[發明專利]一種水性汽車中涂涂料組合物及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710403432.0
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107099238A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 趙鵬偉;劉旭陽;張潔;趙偉國;鄧俊英;孫家寬
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D175/08;C09D175/06;C09D133/12;C09D133/14;C09D161/20;C09D7/12
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技術領域

本發明涉及一種水性汽車中涂涂料組合物，屬于涂料應用領域。

背景技術

傳統的汽車中涂(俗稱二道底漆)是溶劑型的，含有大量的有機溶劑，在施工、烘干過程中會產生大量的VOC；其施工工藝一般采用的是3C2B工藝，即汽車中涂層完全烘干固化后再噴涂色漆和罩光清漆且中涂層膜厚達到30-40um，最后在140℃條件下烘烤20-30分鐘達到固化。

近幾年隨著環保要求逐漸加強以及國家環保法規的出臺，水性化成為未來涂料的發展方向之一，而汽車涂料的水性化更是迫在眉睫，水性中涂正在逐漸取代溶劑型汽車中涂，并且工藝更加趨于完善，膜厚比傳統溶劑型涂料薄。與此同時國內外許多汽車涂料廠在水性中涂的研發和使用上取得了重大進展。

湘江關西公開的專利CN102977752 A中的水性中涂采用主流的3C2B工藝，其采用主體成膜樹脂是椰子油改性的水分散型聚酯樹脂和普通類型的水分散聚酯樹脂，并且膜厚要求達到30-35um，烘烤固化溫度在150℃，此專利制備的水性汽車中涂膜厚超過30um，并且漆膜固化工藝采用的是3C2B，且固化溫度為150℃，導致在涂料和能源方面的高成本。

立邦公司公開的專利CN 102086339 A采用的主要成膜樹脂是水溶性聚酯樹脂和乳液型聚酯樹脂，中涂層噴涂30-40um，固化工藝采用也是3C2B，導致在涂料和能源方面的高成本。

常州涂料化工研究院公開的專利CN1357582A中介紹的主體成膜樹脂是水性聚酯樹脂，交聯固化劑是水性氨基樹脂和封閉型異氰酸酯，其原材料成本偏高，同時中涂漆膜厚達到30-35um，固化溫度在140℃/30min，在涂料和能耗方面的成本偏高。

同時，常州涂料化工研究院專利CN 104109442 A披露的水性汽車中涂漆的配方中采用的交聯固化劑以封閉型異氰酸酯為主，水性氨基樹脂為輔，成本上較高。

鑒于現有技術中存在的高膜厚、高固化溫度導致的涂料成本以及能耗成本偏高的缺點，以及聚酯型中涂涂料存在的耐石擊性能不夠優異，因此，需要開發一種新的水性汽車中涂涂料組合物。

發明內容

本發明的目的是提供一種水性汽車中涂涂料組合物，旨在提供一種耐水性、柔韌性、抗石擊性能優異的水性汽車中涂涂料組合物方案，可降低汽車中涂涂層的膜厚，節約成本，降低汽車涂裝工藝過程中的能耗和VOC排放。

本發明的另一目的在于提供所述水性汽車中涂涂料組合物的制備方法。

本發明的再一目的在于提供該水性汽車中涂涂料組合物在水性汽車涂裝工藝中的應用。

為了實現以上發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種水性汽車中涂涂料組合物，包括以下重量份的組分制備而成：

所述水性聚氨酯分散體選自聚醚型水性聚氨酯分散體、聚碳酸酯型水性聚氨酯分散體和聚酯型水性聚氨酯分散體中的一種或多種，優選聚碳酸酯型水性聚氨酯分散體和/或聚酯型水性聚氨酯分散體，更優選帶羥基基團的聚碳酸酯型水性聚氨酯分散體與聚酯型水性聚氨酯分散體的復配。

本發明中，所述帶羥基的聚碳酸酯型水性聚氨酯在涂料組合物中將與氨基樹脂交聯劑反應，提高漆膜的耐石擊性和漆膜的耐化學品抗性，而聚酯型水性聚氨酯分散體具有極優異的拉伸強度和斷裂伸長率，可以為中涂漆膜提供更好的柔韌性，進而提高了最終漆膜的耐石擊性能。同時，兩種類型的水性聚氨酯復配，能夠保證中涂漆膜在18-22um膜厚的情況下，使之最終汽車涂料配套方案的耐石擊性能達到1-2級。中涂漆膜膜厚的降低可以使之汽車涂料的涂裝成本降低，而3C1B的涂裝烘烤工藝可以降低烘干過程中的能耗，此方案均較傳統的3C2B的涂裝工藝更環保、更經濟。

本發明中，所述水性聚氨酯分散體由帶羥基基團的聚碳酸酯型水性聚氨酯分散體與聚酯型水性聚氨酯分散體的復配時，兩者之間的質量比為0.6:1-4:1，更優選1:1-3:1；所述帶羥基基團的聚碳酸酯型水性聚氨酯分散體的羥基含量為1-4wt％，優選為2-3wt％，基于帶羥基基團的聚碳酸酯型水性聚氨酯分散體中的固體成分的重量，重均分子量為3000-20000，優選5000-15000。

本發明中，作為優選的方案，所述聚碳酸酯型水性羥基聚氨酯分散體，包括以下重量份組分制備而成：

異氰酸酯:6-35份，選自4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯中的一種或多種，優選4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯；