一种耐擦洗和防御外来异物划伤损害及高耐酸的汽车清漆及包含该清漆的汽车涂料

摘要

本发明公开一种耐擦洗和防御外来异物划伤损害及高耐酸的汽车清漆，该清漆中包括超支化球形高羟树脂，高羟基丙烯酸树脂与氨基树脂及其他组分，本发明的涂料由于形成的涂膜具有高的交联密度，同时具有相对较低的Tg值，因而具有良好的抗刮擦能力。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车清漆。更具体地，涉及一种高度耐擦洗和能够防御日常 外来异物对涂膜划伤损害的清漆。

背景技术

消费者在购买汽车后，由于在日常的使用维护过程中，使用洗车机洗车 和行驶过程中外界异物(砂砾，树枝)碰撞、刮擦，会造成明显的划痕；黑 色车及红蓝等浓彩颜色较为明显；现有抗擦伤性清漆涂层，由于表面助剂影 响，初期抗擦伤性较好，后期逐渐变差，6个月后尤为明显。

现有技术改善涂膜抗擦伤性的方法主要有三种，一是添加聚乙烯蜡助 剂、二是添加聚醚改性二甲基硅氧烷助剂，三是添加纳米助剂(纳米氧化 铝、纳米氧化硅、聚硅氧烷表面改性纳米氧化铝)。以上三种提高抗涂膜擦 伤助剂在清漆涂膜干燥后，主要集中在清漆涂膜表面，通过提高清漆表面的 滑爽性和机械硬度，短期内抗划伤效果比较明显。随着时间的变化，经过多 次洗车，自然环境的变化，清漆表层助剂逐渐损失以至失效，清漆涂膜抗擦 伤性变差。

因而需要研发一种具有长久抗刮擦性的清漆涂料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种耐擦洗和防御外来异物划伤损害的 汽车清漆。该汽车清漆通过提升涂膜弹性，从根本上达到涂膜抗擦伤性的提 升，且因清漆涂膜整体性能的提升，抗擦伤性不会随时间的变化而衰退，可 保持5年以上的抗擦伤性不变。

为解决上述技术问题，本发明提供一种耐擦洗和防御外来异物划伤损害 的汽车清漆，所述清漆包括超支化球形高羟树脂和聚氨酯树脂；所述超支化 球形高羟丙烯酸树脂的羟值为200-400mgKOH/g。

超支化球形高羟树脂是一种超支化聚酯多元醇，超支化聚酯多元醇特有 的树枝状结构使其具有无结晶性和非缠绕性；其有众多的端羟基官能团，与 异氰酸酯反应可以形成高密度的聚氨酯键，这是涂层具有划痕自修复的关键 因素。以上两点是普通聚酯多元醇所不具备的，普通的聚酯多元醇不能替代 超支化聚酯多元醇，否则划痕自修复能力消失。例如，所述超支化聚酯多元 醇树脂选自新加坡立时科技有限公司和立邦涂料中国有限公司的CyGLAZ  BB600、HA D5025或CyGLAZ BB 400。CyGLAZ BB600，CyGLAZ BB 600 树脂的固含为61-63％，酸值为5-6mgKOH/g，固体羟值为209mgKOH/g； CyGLAZ BB 400树脂的固含为65-68％，酸值为3-6mgKOH/g，固体羟值为 280mgKOH/g。

优选地，所述超支化球形高羟树脂占汽车清漆总含量的10-20wt％；所述 聚氨酯树脂占汽车清漆总含量的0-5wt％。

优选地，所述超支化球形高羟树脂是以B_y型多羟基化合物为核分子，以 AB_x型多羟基酸为发散分子，真空熔融缩聚得到的一种粘稠状末端带羟基的 聚酯型超支化聚合物。

优选地，所述清漆还包括高羟丙烯酸树脂A，所述高羟丙烯酸树脂A的 羟值为100-140，所述高羟丙烯酸树脂A占汽车清漆总含量的10-20wt％。经 研究发现，在清漆中含有所述高羟丙烯酸树脂A时，可以增加涂膜交联密度, 提高涂膜抗擦伤性。本发明使用的高羟丙烯酸树脂A为Setalux 1760VB-64丙 烯酸树脂。

优选地，所述清漆还包括高羟丙烯酸树脂B，所述高羟丙烯酸树脂B的 羟值为140-160，所述高羟丙烯酸树脂B占汽车清漆总含量的3-8wt％。经研 究发现，在清漆中还含有所述高羟丙烯酸树脂B时，可以增加涂膜交联密度, 提高涂膜抗擦伤性。本发明使用的高羟丙烯酸树脂B为SETALUX 1215 BA-68。

通过抗擦伤实验数据对比可以得出结论，当清漆中包括有高羟丙烯酸树 脂A、高羟丙烯酸树脂B和超支化球形高羟丙烯酸树脂CyGLAZ BB600或 CyGLAZ BB400时，比单独使用某一种的效果要明显优越。

