一种表面有修复涂层的车身改色膜

技术领域

本发明涉及改色膜技术邻域，具体涉及一种表面有修复涂层的车身改色膜。

背景技术

车身改色膜是色系丰富、颜色多样的薄膜，可以整体覆盖粘贴的方式改变全车或局部外观。车身改色膜主要通过高分子聚合材料贴附于车身表面，易揭除。目前，市面上的车身改色膜表面一般都有修复涂层，当汽车车身遇到刮擦或轻微碰撞时，只要不伤及车身改色膜本身，细小的划痕可以在短时间内自动消除，或者在受热条件下消除。因此，修复涂层用于车身改色膜，对车漆起到良好保护作用，能够防止车漆刮伤，大大降低了划伤对汽车外观的整体影响。

车身改色膜的修复涂层除了具有修复功能以外，由于其长期处于高温、太阳光直射以及灰尘、油渍或者酸雨等各种恶劣的环境中，所以车身改色膜的修复涂层还需要具有良好的耐黄变性能、耐污性能以及耐酸雨等性能。同时由于车身改色膜在贴合过程中对膜有拉伸的需求，防止倒角或者边缘位置贴合不牢或变形，所以需要车身改色膜具有一定的拉伸性能。

在实际生产中，自修复性能、耐黄变性能、耐污性能、耐酸雨性能、拉伸性能对车身改色膜的要求是相互矛盾的，因而目前的车身改色膜往往提供的是一个各方面性能相对平衡的方案。但人们对于性能的极致追求是不断提升的，这就对车身改色膜提出更高要求。

因此，亟待研发一种自修复性能优异、耐黄变性能、耐污性能、耐酸雨性能强以及高拉伸强度的车身改色膜。

发明内容

基于背景技术存在的问题，本发明提供了一种表面有修复涂层的车身改色膜。

本发明通过以下技术方案实施：

一种表面有修复涂层的车身改色膜，所述车身改色膜从上到下依次包括第一离型膜层、修复涂层、颜色涂层、基材层、压敏胶层和第二离型膜层；

其中，修复涂层的主要组成为羟基封端聚氨酯、环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶、固化剂、流平剂、紫外吸收剂和溶剂。

进一步地，所述修复涂层的厚度为20-50μm。

进一步地，所述修复涂层包含下述重量份的组分：羟基封端聚氨酯80-100份、环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶3-5份、固化剂4-8份、流平剂1-3份、紫外吸收剂1-3份和溶剂150-200份。

进一步地，所述羟基封端聚氨酯由以下方法制得：

将聚醚三元醇加入真空反应釜中，真空脱水，在氮气保护条件下加入二苯基甲烷二异氰酸酯和催化剂二月桂酸二丁基锡催化进行反应，再加聚丙二醇封端制得。

进一步地，所述环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶由以下方法制得：

将反式-1,4-聚异戊二烯橡胶溶解于甲苯溶剂中，加入甲酸催化剂，利用过氧化氢对反式-1,4-聚异戊二烯的碳碳双键进行环氧化反应，得到具有环氧类基团改性的反式-1,4-聚异戊二烯橡胶。

进一步地，所述固化剂为异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、双环己基甲烷二异氰酸酯或苯二甲基二异氰酸酯中的一种；

所述流平剂为聚二甲基硅氧烷流平剂；

所述紫外吸收剂为2-羟基-4正辛氧基二苯甲酮、苯并三唑、二苯酮、3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯等中的一种；

所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、碳酸二甲酯、丁酮、甲苯和二甲苯中的一种或多种。

进一步地，所述颜色涂层的厚度为20-30μm；所述颜色涂层包含下述重量份的组分：丙烯酸树脂40-60份、乙酸乙酯20-30份、消泡剂CF-160.1-2份

和颜料0.5-10份。

进一步地，所述第一离型膜层和第二离型膜层的厚度为40-50μm；所述第一离型膜层和第二离型膜层选用PET膜。

进一步地，所述基材层的厚度为100-150μm；所述基材层选用热塑性聚氨酯薄膜。

进一步地，所述压敏胶层的厚度为20-30μm；所述压敏胶层选用聚氨酯或聚丙烯酸酯压敏胶。

进一步地，车身改色膜的制备方法包括以下步骤：

(1)利用线棒将聚丙烯酸酯压敏胶涂布在厚度为40μm的第二离型膜即PET离型膜上，100℃烘干后，形成30μm压敏胶层，并于厚度为100μm的热塑性聚氨酯薄膜复合；

