一种汽车用耐生物基污染的水性色漆涂料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及涂料。更具体地，涉及一种汽车用耐生物基污染的水性色漆涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、现代汽车用涂装体系包括电泳、中涂、色漆以及清漆涂层。每个涂层各自在涂层体系起到各自的作用。电泳起到对车身材质的防腐蚀作用；中涂起到遮盖电泳颜色以及耐冲击的作用；色漆提供颜色；清漆作为最外层涂料起到保护整个车身涂层的作用，例如防止天然落下物(酸雨、鸟粪、树叶树脂物)对车身涂层的损害、减少uv光线对涂层的破坏以及提供车身高光泽和平整的外观。

2、天然落下物中鸟类的粪便以及树叶树脂物的滴落对车身涂层的伤害是现代汽车使用过程中不可避免的，同时也是车身用涂料的重要检测项目之一。鸟粪中没有彻底消化完的蛋白质，在高温条件下分解过程中会破坏车身涂层的成膜物质的分子结构，从而造成涂层被破坏，且自然界中鸟类的食物种类多样且复杂，粪便中的蛋白质种类也各不相同，对涂层的伤害也很难完全控制。树叶树脂滴落物中的化学物质比如桃胶、阿拉伯胶等在高温下强酸或者强碱物质的浓度会上升并与车身漆膜涂层的主要成膜物质聚氨酯发生化学反应，使得涂层失去效果。

3、这两类天然落下物属于生物基类污染源，我们无法排除，因为汽车使用在自然环境中这些天然落下物无法避免。通常我们抵抗这两类污染物的涂层改良方向都是通过调整清漆涂料的配方来提高涂层的耐污染能力，比如通过调整清漆配方中成膜丙烯酸树脂的分子量提高成膜物的致密性或者选择增加柔韧性较好的聚酯树脂来与氨基树脂进行成膜反应，以及选择甲醚化的氨基树脂来提高成膜物质的柔韧性。但是这些操作会对清漆涂层相关性质产生较大的影响，比如选择高分子量的丙烯酸树脂会导致涂料粘度上升，为了达到施工粘度要求需要采用大量醋酸丁酯等溶剂进行稀释，会使voc排放超标；聚酯树脂用量提高会使清漆涂层的外观数据长波值下降；甲醚化氨基树脂替代丁醚化氨基树脂会使涂料的流平性下降、耐候能力变差；为了解决这些问题我们需要在配方里增加流平助剂以及抗uv以及抗自由基的助剂，但这些会导致配方成本上升，同时对涂料的施工性能也会有影响。

技术实现思路

1、为至少解决汽车漆涂膜被生物基类污染物污染的问题，本发明的目的在于提供一种汽车用耐生物基污染的水性色漆涂料及其制备方法和应用。

2、为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

3、一种汽车用耐生物基污染的水性色漆涂料，其特征在于，按重量份计，形成所述水性色漆涂料的原料中包含如下组分：

4、10-50份水性丙烯酸树脂二级分散体、10-50份水性聚酯改性羟基官能共聚物乳液、5-15份氨基树脂、1-10份环保型水性高全太阳光反射比颜料色浆、5-30份溶剂，和助剂；

