一种罩光清漆组合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及汽车制造，具体涉及一种1k型清漆材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、商用车车身涂装是整车制造过程中的关键环节，直接影响车辆的外观质量及耐候性能。目前，商用车车身金属漆涂装工艺主要包括溶剂型金属漆涂装工艺和水性金属漆涂装工艺两种。由于溶剂型金属底色漆与水性金属底色漆在溶剂挥发特性、树脂体系及施工窗口等方面存在显著差异，为保证最终的涂装质量，通常需要采用不同的罩光清漆进行配套使用。例如，溶剂型金属漆通常配套使用溶剂型罩光清漆，而水性金属漆则配套使用水性配套罩光清漆。

2、在现有的商用车涂装生产线中，当需要共线生产溶剂型金属漆和水性金属漆两种类型的产品时，通常采用以下两种技术方案：

3、第一种技术方案是严格按照底色漆的类型分别配套对应的罩光清漆。即溶剂型金属漆使用对应的溶剂型罩光清漆，水性金属漆使用对应的水性配套罩光清漆。为了实现两种不同清漆的独立供应，涂装线需要配备两套独立的清漆输调漆系统。然而，该方案存在明显的缺陷：首先，增设一套清漆输调漆系统会导致设备投入成本大幅增加，占用宝贵的车间空间；其次，现场需要同时管理两种不同体系的罩光清漆材料，增加了化学品管理的复杂度和生产组织的难度，不利于精益生产。

4、第二种技术方案是在车身涂装线仅保留一套清漆输调漆系统的前提下，根据生产计划中占比较大的金属漆类型，选择使用对应的一种配套罩光清漆，并利用该单一清漆同时覆盖另一种类型的金属漆涂装需求。虽然该方案降低了设备成本和管理复杂度，但其存在严重的配套兼容性问题。由于单一罩光清漆难以同时适配溶剂型和水性两种差异显著的底色漆体系，当该清漆用于非配套类型的金属漆时，往往会出现层间相容性不佳的情况，从而导致漆膜出现针孔、气泡、附着力下降等外观及性能缺陷，严重影响另外一种类型金属漆的涂装质量及整车防腐性能。

5、由此，如何在仅使用一套清漆输调漆系统以降低设备投入和管理成本的前提下，开发一种能够同时兼容溶剂型和水性金属底色漆的罩光清漆组合物，保证两种工艺均能获得良好涂装质量，是目前商用车涂装领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种罩光清漆组合物及其制备方法和应用，以解决相关技术中涂装线设备成本高或单一清漆无法兼容多种底色漆导致漆膜质量缺陷的问题。

2、申请人发现，采用含仲羟基的热固性丙烯酸树脂配合有机-无机硅杂化树脂，并辅以差异化的喷涂工艺（水性漆两遍、溶剂漆一遍/两遍），可使单套清漆输调漆系统下同时兼容溶剂型和水性金属底色漆的共线涂装，且消除水性漆配套时的针孔缺陷。

3、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

4、第一方面，本发明提供了一种罩光清漆组合物，所述罩光清漆组合物包括：热固性丙烯酸树脂、有机-无机硅杂化树脂、氨基树脂、助剂和溶剂；

5、其中，所述热固性丙烯酸树脂包括含仲羟基的热固性丙烯酸树脂。

6、一些实施例中，基于所述罩光清漆组合物的总质量，所述热固性丙烯酸树脂的质量占比为33.0-40.0%。

7、一些实施例中，所述含仲羟基的热固性丙烯酸树脂的数均分子量为1500-2000。

8、一些实施例中，所述含仲羟基的热固性丙烯酸树脂的固体分含量为80-85%。

9、一些实施例中，所述含仲羟基的热固性丙烯酸树脂的粘度为1000-1500 mpa·s。

10、一些实施例中，基于所述罩光清漆组合物的总质量，所述有机-无机硅杂化树脂的质量占比为16-25%。

11、一些实施例中，基于所述罩光清漆组合物的总质量，所述氨基树脂的质量占比为20.0-30.0%。

12、一些实施例中，所述有机-无机硅杂化树脂包括表面改性纳米sio2粒子与乙烯基单体的共聚物。

13、一些实施例中，所述助剂包括流平剂和抗老化剂。

14、一些实施例中，所述流平剂包括聚醚改性有机硅。

15、一些实施例中，所述抗老化剂包括苯并三唑类化合物和受阻胺。

16、一些实施例中，所述溶剂包括芳烃类溶剂和醇醚类溶剂。

17、第二方面，本发明提供了一种所述的罩光清漆组合物的制备方法，所述制备方法包括：将热固性丙烯酸树脂、有机-无机硅杂化树脂、氨基树脂、助剂和溶剂混合，得所述罩光清漆组合物。

