一种高固汽车用罩光清漆及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于涂料及其生产工艺技术领域，涉及高固体丙烯酸树脂、高固体聚酯树脂和高醚化度正丁醇醚化氨基树脂组成的高固汽车用罩光清漆及其制备方法。

背景技术

为了满足国家环保法的规定，在汽车涂装使用的涂料VOC排放要小于≤420g/L。现在普通的汽车用罩光清漆施工固体份只有45-48%，VOC排放接近550g/L，不能满足。目前环保法规对汽车用涂料VOC排放控制越来越严苛，在未来的几年内420g/L的VOC限量将不能满足法规要求，因此我们开发了高固汽车用罩光清漆，并使得VOC排放≤350g/L。

1.选用高固体热固丙烯酸树脂、高固体聚酯树脂和高醚化度正丁醇醚化氨基树脂体系，这样可以大大的提高施工固含。

2.使用防流挂助剂替代传统的防流挂树脂，即保证了漆膜的抗流挂能力又大幅度提高了施工固含。

3.使用特定的加工工艺使得涂料的制造过程更加稳定。

发明内容

本发明的目的在于提高汽车用罩光清漆的施工固含，可以达到67%以上，VOC排放≤350g/L。它是由高固体热固丙烯酸树脂、高固体聚酯树脂，高醚化度正丁醇醚化氨基树脂，酸催化剂、防流挂助剂，流平剂，紫外线吸收剂，导电助剂，有机溶剂组成。具体如下：

一种高固体金属涂料，其特征在于该涂料由下列重量份数的原料组成：

主要原料配比

（1）防流挂助剂的预分散

正丁醇 60-70

防流挂助剂BYK-415 30-40

（2）调漆：

高固体热固丙烯酸树脂DSM 7066 45-53

高固体聚酯树脂DSM 946 9-11

高醚化度正丁醇醚化氨基树脂CYMEL1156 18-24

150#芳烃 4-6

DBE 4-6

酸催化剂CYCAT 4045 0.1-0.2

流平剂BYK-310 0.1-0.3

流平剂BYK-358N 0.5-0.8

紫外线吸收剂Tinuvin 400 0.6-1.2

预分散好的防流挂助剂 5-7

二甲苯 1.5-3

导电助剂CCB 0.1-0.3

预分散好的防流挂助剂指的是主要原料配比（1）调制的半成品。

上述原料说明：

所述的高固体热固丙烯酸树脂为帝斯曼的7066树脂、高固体聚酯树脂为帝斯曼的946树脂；高醚化度正丁醇醚化氨基树脂为湛新的1156树脂；所述的酸催化剂为氰特的4045；所述的流平剂为BTK-310和BYK-358N；所述的紫外线吸收剂为巴斯夫的Tinuvin 400；导电助剂为先创的CCB；防流挂助剂为BYK-415；有机溶剂为正丁醇、二甲苯、DBE、150#芳烃。

本发明进一步公开了高固汽车用罩光清漆制备方法，其特征在于按如下的步骤进行：

（1）防流挂助剂的与分散：

在不锈钢盆中加入正丁醇，开低速搅拌（300-500转/分），然后缓慢加入防流挂助剂BYK-415，加齐后换高速搅拌（1200-1500转/分）搅拌30分钟；

（2）调漆：按照下面顺序添加各种原料

在调漆罐中加入高固体热固丙烯酸树脂DSM7066，开低速搅拌（300-500转/分），顺序加入高固体聚酯树脂DSM946、高醚化度正丁醇醚化氨基树脂CYMEL1156、150#芳烃、DBE、酸催化剂CYCAT 4045、流平剂BYK-310、流平剂BYK-358N、紫外线吸收剂Tinuvin 400，加齐后换高速搅拌（1200-1500转/分），然后加入预分散好的防流挂助剂，再加入二甲苯调粘度，粘度合格后加入导电助剂CCB调节电阻值，全部性能合格后使用过滤机包装。

本发明是通过高固体热固丙烯酸树脂（固体份80%）、高固体聚酯树脂（固体分100%）和高醚化度正丁醇醚化氨基树脂（固体份96%）交联反应得到良好的漆膜性能，并可以大大提高涂料的施工固体份；通过添加防流挂助剂来解决漆膜的流挂问题，替代了传统的防流挂树脂，可大幅提高涂料的施工固含；通过封闭酸催化剂来解决小分子量树脂反应活性差的问题。用以上原料制成高固汽车用罩光清漆，具有高固低粘的特点，并具有优异的物化性能，配套金属底色漆后和普通汽车漆一样具有色彩鲜艳、光亮的外观。

