一种低VOC的氨基烤漆组合物、制备方法及其应用与流程

本发明涉及涂料，具体地涉及一种低voc的氨基烤漆效应颜料漆组合物，更具体地涉及一种用于汽车车身及轮毂的低voc的氨基烤漆效应颜料漆组合物、制备方法及其应用。

背景技术：

1、氨基烤漆以丙烯酸树脂、氨基树脂等为主要成膜物质，组分之间发生化学反应，形成具有三维网络的体型结构，具有很高的硬度、优异的附着力、高光泽、良好的保光保色性等性能，可以广泛用于汽车或船舶等的涂装。

2、随着汽车制造业的发展，人们对汽车零部件的涂装要求越来越高，环保法规也越来越严格，各种环保条例都对挥发性有机化合物(voc)的排放量、有害溶剂及各种重金属的含量具有严格限制。因此，发展绿色环保的低voc涂料已经成为涂料行业发展的趋势。

3、因此，提供一款可用于汽车涂料用的、满足gb/t 38597-2020《低挥发性有机化合物含量涂料产品技术要求》的低voc氨基烤漆组合物，尤为必要。

技术实现思路

1、为了实现上述发明目的，本发明提供一种低voc的氨基烤漆效应颜料漆组合物、其制备方法和应用。该氨基烤漆效应颜料漆组合物在喷涂粘度下的voc含量满足gb/t 38597-2020《低挥发性有机化合物含量涂料产品技术要求》中对汽车用的效应颜料漆的voc限量值(g/l)的要求，即＜580。同时，该氨基烤漆效应颜料漆组合物具有良好的铝粉定向效果、光泽度、闪烁感(ff值)和流平性，能同时满足与液体单组分清漆和粉末清漆的配套使用。

2、本发明的第一方面提供了一种氨基烤漆效应颜料漆组合物，按重量百分比计，包括：

3、

4、

5、进一步地，所述铝浆中的铝粉粒径为12～30μm，较佳地为15μm。

6、进一步地，所述铝浆的不挥发份含量为60.0～75.0％，较佳地为70％。

7、进一步地，所述铝浆为cf-190n(购自肇庆东洋)。

8、进一步地，所述热固性丙烯酸树脂由甲基丙烯酸酯类以及其它特殊功能单体共聚而成，其不挥发份含量为78.0～82.0％。

9、进一步地，所述热固性丙烯酸树脂的粘度为4000～12000pa.s。

10、进一步地，所述热固性丙烯酸树脂购自uar 201 80f2、购自安徽优科新材料科技有限公司。

11、进一步地，所述聚酯树脂为羟基聚酯多元醇树脂，其不挥发份含量为68.0～72.0％。

12、进一步地，所述聚酯树脂的粘度为4.2～9.0pa.s。

13、进一步地，所述聚酯树脂按照固体树脂计，其羟基含量为1.0～3.0wt％。

14、进一步地，所述聚酯树脂为uralac 8815 s-70(购自dsm公司)，其不挥发份含量为68.0～72.0％，粘度为4.2～9.0pa.s，以固体树脂计的羟基含量为1.4％。

15、进一步地，所述聚酯树脂为pb 291(购自建兴化学公司)，其不挥发份含量为68.0～72.0％，粘度为5.0～8.5pa.s，以固体树脂计的羟基含量为2.3％。

