本技术涉及喷涂车衣膜领域,更具体地说,它涉及一种喷涂液态车衣膜组合物、喷涂车衣膜及其制备方法。
背景技术:
1、车衣膜是一种用于汽车车身保护的高分子材料薄膜,它通常由聚氨酯、聚乙烯、聚氯乙烯等材料制成,具有耐磨、防刮、防紫外线、防污染等特性。车衣膜可以贴在车身表面,形成一层保护层,有效防止车漆被外界因素损伤,同时保持车身的光泽度。此外,车衣膜还可以根据需要定制不同的颜色和图案,为车身增添个性化元素。
2、传统的车衣膜一般需要通过工厂预制成膜,大致的工艺为:母粒熔炼→流延成膜→背胶工艺→涂层工艺,不仅工艺繁琐,成本较高,且车衣膜需以整卷形式销售,粘贴在车身上后再进行剪裁,较为浪费;此外,粘贴车衣膜的工时较长,同时还对工人的手法要求较高,极易因为操作问题而导致起鼓、脱层等现象。因此,越来越多的人开始采用喷涂车衣膜的方式代替传统的工厂预制成膜。
3、目前,喷涂车衣膜所用涂料多采用水性聚氨酯作为主要成分,但通常存在干燥速度慢、强度低、耐水性差等问题。聚脲是一类由异氰酸酯组分和氨基化合物组分反应生成的高分子化合物,因其具有良好的防腐、防水、耐磨、耐老化等性能,逐渐引起了人们的关注,人们发现采用聚脲代替水性聚氨酯能够使喷涂车衣膜的各方面性能更为优异。
4、常用的聚脲包括芳香族喷涂聚脲和位阻型仲胺天门冬氨酸酯聚脲。但是,这两种聚脲分别存在以下问题:喷涂聚脲采用芳香族氨基组分和异氰酸酯经喷涂后交联固化,由于反应速度极快,导致涂料还未来及润湿基材内部就固化完成,所得涂层的表面效果较差、附着力较低,且耐候性差,无法直接应用在民用汽车车衣膜上;而位阻型仲胺天门冬氨酸酯聚脲虽然固化速度适中,附着力较好,但所得涂层的拉伸强度、撕裂强度等力学性能不高,使得涂层难以整片剥离,可剥离性较差,影响了车衣膜更换的便捷性。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题,本技术提供一种喷涂液态车衣膜组合物、喷涂车衣膜及其制备方法。
2、第一方面,本技术提供的一种喷涂液态车衣膜组合物,采用如下的技术方案:
3、一种喷涂液态车衣膜组合物,包括a组分和b组分,按重量份计,a组分所用原料包括:异氰酸酯预聚物10-40份;b组分所用原料包括:亚胺树脂5-20份、聚天门冬氨酸酯树脂0-20份;所述异氰酸酯预聚物选自脂肪族异氰酸酯预聚物和/或脂环族异氰酸酯弹性预聚物;所述亚胺树脂选自脂肪族亚胺树脂和/或脂环族亚胺树脂;所述聚天门冬氨酸酯树脂选自脂肪族聚天门冬氨酸酯树脂和/或脂环族聚天门冬氨酸酯树脂;并且,当a组分和b组分混合使用时,异氰酸酯预聚物、亚胺树脂和聚天门冬氨酸酯树脂中至少有一种含有脂环族结构。
4、可选的,所述脂肪族异氰酸酯弹性预聚物由脂肪族异氰酸酯单体与多元醇、聚天门冬氨酸酯树脂中至少一种聚合得到。
5、可选的,所述脂肪族异氰酸酯单体选自六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、1,5-戊二异氰酸酯、1,5-戊二异氰酸酯三聚体和三甲基己二异氰酸酯中至少一种。
6、可选的,所述多元醇包括二元醇,所述二元醇的平均分子量为62-3000。
7、更具体的,所述二元醇选自聚酯二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚四氢呋喃二醇、碳原子个数为1-18的链状脂肪二醇中至少一种。若为进一步优化异氰酸酯预聚物的某些性能,多元醇中还可加入除二元醇以外的其他醇作为分子量调节剂、官能度调节剂或扩链剂等使用。
