一种汽车内饰用水性单层铝粉漆及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种汽车内饰用水性单层铝粉漆及其制备方法。


背景技术：

2.在汽车制造过程中，挥发性有机化合物(简称voc)主要有两种来源，塑料橡胶原料和涂料。溶剂型铝粉漆具有特殊的金属光泽，能够提升车辆的高档感，深受市场和用户的欢迎，然而面对日益严苛的政府环保政策，绝大多数传统的溶剂型涂料难以满足政策要求，特别是溶剂型铝粉漆，在施工时有机溶剂占比高达75％以上，远远超出本色漆中的含量，是汽车涂装工序中voc排放的最主要来源。所以相比本色漆，铝粉漆的水性化时降低voc排放的一种主要手段。
3.汽车内饰用铝粉漆一般分为单涂层和双涂层，单涂层相比双涂层减少了一半的工序，只需一道喷涂、烘烤工序，可以减少打磨、擦净、喷涂和烘干等喷涂设备的投资和占地面积，可降低大概40％的投资，降低能源消耗30％，提高生产效率，同时还能减少产线人员数量和辅料的费用。
4.但是，目前的汽车内饰用水性单层铝粉漆还存在着一些缺陷，其一是涂装后的金属质感无法达到要求，其二是水性铝粉漆无法同时满足汽车oem的所有性能要求，包括机械性能，耐化学品性能和耐候性能等。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提出一种汽车内饰用水性单层铝粉漆及其制备方法，其目的在于，提供一种涂装期间voc排放低、金属质感强、满足oem所有性能要求的汽车内饰用水性单层铝粉漆。
6.本发明的技术方案是这样实现的：
7.本发明提供一种汽车内饰用水性单层铝粉漆，由以下组分按重量百分数组成：水性丙烯酸乳液20
‑
25％、水性聚氨酯分散体10
‑
15％、助溶剂5
‑
10％、消泡剂0.1
‑
0.5％、流平剂0.5
‑
1％、水性铝粉5
‑
10％、胺中和剂0.1
‑
0.5％、流变助剂5
‑
10％、固化剂10
‑
20％、去离子水20
‑
40％，各组分之和为100％。
8.作为本发明的进一步改进，所述的水性丙烯酸乳液为a 2470、a 2457、a 2058中的一种或多种；所述的水性聚氨酯分散体为daotan vtw 1236、daotan vtw 1262、daotan tw 7010中的一种或多种。
9.作为本发明的进一步改进，所述的助溶剂为三丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚或乙二醇丁醚中的一种或多种。
10.作为本发明的进一步改进，所述的消泡剂为byk
‑
011、byk
‑
021、byk
‑
028中的一种或多种。
11.作为本发明的进一步改进，所述的流平剂为byk
‑
333、byk
‑
345、byk
‑
349中的一种
或多种。
12.作为本发明的进一步改进，所述的水性铝粉为stapa hydrolan 214、stapa hydrolan 2154、stapa hydrolan 801、stapa ucp 150中的一种或多种。
13.作为本发明的进一步改进，所述的胺中和剂为氨水、n,n
‑
二甲基乙醇胺、三乙胺、2
‑
氨基甲基
‑1‑
丙醇中的一种或多种。
14.作为本发明的进一步改进，所述的流变助剂为visealex hv30、aerosil 300、rheobyk
‑
425、laponite
‑
s 482中的一种或多种。
15.作为本发明的进一步改进，所述的固化剂为bayhydur ultra 305、bayhydur xp 2547中的一种或多种。
16.本发明进一步保护一种上述汽车内饰用水性单层铝粉漆的制备方法，包括以下步骤：
17.(1)按配方量准备各组分，备用；