本发明更进一步公开了汽车用在降低VOC排放方面的应用；所述的降低VOC指的是施工固体份达到67%以上，实现VOC排放≤350g/L。实验结果显示本发明的施工固体份可以达到67%以上，VOC排放343.2g/L,远远低于国家环保法规的限定值。各项性能均能达到汽车漆的各项指标，具有优异的耐老化性能和出色的耐水性能，尤其具有高固低粘的特点，VOC排放≤350g/L。

本发明更加详细的描述如下：

本发明所述高固汽车用罩光清漆的制备方法，包括如下步骤：

（1）防流挂助剂的预分散：

将正丁醇按配方量加入不锈钢盆中，开低速搅拌（300-500转/分），然后按配方量缓慢加入防流挂助剂BYK-415，加齐后将搅拌改为高速（1200-1500转/分），搅拌30分钟后停搅拌待用。

（2）调漆：

在调漆罐中加入高固体热固丙烯酸树脂DSM7066，开低速搅拌（300-500转/分），加入高固体聚酯树脂DSM946，加入高醚化度正丁醇醚化氨基树脂CYMEL1156，加入150#芳烃，加入DBE，加入酸催化剂CYCAT 4045，加入流平剂BYK-310，加入流平剂BYK-358N，加入紫外线吸收剂Tinuvin 400，换高速搅拌（1200-1500转/分），加入预分散好的防流挂助剂，加入二甲苯调粘度（T-4粘度调整为30-40S），加入导电助剂CCB调节电阻值（电阻值调至0.5-1.0MΩ），使用5μm滤芯过滤机进行包装（过滤机需要预先循环1小时候，确保出口处无滤芯中可颗粒方可开始包装）

主要原料配比：

（1）防流挂助剂的预分散

正丁醇 60-70

防流挂助剂BYK-415 30-40

（2）调和

高固体热固丙烯酸树脂DSM 7066 45-53

高固体聚酯树脂DSM 946 9-11

高醚化度正丁醇醚化氨基树脂CYMEL1156 18-24

150#芳烃 4-6

DBE 4-6

酸催化剂CYCAT 4045 0.1-0.2

流平剂BYK-310 0.1-0.3

流平剂BYK-358N 0.5-0.8

紫外线吸收剂Tinuvin 400 0.6-1.2

预分散好的防流挂助剂 5-7

二甲苯 1.5-3

导电助剂CCB 0.1-0.3。

本发明主要解决了汽车用罩光清漆VOC排放过高的问题；重点考察了丙烯酸树脂、聚酯树脂及氨基树脂的固体、粘度；选用的热固丙烯酸树脂7066具备高固低粘的特点，其固体为80%、粘度为5500-9000mPa.s；选用的聚酯树脂946具备超高的施工固含和优异的机械性能，并能提高漆膜的丰满度，其固体为100%、粘度为750-1000 mPa.s；选用的正丁醇醚化氨基树脂CYMEL1156同样具备较高的施工固含和优异的机械性能，其固体为96%、粘度为3800-7500mPa.s，比较完全甲醚化氨基树脂303具备更强的反应活性，大幅度降低了封闭酸催化剂的添加量，罩光清漆与金属底色漆采用湿碰湿喷涂工艺时会出现一定程度的渗咬，罩光清漆中酸催化剂添加量较多时140℃烘干会出现金属底色漆剧烈反应的情况，烘干后漆膜会出线明显的痱子等漆病，使用正丁醇醚化氨基树脂是为了防止了与金属底色漆一起烘干时出现痱子等漆病，并且正丁醇醚化氨基树脂比较完全甲醚化氨基树脂具备更加的耐水性；选用的酸催化剂4045为140℃解封的封闭型酸催化剂，可以提高漆膜的交联密度，改善小分子量树脂反应活性差的问题；使用防流挂助剂BYK-415替代传统的防流挂树脂，其添加量占配方的2%左右，这也大大提高了施工固含；选用的紫外线吸收剂Tinuvin 400可以一定程度的提高漆膜耐老化性能；选用的流平剂BYK-310为有机硅类流平剂，可较大幅度降低漆膜表面张力改善短波流平，BYK-358N为丙烯酸类流平剂，可轻微降低漆膜表面张力改善长波流平；选用的DBE为具有中度溶解能力的高沸点溶剂，其沸程在185-230℃之间可以降低漆膜的表干速率，大幅改善因高温烘烤产生的各类漆病；选用的150#芳烃为低溶解力的高沸点溶剂，其沸程在180-210℃之间，即可降低漆膜的表干速率又降低对金属底色漆的渗咬力，使得漆膜外观更加光亮饱满。

