一种用于碳纤维汽车内饰的水性涂料及其制备方法与应用与流程

本发明属于涂料，涉及一种用于碳纤维汽车内饰的水性涂料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上；碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000mpa亦高于钢；碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成结构材料。

2、随着碳纤维技术的不断突破，以及其优异的性能，汽车内饰中越来越多的使用这种高性能材料，用以减轻重量以及提供科技感的外观；目前用在汽车内饰中的碳纤维主要是碳纤维树脂复合材料为主；由于碳纤维是一种复合材料，表面材质分子量较小，导致涂层在其表面难附着，易咬素材，光泽低等缺陷；考虑到使用在汽车内饰，要求涂层在碳纤维复合材料上拥有良好的附着力，耐候性，耐水性，耐高温高湿性，光泽度，流平性，丰满度以及良好的抗咬素材性。

3、目前用于碳纤维汽车内饰的涂层主要以油性为主，水性涂料由于其附着力差，耐候性差，光泽差等问题使用较少，目前处于开发阶段；如现有技术cn201910512650.7公布了一种水性碳纤维涂料及其制备方法和施工工艺，其涂层组分及重量分数为：羟基丙烯酸乳液60-75份，流平剂0.3-1份，润湿剂0.2-1份，分散剂0.5-2份，水20-30份，二丙二醇甲醚0-10份。该技术方案是一种水性碳纤维涂料，通过实验发现该水性碳纤维涂料在碳纤维复合材料上附着力良好；但也存在以下缺点：1.耐候性差，不适合用在汽车内饰中；2.高温高湿后附着力下降严重；3.光泽都差，只能做哑光漆；4.耐水差易起泡；5.易咬素材，浮纤严重。

技术实现思路

1、本发明的目的就是提供一种用于碳纤维汽车内饰的水性涂料及其制备方法与应用，用于克服目前水性涂料在碳纤维复合材料上附着力性，高温高湿性，耐候性，耐水煮性，耐防晒霜性，抗咬底浮纤性以及光泽度，流平性和丰满度等方面的难点。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明的第一方面提供一种水性涂料，该涂料系统属于水性双组分pu涂料，包括质量比(4-6):1的涂料主剂与固化剂；

4、所述涂料主剂包括以下组分及重量百分含量：

5、水性丙烯酸分散体30-50%；水性聚氨酯分散体20-40%，消泡剂0.1-0.5%，润湿流平剂0.1-0.5%，增稠剂0.1-0.5%，成膜助剂2-6%，余量为水；

6、所述固化剂包括以下组分及重量百分含量：

7、水性固化剂70-90%；溶剂10-30%。

8、在一些具体的实施方式中，所述涂料主剂包括以下组分及重量百分含量：

9、水性丙烯酸分散体35-45%；水性聚氨酯分散体25-35%，消泡剂0.2-0.4%，润湿流平剂0.2-0.4%，增稠剂0.2-0.4%，成膜助剂3-5%，余量为水。

10、在一些具体的实施方式中，所述固化剂包括以下组分及重量百分含量：水性固化剂80-90%；溶剂10-20%。

11、在一些具体的实施方式中，所述水性丙烯酸分散体为antkote2033型水性丙烯酸分散体，购自万华化学集团股份有限公司，固含为40-50%，羟值100-115，其具有附着力好，耐水好，耐化学品耐溶剂性能好，光泽高等特点；

12、所述水性聚氨酯分散体为leasys3451型水性脂肪族聚氨酯，购自万华化学集团股份有限公司，固含45-55%，其具有附着力好，柔韧性好，耐水好，耐候好，电性能好等特点。

13、在一些具体的实施方式中，所述消泡剂为tego902w型消泡剂；所述润湿流平剂为tego280型润湿流平剂；所述增稠剂为tego3050型增稠剂。

14、在一些具体的实施方式中，所述成膜助剂为乙二醇单丁醚和二丙二醇丁醚。

15、在一些具体的实施方式中，所述固化剂为水性hdi异氰酸固化剂，优选为desmodur® n 3900型固化剂，其nco含量20-25%，其具有固化速度快，耐水好，耐化学品耐溶剂性能好，附着力好，硬度高，柔韧性好等特点；本发明通过大量实验和测试，采用特定牌号树脂组合搭配desmodur® n 3900固化剂解决了碳纤维表面附着力差，耐水煮差，抗咬底浮纤性差等问题。

16、在一些具体的实施方式中，所述溶剂为丙二醇二醋酸酯。

17、本发明的第二方面提供一种如上所述水性涂料的制备方法，包括以下步骤：

18、将水性丙烯酸分散体、水性聚氨酯分散体进行一次搅拌混合；再依次加入消泡剂、润湿流平剂、成膜助剂和增稠剂，并补加去离子水，进行二次搅拌混合，得到涂料主剂；

19、将水性固化剂、溶剂混合，得到固化剂。

20、在一些具体的实施方式中，所述一次搅拌混合和二次搅拌混合中，搅拌转速为中速300-500 rpm。

21、本发明的第三方面提供一种如上所述水性涂料的应用，包括将所述水性涂料用于碳纤维汽车内饰表面涂覆。

22、在一些具体的实施方式中，所述涂覆方法包括：将涂料主剂与固化剂混合后涂覆于碳纤维汽车内饰表面。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

24、本发明通过水性丙烯酸分散体、水性聚氨酯分散体和hdi异氰酸固化剂的特定组合，包括特定牌号树脂和特定配比，利用水性丙烯酸分散体在碳纤维复合材料上拥有良好的附着力，同时拥有良好的高温高湿性能，耐候性能，耐水煮性能，耐防晒霜性能，水性聚氨酯分散体在碳纤维复合材料上拥有良好的附着力，抗咬底浮纤性能，光泽度，流平性和丰满度等性能，以及hdi异氰酸固化剂，使漆膜在碳纤维复合材料上拥有良好的附着力，高温高湿性能，耐候性能，耐水煮性能，耐防晒霜性能，抗咬底浮纤性能以及优异的光泽度，流平性和丰满度等性能，通过特定配比，发挥这三个树脂的各自优点，使配方达到最佳平衡。

1.一种水性涂料，其特征在于，包括质量比(4-6):1的涂料主剂与固化剂；

2.根据权利要求1所述的水性涂料，其特征在于，所述涂料主剂包括以下组分及重量百分含量：

3.根据权利要求1所述的水性涂料，其特征在于，所述固化剂包括以下组分及重量百分含量：水性固化剂80-90%；溶剂10-20%。

4.根据权利要求1所述的水性涂料，其特征在于，所述水性丙烯酸分散体为antkote2033型水性丙烯酸分散体；

5.根据权利要求1所述的水性涂料，其特征在于，所述消泡剂为tego902w型消泡剂；所述润湿流平剂为tego280型润湿流平剂；所述增稠剂为tego3050型增稠剂。

6.根据权利要求1所述的水性涂料，其特征在于，所述成膜助剂为乙二醇单丁醚和二丙二醇丁醚。

7.根据权利要求1所述的水性涂料，其特征在于，所述固化剂为水性hdi异氰酸固化剂，优选为desmodur® n 3900型固化剂；

8.一种如权利要求1至7任一项所述水性涂料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的水性涂料的制备方法，其特征在于，所述一次搅拌混合和二次搅拌混合中，搅拌转速为中速300-500 rpm。

10.一种如权利要求1至5任一项所述水性涂料的应用，其特征在于，所述水性涂料用于碳纤维汽车内饰表面涂覆；优选的，所述涂覆方法包括：将涂料主剂与固化剂混合后涂覆于碳纤维汽车内饰表面。