CN117106355A - 一种汽车用水性环保珠光漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车用水性环保珠光漆及其制备方法，属于涂料技术领域，具有漆膜饱满、机械性能好、附着力高和高光泽度的优异特点。本发明涉及的汽车用水性环保珠光漆包括以下重量份的原料：聚氨酯改性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、改性水性珠光浆、流平剂、成膜助剂、附着力促进剂、助溶剂、其他功能助剂和去离子水。本发明通过对水性丙烯酸树脂进行聚合改性，制备了改性水性珠光浆，在助溶剂、附着力促进剂和流平剂等其他功能助剂的协助下，形成的漆膜交联密度高、漆膜饱满，制得的水性环保珠光漆光泽度均匀、耐磨性好和附着力优异等特点。水性环保珠光漆喷涂后亮度高、颜色分布均匀，VOC含量低，环保性能极佳，具有很好的外观及装饰性。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，涉及一种汽车用水性环保珠光漆及其制备方法。
背景技术
目前汽车用的面漆尤其是珠光漆都是溶剂型的，溶剂漆VOC高，对环境以及人身健康危害大。随着各地对VOC排发要求的不断降低，溶剂型涂料的环保成本大大升高，有些传统的涂装线很难满足环保要求。使用水性漆不仅可以满足环保要求，而且可以大大降低环保成本，但很多汽车用水性珠光漆普遍存在喷漆后光泽不均匀、桔皮等现象。水性丙烯酸体系涂料和烤漆就是低VOC或者无VOC环境友好型涂料的一种，为了满足涂料领域更高的使用要求，常通过化学改性法提高水性丙烯酸树脂的性能，而环氧树脂改性水性丙烯酸树脂就是其中之一，其涂膜具有良好的稳定性、保光保色性、耐化学性、耐候性和硬度好等综合性能，适用于汽车、电器、机械、建筑、医药包装等领域及装饰性要求特别高的场合，但由于其耐水性、胶膜硬度和附着力差，限制了其使用。
公开号为CN108192438A的中国发明专利讲述了一种可提高水性金属、珠光漆的施工性的水性辅料及其制备方法，其通过改性有机膨润土作为水性辅料，可在90％以上的高湿环境下进行水性金属、珠光漆两道连续喷涂，保证水性金属、珠光漆在施工过程喷涂均匀，不流挂发花，光泽均匀，没有阴阳色，表面细腻流滑，但是含有金属成分的水性珠光漆在高温下容易被氧化而变得薄脆，从而造成珠光漆脱落的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车用水性环保珠光漆，具有漆膜饱满、机械性能好、附着力高和高光泽度的特点。现有技术制备的珠光漆基本为溶剂型汽车珠光漆，其VOC含量高，含有苯系有毒物质，对环境及施工人员身体有很大的影响，溶剂型使用过程中要想环保达标，环保成本高（环保设施费用高、使用过程中设施维护成本高），而且很多现有的水性汽车用水性珠光漆普遍存在喷漆后光泽不均匀、桔皮等现象。本发明技术制备的水性环保珠光漆，产品环保，可以减少对人及环境影响，大大降低环保成本（设施、维护费等），而且附着力、硬度、耐老化、耐盐雾性能良好，性能超过油漆，比目前市面上水漆的外观有大大提升，具有很好的装饰性。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种汽车用水性环保珠光漆，所述水性环保珠光漆包括以下重量份的原料：聚氨酯改性丙烯酸树脂30~50重量份、水性氨基树脂20~30重量份、改性水性珠光浆15~30重量份、流平剂0.1~5重量份、成膜助剂10~15重量份、附着力促进剂1~5重量份、助溶剂1~3重量份、其他功能助剂1~5重量份和去离子水5~30重量份。
作为本发明的一种优选技术方案，所述水性氨基树脂是美国Allnex公司生产的CYMEL325、CYMEL303和CYMEL327中的一种或几种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述流平剂为碱溶胀增稠剂、膨润土和聚氨酯增稠剂中的一种或几种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述成膜助剂为水性羟基丙烯酸树脂、十二碳醇酯、二丙二醇丁醚和丙二醇丁醚中的一种或几种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述附着力促进剂为（3-甲基丙烯酰氧丙基）三甲氧基硅烷。