8、所述脂肪族异氰酸酯弹性预聚物采用以下方法制得:将反应原料在60-90℃的温度下保温反应5-9小时,得到nco含量为2-10%的脂肪族异氰酸酯弹性预聚物。该聚合反应也可以选择性加入溶剂,本技术将选择性加入的溶剂记为第一溶剂。该聚合反应也可以选择性加入催化剂,以辅助聚合反应的进行,本技术将选择性加入的催化剂记为第一催化剂。
9、可选的,所述第一溶剂选自烷烃有机溶剂、芳烃有机溶剂、芳烷烃有机溶剂、酯类有机溶剂、醚类有机溶剂、酮类有机溶剂中的一种。
10、更具体的,所述第一溶剂选自甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇二醋酸酯、丙二醇二醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、3-甲氧基丙酸甲酯和3-乙氧基丙酸乙酯中至少一种。
11、可选的,所述第一催化剂为有机铋催化剂。
12、可选的,所述脂环族异氰酸酯弹性预聚物由脂环族异氰酸酯单体与多元醇、聚天门冬氨酸酯树脂中至少一种聚合得到。
13、可选的,所述脂环族异氰酸酯单体选自异佛尔酮二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯中至少一种。
14、所述脂环族异氰酸酯弹性预聚物采用与脂肪族异氰酸酯弹性预聚物完全相同的方法制得。
15、可选的,所述脂肪族亚胺树脂由脂肪族二胺与酮类化合物、醛类化合物中至少一种反应得到。
16、可选的,所述脂肪族二胺选自戊二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、己二胺、三甲基己二胺中至少一种。
17、可选的,所述酮类化合物选自丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、甲基异戊基酮、甲基异丙基酮中至少一种。
18、可选的,所述醛类化合物选自苯甲醛、苯乙醛、正丁醛、异丁醛、异戊醛、2,2-二甲基-3-月桂酰氧基-丙醛中至少一种。
19、所述脂肪族亚胺树脂采用以下方法制得:将反应原料在90-120℃的温度下脱水缩合12-24小时。
20、可选的,所述脂环族亚胺树脂由脂环族二胺与酮类化合物、醛类化合物中至少一种反应得到。
21、可选的,所述脂环族二胺选自4,4'-二氨基二环己基甲烷、3,3'-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷、异佛尔酮二胺、甲基环己二胺、环己二胺、1,3-环己二甲胺中至少一种。
22、所述脂环族亚胺树脂采用与脂肪族亚胺树脂完全相同的方法制得。
23、所述脂肪族聚天门冬氨酸酯树脂的制备方法,包括以下步骤:将脂肪族二胺与马来酸酯、富马酸酯中的一种在70-10℃的温度下加成反应12-48小时。
24、所述脂肪族聚天门冬氨酸酯树脂的制备方法,还包括以下步骤:将加成反应后所得物与酮类化合物、醛类化合物中至少一种在90-120℃的温度下脱水缩合12-24小时。
25、可选的,所述马来酸酯选自马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二正丁酯、马来酸二异辛酯中至少一种。
26、可选的,所述富马酸酯选自富马酸二甲酯、富马酸二乙酯、富马酸二丙酯、富马酸二丁酯中至少一种。
27、所述脂环族聚天门冬氨酸酯树脂除将脂肪族二胺替换为脂环族二胺外,采用与脂肪族聚天门冬氨酸酯树脂完全相同的方法制得。
