CN110564242A - 高性能水性汽车清漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了高性能水性汽车清漆及其制备方法，属于涂料技术领域；该高性能水性汽车清漆包括重量份的以下组分：树脂30～50份、常规助剂1～5份、交联剂5～15份、成膜助剂1～15份、流平剂0.1～1份、固化剂0.1～5份、蜡助剂0.3～8份、附着力促进剂1～5份、增稠剂0.1～1份、去离子水23.2～52份。本发明高性能水性汽车清漆具有以下优点：(1)本产品环保并且保持和溶剂型清漆同等的耐候性、靓丽表面和高光泽等性能；(2)本产品固化温度低，干燥快，140℃30分钟即可固化；(3)本产品光泽度高，20°的光泽度大于90，90°的光泽度可达140。(4)本产品低VOC排放，具有良好的耐候性，可达800小时。

Description

高性能水性汽车清漆及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料的技术领域，具体涉及到高性能水性汽车清漆及其制备方法。
背景技术
汽车车身的完整涂层包括电泳涂层、中涂层和面漆层，其中面漆层又可分为底色漆和罩光清漆层。在汽车原厂漆领域，除了罩光清漆层，其他漆层基本已经实现水性化。由于技术的限制，一直以来，起保护和装饰作用的汽车用罩光清漆以溶剂型为主。溶剂型罩光清漆有个很大的缺点，就是涂装过程中有机溶剂VOC排放量很大，严重污染了环境。因为罩光清漆层是汽车车身涂料的最终涂层，性能对于车身的外观、耐候、耐汽油、防刮等性能极为重要，而水性漆在施工操作上由于漆膜干燥速度慢，影响施工效率；性能上，光泽度低、漆膜丰满度差、耐酸碱性差并且防刮性不如溶剂型涂料，目前市场上仍以溶剂型的清漆为主。然而，关于抵抗严酷的外部环境，具有极好的耐候性等功能的水性汽车清漆鲜有报道。
发明内容
为解决涂装过程中有机溶剂VOC排放量很大，严重污染了环境；水性漆在施工操作上由于漆膜干燥速度慢，影响施工效率；性能上，光泽度低、漆膜丰满度差、耐候性差并且防刮性不如溶剂型涂料的问题，本发明提供高性能水性汽车清漆及其制备方法，以解决上述问题。
本发明技术方案为：
高性能水性汽车清漆，包括重量份的以下组分：树脂30～50份、常规助剂1～5份、交联剂5～15份、成膜助剂1～15份、流平剂0.1～1份、固化剂0.1～5份、蜡助剂0.3～8份、附着力促进剂1～5份、增稠剂0.1～1份、去离子水23.2～52份。
优选的，本发明的高性能水性汽车清漆，包括重量份的以下组分：树脂40份、常规助剂3.5份、交联剂8份、成膜助剂5份、流平剂0.3份、固化剂3份、蜡助剂2份、附着力促进剂2.5份、增稠剂0.2份、去离子水35.6份。
优选的，所述树脂是一种水性丙烯酸树脂，pH为7.0～9.0，为上海帅科SK6547，这种丙烯酸树脂的优点为高固含、光泽高，丰满度好、硬度好，耐盐雾、耐化学品性好等，使用该树脂制得的清漆具有良好的机械性能如高光泽，丰满度好、高硬度等以及良好的耐性，如耐盐雾、耐化学性。
优选的，所述常规助剂是水性有机硅消泡剂,胺类中和剂和基材润湿剂中的一种或多种组合，水性有机硅消泡剂为HF3206，该品消泡效能高兼具额外的脱泡作用，优异的长效性及储存稳定性好；胺类中和剂为德谦DeuAdd MA-95，该品低气味﹑低挥发性，能够有效调节体系pH值，并赋予体系很好的pH值稳定性，同时能够有效提高漆液冻融稳定性及罐内防腐蚀性能，基材润湿剂为迪高TEGO 4200，该润湿剂兼具优异的基材润湿性和良好的消泡性能。
优选的，所述交联剂是氰特CYMEL 325氨基树脂，该交联剂低温催化交联反应，快干；降低烘烤环境要求，同时还能够改善耐湿、耐盐雾性能。