(2)将颜色涂层涂料利用线棒涂布于热塑性聚氨酯薄膜的另一面，150℃烘干后，形成30μm的颜色涂层；

(3)将修复涂层涂料利用线棒涂布于颜色涂层上，采用阶梯升温的方式90℃/120℃/150℃/120℃/90℃干燥固化5mi n，得到30μm的修复涂层，在修复涂层表面复合厚度为40μm第一离型膜即PET离型膜，放入烘箱，45℃熟化48h，熟化完成经视觉在线质量装置检测通过后，即得表面有修复涂层的车身改色膜。

进一步地，视觉在线质量装置包括图像采集模块、计算模块和检测模块，其中图像采集模块用于采集车身改色膜的图像，计算模块用于对采集到的车身改色膜的图像进行灰度值计算，检测模块用于对计算模块所得的计算结果进行阈值比较，判断车身改色膜是否合格。

进一步地，视觉在线质量装置执行如下操作：

S1、利用相机获取合格车身改色膜图像T1，作为检测标准，对图像T1进行灰度化处理，利用平均值法对RGB彩色图像进行灰度值计算，计算公式如下：

P(i,j)＝(R

其中，R

S2、获取待检测车身改色膜图像T2，进行灰度化计算，计算公式如下：

Q(i,j)＝(R

其中，R

S3、通过对检测待测图像T2与标准模板图像T1之间的相似程度来判断该车身改色膜是否合格；标准样品图像为P(i,j),待测图像为Q(i,j),则两幅图像的互相关系数的定义为ɑ:

其中，M、N为图像像素长度和宽度，当待测图像T2和标准样品图像T1像素值完全相同的时候，α＝1；当待测图像和标准模板图像像素值存在差异时，α<1,其值越小，表示待测图像T2和标准样品图像T1差异越大；设定一个阈值β，当α<β时，判定车身改色膜质量不合格，发出警报。

本发明的有益效果：

1、本申请中修复涂层以羟基封端聚氨酯为主体，聚氨酯中含有大量的氨基甲酸酯键，引入羟基后，羟基上的氧原子会和聚氨酯主链上的氨基甲酸酯键形成氢键，从而提升聚氨酯的自修复能力。

2、环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶分子链中存在的碳碳双键会和羟基封端聚氨树脂中的碳碳双键发生自由基聚合，使得环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶在整个修复涂层中充当一部分的软段，从而提高了分子链的柔顺性，促进分子链向断裂面运动，提升断裂面出形成氢键的几率，从而提高修复涂层的自修复的效率。

3、环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶具有高拉伸性能和优良的耐污性能，添加适量的环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶可以明显提升车身改色膜的自修复性能以及机械性能和耐黄变性能、耐污性能、耐酸雨性能。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步解释，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一种表面有修复涂层的车身改色膜的层结构示意图。

途中各标号分别表示为：1-第一离型膜层；2-修复涂层；3-颜色涂层；4-基材层；5-压敏胶层；6-第二离型膜层。

具体实施方式

在一种具体实施方式中，车身改色膜的层结构如图1所示，从上到下依次包括第一离型膜层1、修复涂层2、颜色涂层3、基材层4、压敏胶层5和第二离型膜层6。

在一种具体实施方式中，颜色涂层的厚度为30μm；所述颜色涂层包含下述重量份的组分：丙烯酸树脂50份、乙酸乙酯25份、消泡剂CF-160.8份和颜料5份。

在一种具体实施方式中，第一离型膜层和第二离型膜层的厚度为40μm；第一离型膜层和第二离型膜层选用市售PET膜。

在一种具体实施方式中，基材层的厚度为100μm；基材层选用市售热塑性聚氨酯薄膜。

在一种具体实施方式中，压敏胶层的厚度为30μm；所述压敏胶层选用市售聚丙烯酸酯压敏胶。

在一种具体实施方式中，修复涂层的厚度为30μm，修复涂层包含下述重量份的组分：羟基封端聚氨酯80-100份、环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶3-5份、固化剂4-8份、流平剂1-3份、紫外吸收剂1-3份和溶剂150-200份。

