一种耐刮擦车衣顶涂料及其应用的制作方法

1.本发明涉及涂料技术领域，更具体地，涉及一种耐刮擦车衣顶涂料及其应用。


背景技术：

2.汽车在使用过程中，表面碰到树枝、砂砾或者其它物品的剐蹭，很容易对汽车表面的漆造成损伤，对于豪华汽车而言，需要花费高额的补漆费用，对于一般汽车，也会是一笔不小的开支。故目前行业内会用到隐形车衣来保护汽车的漆面，隐形车衣是一种高性能新型环保薄膜，被广泛应用于汽车美容保养行业，是透明漆面保护膜的一种俗称。理想情况下的隐形车衣，具有超强的韧性，装贴后可使汽车漆面与空气隔绝，持久保护漆面。
3.但由于目前的车衣顶涂层还在不断改进当中，常见的车衣顶涂层在强力作用下的耐刮擦性能不佳，例如在车衣安装过程中，由于刮板的赶水以及刮板贴合的原因，会导致在隐形车衣的表面上留下较多的划痕。


技术实现要素：

4.本发明为克服上述背景技术所述的常见的车衣顶涂层在强力作用下的耐刮擦性能不佳，例如在车衣安装过程中，由于刮板的赶水以及刮板贴合的原因，会导致在隐形车衣的表面上留下较多的划痕的问题，提供一种耐刮擦车衣顶涂料。本发明在车衣安装时，刮板的刮擦以及刮涂安装过程中，并不会产生划痕。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种耐刮擦车衣顶涂料，其包括以下重量份的组份：
[0006][0007]
上述涂料采用特定配比的异氰酸酯、聚四氢呋喃二元醇、聚己内酯二元醇、催化剂、扩链剂和溶剂制备而成，通过高温反应固化，在聚氨酯tpu上，形成具有保护性能的聚氨酯涂层，该涂层的耐刮擦性能显著，并且该涂层具耐刮擦有的同时，也具有抗雨斑，耐污，耐低温，具有优良动态性能等性能。
[0008]
优选的，所述聚四氢呋喃二元醇为聚四氢呋喃二元醇1000或聚四氢呋喃二元醇2000至少一种。
[0009]
优选的，所述聚己内酯二元醇可以是分子量为聚己内酯二元醇1000、聚己内酯二元醇1500、聚己内酯二元醇3000中的其中一种，或者两种以上混合。
[0010]
优选的，所述扩链剂为1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,6-己二醇中的至少一种。
[0011]
优选的，所述异氰酸酯可以是ipdi三聚体、tdi三聚体、hdi三聚体中的至少一种。
[0012]
优选的，所述催化剂为金属有机催化剂，所述金属有机催化剂可以是有机锡催化剂、有机铋催化剂中的至少一种。
[0013]
更优选的，所述有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡，所述有机铋催化剂为新癸酸铋、环烷酸铋中的至少一种。
[0014]
优选的，所述溶剂为丁酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物。
[0015]
进一步的，该耐刮擦车衣顶涂料还包括助剂，所述助剂包括抗氧化剂、抗紫外助剂、分散剂、消泡剂中的至少一种；所述抗氧化剂为5-10重量份，所述抗紫外助剂为5-10重量份，所述消泡剂为2-10重量份。
[0016]
还提供上述的耐刮擦车衣顶涂料在制备车衣顶涂层中的应用。
[0017]
作为一种优选地可实施方式，本发明所述涂料用于制备耐刮擦隐形车衣顶涂层的方法包括如下步骤：
[0018]
(1)在氮气保护下，将5-35％的异氰酸酯、ptmeg、pcl、催化剂、扩链剂、抗氧化剂、抗紫外助剂和消泡剂、溶剂混合后在70℃下，以800rpm的转速分散反应3小时；
[0019]
(2)将温度降低至30℃，作为聚氨酯涂料的a料，剩下的异氰酸酯作为b料；
[0020]
(3)在使用之前，将a料b料混合，并在800rpm的转速下分散反应30分钟得到耐刮擦涂料；
[0021]
(4)将耐刮擦涂料通过涂布机涂布在tpu基膜上，在100℃下烘烤3分钟，待固化成膜后形成耐刮擦隐形车衣顶涂层。
[0022]
与现有技术相比，有益效果是：
[0023]
本发明采用特定配比的异氰酸酯、聚四氢呋喃二元醇、聚己内酯二元醇、催化剂、扩链剂和溶剂制备而成，通过高温反应固化，在聚氨酯tpu上，形成具有保护性能的聚氨酯涂层，该涂层的耐刮擦性能更强，在车衣安装过程中，在刮板的赶水以及刮板贴合的刮擦影响下，不会出现明显划痕；该涂层具有耐刮擦的同时，也具有抗雨斑，耐污，耐低温，具有优良动态性能等性能。而且本发明设计的涂料所用原料容易获得，合成操作简单，成本更低，适合工业化生产应用。