作为本发明的一种优选技术方案，所述助溶剂为乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚和二丙二醇甲醚中的一种或几种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述其他功能助剂包括消泡剂、稳定剂、润湿剂、蜡乳液助剂和pH调节剂；其中所述消泡剂由聚硅氧烷聚醚共聚物和乳化油按重量比1：1组成，所述稳定剂主要为巴斯夫生产的Tinuvin1130、Tinuvin328、Tinuvin400和Tinuvin479中的一种或几种，所述润湿剂为非离子型烷氧基醇表面活性剂，所述蜡乳液助剂为石蜡乳液、聚乙烯蜡乳液和水性聚酰胺蜡浆中的一种或几种，所述pH调节剂为三乙胺、氢氧化钠、氨水和异丙醇氨中的一种或几种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述聚氨酯改性丙烯酸树脂的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份计，在带有搅拌器、回流冷凝装置、温度计的四口烧瓶中加入15~30重量份甲苯二异氰酸酯和0.5~2重量份催化剂，在氮气保护下，加热至90℃，搅拌至全部溶解；
（2）然后加入5~10重量份聚对羟基苯甲酸酯和5~12重量份聚丙二醇醚，搅拌反应1h，保温反应30min；
（3）降低反应温度至55℃，接着分别加入5~10重量份季戊四醇和15~20重量份丙烯酸羟甲酯，搅拌反应保持45min，反应结束后过滤，得到聚氨酯预聚体，待用；
（4）按重量份计，在带有搅拌器和冷凝管四口烧瓶中加入10~20重量份的聚氨酯预聚体和40~60重量份的二甲苯，待用；
（5）按重量份称取30~40重量份甲基丙烯酸甲酯、25~30重量份丙烯酸丁酯、18~22重量份甲基丙烯酸羟乙酯、10~15重量份丙烯酸及1~5重量份引发剂，配成单体和引发剂的混合溶液，放置于恒压滴液漏斗中，待用；
（6）在氮气保护氛围下，把四口圆底烧瓶加热至设定温度，待烧瓶里物质完全溶解后，把单体和引发剂的混合溶液分两次滴加进四口圆底烧瓶中；
（7）第一次混合溶液滴加完毕后，降低反应温度至80℃保持反应1h，加入1~5重量份硅烷偶联剂KH-570，并补加剩余的混合溶液，在1h内滴加完毕，保持加热搅拌反应1h，反应结束后，减压抽滤去除溶剂，在搅拌状态下加入中和剂，抽滤，得到聚氨酯改性丙烯酸树脂。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤（1）中，所述催化剂为二丁基氧化锡。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤（5）中，所述引发剂为过氧化苯甲酰。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤（6）中，所述设定温度为120~140℃，混合溶液滴加时间为2~3h。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤（7）中，所述中和剂为三乙胺。
作为本发明的一种优选技术方案，所述改性水性珠光浆的制备方法包括以下步骤：
(a)将10~15重量份十二醇、5~10重量份烷基醇酰胺、1~10重量份脂肪醇聚氧乙烯醚、20~30重量份丙烯酸树脂、10~20重量份珠光粉、5~10重量份甘油和30~40重量份去离子水混合搅拌，混合后投入研磨机内研磨，研磨结束后进行筛分处理，收集颗粒直径小于5μm的研磨物料，待用；
(b)将15~20重量份研磨物料、5~10重量份有机改性云母粉、1~3重量份邻苯二甲酸二丁酯、2~5重量份二丁基羟基甲苯和0.5~3重量份硅烷偶联剂KH-570混合共热溶化搅拌成均匀溶液，温度控制在65℃；
(c)将1~5重量份硬脂酸乙二醇酯加入去离子水中，加热溶解，并滴加进入所述步骤(b)制备的均匀溶液中，快速搅拌；
