專利名稱：：一種雙組分聚氨酯涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種雙組分聚氨酯涂料及其制備方法，尤其適用于汽車表面涂裝用中涂漆涂料。
背景技術(shù)：
：目前市場對(duì)汽車表面涂裝層的裝飾性、防腐蝕性、抗石擊性、耐候性能提出越來越高的要求，而介于防銹底漆和面漆之間的中涂漆的重要性也越來越受人們的重視。而防銹底漆表面直接噴涂主要起裝飾作用的面漆，防銹底漆與面漆之間的附著力較差，導(dǎo)致汽車表面涂裝層的抗石擊性能即抗路邊砂石對(duì)汽車表面的沖擊性能較差，一般來說中涂漆能賦予整車更好的抗石擊性能，同時(shí)可以提供更好的層間附著。CN1106047A公開了一種雙組分聚氨酯漆，包括A組分和B組分，其中，聚氨酯樹脂中加入一定量的聚酯樹脂、醇酸樹脂、聚酯醚和含羥基丙烯酸樹脂組成聚氨酯漆的A組分，一定量的甲苯二異氰酸酯、三甲醇基丙烷加成物和縮二脲組成聚氨酯漆的B組分。其中，甲苯二異氰酸酯的耐候性不佳，易黃變，影響所得的漆膜外觀，；涂膜中含有大量氨基酸酯鍵、雙酯鍵、不飽和油酯雙鍵等親水基團(tuán)，這導(dǎo)致漆膜耐水不良，容易發(fā)泡，同時(shí)耐候性較差。CN1513930A公開了一種納米復(fù)合聚氨酯航空涂料，由配套使用的合成樹脂和固化劑雙組分構(gòu)成，合成樹脂為羥基丙烯酸樹脂、和/或羥基聚酯樹脂的一種或多種，固化劑為異氰酸酯類固化劑，所述合成樹脂為改性合成樹脂，按重量百分比計(jì)，改性合成樹脂由0.2—50%納米漿、5—85%合成樹脂、0—40%顏料、0—4%助劑和余量的溶劑組成；固化劑和改性合成樹脂的配比按NC0:0H=0.81.3:1摩爾比。但該涂料由于加入經(jīng)過納米細(xì)化處理的納米漿，成本較高，加之選用羥基丙烯酸樹脂/羥基聚酯樹脂羥基含量(2.9%)較低，酸價(jià)(5±2mgKOH/g)較低，只適合做面漆，不能與大多體系的面漆形成氫鍵，而提供良好的層間附著力。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種雙組分聚氨酯涂料，尤其適用于汽車表面涂裝用中涂漆涂料，進(jìn)一步解決該中涂漆與防銹底漆和面漆的層間附著力問題，同時(shí)增強(qiáng)了涂層的抗石擊性能。本發(fā)明提供的防銹底漆為本領(lǐng)域公知的防銹底漆，如杜邦、關(guān)西、PPG公司生產(chǎn)的防銹底漆均可。本發(fā)明提供的面漆為本領(lǐng)域公知的面漆，如杜邦、關(guān)西等公司生產(chǎn)的銀粉漆、素色漆均可。本發(fā)明提供一種雙組分聚氨酯涂料，包括A組分和B組分，A組分包括羥基丙烯酸樹脂、填料、助劑、溶劑、線形飽和聚酯，B組分包括為異氰酸酯固化劑、溶劑、含或不含吸水劑、含或不含催干劑，其中，線形飽和聚酯的羥值為0.5-lwt%、酸價(jià)為20-30mgKOH/g。其中，所述A組分與B組分的重量比為5:1-7:1?；谒鯝組分的總重量，其中，所述羥基丙烯酸樹脂的含量為25-35重量％，填料的含量為30-45重量％，助劑的含量為0.5-2重量％，溶劑的含量為15-25重量％，線形飽和聚酯的含量為2-10重量％。基于所述B組分的總重量，其中，所述異氰酸酯固化劑的含量為40-45重量％，吸水劑的含量為0-0.8重量％，催干劑的含量為0-0.2%。重量％，溶劑的含量為50-60重量％。所述的異氰酸酯固化劑優(yōu)選為六亞甲基二異氰酸酯(HDI)三聚體。所述的羥基丙烯酸樹脂為熱固性羥基丙烯酸樹脂，羥基含量為3-5%，酸價(jià)為4-12mgKOH/g，數(shù)均分子量為10000-50000。