5、其中，所述水性丙烯酸树脂二级分散体与水性聚酯改性羟基官能共聚物乳液的总质量占水性色漆涂料组合物总质量的50-100wt％，且不为100wt％。

6、进一步地，所述环保型水性高全太阳光反射比颜料色浆为环保型水性高全太阳光反射比颜料经分散制备得到的色浆。

7、进一步地，所述原料中，按质量百分含量计，包含1-5％的环保型水性高全太阳光反射比颜料。

8、进一步地，所述环保型水性高全太阳光反射比颜料高全太阳光反射比颜料的全太阳光反射比为50％以上。

9、进一步地，所述环保型水性高全太阳光反射比颜料色浆为热能黑色浆、热能橙色浆或者热能绿色浆中的至少一种。

10、进一步地，所述环保型水性高全太阳光反射比颜料色浆中，按质量百分含量计，包含：

11、20-25％的环保型水性高全太阳光反射比颜料、20-25％的分散剂、0.5-1％的润湿剂和50-55％的去离子水。

12、进一步地，所述环保型水性高全太阳光反射比颜料选自红外线反射颜料或红外线透射颜料。

13、进一步地，所述红外线反射颜料或红外线透射颜料选自铁铬黑、钒酸铋、钴钛绿和氧化铬绿中的一种或几种。

14、进一步地，所述环保型水性高全太阳光反射比颜料选自l0086苝黑颜料、sicopalpy184颜料和ranbar green i-gn中的一种或几种。

15、进一步地，所述水性丙烯酸树脂二级分散体的数均分子量为45000-85000，不挥发份为20-50％，ph值为8.0-9.5。

16、进一步地，所述水性丙烯酸树脂二级分散体选自bayhydrol a2470、uacryl2145h、vsc 6276w/44wa、setaqua 6803和lacper 4702丙烯酸乳液中的至少一种。

17、进一步地，所述水性丙烯酸树脂二级分散体选自bayhydrol a2470、uacryl2145h、setaqua 6803、lacper 4702丙烯酸乳液中的两种，其中，一种水性丙烯酸树脂二级分散体的含量为10-20份，另一种水性丙烯酸树脂二级分散体的含量为20-30份。

18、进一步地，所述水性聚酯改性羟基官能共聚物乳液的数均分子量60000-100000，聚酯含量在5-50wt％之间，不挥发份为35-85wt％，优选为42.5-45.5wt％。

19、进一步地，所述水性聚酯改性羟基官能共聚物乳液中含有10-20wt％的苯乙烯，粘度为200-2400mpa.s，ph值为8.0-9.5，羟值为80-90mgkoh/g，密度为1-1.2g/cm3。

20、进一步地，所述水性聚酯改性羟基官能共聚物乳液中含有15wt％的苯乙烯，粘度为200-2400mpa.s，ph值为8.0-9.1，羟值为85mgkoh/g，密度为1.04g/cm3。

21、进一步地，所述水性聚酯改性羟基官能共聚物乳液选自viacryl vsc 6800w/47wa、yg-sd842水性丙烯酸改性饱和聚酯树脂、yg-sp881水性饱和聚酯树脂、daotan tw6466/36wa和daotan tw 6431/45wa中的至少一种。

22、进一步地，所述水性聚酯改性羟基官能共聚物乳液选自viacryl vsc 6800w/47wa、yg-sd842水性丙烯酸改性饱和聚酯树脂、yg-sp881水性饱和聚酯树脂、daotan tw6466/36wa和daotan tw 6431/45wa中的两种，其中，一种水性聚酯改性羟基官能共聚物乳液的含量为10-15份，另一种水性聚酯改性羟基官能共聚物乳液的含量为4-10份。

23、进一步地，所述溶剂中包含水和有机溶剂。

24、进一步地，所述有机溶剂在水中的溶解度大于20g/100g水，沸点为150-200℃。

25、进一步地，所述有机溶剂选自醇醚类溶剂和/或醇醚酯类溶剂。

26、进一步地，按重量份计，所述溶剂中包含5-12份水。

27、进一步地，所述助剂中包含1-5份分散剂。

28、进一步地，所述分散剂选自非离子型分散剂。

29、进一步地，所述助剂中还包含润湿剂、流平剂、成膜助剂、ph调节剂、消泡剂、助溶剂、光老化剂中的至少一种。

30、进一步地，所述助剂中包含0.5-2份润湿剂、2-5份流平剂、2-4份ph调节剂。

31、又一方面，本发明提供如上所述的汽车用耐生物基污染的水性色漆涂料的制备方法，包括如下步骤：

32、将水性丙烯酸树脂二级分散体、水性聚酯改性羟基官能共聚物乳液、溶剂、部分助剂混匀，加入环保型水性高全太阳光反射比颜料色浆，混匀后，加入氨基树脂和剩余助剂，得到所述水性色漆涂料。