28、通过上述技术方案,本技术利用亚胺树脂水解与异氰酸酯预聚物进行固化,制得了具有高强度、高延伸性、耐候性极强的涂层,并且刚性脂环族结构的引入,进一步提高了该涂层的强度,使得该涂层具有良好的可撕性,且撕裂强度较高,当需要更换车衣膜时,该涂层可以实现整片剥离,可剥离性较强,大幅度提高了更换车衣膜的便捷性。同时,本技术还利用了亚胺树脂与异氰酸酯预聚物、聚天门冬氨酸酯树脂配合,明显降低了氨基化合物组分与异氰酸酯组分之间的反应速度,调节了干燥速度,使得涂料可以充分润湿基材内部,从而提高了固化后的涂层与车漆之间的附着力。经检测,本技术的喷涂液态车衣膜组合物固化形成涂层后与光滑的车漆表面之间的拉拔附着力可以达到3-5mpa。
29、优选的,当a组分和b组分混合使用时,所述异氰酸酯预聚物、亚胺树脂和聚天门冬氨酸酯树脂中至少有两种含有脂环族结构。
30、优选的,当a组分和b组分混合使用时,所述异氰酸酯预聚物、亚胺树脂和聚天门冬氨酸酯树脂中均含有脂环族结构。
31、通过上述技术方案,本技术优化了脂环族结构的最低引入量,进一步增强了涂层的力学强度,从而进一步提高了涂层的可剥离性。
32、优选的,按重量份计,所述a组分还包括1-10份异氰酸酯单体,所述异氰酸酯单体为脂环族异氰酸酯单体。
33、通过上述技术方案,本技术采用具有刚性脂环族结构的异氰酸酯单体、异氰酸酯预聚物一起与b组分中的亚胺树脂等组分进行固化,进一步提高了涂层的力学强度,从而提高了涂层的可剥离性。
34、优选的,所述喷涂液态车衣膜组合物还包括消泡剂、流平剂、防流挂助剂、紫外线吸收剂、第二催化剂、第二溶剂、色浆中至少一种。
35、可选的,按重量份计,所述消泡剂为0-1份、流平剂为0-1份、防流挂助剂为0-1份、紫外线吸收剂为0-3份、第二催化剂为0-3份、第二溶剂为0-60份、色浆为0-20份。
36、通过上述技术方案,当需要加入上述这些物质时,如本领域技术人员公知的,可以将这些物质以任意组合方式加入a组分中、b组分中或单独形成c组分与a组分、b组分混合使用。在本技术的具体实施方式中,将上述物质加入a组分和b组分中为例进行说明。
37、可选的,所述消泡剂选自聚醚型消泡剂、有机硅型消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂中的一种。优选的,所述消泡剂为聚醚型消泡剂。更具体的,所述聚醚型消泡剂采用byk1790、byk054、byk052中的一种。
38、通过采用上述技术方案,聚醚型消泡剂、有机硅型消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂均能达到良好的消泡效果。其中,聚醚型消泡剂的亲油亲水比例适中,消泡速率较高,且在聚天门冬氨酸酯树脂体系、聚脲体系中具有较好的相容性,制得的涂层表观更优。
39、可选的,所述流平剂采用聚丙烯酸酯类流平剂或氟碳改性聚丙烯酸酯类流平剂。
40、优选的,所述流平剂采用byk354、byk399、efka3600中的一种。
41、通过采用上述技术方案,byk354、byk399、efka3600这三种流平剂与聚天门冬氨酸酯树脂具有更好的相容性,使得涂料的流平性更好,得到的涂层光泽度更高。
42、可选的,所述防流挂助剂为byk410。
43、可选的,所述紫外线吸收剂为uv1130或uv292。
44、可选的,所述第二催化剂选自有机铋催化剂、酸类催化剂中的一种。所述酸类催化剂选自无机酸催化剂、有机酸催化剂和路易斯酸催化剂中的至少一种。
45、更具体的,所述第二催化剂选自磷酸、乳酸、冰醋酸、柠檬酸、月桂酸、草酸和十二烷基苯磺酸中的一种。
