为对比例2。
上述无色低透明度哑光涂层组合物5的制备方法具体步骤如下：
(1)在搅拌下，往主容器中依次加入SETALUX 1774 SS-65、乙酸丁酯和丙二”甲醚醋酸酯，搅拌15-20min，搅拌速率控制在500-1500转/min。使其混合均匀后，投入ACEMATTOK520气相二氧化硅消光粉，搅拌15-20min，搅拌速率控制在500-1500转/min。使其混合均匀后，投入基材润湿剂、流平剂、紫外光吸收剂、光稳定剂，继续搅拌20-30min，即得到组分A。组分A在23℃的粘度范围为100-20000mPa·s。
(2)往乙酸丁酯与丙二”甲醚醋酸酯混合的复合溶剂中冲入氮气，在搅拌下，投入异氰酸酯固化剂Desmodur N 3390，搅拌10-20min，即得到组分B。组分B中所述异氰酸酯固化剂的质量百分含量60-90％。
(3)使用时，将组分A和组分B按照重量比为1:5-15:1之间的任一比例进行充分混合，即可获得所述涂层组合物5。
(4)将涂层组合物6涂覆到涂覆了透明底漆的环氧基碳纤维复合材料基材上，在80摄氏度下固化60min，即可进行性能测试，相关结果见表6。
对比结果
在本实施例中，将实施例1的高透明度哑光清漆涂层组合物1、实施例2的高透明度哑光清漆涂层组合物2、实施例3的高透明度哑光清漆涂层组合物3、实施例4的高透明度哑光清漆涂层组合物4、对比例1的无色透明涂层组合物5、对比例2的有色不透明涂层组合物6进行比较。
具体地说，实施例1为表面涂覆高透明度哑光清漆涂层组合物1涂层的碳纤维复合材料样板(已涂覆透明底漆)；
实施例2为表面涂覆高透明度哑光清漆涂层组合物2涂层的碳纤维复合材料样板(已涂覆透明底漆)；
实施例3为表面涂覆高透明度哑光清漆涂层组合物3涂层的碳纤维复合材料样板(已涂覆透明底漆)；
实施例4为表面涂覆高透明度哑光清漆涂层组合物4涂层的碳纤维复合材料样板(已涂覆透明底漆)；
对比例1为表面涂覆无色透明涂层组合物5涂层的碳纤维复合材料样板(已涂覆透明底漆)；
对比例2为表面涂覆无色低透明度涂层组合物6涂层的碳纤维复合材料样板(已涂覆透明底漆)；
各样板的性能检测结果如表6所示。
表6各涂层组合物在碳纤维复合材料样板上的性能检测结果
其中，透光率是按照GB/T 2410-2008《透明塑料透光率和雾度的测定》，涂层的透明性可以利用紫外可见分光光度计(U-4100，日本日立仪器制造)直接测量涂层在可见光波长范围内(波长在400nm-700nm)的透光率来表示，或者利用无色透明玻璃板等作为基底制备涂层来间接测试涂层在可见光波长范围内(波长在400nm-700nm)的透光率。在此，申请人采用无色透明玻璃板作为基底制备相同膜厚的以上涂层(实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、对比例1、对比例2)，以对比以上涂层的透明性。对于哑光清漆而言，波长在400nm-700nm透光率≥80％表示涂层的透明性良好，而波长在400nm-700nm的透光率越低说明涂层的透明性越差，容易遮盖涂层下面的颜色和纹理等，尤其使用在碳纤维复合材料表面上涂装应用时，就会产生纤维纹理不清晰的问题。
表6的结果表明，在目视纤维纹理效果、外观细腻度、透光率、耐汽油性和氙灯光老化性能方面，实施例1-4的表现均优于对比例1-2。同时，通过调整高光树脂(即羟基树脂)和自消光树脂的比例可以实现不同光泽的哑光清漆效果。
对比例1和对比例2的透光率分别为70.4％和65.5％，明显低于实施例1-4的透光率，且目视的纤维纹理效果也相对较差。此外，在外观细腻度上、耐汽油性和耐氙灯光老化性上，采用消光粉的对比例1和对比例2也一定程度上要比采用自消光树脂体系的涂层组合物差。
如无特别说明，本文中出现的类似于罅第一罆、罅第二罆的限定语并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定，而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。同样地，本文中在数词前出现的类似于罅大羦罆、罅近似地罆的修饰语通常包含本数，并且其具体的含义应当结合上下文意理解。
本说明书中所述的只是本发明较为优选的具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于碳纤维复合材料的高透明度哑光清漆涂层组合物，其特征在于，所述的高透明度哑光清漆涂层组合物包括组分A和组分B，以重量份计，
组分A包括：50-100份的自消光树脂、0-30份的羟基树脂、10-35份的第一溶剂、0.5-3份的紫外光吸收剂，0.5-2份的光稳定剂，以及0.1-3份额外助剂；
组分B包括：40-90份的异氰酸酯固化剂，以及10-60份的第二溶剂；