18、第三方面，本发明提供了一种采用所述的罩光清漆组合物的涂装方法，包括：

19、提供待涂装工件，所述工件表面已喷涂有底色漆；

20、使用单套清漆输调漆系统供应所述单组分热固性罩光清漆组合物，并对所述工件表面喷涂清漆层；

21、其中，当所述底色漆层为溶剂型金属底色漆时，所述清漆层的喷涂遍数为 1遍或2遍；当所述底色漆层为水性金属底色漆时，所述清漆层的喷涂遍数为2遍，且在喷涂第1遍清漆层与第2遍清漆层之间设有闪干工序。

22、第四方面，本发明提供了一种涂装生产系统，该涂装生产系统包括：

23、单套清漆输调漆系统，用于存储和供应所述的罩光清漆组合物；

24、喷涂装置，连接至所述单套清漆输调漆系统；

25、控制单元，被配置为执行所述的涂装方法。

26、一些实施例中，所述系统适用于商用车、乘用车或工程机械的涂装场景。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果：

28、本发明提供的罩光清漆组合物及涂装方法，能够有效满足商用车车身金属漆涂装工艺中溶剂型与水性金属漆共线生产的特殊要求。在仅保留一套罩光清漆输调漆系统的前提下，实现了单一清漆同时兼容溶剂型和水性金属底色漆的共线生产，避免了增设第二套清漆系统带来的设备投资增加及现场化学品管理难度大的问题。

29、针对水性金属底色漆配套易产生针孔的技术难题，本发明通过材料改性与工艺优化协同解决。在材料方面，采用含仲羟基的热固性丙烯酸树脂作为主体树脂。具体而言，改性罩光清漆中主体树脂的交联官能团引入了部分仲羟基，该单体为甲基丙烯酸羟丙酯，其空间位阻效应会使之与氨基树脂中的亚氨基等官能团交联反应速度变慢。在25℃时，伯羟基与异氰酸酯的反应速率常数为 24×10-4l/(mol·s)，而仲羟基的速率常数为1×10-4l/(mol·s)，这表明仲羟基的反应速率约为伯羟基的1/4至1/2。由此延缓漆膜表干速度，为水性底色漆中残留的去离子水及亲水性溶剂提供更长的逸出时间窗口；同时配合有机-无机硅杂化树脂，提高漆膜致密性及抗针孔极限，有效避免高温烘烤过程中挥发组分冲破漆膜形成缺陷。

30、在工艺方面，本发明针对不同底色漆特性采用差异化喷涂策略。与溶剂型金属底色漆配套时，可采用一遍或两遍成膜工艺，均能满足涂层质量标准；与水性金属底色漆配套时，特定采用两遍成膜工艺并设置中间闪干工序，利用第一遍清漆层未完全封闭的特性辅助水分挥发，确保复合涂层外观平整光滑无针孔。实验数据表明，该技术方案在保证车身金属漆涂层质感与丰满度的同时，能够提升涂装线的生产柔性与经济效益。

1.一种罩光清漆组合物，其特征在于，所述罩光清漆组合物包括：热固性丙烯酸树脂、有机-无机硅杂化树脂、氨基树脂、助剂和溶剂；

2.如权利要求1所述的罩光清漆组合物，其特征在于，基于所述罩光清漆组合物的总质量，所述热固性丙烯酸树脂的质量占比为33.0-40.0%；和/或，

3.如权利要求1所述的罩光清漆组合物，其特征在于，基于所述罩光清漆组合物的总质量，所述有机-无机硅杂化树脂的质量占比为16-25%；和/或，

4.如权利要求1所述的罩光清漆组合物，其特征在于，所述助剂包括流平剂和抗老化剂。

5.如权利要求4所述的罩光清漆组合物，其特征在于，所述流平剂包括聚醚改性有机硅；和/或，

6.如权利要求1所述的罩光清漆组合物，其特征在于，所述溶剂包括芳烃类溶剂和醇醚类溶剂。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的罩光清漆组合物的制备方法，其特征在于，包括：将热固性丙烯酸树脂、有机-无机硅杂化树脂、氨基树脂、助剂和溶剂混合，得罩光清漆组合物。

8.一种采用如权利要求1-6中任一项所述的罩光清漆组合物的涂装方法，其特征在于，包括：

9.一种涂装生产系统，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的涂装生产系统，其特征在于，所述系统适用于商用车、乘用车或工程机械的涂装场景。