16、进一步地，所述氨基树脂包括氨基树脂a和氨基树脂b，且氨基树脂a不同于氨基树脂b。

17、进一步地，所述氨基树脂a为正丁基醚化高亚氨基树脂，其不挥发份含量为74.0～78.0％，粘度为3000～6000mpa.s。

18、进一步地，所述氨基树脂b为甲醚化高亚氨基树脂，其不挥发份含量为78.0％～82.0％，粘度为2500～4500mpa.s。

19、进一步地，所述氨基树脂a为ucl 058(购自安徽优科新材料有限公司)，其不挥发份含量为74.0～78.0％、粘度为3000～6000mpa.s。

20、进一步地，所述氨基树脂b为cymell 325(购自湛新公司)，其不挥发份含量为78.0％～82.0％、粘度为2500～4500mpa.s。

21、进一步地，以固体树脂计，所述氨基树脂a和氨基树脂b的质量比为3:1～4:1。此时得到的效应颜料漆组合物的硬度和柔韧性达到最佳平衡，层间附着力更优。

22、进一步地，所述封端异氰酸酯树脂的不挥发份含量为73.0～77.0％，解封温度为110～150℃。

23、进一步地，所述封端异氰酸酯树脂中封端的异氰酸酯官能团含量为8％～12wt％。

24、进一步地，所述封端异氰酸酯树脂为desmodur bl 3175 sn cn(购自bayer公司)，其不挥发份含量为73.0～77.0％，解封温度为137℃，封端异氰酸酯树脂中封端的异氰酸酯官能团含量为11.1wt％。

25、进一步地，所述封端异氰酸酯树脂为tka-b75s(购自旭化成公司)，其不挥发份含量为73.0～77.0％，解封温度为142℃，封端异氰酸酯树脂中封端的异氰酸酯官能团含量为11.2wt％。

26、进一步地，所述醋酸丁酸纤维素的不挥发份含量为100％，tg值为128～141℃，羟基含量为0.8～1.8％。醋酸丁酸纤维素能提高效应颜料漆喷涂时的铝粉定向排列，防止铝粉发花。

27、进一步地，所述醋酸丁酸纤维素为estman cab 381-20(购自伊士曼公司)，其不挥发份含量为100％，tg值为141℃，羟基含量为1.8％。

28、进一步地，所述醋酸丁酸纤维素为estman cab 381-0.5(购自伊士曼公司)，其不挥发份含量为100％，tg值为130℃，羟基含量为1.3％；

29、进一步地，所述微凝胶-丙烯酸树脂聚合物的不挥发份含量为49.0～55.0％，粘度为17～170mpa.s，酸值≤2.2mg koh/g。微凝胶-丙烯酸树脂聚合物有益于铝粉排列，并且能防止液体清漆湿碰湿喷涂在效应颜料漆上时咬噬铝粉，拓展了效应颜料漆的施工范围。

30、进一步地，所述微凝胶-丙烯酸树脂聚合物为setalux 1801 sa 53(购自湛新公司)，其不挥发份含量为52.0～54.0％，粘度为17～140mpa.s(23℃，250s-1)，酸值≤2.2mgkoh/g。

31、进一步地，所述微凝胶-丙烯酸树脂聚合物为setalux 1850 sa 50(购自湛新公司)，其不挥发份含量为49.0～51.0％，粘度为20～170mpa.s(23℃，250s-1)，酸值≤1.5mgkoh/g。

32、进一步地，所述防沉降蜡为聚酰胺蜡分散体，其不挥发份含量为20.0％。防沉降蜡的作用是防止效应颜料漆储存期间铝粉沉降，同时对效应颜料漆喷涂时铝粉定向也有帮助。

33、进一步地，所述防沉降蜡为desparlon 6901-20x(购自desparlon公司)，其不挥发分为20％。

34、进一步地，所述防沉降蜡为desparlon 6900-20hv(购自desparlon公司)，其不挥发分为20％。

35、进一步地，所述其他助剂选自流平剂、消泡剂、防流挂助剂或润湿分散剂中的一种或几种。

36、进一步地，所述流平剂为丙烯酸流平剂，所述丙烯酸流平剂选自dynoadd f-1(购自dynea公司)，或feka 3777(购自bsaf公司)。

37、更进一步地，按所述组合物的总重量计，所述助剂中包含流平剂0.1～0.4份。

38、进一步地，所述溶剂选自醇类溶剂、酮类溶剂、酯类溶剂、芳烃类溶剂、或其组合。

39、进一步地，所述醇类溶剂选自异丁醇和/或正丁醇，并且所述醇类溶剂占所述组合物重量的1～3％。

40、进一步地，所述酯类溶剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、异丁酸异丁酯、丙酸丁酯、乙酸丁酯、乙酸乙酯、或其组合，并且所述酯类溶剂占所述组合物重量的17.0～21.0％。