优选地，所述清漆还包括氨基树脂，所述氨基树脂的重均分子量为 2000～4000；所述氨基树脂占清漆总含量的20-35wt％。本发明使用的氨基树 脂选自纽佩斯的SETAMINE US-138BB-70和SETAMINE US-146BB-72。

优选地，所述清漆还包括防流挂树脂，所述防流挂树脂占清漆总含量的 18-35wt％；所述防流挂树脂为防流挂剂改性的聚酯树脂和/或聚丙烯酸树脂。

本发明使用的防流挂树脂选自纽佩斯公司的SETALUX 91796或SS-69 SETALUX 91772SS-60。选择上述防流挂树脂可增加涂膜流挂极限。

优选地，所述汽车清漆中还包括有机溶剂、催化剂和助剂。

优选地，所述催化剂为对甲苯磺酸。

优选地，所述有机溶剂选自二甲苯、乙二醇丁醚醋酸酯、EEP、正丁醇和 S-100中的一种或几种；所述有机溶剂占清漆总含量的10-20wt％。

优选地，所述助剂包含RCA型流变控制树脂，所述型流变控制树脂占清 漆总含量的2-4wt％。

优选地，所述助剂还包含光稳定剂、紫外光吸收剂、流平剂和分散剂， 所述光稳定剂和紫外光吸收剂占清漆总含量的1-2wt％,所述流平剂占清漆总 含量的0.1-0.3wt％，所述分散剂占清漆总含量的0.5-2wt％。

将高羟丙烯酸树脂A、B、超支化球形高羟树脂CyGLAZ BB600或 CyGLAZ BB400、还有氨基树脂、防流挂树脂、聚氨酯树脂、溶剂和各种助 剂混合高速分散均匀，即可制得本发明清漆。

申请人发现，当超支化球形高羟树脂与氨基树脂反应后其产物的交联密度 明显高于羟基丙烯酸树脂与氨基树脂发生反应后生成产物的交联密度，更高于 常规羟基树脂与氨基树脂反应后生成产物的交联密度。并且在形成具有高的交 联密度的涂膜同时，保持相对较低的涂膜Tg值。而产物的交联密度越高，涂 膜抗外力擦伤性越强；产物Tg值越低，擦伤后自修复能力就越强。如图1至 图4示出了羟基树脂与氨基树脂反应的化学反应示意图，形象的表明了常规羟 基树脂和氨基树脂反应与超支链化球形(高羟基)羟基树脂，高羟基树脂与氨 基树脂反应的区别。

本发明的有益效果如下：

本发明通过树脂技术，进行化学交联反应，在形成具有高的交联密度的 涂膜同时，保持相对较低的涂膜Tg值，提升涂膜弹性，从根本上达到涂膜抗 擦伤性的提升。因清漆涂膜整体性能的提升，抗擦伤性不会随时间的变化而 衰退，可保持多年的抗擦伤性不变，本发明清漆的漆膜光泽保持率可达到 75％。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出对比例1中羟基树脂与氨基树脂化学反应式；

图2示出对比例2中多羟基树脂与氨基树脂化学反应式；

图3示出实施例1中超支化球形高羟树脂与氨基树脂化学反应式；

图4示出实施例1中多羟基树脂与氨基树脂的化学反应式；

图5示出摩擦掉色测定器。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说 明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制 性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

A.在主容器中依次加入二甲苯，乙二醇丁醚醋酸酯，EEP,CyGLAZ BB600 丙烯酸树脂A；

B.在一容器中投入高羟丙烯酸树脂B；

C.边搅拌边缓慢加入防流挂丙烯酸树脂；搅拌15MIN，至QC确认细度≤ 5μm；

D.边搅拌步骤A中的混合物，边依次加入步骤C形成的混合物.

E.取另一容器，用配方中正丁醇及乙二醇丁醚醋酸酯溶解Tinuvin 292至完 全溶解至呈透明澄清状；加入分散剂byk 161，搅拌5min。

F.边搅拌步骤D中的混合物，边加入氨基树脂A和氨基树脂B，再依次加入 步骤E形成的混合物，聚氨酯树脂，对甲苯磺酸，Tinuvin 384-2和BYK 315，均 匀搅拌；加入助剂RCA Setalux 10-6266，搅拌10min；

G.用S-100调节粘度,每次测粘度前须搅拌15MIN。

各组分含量及参数如下表1所示

表1

实施例2

与实施例1相同，不同之处在于CyGLAZ BB600改为CyGLAZ BB400， CyGLAZ BB400为新加坡立时集团出售的，超支化球形高羟基丙烯酸树脂，其 Tg值为-12℃，羟值为286，分子量为5000，酸值小于等于5；效果和实施例1 相同。