本发明公开的汽车用高固体罩光清漆及其制备方法与应用与现有技术相比所具有的积极效果在于：

（1）涂料的施工固体份明显高于现有技术，施工固体可以达到67%以上，现有技术的施工固体只有45%-48%，这样大大降低了VOC的排放。

（2）比较一般的高固含清漆具备更加的配套施工性能和优异的耐水性。

（3）能适用于手工喷涂和机器人悬杯喷涂，施工工艺简单，应用领域更广。

具体实施方式

下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。本发明所用原料及试剂均有市售。给出实施例中所用到的原料的来源:高固体热固丙烯酸树脂7066购买与帝斯曼（中国）有限公司，高固体聚酯树脂946购买与帝斯曼（中国）有限公司，氨基树脂1156购买于湛新化工公司，紫外线吸收剂Tinuvin 400购买于巴斯夫中国有限公司，流平剂BYK-310、流平剂BYK-358N、防流挂助剂BYK-415购买于毕克化学有限公司，封闭酸催化剂CYTEC4045购买于湛新化工公司，导电助剂CCB购买于法国先创化学公司，二甲苯、正丁醇、DBE、二甲苯、150#重芳烃购买于泰荣化学品公司。

实施例1

主要原料配比：

（1）防流挂助剂的预分散

正丁醇 60

防流挂助剂BYK-415 40

（2）调和

高固体热固丙烯酸树脂DSM 7066 52.5

高固体聚酯树脂DSM 946 10.5

高醚化度正丁醇醚化氨基树脂CYMEL1156 18.23

150#芳烃 5

DBE 5

酸催化剂CYCAT 4045 0.1

流平剂BYK-310 0.2

流平剂BYK-358N 0.5

紫外线吸收剂Tinuvin 400 0.8

预分散好的防流挂助剂 5

二甲苯 2.02

导电助剂CCB 0.15

实施例2

（1）防流挂助剂的预分散

正丁醇 60

防流挂助剂BYK-415 40

（2）调和

高固体热固丙烯酸树脂DSM 7066 46.67

高固体聚酯树脂DSM 946 9.33

高醚化度正丁醇醚化氨基树脂CYMEL1156 24.31

150#芳烃 5

DBE 5

酸催化剂CYCAT 4045 0.2

流平剂BYK-310 0.2

流平剂BYK-358N 0.5

紫外线吸收剂Tinuvin 400 0.8

预分散好的防流挂助剂 5

二甲苯 2.87

导电助剂CCB 0.12

实施例1-2高固体汽车用罩光清漆的制备方法：

（1）防流挂助剂的与分散：

将正丁醇按配方量加入不锈钢盆中，开低速搅拌（300-500转/分），然后按配方量缓慢加入防流挂助剂BYK-415，加齐后将搅拌改为高速（1200-1500转/分），搅拌30分钟后停搅拌待用。

（2）调漆：按照下面顺序添加各种原料

在调漆罐中加入高固体热固丙烯酸树脂DSM7066，开低速搅拌（300-500转/分），顺序加入高固体聚酯树脂DSM946、高醚化度正丁醇醚化氨基树脂CYMEL1156、150#芳烃、DBE、酸催化剂CYCAT 4045、流平剂BYK-310、流平剂BYK-358N、紫外线吸收剂Tinuvin 400，加齐后换高速搅拌（1200-1500转/分），然后加入预分散好的防流挂助剂，再加入二甲苯调粘度，粘度合格后加入导电助剂CCB调节电阻值，全部性能合格后使用过滤机包装。

实施例3

主要原料配比：

（1）防流挂助剂的预分散

正丁醇 60

防流挂助剂BYK-415 40

（2）调和

高固体热固丙烯酸树脂DSM 7066 52.5

高固体聚酯树脂DSM 946 10.5

高醚化度正丁醇醚化氨基树脂CYMEL1156 18.23

150#芳烃 5

DBE 5

酸催化剂CYCAT 4045 0.1

流平剂BYK-310 0.2

流平剂BYK-358N 0.5

紫外线吸收剂Tinuvin 400 0.8

预分散好的防流挂助剂 5

二甲苯 2.02

导电助剂CCB 0.15

主要技术参数：

实施例4

高固汽车用罩光清漆与常规清漆对比数据：

结论：本发明的高固汽车用罩光清漆，具备优异的机械性能、耐介质性能、耐老化性能和装饰性，并具有高固含的特征，在满足汽车涂装外观及各项性能的前提下达到大幅度降低VOC排放的目的，VOC排放343.2g/L,远远低于国家环保法规的限定值，VOC排放可以达到预定目标≤350g/L。