一种快干耐刮擦高固含涂料及其制备方法和应用与流程

本申请涉及涂料领域，尤其是涉及一种快干耐刮擦高固含涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、近年来，为了提高汽车整体品质，越来越多的高光真木零部件被应用于汽车内饰领域。高光真木零件拥有天然的木纹效果，有助于提升汽车内饰的审美度，但高光真木零件表面的耐刮擦性能较差，容易被钥匙等尖锐器物刮花，影响零件的整体外观效果和使用寿命。高光真木零件常常需要高硬度、耐刮擦性能优异的涂料来提高零件表面的耐刮擦性能。主流汽车零部件的要求，高光真木零件的表面牛顿硬度需达到8n以上才能满足使用要求。

2、常用的木器涂料主要有聚氨酯漆、不饱和树脂漆等。不饱和树脂漆的固含量低、味道大，且耐光老化性能较差，不适宜在汽车领域应用。目前，汽车高光真木零件常采用的是聚氨酯漆，常用的聚氨酯漆硬度低，固含量低，环保性能差。更为重要的是该类油漆的表干时间长，汽车真木零件在生产过程中要经历多次上漆操作，在每次上漆操作之后必须待漆膜表干后才能进行下一次上漆操作，生产效率低。根据高光真木零件生产过程中的流转程序，20-60min是漆膜的最佳表干时间。为了提高高光真木零件的生产效率，提高聚氨酯漆的表干时间是最有效的解决办法。常见的快干型聚氨酯漆通过采用易挥发的稀释剂来缩短漆料的表干时间，此类快干聚氨酯漆的固含量低，环保性较差。

3、聚天冬聚脲涂料，是聚脲涂料的第三代高分子聚脲产品，相较于传统的聚氨酯涂料，聚天冬聚脲涂料是一种高固含的快反应涂料，同时天冬氨酸酯具有生物可降解性，能够在一定的条件下进行降解，是一种环境友好型材料。目前，天冬聚脲在建筑行业中得到了广泛的应用，而在木漆领域应用较少，在车用木器涂料领域应用更少。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种快干耐刮擦高固含涂料及其制备方法和应用，所述涂料在聚氨酯体系中引入了特定的聚天门冬氨酸酯组分，并与特定分子量的聚酯多元醇配合使用，采用预聚的方式在b组分中引入扩链剂和/交联剂，不仅可以有效地缩短表干时间，同时可以兼顾高固含的特性；由本发明的涂料制备得到的涂层具有较高的硬度，耐刮擦性能优异。

2、本发明第一方面提供一种快干耐刮擦高固含涂料，由a组分和b组分组成，

3、所述a组分以重量份计包括：35-50份聚酯多元醇a、25-40份聚天门冬氨酸酯、0.5-2份流平剂、0.5-2份消泡剂、5-15份稀释剂；

4、所述b组分以重量份计包括：70-85份含异氰酸酯基团的预聚物、15-30份稀释剂；

5、所述聚酯多元醇a选自数均分子量500-1000的己二酸聚酯中的一种或多种；

6、所述聚天门冬氨酸酯由二烷基马来酸酯与脂肪族伯二胺经过michael加成反应制备而成；

7、所述含异氰酸酯基团的预聚物包括脂肪族异氰酸酯、聚酯多元醇b、扩链剂和/交联剂，所述的聚酯多元醇b选自数均分子量800-1500的己二酸聚酯中的一种或多种。

8、优选的，所述聚酯多元醇a可以选自pol-1125、pol-3195、xcp-1000n、pcl208中的一种或几种，优选pol-1125。

9、优选的，所述聚天门冬氨酸酯选自f420、f220、nh-1420、nh-1220中的一种或几种，可购自深圳飞扬骏研新材料股份有限公司或科思创材料有限公司。

10、优选的，所述流平剂为丙烯酸酯类流平剂，选自byk-3070、byk-307、tego100中的一种或几种，优选tego100。

11、优选的，所述消泡剂为非硅类消泡剂，选自byk-057、byk-019、byk-141中的一种或几种，优选byk-141。

12、优选的，所述稀释剂为乙酸丁酯、乙酸异丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种，优选乙酸丁酯。

13、优选的，以重量份计，所述含异氰酸酯基团的预聚物包括70-100份脂肪族异氰酸酯、5-15份聚酯多元醇b、5-15份扩链剂和/交联剂。进一步优选的，所述含异氰酸酯基团的预聚物的制备方法为：将脂肪族异氰酸酯、聚酯多元醇b、扩链剂和/交联剂加入到反应器中反应得到含异氰酸酯基团的预聚物，所述含异氰酸酯基团的预聚物的nco含量为15%-27%；反应温度优选为75-90℃，反应时间优选为4-5h。

14、优选的，所述的脂肪族异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯（hdi）、异佛尔酮二异氰酸酯（ipdi）、二环己基甲烷二异氰酸酯（hmdi）中的一种或多种。