18.(2)将水性铝粉全部放入容器内，加入流平剂、助溶剂，在200
‑
300转/分钟的搅拌速度下，搅拌20
‑
40分钟至铝粉分散均匀，制得铝粉浆，并静置1
‑
2小时；
19.(3)在400
‑
500转/分钟的搅拌速度下，将水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯分散体全部加入调漆缸内，搅拌15
‑
20分钟；
20.(4)将部分去离子水、助溶剂、消泡剂，搅拌混合均匀后，加入到步骤(3)的调漆缸中，并以400
‑
500转/分钟的搅拌速度，搅拌10
‑
15分钟；
21.(5)将步骤(2)制得的铝粉浆加入到步骤(3)的调漆缸中，在400
‑
500转/分钟的搅拌速度下搅拌混合均匀，然后用胺中和剂、流变助剂和部分去离子水，同时调节ph值在8
‑
8.5，调节涂料粘度在20℃下，测得粘度为20
‑
25秒；
22.(6)将固化剂加入步骤(5)所得到的混合物中，利用空气喷涂，得到湿膜在70
‑
90℃下烘烤20
‑
40分钟后，即得到汽车内饰用水性单层铝粉漆涂层。
23.本发明具有如下有益效果：本发明汽车内饰用水性单层铝粉漆是同时采用水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯分散体作为主要成膜物，通过合适的配比，充分发挥水性丙烯酸乳液耐化学品性能好以及水性聚氨酯分散体耐湿热性能好的优点，同时还具有相互协同作用，使得最终得到的漆膜在多种素材上都具有良好的附着力，并且具有优异的机械性能，耐化学品性能和耐候性能。此外，所选的水性丙烯酸乳液和水性聚氨酯分散体二者均具有快干性，在80℃，10min可以使湿膜固体份多75％，有利于减少能源的消耗，提高生产效率。
24.本发明水性铝粉选用的是爱卡的高性能效果颜料，所选铝粉的片状结构较薄，是银圆型，同时又被二氧化硅包覆，故具有很高的金属效果的同时还具有优良的水性稳定性。
25.本发明水性单层铝粉漆采用了水性成膜物，溶剂是去离子水，使得涂料整体的voc含量大大减少，故在涂装期间voc总排放量也相应减少，既保证了现场施工人员的身体健康，又保护了环境。
具体实施方式
26.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范
围。
27.实施例1
28.(1)准备汽车内饰用水性单层铝粉漆各组分；
29.各组分用量按重量百分数计如下：水性丙烯酸乳液a 2470 20％、水性聚氨酯分散体daotan vtw 1262 15％、助溶剂乙二醇丁醚10％、消泡剂byk
‑
0110.1％、流平剂byk
‑
345 1％、水性铝粉stapa hydrolan 214 5％、胺中和剂n,n
‑
二甲基乙醇胺0.3％、流变助剂visealex hv30 6％、固化剂bayhydur ultra 30515％、去离子水27.6％，上述各组分之和为100％，按上述配比准备各组分，备用；
30.(2)将水性铝粉stapa hydrolan 214全部放入容器内，加入1％的流平剂byk
‑
345、5％的助溶剂乙二醇丁醚，在200转/分钟的搅拌速度下，搅拌30分钟至铝粉分散均匀，制得铝粉浆，并静置1小时；
31.(3)在400转/分钟的搅拌速度下，将水性丙烯酸乳液a 2470、水性聚氨酯分散体daotan vtw 1262全部加入调漆缸内，搅拌15分钟；
32.(4)将20％的去离子水、5％的助溶剂乙二醇丁醚、0.1％的消泡剂byk
‑
011，搅拌混合均匀后，加入到步骤(3)的调漆缸中，并以400转/分钟的搅拌速度，搅拌10分钟。
33.(5)将步骤(2)制得的铝粉浆加入到步骤(3)的调漆缸中，在400转/分钟的搅拌速度下搅拌混合均匀，然后用0.3％的胺中和剂n,n