其中，羟基封端聚氨酯由以下方法制得：

将372g聚醚三元醇加入真空反应釜中，在105℃真空条件下脱水，控制水分含量低于250ppm，然后降温至85℃，在氮气保护条件下加入78g二苯基甲烷二异氰酸酯和0.23g10％二月桂酸二丁基锡溶液催化反应2h，再加312g聚丙二醇，封端反应50mi n，即得羟基封端聚氨酯。

环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶由以下方法制得：

将10g反式-1,4-聚异戊二烯橡胶加入100mL甲苯溶剂中，升温至60℃至完全溶解，加入6mL甲酸催化剂和20mL过氧化氢，在40℃下环氧反应5h，环氧反应结束后，产物经碳酸氢钠中和后用乙醇沉淀、洗涤、真空干燥至恒重。

在一种具体实施方式中，车身改色膜的制备方法包括以下步骤：

(1)利用线棒将聚丙烯酸酯压敏胶涂布在厚度为40μm的第二离型膜即PET离型膜上，100℃烘干后，形成30μm压敏胶层，并于厚度为100μm的热塑性聚氨酯薄膜复合；

(2)将颜色涂层涂料利用线棒涂布于热塑性聚氨酯薄膜的另一面，150℃烘干后，形成30μm的颜色涂层；

(3)将修复涂层涂料利用线棒涂布于颜色涂层上，采用阶梯升温的方式90℃/120℃/150℃/120℃/90℃干燥固化5mi n，得到30μm的修复涂层，在修复涂层表面复合厚度为40μm第一离型膜即PET离型膜，放入烘箱，45℃熟化48h,熟化完成经视觉在线质量装置检测通过后，即得表面有修复涂层的车身改色膜。

视觉在线质量装置包括图像采集模块、计算模块和检测模块，其中图像采集模块用于采集车身改色膜的图像，计算模块用于对采集到的车身改色膜的图像进行灰度值计算，检测模块用于对计算模块所得的计算结果进行阈值比较，判断车身改色膜是否合格。

视觉在线质量装置执行如下操作：

S1、利用相机获取合格车身改色膜图像T1，作为检测标准，对图像T1进行灰度化处理，利用平均值法对RGB彩色图像进行灰度值计算，计算公式如下：

P(i,j)＝(R

其中，R

S2、获取待检测车身改色膜图像T2，进行灰度化计算，计算公式如下：

Q(i,j)＝(R

其中，R

S3、通过对检测待测图像T2与标准模板图像T1之间的相似程度来判断该车身改色膜是否合格；标准样品图像为P(i,j),待测图像为Q(i,j),则两幅图像的互相关系数的定义为ɑ:

其中，M、N为图像像素长度和宽度，当待测图像T2和标准样品图像T1像素值完全相同的时候，α＝1；当待测图像和标准模板图像像素值存在差异时，α<1,其值越小，表示待测图像T2和标准样品图像T1差异越大；设定一个阈值β，当α<β时，判定车身改色膜质量不合格，发出警报。

上述发明有益效果：本发明中使用视觉在线质量装置对车身改色膜的质量检测实现在线检测，该在线质量装置结构简单，运算高效，大幅提高检测效率和准确度。

实施例

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详述，但本发明的保护范围并不仅限于以下实施例。

本发明中，车身改色膜的主要功能结构为修复涂层，因此在本发明实施例中，改变的仅为修复涂层组分含量，其余层结构组成以及车身改色膜的制备如之前所述。

实施例1

修复涂层包含下述重量份的组分：

羟基封端聚氨酯90份、环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶5份、固化剂异氟尔酮二异氰酸酯6份、流平剂聚二甲基硅氧烷2份、紫外吸收剂2-羟基-4正辛氧基二苯甲酮2份和溶剂乙酸乙酯180份。

实施例2

修复涂层包含下述重量份的组分：

羟基封端聚氨酯90份、环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶3份、固化剂异氟尔酮二异氰酸酯6份、流平剂聚二甲基硅氧烷2份、紫外吸收剂2-羟基-4正辛氧基二苯甲酮2份和溶剂乙酸乙酯180份。