助劑包括潤濕分散劑、著色顏料、觸變劑、防沉劑。吸水劑包括甲苯磺酰異氰酸酯、原甲酸乙酯，催干劑為二月桂酸二丁基錫，填料包括滑石粉、硫酸鋇、碳酸鈣等。著色顏料包括炭黑、色粉、鈦白粉。防銹顏料包括磷酸鋅、三聚磷酸鋁、鋅粉。上述的聚氨酯涂料的制備方法，將權(quán)利要求1所述的A組分各原料混合，攪拌，研磨，過濾，得到A組分混合物；將權(quán)利要求1所述的B組分中的各原料混合，攪拌均勻得到B組分混合物。使用該聚氨酯涂料的時(shí)候，將A組分與B組分的重量比為5:1-7:1，并加入適量的稀釋劑稀釋涂料的粘度(涂4杯13秒-15秒)配成涂料，噴涂在基材上，表面干燥3分鐘后，于60-8(TC烘烤30min，得到干膜為30-40微米的中涂漆涂層鐵板。其中，涂料的粘度為本領(lǐng)域公知的流出杯法。將涂有中涂漆涂層鐵板上噴涂本領(lǐng)域公知的適合做汽車面漆的涂料，得到帶有面漆的測試鐵板。本發(fā)明提供的一種雙組分聚氨酯涂料能增強(qiáng)中涂漆與防銹底漆和面漆的層間附著力，同時(shí)增強(qiáng)了涂層的抗石擊性能以及涂層的柔韌性。具體實(shí)施例方式羥基丙烯酸樹脂與多異氰酸酯樹脂在常溫下就可以發(fā)生交聯(lián)固化反應(yīng)，因此該涂料的固化溫度低，適合生產(chǎn)線上自干、快干的流水線要求.本發(fā)明所指的羥值為本領(lǐng)域公知的羥值，即lg樣品中的羥基所相當(dāng)?shù)臍溲趸?KOH)的毫克數(shù)，以mgKOH/g表示.本發(fā)明所提到的酸價(jià)為本領(lǐng)域公知的酸價(jià)，酸價(jià)的測定方法為HG2-569-77，中和lg試樣中的游離酸所需氫氧化鉀的毫克數(shù)即為酸價(jià)，以mgKOH/g表示。本發(fā)明提供的中涂漆通過添加羥基含量為0.5-lwt%、酸價(jià)的10-30mgKOH/g的線形飽和聚酯，在組分中所占重量比為5-10%，羥基含量2^%，黏度350-1500mPa.s，密度1.01-1.20kg/dm3。該類線形飽和聚酯可以商購得到，如degussa生產(chǎn)的型號(hào)為LTW樹脂。此飽和聚酯分子量低、分子鏈為線形，賦予漆膜良好的柔軟性，提高汽車抗沖擊和抗石擊能力，此外，由于含有較高的酸價(jià)，可以和上層的面漆形成氫鍵，而增強(qiáng)層間附著力。進(jìn)一步解決該中涂漆與防銹底漆和面漆的層間附著力問題，同時(shí)增強(qiáng)了涂層的抗石擊性性能，提高了漆膜的柔軟性，降低內(nèi)應(yīng)力，而同時(shí)改善流平。羥基丙烯酸樹脂優(yōu)選為羥基含量為3-5%，酸價(jià)SIOmgKOH/g，數(shù)均分子量S10000的熱固性羥基丙烯酸樹脂，在組分中所占重量比為25-45%，羥基含量為3-5%,酸價(jià)4-12mgKOH/g，數(shù)均分子量10000-50000，黏度2000-6000mPa.s，密度1.01-1.20kg/dm3。此樹脂可以商購得到。這類丙烯酸樹脂具有高固體分，適合的柔軟性，同時(shí)賦予漆膜極好的耐候性、耐光老化性、耐化學(xué)藥品腐蝕性。本發(fā)明所述的溶劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的溶劑，為甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、乙酸丙酯、乙醇、正丁醇、環(huán)己酮、二甲苯、甲基異丁基甲酮、丙酮、甲乙酮、乙二醇丁醚和丙二醇丁醚中的一種或幾種。