46、可选的,所述第二溶剂选自烷烃有机溶剂、芳烃有机溶剂、芳烷烃有机溶剂、酯类有机溶剂、醚类有机溶剂、酮类有机溶剂中的一种。
47、更具体的,所述第二溶剂选自甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇二醋酸酯、丙二醇二醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、3-甲氧基丙酸甲酯和3-乙氧基丙酸乙酯中的一种。
48、优选的,所述色浆由聚天门冬氨酸酯树脂、亚胺树脂中至少一种与防沉剂、分散剂、颜料、第三溶剂制备而成。
49、可选的,按重量份计,所述聚天门冬氨酸酯树脂为0-60份、亚胺树脂为0-60份、防沉剂为0.1-1份、分散剂为1-10份、颜料为10-70份、第三溶剂为0-20份。
50、所述色浆的制备方法为:将所有组分混合,并在1000-1500r/min的转速下高速分散30-40分钟,然后研磨至细度小于20μm。
51、可选的,所述防沉剂为byk163。
52、可选的,所述分散剂为气相二氧化硅r972或聚酰胺蜡6900-20x。
53、可选的,所述颜料选自无机颜料、珠光颜料、有机颜料中的一种。其中,所述无机颜料包括但不限于金刚石钛白粉、炭黑、氧化铁红、铁黄。
54、可选的,所述第三溶剂选自烷烃有机溶剂、芳烃有机溶剂、芳烷烃有机溶剂、酯类有机溶剂、醚类有机溶剂、酮类有机溶剂中的一种。
55、更具体的,所述第三溶剂选自甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇二醋酸酯、丙二醇二醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、3-甲氧基丙酸甲酯和3-乙氧基丙酸乙酯中至少一种。
56、通过上述技术方案,采用聚天门冬氨酸酯树脂或亚胺树脂与颜料等组分混合制得的色浆具有优异的耐候性,与本技术的聚脲涂料具有良好的相容性,易于在本技术的聚脲涂料中分散均匀。
57、第二方面,本技术提供的一种喷涂车衣膜,包括保护层,所述保护层由喷涂液态车衣膜组合物在车漆表面固化形成。
58、通过上述技术方案,本技术的喷涂车衣膜不仅与光滑的车漆之间具有良好的附着力,而且还具有优异的机械强度和耐候性,可以实现整片剥离,更换的便捷性较高。
59、优选的,所述保护层外表面还设置有面漆层,所述面漆层为丙烯酸树脂层或聚天门冬氨酸酯聚脲层。
60、通过上述技术方案,本技术进一步在保护层外表面设置面漆层,可以进一步增强喷涂车衣膜的光泽性、硬度、抗划伤等性能。其中,丙烯酸树脂层由丙烯酸树脂涂料固化而成。聚天门冬氨酸酯聚脲层由聚天门冬氨酸酯聚脲涂料固化而成。上述两种涂料形成的面漆层均具有优异的丰满度、光泽度、耐候性以及保光保色性。在本技术的具体实施方式中,以聚天门冬氨酸酯聚脲涂料为例进行说明。
61、优选的,所述保护层与面漆层之间还设置有调色层,所述调色层选自实色漆层、金属漆层或、珠光漆层中至少一种。
62、可选的,所述实色漆层由聚天门冬氨酸酯型实色涂料、聚氨酯型实色涂料、丙烯酸酯型实色涂料中的一种固化而成。其中,实色漆层的颜色选择可以根据实际需求进行调整。
63、可选的,所述金属漆层由聚天门冬氨酸酯型金属涂料、聚氨酯型金属涂料、丙烯酸酯型金属涂料中的一种固化而成。其中,金属漆层的颜色选择可以根据实际需求进行调整。
64、可选的,所述珠光漆层由聚天门冬氨酸酯型珠光涂料、聚氨酯型珠光涂料、丙烯酸酯型珠光涂料中的一种固化而成。其中,珠光漆层的颜色选择可以根据实际需求进行调整。