(d)搅拌至体系形成粘稠膏状时，降低搅拌速度，待珠光剂晶体开始析出再加去离子水稀释，搅拌均匀，得到改性水性珠光浆。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤(c)中，所述快速搅拌是为了降低油相的稠度和提高分散程度。
作为本发明的一种优选技术方案，所述有机改性云母粉的制备方法包括以下步骤：
(A)按照重量份计，称取10~15重量份钠云母粉和3~5重量份的白云母粉，混合研磨，加入20~30重量份的N,N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，得到云母粉悬浮液，待用；
(B)称取1~3重量份的聚乙酸乙烯酯，加入10~15重量份的无水乙醇，搅拌溶解，待用；
(C)将步骤(B)制备的溶液加入云母粉悬浮液中，并加入0.5~2重量份的引发剂过硫酸钠，加热回流至反应完全，过滤，用无水乙醇洗涤，干燥，得到有机改性云母粉。
作为本发明的一种优选技术方案，所述水性环保珠光漆的制备方法包括以下步骤：
S1、先将聚氨酯改性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、流平剂、附着力促进剂、助溶剂和去离子水混合搅拌；
S2、然后加入改性水性珠光浆、成膜助剂和其他功能助剂进行第二次混合，快速搅拌，用滤网进行过滤，得到水性环保珠光漆。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤S1中，所述混合搅拌时间为20~30min。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤S2中，所述滤网为200~300目。
本发明的有益效果：
（1）本发明通过聚氨酯预聚体对水性丙烯酸树脂进行聚合改性，在助溶剂、附着力促进剂和流平剂等其他功能助剂的协助下，根据相似相容原理，与丙烯酸树脂和水性氨基树脂粘合度高，形成的漆膜交联密度高、漆膜饱满，制得的水性环保珠光漆光泽度均匀、耐磨性好和附着力优异等特点。而且聚氨酯的加入改性，使得漆膜喷涂后颜色亮度高、颜色分布均匀，大大降低了漆膜的氧化性和减少变黄现象的发生，具有很好的外观及装饰性，并且本发明所制备的是水性环保珠光漆，比传统的溶剂型珠光漆VOC含量更低，环保性能极佳，符合现代对环保的要求。
（2）本发明通过特定组分制备了水性珠光浆，有机改性云母粉的加入使得所制备的珠光浆更具疏水性，并且有机改性后的云母粉具有更加细腻的状态，在表面活性剂硬脂酸乙二醇酯以及其他助剂的协助下，使得水性珠光浆具有更低的表面摩擦系数，具有更高的耐磨耐腐蚀性、耐高温性和耐老化，而且有机改性云母粉的加入可以使水性环保珠光漆排列均匀和提高附着力，而不会出现漆膜堆积的的状态，从而制得的水性环保珠光漆具有更好的光泽度和机械强度，比目前市面上的水漆外观性大大提升，具有很好的装饰性。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合实施例，对依据本发明的具体实施方式、特征及其效果，详细说明如下。
实施例1
一种汽车用水性环保珠光漆，所述水性环保珠光漆包括以下重量份的原料：聚氨酯改性丙烯酸树脂30重量份、水性氨基树脂20重量份、改性水性珠光浆15重量份、流平剂2重量份、成膜助剂10重量份、附着力促进剂3重量份、助溶剂1.5重量份、其他功能助剂2重量份和去离子水20重量份。
所述水性氨基树脂是美国Allnex公司生产的CYMEL325，流平剂为碱溶胀增稠剂，成膜助剂为水性羟基丙烯酸树脂，附着力促进剂为（3-甲基丙烯酰氧丙基）三甲氧基硅烷，助溶剂为乙二醇单丁醚。
所述其他功能助剂为消泡剂、稳定剂、润湿剂、蜡乳液助剂和pH调节剂按照重量配比为1:1:2:2:1组成；其中所述消泡剂由聚硅氧烷聚醚共聚物和乳化油按重量比1：1组成，稳定剂为巴斯夫生产的Tinuvin1130，润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，蜡乳液助剂为水性聚酰胺蜡浆，pH调节剂为三乙胺。