本發(fā)明所述的吸水劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的吸水劑，如甲苯磺酸異氰酸酯、原乙酸乙酯，克服現(xiàn)有的聚氨酯漆漆膜易起暗泡、針孔的缺陷。通過吸水劑吸收、除去原材料中和生產(chǎn)時(shí)環(huán)境殘存的水分，減少噴涂施工中漆膜出現(xiàn)針孔、暗泡等弊病，提高良率。本發(fā)明所述的異氰酸酯為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的異氰酸酯固化劑，異氰酸酯優(yōu)選為六亞甲基二異氰酸酯樹脂(HDO，具有較高的反應(yīng)活性，賦予漆膜良好的耐熱耐光性能，遭受光照而不易黃變。六亞甲基二異氰酸酯樹脂的異氰酸根(NCO)含量為18-22%,NCO當(dāng)量190-236，粘度300-200mPa-s,游離NCO單體含量S0.5%，使用前可用丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯、石腦油等稀釋成一定的固含，利于施工操作。本發(fā)明提供的一種低溫中涂漆，為雙組分涂料，該涂料包含A組分、B組分，分開包裝，A組分為成膜物質(zhì)組分，B組分為固化劑組分。用時(shí)A組分與B組分按照5:l比例混合使用。根據(jù)本發(fā)明提供的雙組分聚氨酯涂料，所述各種助劑的含量為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，在優(yōu)選情況下，基于涂料的總重量，潤濕分散劑所占比例為0.5-2重量％，著色顏料為10-22重量％，觸變劑的含量為0.1-2重量％。助劑為本領(lǐng)域公知的助劑，包括潤濕分散劑、著色顏料、觸變劑、防沉劑。著色顏料包括炭黑、色粉、鈦白粉、防銹顏料。色粉為本領(lǐng)域公知的色粉，如酞菁黃、氧化鐵黃、鉻綠、鐵紅等。其中，鈦白粉優(yōu)選為金紅石型Ti02，穩(wěn)定性好，耐熱耐光，遮蓋力強(qiáng)，鈦白粉占著色顏料總量的50-90重量％。鈦白粉可以市購得到，如杜邦的R-706，R-902，科美奇CR-826，克朗諾斯的Kronos2056，薩哈利本的R210、R611、R320。防銹顏料的作用是防止漆膜在使用過程中，由于環(huán)境和時(shí)間因素的影響而造成的的腐蝕和破壞，如附著力下降、油漆剝落、起銹鼓泡等。防銹顏料包括磷酸鋅、三聚磷酸鋁、鋅粉，磷酸鋅水解時(shí)能生成阻蝕絡(luò)合物，使金屬底材表面磷化，形成在陽極范圍內(nèi)特別有效的保護(hù)層；三聚磷酸鋁能釋放出絡(luò)合能力極強(qiáng)的三聚磷酸根離子，與金屬底材形成致密鈍態(tài)膜，阻止水分等侵入。而片狀的鋅粉在涂料成膜時(shí)平行重疊的排列在表面，延長水分、鹽分子通過涂膜腐蝕金屬的時(shí)間，而使磷酸鋅能夠有充裕時(shí)間來完成水解，更好的緩蝕水分、鹽分的侵蝕。而且磷酸鋅、三聚磷酸鋁屬于無毒顏料，符合環(huán)保要求。它們所占比例為10-20重量％。填料包括滑石粉、硫酸鋇、碳酸鈣，滑石粉、硫酸鋇等價(jià)格便宜，使用它可以降低成本，提供一定的打磨性能?；劭墒雇磕す饣岣弑砻婺湍ズ涂箘潅?，在加入量不多情況下，同時(shí)可以提高漆膜的機(jī)械強(qiáng)度，而不損害涂膜的耐久性。硫酸鋇還可以賦予涂膜耐化學(xué)藥品性。滑石粉所占比重為5-12重量％，硫酸鋇為5-12重量％，碳酸鈣為0-10重量％。