优选的，所述成膜助剂是醚类、醇酯类成膜物质一种或多种组合，具体为丙二醇甲醚。
优选的，所述流平剂是有机硅表面活性剂，具体型号为毕克BYK 346，这种流平剂可使表面张力强烈降低这就导致优异的底材润湿和流平。此助剂不会产生泡沫稳定化，它不会增加表面滑爽且不会损害可重涂性。
优选的，所述固化剂是封闭异氰酸酯，为多耐德X-3085，这种固化剂的优点是良好的涂膜外观低温固化性(120℃下烘烤30分钟)，光泽度高。
优选的，所述蜡助剂是流变改性蜡分散体，为毕克AQUATIX 8421，这种蜡助剂的优点是改善颜料在水性体系中的定向排列效果，减少发糊、色不匀等缺陷，为储存和应用过程提供出色的抗沉降性能，极大地提高了流变性能和无助溶剂颜料浆体的闪耀效果，此外不含VOC。
优选的，所述附着力促进剂是环氧磷酸酯，为长兴4901-B-72，这种附着力促进剂的优点是具有极佳的附著力，包括浸水和冷凝测试后附著力，可以改善漆膜的柔韧性及防腐性能。
优选的，所述增稠剂是聚氨酯缔合型流变助剂，为海明斯RHEOLATE 299，这种增稠剂的优点是高效率，具有提供强效剪切稀化特性，优异抗流挂性和防沉性，良好的流平性，优异的成品光学性质，不含APEO与锡等有害物质。
本发明的另一目的，提供高性能水性汽车清漆的制备方法，按照下列步骤进行：
(1)将水性丙烯酸树脂30～50份加入反应釜中，搅拌下按顺序缓慢加入常规助剂1～5份、交联剂5～15份、成膜助剂1～15份、去离子水3～10份，控制搅拌速度为300-400rpm/min，搅拌10-20min，搅拌均匀，控制温度≤60℃；
(2)搅拌下加入0.1～1份流平剂、0.1～5份固化剂、0.3～8份蜡助剂，控制搅拌速度为400-500rpm/min，搅拌20-40min，搅拌均匀，控制温度≤60℃；
(3)搅拌下加入附着力促进剂1～5份、去离子水20～40份，将增稠剂0.1～1份与去离子水按1:2混合均匀后加入，搅拌速度为400-500rpm/min，搅拌20-40min，搅拌均匀，控制温度≤60℃，得高性能水性汽车清漆。
三次加入去离子水的合计总数在23.2～52份的范围内。
优选的，按照下列步骤进行：
(1)将水性丙烯酸树脂40份加入反应釜中，搅拌下按顺序缓慢加入常规助剂2.5份、交联剂10份、成膜助剂5份、去离子水5份，控制搅拌速度为300-400rpm/min，搅拌10-20min，搅拌均匀，控制温度≤60℃；
(2)搅拌下加入0.4份流平剂、2份固化剂、5份蜡助剂，控制搅拌速度为400-500rpm/min，搅拌20-40min，搅拌均匀，控制温度≤60℃；
(3)搅拌下加入附着力促进剂3份、去离子水30份，将增稠剂0.3份与去离子水0.6份按1:2混合均匀后加入，搅拌速度为400-500rpm/min，搅拌20-40min，搅拌均匀，控制温度≤60℃，得高性能水性汽车清漆。
本发明的有益效果为：
(1)本产品环保并且保持和溶剂型清漆同等的耐候性、靓丽表面和高光泽等性能；
(2)本产品固化温度低，干燥快，140℃30分钟即可固化；
(3)本产品光泽度高，20°的光泽度大于90，90°的光泽度可达140；
(4)本产品低VOC排放，具有良好的耐候性，可达800小时。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
高性能水性汽车清漆，包括重量份的以下组分：上海帅科SK6547 40份、常规助剂2.5份、氰特CYMEL 32 10份、丙二醇甲醚5份、毕克BYK 346 0.4份、多耐德X-3085 2份、毕克AQUATIX 8421 5份、长兴4901-B-72 3份、海明斯RHEOLATE 299 0.3份、去离子水共35.6份。
高性能水性汽车清漆，具体制备方法如下：