所述聚氨酯改性丙烯酸树脂的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份计，在带有搅拌器、回流冷凝装置、温度计的四口烧瓶中加入25重量份甲苯二异氰酸酯和1重量份催化剂二丁基氧化锡，在氮气保护下，加热至90℃，搅拌至全部溶解；
（2）然后加入7重量份聚对羟基苯甲酸酯和10重量份聚丙二醇醚，搅拌反应1h，保温反应30min；
（3）降低反应温度至55℃，接着分别加入5重量份季戊四醇和15重量份丙烯酸羟甲酯，搅拌反应保持45min，反应结束后过滤，得到聚氨酯预聚体，待用；
（4）按重量份计，在带有搅拌器和冷凝管四口烧瓶中加入20重量份的聚氨酯预聚体和60重量份的二甲苯，待用；
（5）按重量份称取30重量份甲基丙烯酸甲酯、25重量份丙烯酸丁酯、20重量份甲基丙烯酸羟乙酯、10重量份丙烯酸及3重量份引发剂过氧化苯甲酰，配成单体和引发剂的混合溶液，放置于恒压滴液漏斗中，待用；
（6）在氮气保护氛围下，把四口圆底烧瓶加热至设定温度135℃，待烧瓶里物质完全溶解后，把单体和引发剂的混合溶液分两次滴加进四口圆底烧瓶中，在3h内滴加；
（7）第一次混合溶液滴加完毕后，降低反应温度80℃保持反应1h，加入2重量份硅烷偶联剂KH-570，并补加剩余的混合溶液，在1h内滴加完毕，保持加热搅拌反应1h，反应结束后，减压抽滤去除溶剂，在搅拌状态下加入三乙胺中和剂，调节反应pH至7，抽滤，得到聚氨酯改性丙烯酸树脂。
所述改性水性珠光浆的制备方法包括以下步骤：
(a)将12重量份十二醇、5重量份烷基醇酰胺、3重量份脂肪醇聚氧乙烯醚、25重量份丙烯酸树脂、12重量份珠光粉、5重量份甘油和35重量份去离子水混合搅拌，混合后投入研磨机内研磨，研磨结束后进行筛分处理，收集颗粒直径小于5μm的研磨物料，待用；
(b)将20重量份研磨物料、5重量份有机改性云母粉、1重量份邻苯二甲酸二丁酯、3重量份二丁基羟基甲苯和0.5重量份硅烷偶联剂KH-570混合共热溶化搅拌成均匀溶液，温度控制在65°C；
(c)将3重量份硬脂酸乙二醇酯加入去离子水中，加热溶解，并滴加进入所述步骤(b)制备的均匀溶液中，快速搅拌；
(d)搅拌至体系形成粘稠膏状时，降低搅拌速度，待珠光剂晶体开始析出再加去离子水稀释，搅拌均匀，得到改性水性珠光浆。
所述有机改性云母粉的制备方法包括以下步骤：
(A)按照重量份计，称取12重量份钠云母粉和3重量份的白云母粉，混合研磨，加入30重量份的N,N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，得到云母粉悬浮液，待用；
(B)称取1.5重量份的聚乙酸乙烯酯，加入15重量份的无水乙醇，搅拌溶解，待用；
(C)将步骤(B)制备的溶液加入云母粉悬浮液中，并加入0.5重量份的引发剂过硫酸钠，加热回流至反应完全，过滤，用无水乙醇洗涤，干燥，得到有机改性云母粉。
所述水性环保珠光漆的制备方法包括以下步骤：
S1、先将聚氨酯改性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、流平剂、附着力促进剂、助溶剂和去离子水混合搅拌20min；
S2、然后加入改性水性珠光浆、成膜助剂和其他功能助剂进行第二次混合，快速搅拌，用200目滤网进行过滤，得到水性环保珠光漆。
实施例2
一种汽车用水性环保珠光漆，所述水性环保珠光漆包括以下重量份的原料：聚氨酯改性丙烯酸树脂40重量份、水性氨基树脂25重量份、改性水性珠光浆22重量份、流平剂3重量份、成膜助剂12重量份、附着力促进剂3重量份、助溶剂2重量份、其他功能助剂2重量份和去离子水30重量份。
所述水性氨基树脂是美国Allnex公司生产的CYMEL303，流平剂为膨润土，成膜助剂为水性羟基丙烯酸树脂，附着力促进剂为（3-甲基丙烯酰氧丙基）三甲氧基硅烷，助溶剂为丙二醇甲醚。
所述其他功能助剂为消泡剂、稳定剂、润湿剂、蜡乳液助剂和pH调节剂按照重量配比为1:1:2:2:1组成；其中所述消泡剂由聚硅氧烷聚醚共聚物和乳化油按重量比1：1组成，稳定剂为巴斯夫生产的Tinuvin328，润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，蜡乳液助剂为石蜡乳液，pH调节剂为氢氧化钠。