‑
二甲基乙醇胺、6％的流变助剂visealex hv30和7.6％的去离子水，同时调节涂料粘度和ph值在8，25分钟后，用din6#杯，在20℃下，测得粘度为20秒；
34.(6)将15％的固化剂bayhydur ultra 305加入步骤(5)所得到的混合物中，利用空气喷涂，得到湿膜在80℃下烘烤30分钟后，即得到汽车内饰用水性单层铝粉漆涂层。
35.实施例2
36.(1)准备汽车内饰用水性单层铝粉漆各组分；
37.各组分用量按重量百分数计如下：水性丙烯酸乳液a 2058 25％、水性聚氨酯分散体daotan tw 7010 10％、助溶剂乙二醇丁醚8％、消泡剂byk
‑
0110.1％、流平剂byk
‑
349 1％、水性铝粉stapa ucp 150 4％、胺中和剂n,n
‑
二甲基乙醇胺0.4％、流变助剂visealex hv30 5％、固化剂bayhydur ultra 305 20％、去离子水26.5％，上述各组分之和为100％，按上述配比准备各组分，备用；
38.(2)将水性铝粉stapa ucp 150全部放入容器内，加入1％的流平剂byk
‑
349、4％的助溶剂乙二醇丁醚，在200转/分钟的搅拌速度下，搅拌30分钟至铝粉分散均匀，制得铝粉浆，并静置1小时；
39.(3)在400转/分钟的搅拌速度下，将水性丙烯酸乳液a 2058、水性聚氨酯分散体daotan tw 7010全部加入调漆缸内，搅拌15分钟；
40.(4)将20％的去离子水、4％的助溶剂乙二醇丁醚、0.1％的消泡剂byk
‑
011，搅拌混合均匀后，加入到步骤(3)的调漆缸中，并以400转/分钟的搅拌速度，搅拌10分钟。
41.(5)将步骤(2)制得的铝粉浆加入到步骤(3)的调漆缸中，在400转/分钟的搅拌速度下搅拌混合均匀，然后用0.4％的胺中和剂n,n
‑
二甲基乙醇胺、5％的流变助剂visealex hv30和6.5％的去离子水，同时调节涂料粘度和ph值在8，25分钟后，用din6#杯，在20℃下，
测得粘度为20秒；
42.(6)将20％的固化剂bayhydur ultra 305加入步骤(5)所得到的混合物中，利用空气喷涂，得到湿膜在80℃下烘烤30分钟后，即得到汽车内饰用水性单层铝粉漆涂层。
43.实施例3
44.(1)准备汽车内饰用水性单层铝粉漆各组分；
45.各组分用量按重量百分数计如下：水性丙烯酸乳液a 2058 25％、水性聚氨酯分散体daotan vtw 1262 15％、助溶剂乙二醇丁醚8％、消泡剂byk
‑
011 0.1％、流平剂byk
‑
333 1％、水性铝粉stapa ucp 150 3％、胺中和剂n,n
‑
二甲基乙醇胺0.3％、流变助剂visealex hv30 5％、固化剂bayhydur ultra 305 20％、去离子水22.6％，上述各组分之和为100％，按上述配比准备各组分，备用；
46.(2)将水性铝粉stapa ucp 150全部放入容器内，加入1％的流平剂byk
‑
333、3％的助溶剂乙二醇丁醚，在200转/分钟的搅拌速度下，搅拌30分钟至铝粉分散均匀，制得铝粉浆，并静置1小时；
47.(3)在400转/分钟的搅拌速度下，将水性丙烯酸乳液a 2058、水性聚氨酯分散体daotan vtw 1262全部加入调漆缸内，搅拌15分钟；
48.(4)将20％的去离子水、5％的助溶剂乙二醇丁醚、0.1％的消泡剂byk
‑
011，搅拌混合均匀后，加入到步骤(3)的调漆缸中，并以400转/分钟的搅拌速度，搅拌10分钟。
49.(5)将步骤(2)制得的铝粉浆加入到步骤(3)的调漆缸中，在400转/分钟的搅拌速度下搅拌混合均匀，然后用0.3％的胺中和剂n,n