对比例1

修复涂层包含下述重量份的组分：

聚氨酯90份、固化剂异氟尔酮二异氰酸酯6份、流平剂聚二甲基硅氧烷2份、紫外吸收剂2-羟基-4正辛氧基二苯甲酮2份和溶剂乙酸乙酯180份。

对比例2

聚氨酯90份、环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶5份、固化剂异氟尔酮二异氰酸酯6份、流平剂聚二甲基硅氧烷2份、紫外吸收剂2-羟基-4正辛氧基二苯甲酮2份和溶剂乙酸乙酯180份。

对比例3

修复涂层包含下述重量份的组分：

羟基封端聚氨酯90份、固化剂异氟尔酮二异氰酸酯6份、流平剂聚二甲基硅氧烷2份、紫外吸收剂2-羟基-4正辛氧基二苯甲酮2份和溶剂乙酸乙酯180份。

对比例4

修复涂层包含下述重量份的组分：

羟基封端聚氨酯90份、环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶8份、固化剂异氟尔酮二异氰酸酯6份、流平剂聚二甲基硅氧烷2份、紫外吸收剂2-羟基-4正辛氧基二苯甲酮2份和溶剂乙酸乙酯180份。

车身改色膜的性能测试

1、修复速度：用铜刷在修复涂层上用力划过，然后用70℃左右的热水冲洗划痕，秒表记录划痕修复的时间。

2、修复次数：用铜刷在修复涂层上用力划过，划痕修复后，重复用铜刷在修复涂层上划过，记录修复涂层可以修复的次数。

3、老化后修复次数：按GB/T 2423.3-2006《电工电子产品环境试验第2部分：试验方法实验Cab：恒定湿热试验》规定的方法进行老化，恒温恒湿试验箱温度设定为85℃，相对湿度设定为85％，老化时间为500h。老化后用铜刷测试修复涂层的修复次数。

4、拉伸强度：根据GB/T 1040.3-2006的方法测试。

5、耐黄变性：对车身改色膜进行QUV氙灯老化实验，将车身改色膜置于氙灯老化试验箱中测试；氙灯辐照功率1500W/m

6、耐污性能：用Mark油性笔在车身改色膜上随意画写，然后用布擦拭，观察Mark笔迹的擦拭程度。擦拭容易程度分为三个等级，A级为极易擦拭，B级为一般擦拭，C级为不易擦拭。其中擦拭容易程度表示了耐污性能，越易擦拭说明耐污性能越好(A级)，越不易擦拭说明耐污性能越差(C级)。

7、耐酸腐蚀性能(耐酸雨性能)：取小片车身改色膜，在0.1N硫酸溶液中浸泡48h后取出观察试样表面外观发雾程度。发雾的严重程度分为5个等级，分别为：1级代表无，2级代表非常轻微，3级代表轻微，4级代表一般，5级代表严重。发雾程度表示车身改色膜耐酸腐蚀的好坏，发雾程度越轻微，说明车身改色膜的耐酸腐蚀性能越好(1级)；发雾程度越严重，说明车身改色膜的耐酸腐蚀性能越差(5级)。

测试结果见表1。

表1各实施例和对比例测试结果

通过表1数据可以看出，对比例1中修复涂层的主要成分为聚氨酯时，修复涂层的各项性能均不如实施例1和2，对比例2修复涂层成分中加入环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶，修复涂层的各项性能相较于对比例1明显上升，说明环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶的加入可以提升修复涂层的性能。实施例1、2和对比例3的测试结果也进一步说明，随着环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶的加入，修复涂层的修复次数和修复速度明显增加。同时，环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶的加入显著提升了修复涂层的机械性能以及耐黄变和耐酸与性能。但从对比例4的结果看出，随着环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶的加入量增多，修复涂层和修复次数、拉伸强度以及耐酸雨性能有下降趋势，是因为环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶的加入量过多，会导致和羟基封端聚氨酯的相容性降低，从而使得修复涂层的性能下降。因此，本发明中环氧化改性反式-1,4-聚异戊二烯橡胶的加入量为3-5份，不宜过多。

最后应说明的是：以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，并不用以限制本发明创造，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。