CN117659784A - 一种汽车原厂内外饰用水性金属漆及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有机高分子涂料技术领域，具体涉及一种汽车原厂内外饰用水性金属漆及其制备方法和应用。本发明提供的水性金属漆包括如下组分及其重量份数：水性丙烯酸分散体10‑20份，水性聚碳聚氨酯分散体10‑20份，BCS 1‑5份，DPNB 1‑5份，润湿剂0.1‑1份，流平剂0.1‑1份，水性色浆5‑10份，水性金属颜料5‑8份，去离子水25‑40份，消泡剂0.2‑1份，pH调节剂0.1‑0.5，水性氨基树脂：1‑3份，水性触变剂5‑20份，增稠剂2‑4份。本发明提供的水性金属漆具有优异的附着性、耐水性、重涂性、施工性、物理机械性能、化学性能等。
Description
技术领域
本发明属于有机高分子涂料领域，具体涉及一种汽车原厂内外饰用水性金属漆及其制备方法和应用。
背景技术
传统的汽车1K涂层由溶剂型1K底色漆+罩光清漆组成。其中，罩光清漆、底色漆由于其固含量低，VOC（挥发性有机化合物）排放量占涂料总量的66%，达到230g/m2以上。这不但浪费了资源，更会污染环境，同时也存在火灾隐患。水性涂料因其VOC含量极低且节省能源，已成为现代涂料工业发展的主流方向。2010年6月1日实施的GB24409—2009《汽车涂料中有害物质限量》，加速了汽车涂料水性化的发展进程。
乘用车原厂内外饰件由于其本身塑料材质主要以低温油性配套产品为主，其特点表现在机械手连续涂装工艺，有优异的耐水性、耐化学品、耐冷热循环交变，抗石击等性能，然而，目前的水性底漆在汽车的塑料材质上应用的综合性并不能达到很好，是该领域难以解决的技术难题。
作为汽车OEM原厂，更倾向全水性化的涂装需求，可以有效降低碳排放。此外，汽车用塑料件同样需要具有好的综合性能，如附着性、耐水性、重涂性、施工性、物理机械性能、化学性能等。开发环保型涂层材料已成为未来涂装产品发展的一个主流方向。
因此，需要开发一种符合原厂自动化连续涂装的水性金属底漆，性能好且环保的用于汽车塑料件的水性底漆。
发明内容
现在为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种汽车原厂内外饰用水性金属漆及其制备方法和应用。本发明提供的一种汽车原厂内外饰用水性金属漆不需要开稀，能够实现耐泵内循环、机械手流水线连续喷涂；具有优异的附着性、耐水性、重涂性、施工性、物理机械性能、化学性能等。
本发明的技术方案是：
一种汽车原厂内外饰用水性金属漆，包括如下组分及其重量份数：
水性丙烯酸共聚物乳液10-20份，水性聚碳聚氨酯分散体10-20份，乙二醇丁醚（BCS）1-5份，二丙二醇丁醚（DPNB）1-5份，润湿剂0.1-1份，流平剂0.1-1份，水性色浆5-10份，水性金属颜料5-8份，去离子水25-40份，消泡剂0.2-1份，pH调节剂0.1-0.5，水性氨基树脂：1-3份，水性触变剂5-20份，增稠剂2-4份。
进一步地，所述的汽车原厂内外饰用水性金属漆，由如下组分及其重量份数组成：
水性丙烯酸共聚物乳液15份，水性聚碳聚氨酯分散体20份，BCS 3份，DPNB 2份，润湿剂0.8份，流平剂0.2份，水性色浆8份，水性金属颜料（银粉或珍珠）6份，去离子水37.3份，消泡剂0.2份，pH调节剂0.2份，水性氨基树脂1份，水性触变剂15份，增稠剂2份。
进一步地，所述水性丙烯酸共聚物乳液为欧宝迪2403或万华0678；所述水性聚碳聚氨酯分散体为欧宝迪UC84或2648/1科思创中的一种。
进一步地，所述润湿剂为聚醚聚硅共聚物，优选为BYK-347、TEGO4100中的一种；所述流平剂为有机改性聚硅氧烷溶液，优选为BYK-333、BYK-3410中的一种。
进一步地，所述消泡剂为高相容性有机聚合物，优选为TEGO902W（即迪高902W），BYK-028中的一种；所述pH调节剂为DMEA、AMP-95中的一种。
进一步地，所述水性氨基树脂为甲醚化的可水溶性的氨基树脂，优选为湛新327或英力士的M195；所述水性触变剂为水性聚酰胺蜡，优选为AQ-800、AQ810中的一种；所述增稠剂为水性EVA蜡，优选为BYK 8421或德谦5020W。
进一步地，所述水性金属颜料为双层硅包覆的水性银粉-德国爱卡，汽车级珍珠粉-德国默克中的一种。
进一步地，所述水性色浆为高鲜艳性水性无树脂色浆，为无树脂色浆，鲜艳度高，贮存性好，由如下组分及其重量百分数混合组成：颜料粉15~20%，空气化学104DPM 0.3~0.7%，异丙醇4~7%，陶氏AMP95 0.08~0.15%，BASF4585分散剂8~12%，余量去离子水。