所述聚氨酯改性丙烯酸树脂的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份计，在带有搅拌器、回流冷凝装置、温度计的四口烧瓶中加入25重量份甲苯二异氰酸酯和1重量份催化剂二丁基氧化锡，在氮气保护下，加热至90℃，搅拌至全部溶解；
（2）然后加入7重量份聚对羟基苯甲酸酯和10重量份聚丙二醇醚，搅拌反应1h，保温反应30min；
（3）降低反应温度至55℃，接着分别加入5重量份季戊四醇和15重量份丙烯酸羟甲酯，搅拌反应保持45min，反应结束后过滤，得到聚氨酯预聚体，待用；
（4）按重量份计，在带有搅拌器和冷凝管四口烧瓶中加入20重量份的聚氨酯预聚体和60重量份的二甲苯，待用；
（5）按重量份称取30重量份甲基丙烯酸甲酯、25重量份丙烯酸丁酯、20重量份甲基丙烯酸羟乙酯、10重量份丙烯酸及3重量份引发剂过氧化苯甲酰，配成单体和引发剂的混合溶液，放置于恒压滴液漏斗中，待用；
（6）在氮气保护氛围下，把四口圆底烧瓶加热至设定温度135℃，待烧瓶里物质完全溶解后，把单体和引发剂的混合溶液分两次滴加进四口圆底烧瓶中，在3h内滴加；
（7）第一次混合溶液滴加完毕后，降低反应温度80℃保持反应1h，加入2重量份硅烷偶联剂KH-570，并补加剩余的混合溶液，在1h内滴加完毕，保持加热搅拌反应1h，反应结束后，减压抽滤去除溶剂，在搅拌状态下加入三乙胺中和剂，调节反应pH至7，抽滤，得到聚氨酯改性丙烯酸树脂。
所述改性水性珠光浆的制备方法包括以下步骤：
(a)将12重量份十二醇、5重量份烷基醇酰胺、3重量份脂肪醇聚氧乙烯醚、25重量份丙烯酸树脂、12重量份珠光粉、5重量份甘油和35重量份去离子水混合搅拌，混合后投入研磨机内研磨，研磨结束后进行筛分处理，收集颗粒直径小于5μm的研磨物料，待用；
(b)将20重量份研磨物料、5重量份有机改性云母粉、1重量份邻苯二甲酸二丁酯、3重量份二丁基羟基甲苯和0.5重量份硅烷偶联剂KH-570混合共热溶化搅拌成均匀溶液，温度控制在65°C；
(c)将3重量份硬脂酸乙二醇酯加入去离子水中，加热溶解，并滴加进入所述步骤(b)制备的均匀溶液中，快速搅拌；
(d)搅拌至体系形成粘稠膏状时，降低搅拌速度，待珠光剂晶体开始析出再加去离子水稀释，搅拌均匀，得到改性水性珠光浆。
所述有机改性云母粉的制备方法包括以下步骤：
(A)按照重量份计，称取12重量份钠云母粉和3重量份的白云母粉，混合研磨，加入30重量份的N,N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，得到云母粉悬浮液，待用；
(B)称取1.5重量份的聚乙酸乙烯酯，加入15重量份的无水乙醇，搅拌溶解，待用；
(C)将步骤(B)制备的溶液加入云母粉悬浮液中，并加入0.5重量份的引发剂过硫酸钠，加热回流至反应完全，过滤，用无水乙醇洗涤，干燥，得到有机改性云母粉。
所述水性环保珠光漆的制备方法包括以下步骤：
S1、先将聚氨酯改性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、流平剂、附着力促进剂、助溶剂和去离子水混合搅拌20min；
S2、然后加入改性水性珠光浆、成膜助剂和其他功能助剂进行第二次混合，快速搅拌，用200目滤网进行过滤，得到水性环保珠光漆。
实施例3
一种汽车用水性环保珠光漆及其制备方法，所述水性环保珠光漆包括以下重量份的原料：聚氨酯改性丙烯酸树脂50重量份、水性氨基树脂30重量份、改性水性珠光浆30重量份、流平剂3重量份、成膜助剂15重量份、附着力促进剂3重量份、助溶剂2重量份、其他功能助剂2重量份和去离子水30重量份。
所述水性氨基树脂是美国Allnex公司生产的CYMEL327，流平剂为聚氨酯增稠剂，成膜助剂为水性羟基丙烯酸树脂，附着力促进剂为（3-甲基丙烯酰氧丙基）三甲氧基硅烷，助溶剂为二乙二醇丁醚。
所述其他功能助剂为消泡剂、稳定剂、润湿剂、蜡乳液助剂和pH调节剂按照重量配比为1:1:2:2:1组成；其中所述消泡剂由聚硅氧烷聚醚共聚物和乳化油按重量比1：1组成，稳定剂为巴斯夫生产的Tinuvin400，润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，蜡乳液助剂为聚乙烯蜡乳液，pH调节剂为异丙醇氨。