(1)将上海帅科SK6547 40份加入反应釜中，搅拌下按顺序缓慢加入常规助剂2.5份、氰特CYMEL 325 10份、丙二醇甲醚5份、去离子水5份，搅拌速度为300-400rpm/min，搅拌10-20min，搅拌均匀，控制温度≤60℃；
(2)搅拌下加入毕克BYK 346 0.4份、多耐德X-3085 2份、毕克AQUATIX 8421 5份，搅拌速度为400-500rpm/min，搅拌20-40min，搅拌均匀，控制温度≤60℃；
(3)搅拌下加入长兴4901-B-72 3份、去离子水30份，将海明斯RHEOLATE 299 0.3份与去离子水0.6份混合均匀后加入，搅拌速度为400-500rpm/min，搅拌20-40min，搅拌均匀，控制温度≤60℃，得高性能水性汽车清漆。
实施例2
高性能水性汽车清漆，包括重量份的以下组分：上海帅科SK6547 30份、常规助剂2.5份、氰特CYMEL 32 9.7份、丙二醇甲醚4.3份、毕克BYK 346 0.4份、多耐德X-3085 1.8份、毕克AQUATIX 8421 4.7份、长兴4901-B-72 3份、海明斯RHEOLATE 299 0.3份、去离子水共35.6份。
高性能水性汽车清漆，具体制备方法如下：
(1)将上海帅科SK6547 30份加入反应釜中，搅拌下按顺序缓慢加入常规助剂2.5份、氰特CYMEL 325 9.7份、丙二醇甲醚4.3份、去离子水5份，搅拌速度为300-400rpm/min，搅拌10-20min，搅拌均匀，控制温度≤60℃；
(2)搅拌下加入毕克BYK 346 0.4份、多耐德X-3085 1.8份、毕克AQUATIX 84214.7份，搅拌速度为400-500rpm/min，搅拌20-40min，搅拌均匀，控制温度≤60℃；
(3)搅拌下加入长兴4901-B-72 3份、去离子水30份，将海明斯RHEOLATE 299 0.3份与去离子水0.6份混合均匀后加入，搅拌速度为400-500rpm/min，搅拌20-40min，搅拌均匀，控制温度≤60℃，得高性能水性汽车清漆。
实施例3
高性能水性汽车清漆，包括重量份的以下组分：上海帅科SK6547 50份、常规助剂2.5份、氰特CYMEL 32 10.5份、丙二醇甲醚6.4份、毕克BYK 346 0.4份、多耐德X-3085 2.8份、毕克AQUATIX 8421 5份、长兴4901-B-72 3份、海明斯RHEOLATE 299 0.3份、去离子水共35.6份。
高性能水性汽车清漆，具体制备方法如下：
(1)将上海帅科SK6547 50份加入反应釜中，搅拌下按顺序缓慢加入常规助剂2.5份、氰特CYMEL 325 10.5份、丙二醇甲醚6.4份、去离子水5份，搅拌速度为300-400rpm/min，搅拌10-20min，搅拌均匀，控制温度≤60℃；
(2)搅拌下加入毕克BYK 346 0.4份、多耐德X-3085 2.8份、毕克AQUATIX 8421 5份，搅拌速度为400-500rpm/min，搅拌20-40min，搅拌均匀，控制温度≤60℃；
(3)搅拌下加入长兴4901-B-72 3份、去离子水30份，将海明斯RHEOLATE 299 0.3份与去离子水0.6份混合均匀后加入，搅拌速度为400-500rpm/min，搅拌20-40min，搅拌均匀，控制温度≤60℃，得高性能水性汽车清漆。
实施例1、实施例2、实施例3和志邦科技水性烤漆ZB-0003的产品所测试的结果如下表1：
由上表1可知，本发明的产品具有明显的机械性能好、固化时间短、光泽度高、耐性极好特别是耐候性、低VOC环保等优点，且实施例1综合效果最佳。由上表可以看出，在实施例1-实施例3中添加水性丙烯酸树脂的比例对涂料的物理性能和耐性性能有很大影响，树脂比例越大耐性越好，光泽高，硬度和和附着力好，但是抗冲击性能会变差。