觸變劑為氣相二氧化硅、有機(jī)膨潤土，它們?cè)陟o止?fàn)顟B(tài)下/或較低剪切力時(shí)能形成一定結(jié)構(gòu)，而增加體系粘度，當(dāng)受到較高的外界作用力時(shí)，所形成的結(jié)構(gòu)容易被破壞，使體系粘度下降，這即所謂"觸變性"?？墒雇苛显诘驼扯认聡娡?，既不損害涂膜的流平良好，又不至于出現(xiàn)流掛現(xiàn)象。觸變劑所占比例為0.1-2重量％。炭黑可調(diào)節(jié)涂料顏色，同時(shí)由于炭黑吸收光線能力強(qiáng)，使用少量的炭黑就可以增加涂料的遮蓋力，使漆膜更豐滿，更有質(zhì)感。炭黑所占比例為0.01-0.1重量％。該涂料B組分中，使用甲苯磺酰異氰酸酯、原甲酸乙酯作為吸水劑(也稱為穩(wěn)定劑)來去除原材料、生產(chǎn)環(huán)境中夾雜的微量、少量水分。固化劑多異氰酸酯樹脂對(duì)水分有極強(qiáng)的敏感性，能與原材料、生產(chǎn)環(huán)境中的水分反應(yīng)，異氰酸根與水分子反應(yīng)時(shí)會(huì)釋放出C02，在烘烤時(shí)釋放出來而使漆膜表面出現(xiàn)暗泡和針孔，影響漆膜的外觀。在施工放置過程中，異氰酸酯與水的反應(yīng)還會(huì)使粘度上升造成膠化，而影響使用。同時(shí)也會(huì)消耗配方中的多異氰酸酯樹脂。甲苯磺酰異氰酸酯、原甲酸乙酯的反應(yīng)活性遠(yuǎn)比固化劑高，優(yōu)先與水反應(yīng)而去除之，同時(shí)甲苯磺酰異氰酸酯、原甲酸乙酯粘度低，放置時(shí)不易造成體系的膠化。甲苯磺酰異氰酸酯、原甲酸乙酯所占比例為0.5-3重量%。該涂料B組分中，使用二月桂酸二丁基錫(DBTDL)作為催干劑，進(jìn)一步加快漆膜的干燥。該涂料中，所用溶劑為丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯(CAC)、二甲苯、丙9二醇乙醚醋酸酯一種或幾種。在A組分中所占比例為10-22重量％，在B組分中所占比例為50-60重量％。下面采用具體實(shí)施例的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1按如下配方制備A組分，30重量份的羥基丙烯酸樹脂，5重量份的羥值為30mgKOH/g、酸價(jià)的20-30mgKOH/g的線形飽和聚酯(degussa生產(chǎn)的，型號(hào)為LTW的線形飽和聚酯)。色粉顏料包括10重量份鈦白粉、0.02重量份炭黑、0.2重量份色粉、ll重量份防銹顏料。防銹顏料為8重量份磷鋅白、3重量份三聚磷酸鋁、3重量份的片狀鋅粉。填料為10重量份硫酸鋇、7重量份滑石粉、2.4重量份碳酸鈣。助劑包括1重量份的分散劑和1重量份的觸變劑，其中，觸變劑為0.6重量份氣相二氧化硅和0.4重量份有機(jī)膨潤土。其余為由丁酯二甲苯:乙二醇乙醚醋酸酯(CAOl:l:l組成的混合溶劑，IOO重量份。按順序加入，預(yù)先混合，用線速度500-1500轉(zhuǎn)速攪拌30-60Min后，置入研磨機(jī)中研磨，直至細(xì)度降至30微米以下，過篩，得到A組分混合物A1。按如下配方制備B組分，50重量份的HDI三聚體，吸水劑由0.5重量份的甲苯磺酰異氰酸酯和0.15重量份原甲酸乙酯組成，0.02重量份催干劑二月桂酸二丁基錫、混合溶劑49.33重量份，其中混合溶劑由丁酯:二甲苯:CAC4:1:1組成，按順序加入以上物質(zhì)，用線速度500-1500轉(zhuǎn)速攪拌15-30Min至均勻即可，得到B組分混合物B1。