41、进一步地，所述酮类溶剂选自丁酮、甲基戊基酮、甲基异戊基酮和甲基异丁基酮、或其组合，并且所述酮类溶剂占所述组合物重量的6.0～10.0％。使用酯类溶剂和酮类溶剂对主体树脂有很好的溶解力，可以在保持效应颜料漆不挥发分含量不变前提下，有效降低漆液粘度，而且酮类溶剂比重相对较小，更能进一步降低效应颜料漆漆的voc含量。

42、进一步地，所述芳烃类溶剂选自二甲苯、s-100#、s-150#、或其组合，并且所述芳烃类溶剂占所述组合物重量的14.0～18.0％。

43、本发明的第二方面提供了一种制备本发明的第一方面所述的氨基烤漆效应颜料漆组合物的方法，包括步骤：

44、(1)制备醋酸丁酸纤维素的预混物：将部分酯类溶剂投入容器b中，在500～700r/min条件下搅拌，投入配方量的醋酸丁酸纤维素，搅拌至醋酸丁酸纤维素全部溶解，无聚团和颗粒后，停止搅拌；

45、(2)制备铝浆的预混物：将配方量的铝浆和部分酯类溶剂投入容器c中，在200～300r/min条件下搅拌，待铝浆分散均匀、无结团后，加入步骤(1)中的纤维素预混物，并再取部分酯类溶剂冲洗容器b后一起加入容器c中，提高转速至300～400r/min条件下继续搅拌30～40min后停止搅拌；

46、(3)在容器d中，投入配方量的全部醇类和酮类，在300～500r/min条件下搅拌，投入配方量的剩余热固性丙烯酸树脂、聚酯树脂、封端异氰酸酯树脂、氨基树脂和助剂，搅拌10～20min；

47、(4)可选地，制备防沉降蜡预混物：将部分芳烃类溶剂投入容器a中，在300～600r/min下搅拌，再加入部分热固性丙烯酸树脂，搅拌5～10min，投入配方量的防沉降蜡，提高转速至800～1000r/min，继续搅拌，测得细度≤10μm后，停止搅拌；向容器d中加入所述防沉降蜡预混物，并用剩余芳烃类溶剂冲洗容器a后一起加入容器d；

48、最后向容器d中依次投入微凝胶-丙烯酸树脂聚合物和铝浆预混物，并取剩余酯类溶剂冲洗容器c后一起投入，继续搅拌30～40min，制得所述氨基烤漆效应颜料漆组合物。

49、本发明的第三方面提供所述的低voc氨基烤漆效应颜料漆的应用。

50、进一步地，所述低voc氨基烤漆效应颜料漆用于汽车的车身和轮毂的涂装中。

51、本发明的有益效果如下：

52、本发明提供的低voc的氨基烤漆效应颜料漆组合物中，以热固性丙烯酸树脂、聚酯树脂、氨基树脂和封端异氰酸酯树脂为基体树脂，并配以合适的醋酸丁酸纤维素、微凝胶丙烯酸树脂聚合物、防沉降蜡和助剂，将其用于低voc氨基烤漆效应颜料漆中，所制得的效应颜料漆漆喷涂固体分＞41％，喷涂粘度范围为19.5～21.5秒/20℃*涂4杯。

53、本发明使用了微凝胶-丙烯酸树脂聚合物替代单纯的微凝胶用在效应颜料漆中，可以避免液体清漆咬噬效应颜料漆，同时降低效应颜料漆漆的voc含量。最终喷涂粘度下的voc含量满足gb/t 38597-2020《低挥发性有机化合物含量涂料产品技术要求》——溶剂型涂料中voc含量的要求——汽车原厂涂料(乘用车)——底色漆漆——效应颜料漆——限量值(g/l)＜580的要求，并具有好的铝粉定向效果、光泽度、闪烁感(ff值)和流平性，能同时满足与液体单组分清漆和粉末清漆的配套使用。

54、本发明提供的低voc氨基烤漆效应颜料漆可很好地应用于汽车涂料原厂涂料(乘用车)的车身及轮毂的涂装中。