15、优选的，所述的聚酯多元醇b可以选自pol-3112、pol-1276、pol-1125、xcp-1000pm、xcp-1000n，优选xcp-1000n。

16、优选的，所述的扩链剂选自1,4-丁二醇（bdo）、甲基丙二醇（mpg）、乙二醇（eg）、新戊二醇（npg）、1,3-丙二醇（pdo）、1,4-环己烷二甲醇（chdm）中的一种或多种；所述交联剂选自三羟甲基丙烷（tmp）、季戊四醇（pe）中的一种或多种，优选tmp。

17、本发明第二方面提供一种快干耐刮擦高固含涂料的制备方法，包括以下步骤：

18、（1）将聚酯多元醇a、聚天门冬氨酸酯、流平剂、消泡剂、稀释剂混合均匀得到a组分；

19、（2）将含异氰酸酯基团的预聚物、稀释剂混合均匀得到b组分。

20、本发明第三方面提供一种快干耐刮擦高固含涂料的应用，所述快干耐刮擦涂料用作木器漆，优选用于车用高光真木零件表面。

21、优选的，所述木器漆的喷涂工艺包括如下步骤：将a组分、b组分按比例调配好后，采用气压喷枪将漆料喷涂在真木零件表面，将喷涂后的零件放置在在室温下流平，烘干即可。烘干温度优选为60-70℃。

22、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

23、（1）本发明通过使用特定种类的聚天门冬氨酸酯与特定分子量的聚酯多元醇的协同作用，将漆膜的表干时间调整到20-60min，缩短了零件的生产周期，提高生产效率；

24、（2）本发明采用预聚的方式在b组分中引入扩链剂/交联剂，可有效提高了漆膜的交联密度，增加了漆膜的硬度，改善零件的耐刮擦性能；

25、（3）本发明通过引入聚天门冬氨酸酯，有效地提高了体系的固含量；

26、（4）本发明所述的快干耐刮擦高固含涂料的表干时间在20-60min、邵氏硬度在83d以上、牛顿硬度在8n以上，具有表干时间短、硬度高、耐刮擦性能优异的特点，能够用作木器漆，特别是用于车用高光真木零件表面。

技术特征：

1.一种快干耐刮擦高固含涂料，由a组分和b组分组成，

2.根据权利要求1所述的快干耐刮擦高固含涂料，其特征在于，所述聚酯多元醇a选自pol-1125、pol-3195、xcp-1000n、pcl208中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的快干耐刮擦高固含涂料，其特征在于，所述聚天门冬氨酸酯选自f420、f220、nh-1420、nh-1220中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的快干耐刮擦高固含涂料，其特征在于，以重量份计，所述含异氰酸酯基团的预聚物包括70-100份脂肪族异氰酸酯、5-15份聚酯多元醇b、5-15份扩链剂和/交联剂。

5.根据权利要求1所述的快干耐刮擦高固含涂料，其特征在于，所述的脂肪族异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯（hdi）、异佛尔酮二异氰酸酯（ipdi）、二环己基甲烷二异氰酸酯（hmdi）中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的快干耐刮擦高固含涂料，其特征在于，所述的聚酯多元醇b选自pol-3112、pol-1276、pol-1125、xcp-1000pm、xcp-1000n。

7.根据权利要求1所述的快干耐刮擦高固含涂料，其特征在于，所述的扩链剂选自1,4-丁二醇（bdo）、甲基丙二醇（mpg）、乙二醇（eg）、新戊二醇（npg）、1,3-丙二醇（pdo）、1,4-环己烷二甲醇（chdm）中的一种或多种；所述交联剂选自三羟甲基丙烷（tmp）、季戊四醇（pe）中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的快干耐刮擦高固含涂料，其特征在于，所述流平剂为丙烯酸酯类流平剂；所述消泡剂为非硅类消泡剂；所述稀释剂为乙酸丁酯、乙酸异丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种。

9.一种权利要求1-8任一项所述的快干耐刮擦高固含涂料的制备方法，包括以下步骤：

10.一种权利要求1-8任一项所述的快干耐刮擦高固含涂料或权利要求9所述的制备方法制备得到的快干耐刮擦高固含涂料的应用，所述快干耐刮擦高固含涂料用作木器漆。

技术总结本发明公开一种快干耐刮擦高固含涂料及其制备方法和应用，所述快干耐刮擦高固含涂料，由A组分和B组分组成，所述A组分以重量份计包括：35‑50份聚酯多元醇A、25‑40份聚天门冬氨酸酯、0.5‑2份流平剂、0.5‑2份消泡剂、5‑15份稀释剂；所述B组分以重量份计包括：70‑85份含异氰酸酯基团的预聚物、15‑30份稀释剂；所述聚酯多元醇选自数均分子量500‑1000的己二酸聚酯中的一种或多种；所述聚天门冬氨酸酯由二烷基马来酸酯与脂肪族伯二胺经过Michael加成反应制备而成；所述含异氰酸酯基团的预聚物包括脂肪族异氰酸酯、聚酯多元醇B、扩链剂和/交联剂，所述的聚酯多元醇B选自数均分子量800‑1500的己二酸聚酯中的一种或多种。由所述涂料制备的漆膜表干时间短、硬度高、耐刮擦性能优异，可用作木器漆。技术研发人员：周俊辉,韩临风,张利国,杜俊超受保护的技术使用者：黎明化工研究设计院有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23