所述颜料粉为鲜艳红、鲜艳蓝、鲜艳橙等任意鲜艳颜色，根据需要具体选择。
本发明还提供了一种所述的汽车原厂内外饰用水性金属漆的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将水性丙烯酸共聚物乳液、水性聚碳聚氨酯分散体、2/3量的去离子水，水性触变剂于反应器中，在300-600转/min的速率下搅拌5-10min，得料液1；
步骤S2：往步骤S1所得的料液1中边搅拌边加入BCS、DPNB，水性氨基树脂，水性金属颜料，1/3量的去离子水，润湿剂，在100-200转/min的速率下搅拌5-10min，浸泡2h，得料液2；
步骤S3：往步骤S2所得的料液2中边搅拌边加入流平剂、消泡剂，pH调节剂，在300-600转/min的速率下搅拌5-10min，得料液3；
步骤S4：往步骤S3所得的料液3中加入水性色浆，在300-600转/min的速率下搅拌15min，加入增稠剂，在600-800转/min的速率下搅拌20min，即得。
本发明还提供了一种由上述的制备方法制得的汽车原厂内外饰用水性金属漆。本发明制得的水性金属漆，可以应用于汽车原厂内外饰。
水性金属漆是采用新一代离子稳定型自乳化“核壳”结构水性树脂、有关填料和助剂，聚交联型、反应型、乳化型三者为一的独特配方和工艺，科学的采用自乳化为主，兼顾交联、反应型为辅的设计方案。但是以水为稀释剂，在涂装过程中，金属颗粒易集中分布，导致涂装不均匀，而本发明提供的水性金属漆，以水性丙烯酸共聚物乳液、水性聚碳聚氨酯分散体为主要成分，以本发明特殊配制的水性色浆为色浆材料，并添加适量的增稠剂，能够将金属颗粒均匀固定在漆中，这样在喷涂时金属颗粒均匀，在喷涂时，不用加入去离子水或调合水作稀释剂，即不用添加开稀物料，就能提高装饰效果。
在此基础上，本发明对水性色浆的组分进行大量研究，发现由本发明组分配制的水性色浆，辅以微量的润湿剂，两者协同作用，有助于水性色浆的分散，使颜料分散更加均匀，颜色偏差低，有助于提高水性金属漆的耐水性及喷涂效果。发明人进一步研究发现，本发明中的水性丙烯酸共聚物乳液为水性金属漆提供触变性，水性聚碳聚氨酯分散体辅以水性氨基树脂，提高了金属定向性，水性触变剂（水性聚酰胺蜡）和增稠剂（水性EVA）联合为水性金属漆提供触变指数及金属定向性。各组分相互配合，最终制得的水性金属漆，金属颗粒分布均匀，喷涂色差小，且可连续涂装，施工性稳定，触变性强。
与现有技术相比，本发明提供的汽车原厂内外饰用水性金属漆及其制备方法具有以下优势：
（1）本发明提供的一种汽车原厂内外饰用水性金属漆及其制备方法适应原厂涂装车间的机械手连续涂装工艺需求，色相稳定，批量生产后，不同的工件间，同一工件的不同位置，其颜色偏差在不同角度都需要满足色差要求。
（2）本发明提供的汽车原厂内外饰用水性金属漆，特别是金属色，金属颗粒需排列均匀，亮度高，施工性稳定，不起皱，不发花，产品储存质量稳定，原漆有较强的触变性，以适应缸体管道低速流动不沉降，高速剪切施工良好的要求。
具体实施方式
以下通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的保护范围之内。
以下实施例和对比例中，未作特别说明的试剂为常规试剂，均可在常规试剂生产销售公司购买。
实施例1一种汽车原厂内外饰用水性金属漆及其制备方法
如表1所示，列举了本发明实施例1~4的汽车原厂内外饰用水性金属漆的组分（以重量份数记）及其制备方法。
表1实施例1-4组水性金属漆具体组成
所述的汽车原厂内外饰用水性金属漆的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将水性丙烯酸分散体、水性聚碳聚氨酯分散体、2/3量的去离子水，水性触变剂于反应器中，在300-600转/min的速率下搅拌5-10min，得料液1；
步骤S2：往步骤S1所得的料液1中边搅拌边加入BCS、DPNB，水性氨基树脂，水性金属颜料，1/3量的去离子水，润湿剂，在100-200转/min的速率下搅拌5-10min，浸泡2h，得料液2；
步骤S3：往步骤S2所得的料液2中边搅拌边加入流平剂、消泡剂，pH调节剂，在300-600转/min的速率下搅拌5-10min，得料液3；
步骤S4：往步骤S3所得的料液3中加入水性色浆，在300-600转/min的速率下搅拌15min，加入增稠剂，在600-800转/min的速率下搅拌20min，即得。
对比例1 一种汽车原厂内外饰用水性金属漆及其制备方法
与实施例2的相比，对比例1的区别在于，所述水性色浆购自温岭市彩源颜料有限公司，型号为9111大红。
对比例2 一种汽车原厂内外饰用水性金属漆及其制备方法