所述聚氨酯改性丙烯酸树脂的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份计，在带有搅拌器、回流冷凝装置、温度计的四口烧瓶中加入25重量份甲苯二异氰酸酯和1重量份催化剂二丁基氧化锡，在氮气保护下，加热至90℃，搅拌至全部溶解；
（2）然后加入7重量份聚对羟基苯甲酸酯和10重量份聚丙二醇醚，搅拌反应1h，保温反应30min；
（3）降低反应温度至55℃，接着分别加入5重量份季戊四醇和15重量份丙烯酸羟甲酯，搅拌反应保持45min，反应结束后过滤，得到聚氨酯预聚体，待用；
（4）按重量份计，在带有搅拌器和冷凝管四口烧瓶中加入20重量份的聚氨酯预聚体和60重量份的二甲苯，待用；
（5）按重量份称取30重量份甲基丙烯酸甲酯、25重量份丙烯酸丁酯、20重量份甲基丙烯酸羟乙酯、10重量份丙烯酸及3重量份引发剂过氧化苯甲酰，配成单体和引发剂的混合溶液，放置于恒压滴液漏斗中，待用；
（6）在氮气保护氛围下，把四口圆底烧瓶加热至设定温度135℃，待烧瓶里物质完全溶解后，把单体和引发剂的混合溶液分两次滴加进四口圆底烧瓶中，在3h内滴加；
（7）第一次混合溶液滴加完毕后，降低反应温度80℃保持反应1h，加入2重量份硅烷偶联剂KH-570，并补加剩余的混合溶液，在1h内滴加完毕，保持加热搅拌反应1h，反应结束后，减压抽滤去除溶剂，在搅拌状态下加入三乙胺中和剂，调节反应pH至7，抽滤，得到聚氨酯改性丙烯酸树脂。
所述改性水性珠光浆的制备方法包括以下步骤：
(a)将12重量份十二醇、5重量份烷基醇酰胺、3重量份脂肪醇聚氧乙烯醚、25重量份丙烯酸树脂、12重量份珠光粉、5重量份甘油和35重量份去离子水混合搅拌，混合后投入研磨机内研磨，研磨结束后进行筛分处理，收集颗粒直径小于5μm的研磨物料，待用；
(b)将20重量份研磨物料、5重量份有机改性云母粉、1重量份邻苯二甲酸二丁酯、3重量份二丁基羟基甲苯和0.5重量份硅烷偶联剂KH-570混合共热溶化搅拌成均匀溶液，温度控制在65°C；
(c)将3重量份硬脂酸乙二醇酯加入去离子水中，加热溶解，并滴加进入所述步骤(b)制备的均匀溶液中，快速搅拌；
(d)搅拌至体系形成粘稠膏状时，降低搅拌速度，待珠光剂晶体开始析出再加去离子水稀释，搅拌均匀，得到改性水性珠光浆。
所述有机改性云母粉的制备方法包括以下步骤：
(A)按照重量份计，称取12重量份钠云母粉和3重量份的白云母粉，混合，加入30重量份的N,N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，得到云母粉悬浮液，待用；
(B)称取1.5重量份的聚乙酸乙烯酯，加入15重量份的无水乙醇，搅拌溶解，待用；
(C)将步骤(B)制备的溶液加入云母粉悬浮液中，并加入0.5重量份的引发剂过硫酸钠，加热回流至反应完全，过滤，用无水乙醇洗涤，干燥，得到有机改性云母粉。
所述水性环保珠光漆的制备方法包括以下步骤：
S1、先将聚氨酯改性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、流平剂、附着力促进剂、助溶剂和去离子水混合搅拌20min；
S2、然后加入改性水性珠光浆、成膜助剂和其他功能助剂进行第二次混合，快速搅拌，用200目滤网进行过滤，得到水性环保珠光漆。
对比例1
与实施例1相比，对比例1的区别之处在于，所述改性水性珠光浆的制备中把有机改性云母粉替换为云母粉。
对比例2
与实施例1相比，对比例2的区别之处在于，所述改性水性珠光浆的制备中不加入有机改性云母粉。
对比例3
与实施例1相比，对比例3的区别之处在于，所述水性改性丙烯酸树脂的制备中单体只加入丙烯酸。
对比例4
与实施例1相比，对比例4的区别之处在于，所述水性环保珠光漆的制备中不对丙烯酸树脂改性。