‑
二甲基乙醇胺、5％的流变助剂visealex hv30和2.6％的去离子水，同时调节涂料粘度和ph值在8，25分钟后，用din6#杯，在20℃下，测得粘度为20秒；
50.(6)将20％的固化剂bayhydur ultra 305加入步骤(5)所得到的混合物中，利用空气喷涂，得到湿膜在80℃下烘烤30分钟后，即得到汽车内饰用水性单层铝粉漆涂层。
51.实施例4
52.(1)准备汽车内饰用水性单层铝粉漆各组分；
53.各组分用量按重量百分数计如下：水性丙烯酸乳液a 2457 20％、水性聚氨酯分散体daotan vtw 1236 15％、助溶剂乙二醇丁醚10％、消泡剂byk
‑
011 0.1％、流平剂byk
‑
333 1％、水性铝粉stapa hydrolan 801 5％、胺中和剂n,n
‑
二甲基乙醇胺0.5％、流变助剂visealex hv30 7％、固化剂bayhydur ultra 30516％、去离子水25.4％，上述各组分之和为100％，按上述配比准备各组分，备用；
54.(2)将水性铝粉stapa hydrolan 801全部放入容器内，加入1％的流平剂byk
‑
333、5％的助溶剂乙二醇丁醚，在200转/分钟的搅拌速度下，搅拌30分钟至铝粉分散均匀，制得铝粉浆，并静置1小时；
55.(3)在400转/分钟的搅拌速度下，将水性丙烯酸乳液a 2457、水性聚氨酯分散体daotan vtw 1236全部加入调漆缸内，搅拌15分钟；
56.(4)将20％的去离子水、5％的助溶剂乙二醇丁醚、0.1％的消泡剂byk
‑
011，搅拌混合均匀后，加入到步骤(3)的调漆缸中，并以400
‑
500转/分钟的搅拌速度，搅拌10分钟。
57.(5)将步骤(2)制得的铝粉浆加入到步骤(3)的调漆缸中，在400转/分钟的搅拌速
度下搅拌混合均匀，然后用0.5％的胺中和剂n,n
‑
二甲基乙醇胺、7％的流变助剂visealex hv30和5.4％的去离子水，同时调节涂料粘度和ph值在8，25分钟后，用din6#杯，在20℃下，测得粘度为20秒；
58.(6)将16％的固化剂bayhydur ultra 305加入步骤(5)所得到的混合物中，利用空气喷涂，得到湿膜在80℃下烘烤30分钟后，即得到汽车内饰用水性单层铝粉漆涂层。
59.以上四个实例，由于所使用的树脂种类和重量份不同，虽然都可通过相关测试，但是存在少许差异。
60.测试例1
61.具体检测方法：
62.光泽按iso 2813测试；
63.初始附着力按gmw14829方法a测试；
64.耐乳剂性按gmw14445测试；
65.耐湿热性按gmw14729测试；
66.耐磨性按gmw3208测试；
67.耐气候老化性按gmw14162方法d测试；
68.金属质感通过byk
‑
mac i多角度测色器测量金属鳞片动态式指数(flop index)判断，其中flop index数值越高，说明涂料金属质感越好。
69.结果见表1。
70.表1
71.测试项目实施例1实施例2实施例3实施例4光泽50gu68gu55gu53gu初始附着力gt0gt0gt0gt0耐乳剂性okokokok耐湿热性okokokok耐磨性okokokok耐气候老化性okokokok金属鳞片动态式指数14.61715.514.2
72.通过上表的测试结果可以看出，本发明制得的汽车内饰用水性单层铝粉漆的附着力、耐乳剂性、耐湿热性、耐磨性、耐气候老化性优良，同时金属鳞片动态式指数均在14以上，说明最终漆膜具有良好的金属质感。
73.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。