与实施例2的相比，对比例2的区别在于，所述润湿剂为104DPM，其他组分及制备与实施例2相同。
对比例3 一种汽车原厂内外饰用水性金属漆及其制备方法
与实施例2的相比，对比例3的区别在于，所述水性聚酰胺蜡为2100W，其他组分及制备步骤与实施例2相同。
试验例一、性能检测
试验材料：本发明实施例1~4，对比例1~3制得的汽车原厂内外饰用水性金属漆,采用连续性悬杯喷涂，对比喷枪喷涂效果基本符合，主要体现在FI值高，金属感强，湿膜喷涂膜厚在100μm不流挂不堆漆试验结果：实施例1~4的试验结果如表2所示，对比例1~3的实验结果如表3所示。
表2实施例1-4组测试结果
表3 对比例1-3组测试结果
由表1可知：本发明实施例1~4制得的水性金属漆的耐水性能优异，且具有优异的抗石击、耐冲击性，耐候性，其中实施例2的效果最好，为本发明的最佳实施例。
而本发明对比例1选择市售商家的产品作为水性色浆，结果其耐水性明显降低，而对比例2改变润湿剂组分，各组分性能略有下降，而改变水性聚酰胺蜡，破坏了金属触变指数及金属定向性，导致其触变性显著降低，色差增大，增加了施工难度。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种汽车原厂内外饰用水性金属漆，其特征在于，包括如下组分及其重量份数：
水性丙烯酸分散体10-20份，水性聚碳聚氨酯分散体10-20份，乙二醇丁醚1-5份，二丙二醇丁醚1-5份，润湿剂0.1-1份，流平剂0.1-1份，水性色浆5-10份，水性金属颜料5-8份，去离子水25-40份，消泡剂0.2-1份，pH调节剂0.1-0.5份，水性氨基树脂1-3份，水性触变剂5-20份，增稠剂2-4份。
2.如权利要求1所述的汽车原厂内外饰用水性金属漆，其特征在于，由如下组分及其重量份数组成：
水性丙烯酸分散体15份，水性聚碳聚氨酯分散体20份，乙二醇丁醚3份，二丙二醇丁醚2份，润湿剂0.8份，流平剂0.2份，水性色浆5-10份，水性金属颜料6份，去离子水37.3份，消泡剂0.2份，pH调节剂0.2份，水性氨基树脂1份，水性触变剂15份，增稠剂2份。
3.如权利要求1或2所述的汽车原厂内外饰用水性金属漆，其特征在于，所述1水性丙烯酸分散体为3630欧宝迪或万华4903；所述水性聚碳聚氨酯分散体为欧宝迪UC84或2648/1科思创。
4. 如权利要求1或2所述的汽车原厂内外饰用水性金属漆，其特征在于，所述润湿剂为聚醚聚硅共聚物 BYK-347、TEGO4100中的一种；所述流平剂为有机改性聚硅氧烷溶液BYK-333、BYK-3410中的一种。
5.如权利要求1或2所述的汽车原厂内外饰用水性金属漆，其特征在于，所述消泡剂为高相容性有机聚合物TEGO902W、BYK-028中的一种；
所述pH调节剂为DMEA、AMP-95中的一种。
6. 如权利要求1或2所述的汽车原厂内外饰用水性金属漆，其特征在于，所述水性氨基树脂为氨基树脂湛新327、英力士的M195中的一种；所述水性触变剂为水性聚酰胺蜡AQ-800、AQ810中的一种；所述增稠剂为水性EVA蜡BYK 8421或德谦5020W。
7.如权利要求1或2所述的汽车原厂内外饰用水性金属漆，其特征在于，所述水性色浆为高鲜艳性水性无树脂色浆，由如下组分及其重量百分数混合组成：颜料粉15~20%，空气化学104DPM 0.3~0.7%，异丙醇4~7%，陶氏AMP95 0.08~0.15%，BASF4585分散剂8~12%，余量去离子水。
8.一种如权利要求1~7任一项所述的汽车原厂内外饰用水性金属漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：将水性丙烯酸分散体、水性聚碳聚氨酯分散体、2/3量的去离子水，水性触变剂于反应器中，搅拌5-10min，得料液1；
步骤S2：往步骤S1所得的料液1中边搅拌边加入乙二醇丁醚，二丙二醇丁醚，水性氨基树脂，水性金属颜料，1/3量的去离子水，润湿剂，搅拌5-10min，浸泡2h，得料液2；
步骤S3：往步骤S2所得的料液2中边搅拌边加入流平剂、消泡剂，pH调节剂，搅拌5-10min，得料液3；
步骤S4：往步骤S3所得的料液3中加入水性色浆，在300-600r/min的速率下搅拌15min，加入增稠剂，在600-800r/min的速率下搅拌20min，即得。
9.如权利要求8所述的汽车原厂内外饰用水性金属漆的制备方法，其特征在于，所述步骤S1和S3搅拌的速率为300-600r/min；所述步骤S2搅拌的速率为100-200r/min。
10.一种如权利要求1~7任一项所述水性金属漆在汽车原厂内外饰中的应用。
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