所述的组分A和组分B的重量比为1:10-20:1之间任一比例。
2.根据权利要求1所述的高透明度哑光清漆涂层组合物，其特征在于，所述自消光树脂为具有核壳结构的丙烯酸共聚物，所述核壳结构是通过溶解度差异而形成的。
3.根据权利要求1所述的高透明度哑光清漆涂层组合物，其特征在于，所述的羟基树脂选自含羟基丙烯酸树脂、含羟基聚酯树脂、含羟基聚醚树脂、含羟基有机硅树脂中的一种或多种；
优选地，所述含羟基丙烯酸树脂由丙烯酸单体、甲基丙烯酸单体及其衍生物聚合而成；所述含羟基聚酯树脂选自饱和聚酯多“”、聚己内酯多“”、聚碳酸酯二”中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的高透明度哑光清漆涂层组合物，其特征在于，所述异氰酸酯固化剂选自脂肪族异氰酸酯单体、脂肪族异氰酸酯多聚体、脂环族异氰酸酯单体、脂环族异氰酸酯多聚体、芳香族异氰酸酯单体、芳香族异氰酸酯多聚体、异氰酸酯杂化体、异氰酸酯杂化多聚体中的一种或多种；
优选地，所述脂肪族异氰酸酯单体选自四亚甲基1,4-二异氰酸酯、六亚甲基1,6-二异氰酸酯、2,2,4-三甲基己烷1,6-二异氰酸酯、亚乙基二异氰酸酯、1,12-十二烷二异氰酸酯中的一种或多种；所述脂肪族异氰酸酯多聚体为脂肪族异氰酸酯二聚体或脂肪族异氰酸酯三聚体；所述脂环族异氰酸酯单体选自异佛尔酮二异氰酸酯、环丁烷1,3-二异氰酸酯、环己烷1,3-二异氰酸酯、环己烷1,4-二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、4,4’-亚甲基二环己基二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种；所述脂环族异氰酸酯多聚体为脂环族异氰酸酯二聚体或脂环族异氰酸酯三聚体；所述芳香族异氰酸酯单体选自甲苯2,4-二异氰酸酯、甲苯2,6-二异氰酸酯、二苯基甲烷4,4’-二异氰酸酯、二苯基甲烷2,4’-二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、联苯二异氰酸酯、3,3’-二甲基-4,4’-二亚苯基二异氰酸酯、六氢亚苯基1,3-二异氰酸酯中的一种或多种；所述芳香族异氰酸酯多聚体为芳香族异氰酸酯二聚体或芳香族异氰酸酯三聚体；所述异氰酸酯杂化多聚体为异氰酸酯杂化二聚体或异氰酸酯杂化三聚体。
5.根据权利要求1所述的高透明度哑光清漆涂层组合物，其特征在于，所述涂层组合物的组分A中第一溶剂和组分B中第二溶剂分别独立地选自己烷、庚烷、甲苯、二甲苯、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、异佛尔酮、乙酸丁酯、乙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二”甲醚醋酸酯、丙二”乙醚醋酸酯、乙二”丁醚醋酸酯、乙二”乙醚醋酸酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、100号溶剂油、150号溶剂油、200号溶剂油中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的高透明度哑光清漆涂层组合物，其特征在于，所述的组分A中的额外助剂选自催干剂、基材润湿剂、润湿分散剂、流平剂、流变助剂中的一种或多种。
7.一种制备权利要求1-6任一项所述的高透明度哑光清漆涂层组合物的方法，包括步骤：
(1)制备组分A：提供50-100份的自消光树脂、0-30份的羟基树脂、0.5-3份的紫外光吸收剂，0.5-2份的光稳定剂，以及0.1-3份额外助剂；并提供10-35份第一溶剂，在搅拌下加入上述各组分，搅拌至混合均匀后，获得所述组分A；
(2)制备组分B：提供40-90份的异氰酸酯固化剂；并提供10-60份第二溶剂，向所述第二溶剂冲入惰性气体，并在搅拌下加入各组分，搅拌至混合均匀后，获得所述组分B；
(3)将组分A与组分B按照重量比为1:10-20:1之间的任一比例充分混合，获得所述高透明度哑光清漆涂层组合物；
优选地，所制得的涂层组合物满足以下条件：在23℃的粘度范围为100至20000mPa·s；更优选地，满足以下条件：在23℃的粘度范围为100-10000mPa·s；再进一步优选地，满足以下条件：在23℃的粘度范围为100-5000mPa·s。
8.一种表面处理方法，其特征在于所述处理方法为在碳纤维复合材料的至少一个表面上涂布至少一层根据权利要求1-6任一项所述的高透明度哑光清漆涂层组合物。
9.根据权利要求8所述的表面处理方法，其特征在于所述涂布的方法包括空气喷涂、无气喷涂、在线静电喷涂或模具内涂装。
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