附图说明
[0024]
本发明无附图。
具体实施方式
[0025]
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
[0026]
hdi三聚体，科思创；
[0027]
ptmeg-1000，巴斯夫；
[0028]
pcl1000，湖南聚仁公司；
[0029]
byk-036，毕克公司。
[0030]
实施例1
4-甲基苯酚；抗紫外助剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；溶剂为丁酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物(重量比丁酮：乙酸乙酯：乙酸丁酯＝1:4:1)；消泡剂为byk-036。
[0049]
本实施例耐刮擦涂料的制备方法包括以下步骤：
[0050]
(1)在氮气保护下，将异氰酸酯69重量份、聚四氢呋喃二元醇100重量份、催化剂10重量份、扩链剂30重量份、抗氧化剂9重量份、抗紫外助剂6重量份和消泡剂9重量份、丁酮200重量份、乙酸乙酯800重量份和乙酸丁酯200重量份混合后在70℃下，以800rpm的转速分散反应3小时；
[0051]
(2)将温度降低至30℃，作为聚氨酯涂料的a料，剩下150重量份异氰酸酯作为b料；
[0052]
(3)在使用之前，将a料b料混合，并在800rpm的转速下分散反应30分钟。
[0053]
(4)将本实施例耐刮擦涂料通过涂布机涂布在tpu基膜上，在100℃下烘烤3分钟，待固化成膜后形成耐刮擦隐形车衣顶涂层。
[0054]
实施例4
[0055]
本实施例提供了一种耐刮擦涂料，其由以下重量份的原料制备而成：异氰酸酯262份，聚己内酯二元醇100份，聚四氢呋喃二元醇100份，催化剂10份，扩链剂40份，抗氧化剂9份，抗紫外助剂6份，溶剂1200份，消泡剂9份，其中，异氰酸酯为hdi三聚体；聚四氢呋喃二元醇为p-1000；聚己内酯二元醇的分子量为1000，购自湖南聚仁公司的2012聚己内酯二元醇；催化剂为二月桂酸二丁基锡；扩链剂为三乙醇胺；抗氧化剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚；抗紫外助剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；溶剂为丁酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物(重量比丁酮：乙酸乙酯：乙酸丁酯＝1:4:1)；消泡剂为byk-036。
[0056]
本实施例耐刮擦涂料的制备方法包括以下步骤：
[0057]
(1)在氮气保护下，将异氰酸酯72重量份、聚四氢呋喃二元醇100重量份、聚己内酯二元醇100重量份、催化剂10重量份、扩链剂40重量份、抗氧化剂9重量份、抗紫外助剂6重量份和消泡剂9重量份、丁酮200重量份、乙酸乙酯800重量份和乙酸丁酯200重量份混合后在70℃下，以800rpm的转速分散反应3小时；
[0058]
(2)将温度降低至30℃，作为聚氨酯涂料的a料，剩下190重量份异氰酸酯作为b料；
[0059]
(3)在使用之前，将a料b料混合，并在800rpm的转速下分散反应30分钟。
[0060]
(4)将本实施例耐刮擦涂料通过涂布机涂布在tpu基膜上，在100℃下烘烤3分钟，待固化成膜后形成耐刮擦隐形车衣顶涂层。
[0061]
实施例5
[0062]
本实施例提供了一种耐刮擦涂料，其由以下重量份的原料制备而成：异氰酸酯133份，聚己内酯二元醇50份，聚四氢呋喃二元醇150份，催化剂10份，扩链剂10份，抗氧化剂5份，抗紫外助剂8份，溶剂900份，消泡剂5份。
[0063]
其中，异氰酸酯为hdi三聚体；聚四氢呋喃二元醇为ptmeg-1000；聚己内酯二元醇为pcl-1000；催化剂为二月桂酸二丁基锡；扩链剂为三乙醇胺；抗氧化剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚；抗紫外助剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；溶剂为丁酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物(重量比丁酮：乙酸乙酯：乙酸丁酯＝1:4:1)；消泡剂为byk-036。