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (9)

1.高性能水性汽车清漆，其特征在于：包括按重量份计的以下组分：树脂30～50份、常规助剂1～5份、交联剂5～15份、成膜助剂1～15份、流平剂0.1～1份、固化剂0.1～5份、蜡助剂0.3～8份、附着力促进剂1～5份、增稠剂0.1～1份、去离子水23.2～52份。
2.根据权利要求1所述高性能水性汽车清漆，其特征在于，包括按重量份计的以下组分：树脂40份、常规助剂3.5份、交联剂8份、成膜助剂5份、流平剂0.3份、固化剂3份、蜡助剂2份、附着力促进剂2.5份、增稠剂0.2份、去离子水35.6份。
3.根据权利要求1所述高性能水性汽车清漆，其特征在于，所述树脂是一种水性丙烯酸树脂，pH为7.0～9.0，为上海帅科SK6547。
4.根据权利要求1所述高性能水性汽车清漆，其特征在于，所述常规助剂是水性有机硅消泡剂,胺类中和剂和基材润湿剂中的一种或多种组合，水性有机硅消泡剂为HF3206，胺类中和剂为德谦DeuAdd MA-95，基材润湿剂为迪高TEGO 4200。
5.根据权利要求1所述高性能水性汽车清漆，其特征在于，所述交联剂是氰特CYMEL325氨基树脂。
6.根据权利要求1所述高性能水性汽车清漆，其特征在于，所述成膜助剂是醚类、醇酯类成膜物质一种或多种组合，具体为丙二醇甲醚。
7.根据权利要求1所述高性能水性汽车清漆，其特征在于，所述流平剂是有机硅表面活性剂，具体型号为毕克BYK 346；
进一步优选，所述固化剂是封闭异氰酸酯，为多耐德X-3085；
进一步优选，所述蜡助剂是流变改性蜡分散体，为毕克AQUATIX 8421；
进一步优选，所述附着力促进剂是环氧磷酸酯，为长兴4901-B-72；
进一步优选，所述增稠剂是聚氨酯缔合型流变助剂，为海明斯RHEOLATE 299。
8.根据权利要求1所述高性能水性汽车清漆的制备方法，其特征在于，具体的制备路线如下：
(1)将水性丙烯酸树脂30～50份加入反应釜中，搅拌下按顺序缓慢加入常规助剂1～5份、交联剂5～15份、成膜助剂1～15份、去离子水3～10份，控制搅拌速度为300-400rpm/min，搅拌10-20min，搅拌均匀，控制温度≤60℃；
(2)搅拌下加入0.1～1份流平剂、0.1～5份固化剂、0.3～8份蜡助剂，控制搅拌速度为400-500rpm/min，搅拌20-40min，搅拌均匀，控制温度≤60℃；
(3)搅拌下加入附着力促进剂1～5份、去离子水20～40份，将增稠剂0.1～1份与去离子水按1:2混合均匀后加入，搅拌速度为400-500rpm/min，搅拌20-40min，搅拌均匀，控制温度≤60℃，得高性能水性汽车清漆。
9.根据权利要求8所述高性能水性汽车清漆的制备方法，其特征在于，具体的制备路线如下：
(1)将水性丙烯酸树脂40份加入反应釜中，搅拌下按顺序缓慢加入常规助剂2.5份、交联剂10份、成膜助剂5份、去离子水5份，控制搅拌速度为300-400rpm/min，搅拌10-20min，搅拌均匀，控制温度≤60℃；
(2)搅拌下加入0.4份流平剂、2份固化剂、5份蜡助剂，控制搅拌速度为400-500rpm/min，搅拌20-40min，搅拌均匀，控制温度≤60℃；
(3)搅拌下加入附着力促进剂3份、去离子水30份，将增稠剂0.3份与去离子水0.6份按1:2混合均匀后加入，搅拌速度为400-500rpm/min，搅拌20-40min，搅拌均匀，控制温度≤60℃，得高性能水性汽车清漆。
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