实施例3

与实施例1相同，不同之处在于CyGLAZ BB600的含量为20wt％，高羟 丙烯酸树脂A的含量为5.5wt％，高羟丙烯酸树脂B的含量为4.5wt％。效果与 实施例1相同。

实施例4

与实施例1相同，不同之处在于CyGLAZ BB600的含量为7wt％，高羟丙 烯酸树脂A的含量为15.5wt％，高羟丙烯酸树脂B的含量为8wt％。效果与实 施例1相同。

实施例5

与实施例1相同，不同之处在于CyGLAZ BB600的含量为18wt％，高羟 丙烯酸树脂A的含量为5.5wt％，高羟丙烯酸树脂B的含量为7.5wt％。效果与 实施例1相同。

对比例1

A.向容器中加入S-150溶剂油，二甲苯和正丁醇，搅拌；

B.边搅拌边缓慢加入AZS-797；

C.边搅拌边加入丙烯酸树脂1；

D.在另一容器中依次加入丙烯酸树脂1，丙烯酸树脂2，氨基树脂1搅拌，边搅 拌边依次加入UV-1020抗紫外耐候助剂，TINUVIN 292，甲醇，LEVELER C，OTSN， FLOWLEN AC-300，二乙二醇丁醚；

E.边搅拌边将步骤C中的物质加入到步骤D形成的的混合物中；

F.用芳烃S-100调节粘度；

G.清洗溶剂S-150溶剂油。

各组分含量及参数如下表2所示

表2

对比例2

A.在主容器中依次加入丙烯酸树脂1,丙烯酸树脂2,氨基树脂1,氨基树脂

2,DESMODUR BL 4265SN和S-150溶剂油；

B.在一容器中投入AZS-797；

C边搅拌边缓慢加入DIANAL HR-7015；

D.边搅拌步骤C的物质边通过加料漏斗加入ADEKASTAB LA-52,搅拌15MIN,至QC 确认细度≤5μm；

E.边搅拌步骤A中的混合物,边依次加入步骤D的混合物；

F.取一容器,加入FLOWLEN AC-300和BT-120,确认BT-120完全溶解于FLOWLEN

AC-300中,呈透明澄清状；

G.边搅拌步骤E形成的混合物,边加入KP 3271％SOLUTION,再依次加入步骤F 形成的混合物,GK-19，UV-1020KAN抗紫外耐候助剂，BYK-306，MODAFLOW 50％ SOLUTION甲醇，BT-120，FLOWLEN AC-300均匀搅拌；

H.用BYK-ES 80调节电阻率至0.5-5MΩ；

I.用芳烃S-100调节粘度,每次测粘度前须搅拌15MIN。

各组分含量及参数如下表3所示。

表3

实施例6

1)动态力学测试

使用美国TA公司的Q800型动态力学分析仪(DMA)对漆膜进行动态力 学测试。实验选择拉伸模式，频率1Hz,应变振幅20μm，升温从室温到180℃， 升温速率3℃/min，样品尺寸35mm×5mm×厚度。

DMA测试材料随温度和频率改变的粘弹性，即储存模量(E')和损耗模 量(E”)。损耗因数(tanδ)为损耗模量和储存模量的比值。在DMA测试结 果中，tanδ曲线的峰值为Tg值。储存模量曲线平坦的区域对应橡胶态高弹区。 交联密度(υe)的计算基于橡胶粘弹性理论，公式为υe＝E’/3RT,其中E’ 是橡胶态高弹区的存储模量(Pa)，T是对应温度(K)，R是气体常数(＝8.314J/K  mol)。

2)抗擦伤实验方法：

1)将测试板平放在A处(见图5)，两端用胶带固定。将B(Φ30mm P2400 砂纸)放到待检测试板上，施加固定重量砝码(500g)，反复与测试板摩擦至 规定次数(一般15次)。

2)用指定棉纱布，将涂膜表层残屑擦净。

3)用光泽仪检测60°角光泽。

4)对比标准品与新发明清漆光泽保持率

光泽保持率＝擦拭后光泽/初期测试前光泽*100％

所使用仪器为SDL ATLAS公司型号为M238BB的摩擦掉色测定器(eletronic  crockmeter)。

对实施例1和对比例1和2的产品做性能测试，其结果见表4和表5。

表4

表5

  实施例1/对比例1 实施例1/对比例2 交联点密度 133％‘ 154％‘ 玻璃化温度 15％“ 15％“ 拉伸强度 26％‘ 25％‘ 抗擦伤性 40.3％‘ 46.2％‘

表4和表5的结果表明，当组分中含有超支化球形高羟树脂时，涂膜的交 联密度大大提高，因此增加了涂膜的抗擦伤性能。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而 并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在 上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有 的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变 化或变动仍处于本发明的保护范围之列。