稀釋劑為丁酯/二甲苯/四甲苯重量比=1/2/4。按照重量比Al/Bl/稀釋劑=5/1/1配成油漆，噴涂在經(jīng)過電泳防銹底漆(杜邦生產(chǎn)的防銹底漆)的鐵板上，表面干燥3分鐘后，于60-80'C烘烤30min，得到干膜為30-40微米的中涂漆涂層鐵板E1。將涂有中涂漆涂層鐵板E1上噴涂杜邦生產(chǎn)的銀粉漆作為面漆，得到帶有面漆的測試鐵板E2。10實(shí)施例2按照實(shí)施例1所述的配方制備A組分混合物Al。按照實(shí)施例1所述的配方制備B組分混合物，區(qū)別在于B組分不含有吸水劑和催干劑，得到B2。稀釋劑為丁酯/二甲苯/四甲苯重量比=1/2/4。按照重量比Al/B2/稀釋劑==5/1/1配成油漆，噴涂在經(jīng)過電泳防銹底漆(杜邦的防銹底漆)的鐵板上，表面干燥3分鐘后，于60-8(TC烘烤30min，得到干膜為30-40微米的中涂漆涂層鐵板Fl。將涂有中涂漆涂層鐵板Fl上噴涂杜邦生產(chǎn)的銀粉漆作為面漆，得到帶有面漆的測試鐵板F2。實(shí)施例3按照實(shí)施例1所述的配方制備A組分混合物，區(qū)別在于線形飽和聚酯為羥值約為25mgKOH/g、酸價(jià)的12-20mgKOH/g的線形飽和聚酯(degussa生產(chǎn)的，型號(hào)為LTH的線形飽和聚酯)。得到干膜為30-40微米的中涂漆涂層鐵板Gl。將涂有中涂漆涂層鐵板Gl上噴涂杜邦生產(chǎn)的銀粉漆作為面漆，得到帶有面漆的測試鐵板G2。對(duì)比例1將實(shí)施例1中線形飽和聚酯去除，溶劑由15.9克變成20.9克。得到干膜為30-40微米的中涂漆涂層鐵板XI。將涂有中涂漆涂層鐵板XI上噴涂杜邦生產(chǎn)的銀粉漆作為面漆，得到帶有面漆的測試鐵板X2。測試方法如表1所示表1檢測項(xiàng)目檢測方法外觀目測，觀察是否有針孔和暗泡抗石擊(級(jí))VDA-508型石擊儀檢測柔韌性(mm《GB/T1731耐沖擊(cm)GB/T1732耐水性(h)GB/T1733附著力——?jiǎng)澑穹?級(jí))GB/T9286抗石擊性能的測試方法抗石擊性能測試采用德國埃里克森公司的VDA-508型石擊儀檢測，用壓力為2巴的壓縮空氣加速1千克鋼屑(帶棱角，粒度4-5mm)打擊測試樣板，按0-10級(jí)進(jìn)行評(píng)定(0級(jí)為漆膜無擊穿，IO為漆膜大面積擊穿)。測試結(jié)果如表2所示表212<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>從表2的實(shí)施例1與實(shí)施例2的測試結(jié)果可以得知，異氰酸酯固化劑如果不加吸水劑和催干劑的，涂層的外觀會(huì)出現(xiàn)針孔和暗泡，進(jìn)而導(dǎo)致涂層的耐水性能有所下降。從實(shí)施例1與對(duì)比例1的測試結(jié)果，線形飽和聚酯能夠改善中涂漆涂層的柔韌性，從El與XI的測試結(jié)果相對(duì)比可知，線形飽和聚酯能改善中涂涂層與防銹底漆的層間附著力，從E2與X2的測試結(jié)果相對(duì)比可知的線形飽和聚酯同時(shí)能改善中涂涂層與面漆的層間附著力。從實(shí)施例與對(duì)比例的測試結(jié)果可以看出，本發(fā)明的涂料同時(shí)提高了固化后漆膜的耐沖擊性能和抗石擊性能。權(quán)利要求1、一種雙組分聚氨酯涂料，包括A組分和B組分，A組分包括羥基丙烯酸樹脂、填料、助劑、溶劑、線形飽和聚酯，B組分包括為異氰酸酯固化劑、溶劑、含或不含吸水劑、含或不含催干劑，其中，線形飽和聚酯的羥值為20-36mgKOH/g、酸價(jià)為10-30mgKOH/g。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯涂料，其中，所述A組分與B組分的重量比為5:1-7:1。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯涂料，基于所述A組分的總重量，其中，所述羥基丙烯酸樹脂的含量為25-35重量％，填料的含量為30-45重量%，助劑的含量為0.5-2重量％，溶劑的含量為15-25重量％，線形飽和聚酯的含量為2-10重量％。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯涂料，基于所述B組分的總重量，其中，所述異氰酸酯固化劑的含量為40-45重量％,吸水劑的含量為0-0.8重量%，催干劑的含量為0-0.2%。重量％，溶劑的含量為50-60重量％。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯涂料，其特征在于所述的異氰酸酯固化劑為六亞甲基二異氰酸酯三聚體。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯涂料，其特征在于所述的羥基丙烯酸樹脂為熱固性羥基丙烯酸樹脂，羥基含量為3-5%,酸價(jià)為4-12mgKOH/g，數(shù)均分子量為10000-50000。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯涂料，其特征在于助劑包括潤濕分散劑、著色顏料、觸變劑、防沉劑。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯涂料，其特征在于吸水劑包括甲苯磺酰異氰酸酯、原甲酸乙酯，催干劑為二月桂酸二丁基錫，填料包括滑石粉、硫酸鋇、碳酸鈣。9、根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚氨酯涂料，其特征在于著色顏料包括炭黑、色粉、鈦白粉。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的聚氨酯涂料，其特征在于防銹顏料包括磷酸鋅、三聚磷酸鋁、鋅粉。11、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯涂料的制備方法，將權(quán)利要求l所述的A組分各原料混合，攪拌，研磨，過濾，得到A組分混合物；將權(quán)利要求1所述的B組分中的各原料混合，攪拌均勻得到B組分混合物。全文摘要一種雙組分聚氨酯涂料，包括A組分和B組分，A組分包括羥基丙烯酸樹脂、填料、助劑、溶劑、線形飽和聚酯，B組分包括為異氰酸酯固化劑、溶劑、含或不含吸水劑、含或不含催干劑，其中，線形飽和聚酯的羥值為20-36mgKOH/g、酸價(jià)為10-30mgKOH/g。尤其適用于汽車表面涂裝用中涂漆涂料，進(jìn)一步解決該中涂漆與防銹底漆和面漆的層間附著力問題，同時(shí)增強(qiáng)了涂層的抗石擊性能和耐沖擊性能。文檔編號(hào)C09D175/14GK101469248SQ20071012572公開日2009年7月1日申請(qǐng)日期2007年12月30日優(yōu)先權(quán)日2007年12月30日發(fā)明者飛蒙,金挺順申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司