在电泳底漆及上海福岛新材料科技有限公司生产的牌号为FD-6251底面漆的标准样板上，把实施例1~3与对比例1~4制备的水性环保珠光漆进行喷漆，喷涂后80℃闪干15min，然后140℃烘干（干膜厚度20微米），最后以上海福岛新材料科技有限公司生产的牌号为FD-6201水性漆罩光。用BYK桔皮仪测试其R值和DOI值来判断表面涂层的光泽度和明亮度；根据GB/T1720-2020标准测试涂层的附着力；根据GB/T1730-1993标准测试涂层的摆杆硬度和根据GB6739-86标准测定涂层的铅笔硬度；根据GB/T1732-2020标准测试涂层的冲击强度；根据GB/T1771-2007标准进行盐雾实验测试涂层耐腐蚀程度；根据GB/T1740-2007标准测试涂层的耐湿热程度和GB/T1865-2009标准测试涂层的人工老化速度，所有实验结果如下表1所示：
表1实施例1~3与对比例1~4制备的水性环保珠光漆的性能测试结果
通过上表测试结果对比可以知道，水性环保珠光漆在不添加有机改性云母粉和不对丙烯酸树脂进行改性的时候，所制备的水性环保珠光漆的漆膜效果大大降低。通过聚氨酯预聚体对水性丙烯酸树脂进行聚合改性，通过特定组分有机改性云母粉的加入制备了水性珠光浆，在助溶剂、附着力促进剂和表面活性剂等其他功能助剂的协助下，根据相似相容原理，水性珠光浆与丙烯酸树脂和水性氨基树脂粘合度高，形成的漆膜交联密度高、漆膜饱满，制得的水性环保珠光漆光泽度均匀、耐磨性好和附着力优异等特点。而且聚氨酯的加入改性和云母粉的改性，制得的水性环保珠光漆更加细腻均匀，使得漆膜喷涂后具有更低的表面摩擦系数，漆膜饱满度高，喷涂后不会出现漆膜堆积的的状态，大大降低了漆膜的氧化性和减少变黄现象的发生，从而制得的水性环保珠光漆具有更好的光泽度和机械强度，颜色亮度高、颜色分布均匀。并且本发明所制备的是水性环保珠光漆，比传统的溶剂型珠光漆VOC含量更低，外观性更好，环保性能极佳，符合现代对环保的要求，具有很好的装饰性，特别适用于汽车喷漆行业。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种汽车用水性珠光漆，其特征在于：所述水性珠光漆包括以下重量份的原料：聚氨酯改性丙烯酸树脂30~50重量份、水性氨基树脂20~30重量份、改性水性珠光浆15~30重量份、流平剂0.1~5重量份、成膜助剂10~15重量份、附着力促进剂1~5重量份、助溶剂1~3重量份、其他功能助剂1~5重量份和去离子水5~30重量份；
其中聚氨酯改性丙烯酸树脂由聚氨酯预聚体与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酸四种丙烯酸单体反应制得；改性水性珠光浆为有机改性云母粉对珠光浆进行改性制得；
所述有机改性云母粉的制备方法包括以下步骤：
(A)按照重量份计，称取10~15重量份钠云母粉和3~5重量份的白云母粉，混合研磨，加入20~30重量份的N,N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，得到云母粉悬浮液，待用；
(B)称取1~3重量份的聚乙酸乙烯酯，加入10~15重量份的无水乙醇，搅拌溶解，待用；
(C)将步骤(B)制备的溶液加入云母粉悬浮液中，并加入0.5~2重量份的引发剂过硫酸钠，加热回流至反应完全，过滤，用无水乙醇洗涤，干燥，得到有机改性云母粉。
2.根据权利要求1所述的一种汽车用水性珠光漆，其特征在于：所述聚氨酯改性丙烯酸树脂的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份计，在带有搅拌器、回流冷凝装置、温度计的四口烧瓶中加入15~30重量份甲苯二异氰酸酯和0.5~2重量份催化剂，在氮气保护下，加热至90℃，搅拌至全部溶解；
（2）然后加入5~10重量份聚对羟基苯甲酸酯和5~12重量份聚丙二醇醚，搅拌反应1h，保温反应30min；
（3）降低反应温度至55℃，接着分别加入5~10重量份季戊四醇和15~20重量份丙烯酸羟甲酯，搅拌反应保持45min，反应结束后过滤，得到聚氨酯预聚体，待用；
（4）按重量份计，在带有搅拌器和冷凝管四口烧瓶中加入10~20重量份的聚氨酯预聚体和40~60重量份的二甲苯，待用；
（5）按重量份称取30~40重量份甲基丙烯酸甲酯、25~30重量份丙烯酸丁酯、18~22重量份甲基丙烯酸羟乙酯、10~15重量份丙烯酸及1~5重量份引发剂，配成单体和引发剂的混合溶液，放置于恒压滴液漏斗中，待用；
（6）在氮气保护氛围下，把四口圆底烧瓶加热至设定温度，待烧瓶里物质完全溶解后，把单体和引发剂的混合溶液分两次滴加进四口圆底烧瓶中；