65、通过上述技术方案,本技术进一步在保护层与面漆层之间设置调色层,可以为喷涂车衣膜提供不同颜色,满足装饰性的要求。并且可以根据实际需求,选择实色漆层或选择更具有装饰性的金属漆层、珠光漆层。在本技术的具体实施方式中,采用实色漆层为例进行说明。在实色漆层中,上述三种实色涂料均具有良好的耐候性和保光保色性。在本技术的具体实施方式中,以聚天门冬氨酸酯型实色涂料为例进行说明。该聚天门冬氨酸酯型实色涂料与喷涂液态车衣膜组合物中色浆的原料选择及制备方法相同。
66、第三方面,本技术提供的一种喷涂车衣膜的制备方法,采用如下的技术方案:
67、一种喷涂车衣膜的制备方法,包括以下步骤:
68、s1.将喷涂液态车衣膜组合物的a组分所用原料在1000-1500r/min的转速下分散30-40分钟,得到a组分;将喷涂液态车衣膜组合物的b组分所用原料在1000-1500r/min的转速下分散30-40分钟,得到b组分;
69、s2.将重量比为(1-10):1的a组分和b组分混合后,喷涂于车漆外表面,固化后形成保护层,得到喷涂车衣膜。
70、综上所述,本技术具有以下有益技术效果:本技术采用亚胺树脂与异氰酸酯预聚物、聚天门冬氨酸酯树脂制得了具有高强度、高延伸性、耐候性极强的涂层,该涂层不仅与光滑的车漆之间具有良好的附着力,而且具有极高的拉伸强度、耐候性以及撕裂强度,能够实现整片剥离,可剥离性较强,更换的便捷性较好。
1.一种喷涂液态车衣膜组合物,包括a组分和b组分,其特征在于,按重量份计,a组分所用原料包括:异氰酸酯预聚物10-40份;b组分所用原料包括:亚胺树脂5-20份、聚天门冬氨酸酯树脂0-20份;所述异氰酸酯预聚物选自脂肪族异氰酸酯预聚物和/或脂环族异氰酸酯弹性预聚物;所述亚胺树脂选自脂肪族亚胺树脂和/或脂环族亚胺树脂;所述聚天门冬氨酸酯树脂选自脂肪族聚天门冬氨酸酯树脂和/或脂环族聚天门冬氨酸酯树脂;并且,当a组分和b组分混合使用时,异氰酸酯预聚物、亚胺树脂和聚天门冬氨酸酯树脂中至少有一种含有脂环族结构。
2.根据权利要求1所述的一种喷涂液态车衣膜组合物,其特征在于,当a组分和b组分混合使用时,所述异氰酸酯预聚物、亚胺树脂和聚天门冬氨酸酯树脂中至少有两种含有脂环族结构。
3.根据权利要求2所述的一种喷涂液态车衣膜组合物,其特征在于,当a组分和b组分混合使用时,所述异氰酸酯预聚物、亚胺树脂和聚天门冬氨酸酯树脂中均含有脂环族结构。
4.根据权利要求1所述的一种喷涂液态车衣膜组合物,其特征在于,按重量份计,所述a组分还包括1-10份异氰酸酯单体,所述异氰酸酯单体为脂环族异氰酸酯单体。
5.根据权利要求1所述的一种喷涂液态车衣膜组合物,其特征在于,所述喷涂液态车衣膜组合物还包括消泡剂、流平剂、防流挂助剂、紫外线吸收剂、第二催化剂、第二溶剂、色浆中至少一种。
6.根据权利要求5所述的一种喷涂液态车衣膜组合物,其特征在于,所述色浆由聚天门冬氨酸酯树脂、亚胺树脂中至少一种与防沉剂、分散剂、颜料、第三溶剂制备而成。
7.一种喷涂车衣膜,包括保护层,其特征在于,所述保护层由权利要求1-6任一项所述的喷涂液态车衣膜组合物在车漆外表面固化形成。
8.根据权利要求7所述的一种喷涂车衣膜,其特征在于,所述保护层外表面还设置有面漆层,所述面漆层为丙烯酸树脂层或聚天门冬氨酸酯聚脲层。
9.根据权利要求8所述的一种喷涂车衣膜,其特征在于,所述保护层与面漆层之间还设置有调色层,所述调色层选自实色漆层、金属漆层、珠光漆层中至少一种。
10.一种权利要求7所述的喷涂车衣膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