[0064]
本实施例耐刮擦涂料的制备方法包括以下步骤：
[0065]
(1)在氮气保护下，将异氰酸酯33重量份、聚四氢呋喃二元醇150重量份、聚己内酯二元醇50重量份、催化剂10重量份、扩链剂10重量份、抗氧化剂5重量份、抗紫外助剂8重量
份和消泡剂5重量份、丁酮150重量份、乙酸乙酯600重量份和乙酸丁酯150重量份混合后在70℃下，以800rpm的转速分散反应3小时；
[0066]
(2)将温度降低至30℃，作为聚氨酯涂料的a料，剩下100重量份异氰酸酯作为b料；
[0067]
(3)在使用之前，将a料b料混合，并在800rpm的转速下分散反应30分钟。
[0068]
(4)将本实施例耐刮擦涂料通过涂布机涂布在tpu基膜上，在100℃下烘烤3分钟，待固化成膜后形成耐刮擦隐形车衣顶涂层。
[0069]
实施例6
[0070]
本实施例提供了一种耐刮擦涂料，其由以下重量份的原料制备而成：异氰酸酯133份，聚己内酯二元醇150份，聚四氢呋喃二元醇50份，催化剂10份，扩链剂10份，抗氧化剂5份，抗紫外助剂8份，溶剂900份，消泡剂5份。
[0071]
其中，异氰酸酯为hdi三聚体；聚四氢呋喃二元醇为ptmeg-1000；聚己内酯二元醇为pcl-1000；催化剂为二月桂酸二丁基锡；扩链剂为三乙醇胺；抗氧化剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚；抗紫外助剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；溶剂为丁酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物(重量比丁酮：乙酸乙酯：乙酸丁酯＝1:4:1)；消泡剂为byk-036。
[0072]
本实施例耐刮擦涂料的制备方法包括以下步骤：
[0073]
(1)在氮气保护下，将异氰酸酯33重量份、聚四氢呋喃二元醇50重量份、聚己内酯二元醇150重量份催化剂10重量份、扩链剂10重量份、抗氧化剂5重量份、抗紫外助剂8重量份和消泡剂5重量份、丁酮150重量份、乙酸乙酯600重量份和乙酸丁酯150重量份混合后在70℃下，以800rpm的转速分散反应3小时；
[0074]
(2)将温度降低至30℃，作为聚氨酯涂料的a料，剩下100重量份异氰酸酯作为b料；
[0075]
(3)在使用之前，将a料b料混合，并在800rpm的转速下分散反应30分钟。
[0076]
(4)将本实施例耐刮擦涂料通过涂布机涂布在tpu基膜上，在100℃下烘烤3分钟，待固化成膜后形成耐刮擦隐形车衣顶涂层。
[0077]
综合实施例1-6可知，各实施例制备的涂料中组份含量如表1所示：
[0078]
表1
[0079][0080]
[0081]
对比例1
[0082]
本对比例提供了一种涂料，其由以下重量份的原料制备而成：异氰酸酯117份，羟基聚醚多元醇100份，催化剂10份，扩链剂5份，溶剂260份，其中，异氰酸酯为tdi；羟基聚醚多元醇为三羟基聚醚多元醇，分子量为450，购自陶氏化学公司的case用聚醚；催化剂为二月桂酸二丁基锡；扩链剂为bdo(1,4-丁二醇)；溶剂为二甲苯和环己酮的混合物(重量比二甲苯：环己酮＝1:1)。
[0083]
本对比例涂料的制备方法包括以下步骤：
[0084]
(1)在氮气保护下，将异氰酸酯117重量份、羟基聚醚多元醇100重量份、二甲苯65重量份和环己酮65重量份混合后在75℃下，以800rpm的转速分散反应3小时；
[0085]
(2)随后将温度降低至50℃，加入催化剂10重量份和扩链剂重量5份，再升温至75℃，并在800rpm转速下恒温反应3.5h；
[0086]
(3)将温度降低至40℃，加入二甲苯65重量份和环己酮65重量份，以800rpm的转速分散5min，即得涂料。
[0087]
将本对比例涂料通过涂布机涂布在tpu基膜上，在100℃下烘烤3分钟，待固化成膜后形成隐形车衣顶涂层。
[0088]
对比例2
[0089]
本对比例提供了一种涂料，其由以下重量份的原料制备而成：异氰酸酯117份，羟基聚醚多元醇67份，催化剂10份，扩链剂5份，溶剂260份，其中，异氰酸酯为tdi；羟基聚醚多元醇为三羟基聚醚多元醇，分子量为300，购自陶氏化学公司的case用聚醚；催化剂为二月桂酸二丁基锡；扩链剂为bdo(1,4-丁二醇)；溶剂为二甲苯和环己酮的混合物(重量比二甲苯：环己酮＝1:1)。