（7）第一次混合溶液滴加完毕后，降低反应温度至80℃，保持反应1h，加入1~5重量份硅烷偶联剂KH-570，并补加剩余的混合溶液，在1h内滴加完毕，保持加热搅拌反应1h，反应结束后，减压抽滤去除溶剂，在搅拌状态下加入中和剂，抽滤，得到聚氨酯改性丙烯酸树脂。
3.根据权利要求1所述的一种汽车用水性珠光漆，其特征在于：所述改性水性珠光浆的制备方法包括以下步骤：
(a)将10~15重量份十二醇、5~10重量份烷基醇酰胺、1~10重量份脂肪醇聚氧乙烯醚、20~30重量份丙烯酸树脂、10~20重量份珠光粉、5~10重量份甘油和30~40重量份去离子水混合搅拌，混合后投入研磨机内研磨，研磨结束后进行筛分处理，收集颗粒直径小于5μm的研磨物料，待用；
(b)将15~20重量份研磨物料、5~10重量份有机改性云母粉、1~3重量份邻苯二甲酸二丁酯、2~5重量份二丁基羟基甲苯和0.5~3重量份硅烷偶联剂KH-570混合共热溶化搅拌成均匀溶液，温度控制在65°C；
(c)将1~5重量份硬脂酸乙二醇酯加入去离子水中，加热溶解，并滴加进入所述步骤(b)制备的均匀溶液中，快速搅拌；
(d)搅拌至体系形成粘稠膏状时，降低搅拌速度，待珠光剂晶体开始析出再加去离子水稀释，搅拌均匀，得到改性水性珠光浆。
4.根据权利要求1所述的一种汽车用水性珠光漆，其特征在于：所述水性氨基树脂是美国Allnex公司生产的CYMEL325、CYMEL303和CYMEL327中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种汽车用水性珠光漆，其特征在于：所述流平剂为碱溶胀增稠剂、膨润土和聚氨酯增稠剂中的一种或几种；所述成膜助剂为水性羟基丙烯酸树脂、十二碳醇酯、二丙二醇丁醚和丙二醇丁醚中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种汽车用水性珠光漆，其特征在于：所述附着力促进剂为（3-甲基丙烯酰氧丙基）三甲氧基硅烷。
7.根据权利要求1所述的一种汽车用水性珠光漆，其特征在于：所述助溶剂为乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚和二丙二醇甲醚中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种汽车用水性珠光漆，其特征在于：所述其他功能助剂包括消泡剂、稳定剂、润湿剂、蜡乳液助剂和pH调节剂；其中所述消泡剂由聚硅氧烷聚醚共聚物和乳化油按重量比1：1组成，所述稳定剂为巴斯夫生产的Tinuvin1130、Tinuvin328、Tinuvin400和Tinuvin479中的一种或几种，所述润湿剂为非离子型烷氧基醇表面活性剂，所述蜡乳液助剂为石蜡乳液、聚乙烯蜡乳液和水性聚酰胺蜡浆中的一种或几种，所述pH调节剂为三乙胺、氢氧化钠、氨水和异丙醇氨中的一种或几种。
9.一种如权利要求1~8任一项所述的汽车用水性珠光漆的制备方法，其特征在于：所述水性珠光漆的制备方法包括以下步骤：
S1、先将聚氨酯改性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、流平剂、附着力促进剂、助溶剂和去离子水混合搅拌；
S2、然后加入改性水性珠光浆、成膜助剂和其他功能助剂进行第二次混合，快速搅拌，用滤网进行过滤，得到水性珠光漆。
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| CN110922874A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-03-27 | 广州集泰化工股份有限公司 | 一种水性丙烯酸聚氨酯氨基烘烤珠光漆及其制备方法 |
| CN112795266A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-14 | 上海福岛新材料科技有限公司 | 一种汽车用水性环保珠光漆及其制备方法 |
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