33、又一方面，本发明提供如上所述的汽车用耐生物基污染的水性色漆涂料在汽车车身的涂装中的应用。

34、又一方面，本发明提供一种改善汽车涂膜对生物基污染物的耐污染能力的方法，在汽车车身的涂装中，选用如上所述的汽车用耐生物基污染的水性色漆涂料作为色漆使用。

35、本发明的有益效果如下：

36、本发明中提供的水性色漆涂料中，水性高全太阳光反射比(tsr)颜料色浆的使用有助于提高车身表面涂膜对太阳光的反射能力，减少热能转化，降低车身表面的温度，并且降低生物基污染物的腐蚀能力。该水性色漆涂料配方不会影响现有涂料系统的成膜树脂比例；不影响工艺过程中voc排放量，不会影响涂层的外观目视效果，特别地，可以更好的改善深色车身如黑色车身的耐生物基污染能力；此外，该水性色漆涂料中，使用环保型水性高全太阳光反射比颜料色浆来提高涂层体系的热能管理效率，该色浆的用量与传统水性分散色浆无明显差异，且颜料分散方式与使用的分散助剂无明显差异，不会出现相容性问题；进一步地，保持该汽车用耐生物基污染的水性色漆涂料涂膜后的高光泽性以及更优的流平性。

技术特征：

1.一种汽车用耐生物基污染的水性色漆涂料，其特征在于，按重量份计，形成所述水性色漆涂料的原料中包含如下组分：

2.根据权利要求1所述的水性色漆涂料，其特征在于，所述环保型水性高全太阳光反射比颜料色浆为环保型水性高全太阳光反射比颜料经分散制备得到的色浆；

3.根据权利要求2所述的水性色漆涂料，其特征在于，所述环保型水性高全太阳光反射比颜料选自红外线反射颜料或红外线透射颜料；

4.根据权利要求1所述的水性色漆涂料，其特征在于，所述水性丙烯酸树脂二级分散体的数均分子量为45000-85000，不挥发份为20-50％，ph值为8.0-9.5；

5.根据权利要求1所述的水性色漆涂料，其特征在于，所述水性聚酯改性羟基官能共聚物乳液的数均分子量60000-100000，聚酯含量在5-50wt％之间，不挥发份为35-85％；

6.根据权利要求1所述的水性色漆涂料，其特征在于，所述溶剂中包含水和有机溶剂；

7.根据权利要求1所述的水性色漆涂料，其特征在于，所述助剂中包含1-5份分散剂，优选地，所述分散剂选自非离子型分散剂；

8.如权利要求1-7任一项所述的汽车用耐生物基污染的水性色漆涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.如权利要求1-7任一项所述的汽车用耐生物基污染的水性色漆涂料在汽车车身的涂装中的应用。

10.一种改善汽车涂膜对生物基污染物的耐污染能力的方法，其特征在于，在汽车车身的涂装中，选用如权利要求1-7任一项所述的汽车用耐生物基污染的水性色漆涂料作为色漆使用。

技术总结
本发明公开一种汽车用耐生物基污染的水性色漆涂料及其制备方法和应用。按重量份计，形成所述水性色漆涂料的原料中包含如下组分：10‑50份水性丙烯酸树脂二级分散体、10‑50份水性聚酯改性羟基官能共聚物乳液、5‑15份氨基树脂、1‑10份环保型水性高全太阳光反射比颜料色浆、5‑30份溶剂，和助剂；其中，所述水性丙烯酸树脂二级分散体与水性聚酯改性羟基官能共聚物乳液的总质量占所述水性色漆涂料总质量的50‑100wt％，且不为100wt％。该水性色漆涂料有助于提高汽车车身表面涂膜对太阳光的反射能力，减少热能转化，降低车身表面的温度，并且降低生物基污染物的腐蚀能力。

技术研发人员：胡燕,姚旭阳
受保护的技术使用者：立邦涂料（中国）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5