[0090]
本对比例涂料的制备方法包括以下步骤：
[0091]
(1)在氮气保护下，将异氰酸酯117重量份、羟基聚醚多元醇67重量份、二甲苯65重量份和环己酮65重量份混合后在75℃下，以800rpm的转速分散反应3小时；
[0092]
(2)随后将温度降低至50℃，加入催化剂10重量份和扩链剂重量5份，再升温至75℃，并在800rpm转速下恒温反应3.5h；
[0093]
(3)将温度降低至40℃，加入二甲苯65重量份和环己酮65重量份，以800rpm的转速分散5min，即得涂料。
[0094]
将本对比例涂料通过涂布机涂布在tpu基膜上，在100℃下烘烤3分钟，待固化成膜后形成隐形车衣顶涂层。
[0095]
对比例3
[0096]
本对比例提供了一种涂料，其由以下重量份的原料制备而成：异氰酸酯250份，羟基聚醚多元醇200份，催化剂17份，扩链剂100份，溶剂600份，其中，异氰酸酯为tdi；羟基聚醚多元醇为三羟基聚醚多元醇，分子量为1000，购自陶氏化学公司的case用聚醚；催化剂为新癸酸铋；扩链剂为三羟甲基丙烷；溶剂为丁酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物(重量比丁酮：乙酸乙酯：乙酸丁酯＝1:4:1)。
[0097]
本对比例涂料的制备方法包括以下步骤：
[0098]
(1)在氮气保护下，将异氰酸酯250重量份、催化剂17重量份、扩链剂100重量份、丁酮40重量份、乙酸乙酯160重量份和乙酸丁酯40重量份混合后在60℃下，以800rpm的转速分
散反应4小时；
[0099]
(2)随后将温度降低至45℃，加入羟基聚醚多元醇200重量份，再升温至75℃，并在800rpm转速下恒温反应2h；
[0100]
(3)将温度降低至45℃，将丁酮60重量份、乙酸乙酯240重量份和乙酸丁酯60重量份加入到反应釜中，以500rpm的转速分散15min，即得耐刮擦涂料。
[0101]
将本对比例涂料通过涂布机涂布在tpu基膜上，在100℃下烘烤3分钟，待固化成膜后形成隐形车衣顶涂层。
[0102]
对比例4
[0103]
本对比例提供了一种涂料，其由以下重量份的原料制备而成：异氰酸酯250份，羟基聚醚多元醇200份，丙烯酸酯13份，催化剂17份，扩链剂100份，溶剂600份，其中，异氰酸酯为tdi；羟基聚醚多元醇为三羟基聚醚多元醇，分子量为1000，购自陶氏化学公司的case用聚醚；催化剂为新癸酸铋；扩链剂为三羟甲基丙烷；溶剂为丁酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物(重量比丁酮：乙酸乙酯：乙酸丁酯＝1:4:1)。
[0104]
本对比例涂料的制备方法包括以下步骤：
[0105]
(1)在氮气保护下，将异氰酸酯250重量份、丙烯酸酯13重量份、催化剂17重量份、扩链剂100重量份、丁酮40重量份、乙酸乙酯160重量份和乙酸丁酯40重量份混合后在60℃下，以800rpm的转速分散反应4小时；
[0106]
(2)随后将温度降低至45℃，加入羟基聚醚多元醇200重量份，再升温至75℃，并在800rpm转速下恒温反应2h；
[0107]
(3)将温度降低至45℃，将丁酮60重量份、乙酸乙酯240重量份和乙酸丁酯60重量份加入到反应釜中，以500rpm的转速分散15min，即得耐刮擦涂料。
[0108]
将本对比例涂料通过涂布机涂布在tpu基膜上，在100℃下烘烤3分钟，待固化成膜后形成隐形车衣顶涂层。
[0109]
对比例5
[0110]
本对比例提供了一种耐刮擦涂料，其由以下重量份的原料制备而成：异氰酸酯305份，聚己内酯二元醇50份，聚四氢呋喃二元醇150份，催化剂10份，扩链剂50份，抗氧化剂5份，抗紫外助剂8份，溶剂1200份，消泡剂5份，其中，异氰酸酯为hdi三聚体；聚四氢呋喃二元醇分子量为1000，购自巴斯夫的聚四氢呋喃二元醇-1000；聚己内酯二元醇的分子量为1000，购自湖南聚仁公司的2012聚己内酯二元醇；催化剂为二月桂酸二丁基锡；扩链剂为三乙醇胺；抗氧化剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚；抗紫外助剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；溶剂为丁酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物(重量比丁酮：乙酸乙酯：乙酸丁酯＝1:4:1)；消泡剂为byk-036。
[0111]
本实施例耐刮擦涂料的制备方法包括以下步骤：
[0112]
(1)在氮气保护下，将异氰酸酯205重量份、聚四氢呋喃二元醇150重量份、聚己内酯二元醇50重量份、催化剂10重量份、扩链剂50重量份、抗氧化剂5重量份、抗紫外助剂8重量份和消泡剂5重量份、丁酮200重量份、乙酸乙酯800重量份和乙酸丁酯200重量份混合后在70℃下，以800rpm的转速分散反应3小时；
[0113]
(2)将温度降低至30℃，作为聚氨酯涂料的a料，剩下100重量份异氰酸酯作为b料；
[0114]
(3)在使用之前，将a料b料混合，并在800rpm的转速下分散反应30分钟。
[0115]
(4)将本实施例耐刮擦涂料通过涂布机涂布在tpu基膜上，在100℃下烘烤3分钟，待固化成膜后形成耐刮擦隐形车衣顶涂层。
[0116]
对比例6
[0117]
本对比例提供了一种耐刮擦涂料，其由以下重量份的原料制备而成：异氰酸酯120份，聚己内酯二元醇50份，聚四氢呋喃二元醇150份，催化剂10份，扩链剂7.5份，抗氧化剂5份，抗紫外助剂8份，溶剂700份，消泡剂5份，其中，异氰酸酯为hdi三聚体；聚四氢呋喃二元醇分子量为1000，购自巴斯夫的聚四氢呋喃二元醇-1000；聚己内酯二元醇的分子量为1000，购自湖南聚仁公司的2012聚己内酯二元醇；催化剂为二月桂酸二丁基锡；扩链剂为三乙醇胺；抗氧化剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚；抗紫外助剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；溶剂为丁酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物(重量比丁酮：乙酸乙酯：乙酸丁酯＝1:4:1)；消泡剂为byk-036。
[0118]
本实施例耐刮擦涂料的制备方法包括以下步骤：
[0119]
(1)在氮气保护下，将异氰酸酯20重量份、聚四氢呋喃二元醇150重量份、聚己内酯二元醇50重量份、催化剂10重量份、扩链剂7.5重量份、抗氧化剂5重量份、抗紫外助剂8重量份和消泡剂5重量份、丁酮125重量份、乙酸乙酯450重量份和乙酸丁酯125重量份混合后在70℃下，以800rpm的转速分散反应3小时；
[0120]
(2)将温度降低至30℃，作为聚氨酯涂料的a料，剩下100重量份异氰酸酯作为b料；
[0121]
(3)在使用之前，将a料b料混合，并在800rpm的转速下分散反应30分钟。
[0122]
(4)将本实施例耐刮擦涂料通过涂布机涂布在tpu基膜上，在100℃下烘烤3分钟，待固化成膜后形成耐刮擦隐形车衣顶涂层。
[0123]
综合对比例1-6可知，各对比例的涂料中组份含量如表2所示：
[0124][0125]
效果例1
[0126]
对实施例1-6以及对比例1-6制备的12种涂层使用铜刷在制备好的隐形车衣上，用几乎相同的力道进行来回30次刮擦，并通过afm原子力显微镜观察涂层表面划痕情况。实施例1-6以及对比例1-6的测试结果如下表3所示。
[0127]
表3
[0128][0129][0130]
通过上述实验对比，对比例实验在隐形车衣安装过程中，由于铜刷的原因以及涂层不具有耐刮擦的能力，会导致隐形车衣的外观存在划痕的问题，在加工过程中出现影响表面的划痕；并且会影响表面的光泽度；而采用了本发明设计的涂料配方，采用特定配比的异氰酸酯、聚四氢呋喃二元醇、聚己内酯二元醇、催化剂、扩链剂和溶剂制备而成，通过高温反应固化，在聚氨酯tpu上，形成具有保护性能的聚氨酯涂层，该涂层的耐刮擦性能更强，在车衣安装过程中，在刮板的赶水以及刮板贴合的刮擦影响下，不会出现明显划痕；该涂层具有耐刮擦的同时，也具有抗雨斑，耐污，耐低温，具有优良动态性能等性能。而且本发明设计的涂料所用原料容易获得，合成操作简单，成本更低，适合工业化生产应用。
[0131]
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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。