一种汽车原厂耐低温石击水性中涂涂料及其制备方法和应用与流程

本发明属于涂料，具体涉及一种汽车原厂耐低温石击水性中涂涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、中涂是位于底漆和面漆之间重要的辅助功能，一方面可以遮盖底材缺陷，确保面漆涂装后表面的光滑性，另一方面，可以使得涂膜获得抗石击能力，阻止石子冲击涂膜时伤及底漆，而通常底漆是无法进行修补，可见中涂涂料的存在对于涂膜过程和涂膜性能是非常重要和关键。目前现有技术也有免中涂膜的涂膜技术，但是涂膜后面漆的外观和抗石击性能远不如采用中涂效果好，可见中涂仍然是目前涂膜技术中的主流技术。

2、汽车车身的中涂涂层种类多，如酚醛树脂、醇酸树脂、环氧树脂、氨基树脂等，但是采用传统高温烤漆的中涂抗石击（特别是抗低温石击）性能太差，而环氧树脂和氨基树脂体系制备的中涂具有较高的附着力，成为是中涂应用最多的树脂体系，中国专利cn107057537a公开了一种汽车用水性中涂涂料，该中涂涂料采用水溶性聚酯树脂、乳液型聚酯树脂、水性环氧树脂体系，添加助剂搅拌得到，该中涂涂料的抗石冲击性能达到1~3级，冲击强度为295~310n·cm，耐水性达到astmd714-87的no.10，但该中涂涂料表面光滑形态较差；cn105754463a公开了一种汽车水性中涂涂料，该中涂涂料采用水性聚酯树脂、水性环氧树脂、水性甲醚化氨基树脂体系，在封闭型水性异氰酸酯固化氨基偶联得到，该中涂涂料漆膜光滑、附着力较好，铅笔硬度可达f级，但其抗石击能力不足；另外cn115074011a公开了一种水性汽车原厂中涂涂料，该涂料采用水性丙烯酸酯聚氨酯分散体、水性羟基丙烯酸分散体、水性聚酯、氨基树脂以及二甲基乙醇胺或amp-95进行制备，该中途漆膜附着力好，但是硬度为hb，仍然稍有不足，且该中涂漆膜的抗石击性不够，难以保护底漆。

3、由此可见，中涂涂层的多个性能参数以目前的现有技术仍然难以达到最优化，是亟需解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种汽车原厂耐低温石击水性中涂涂料及其制备方法和应用，本发明制得的漆膜对电泳涂层或金属底材有良好的附着力和耐水性，较高的光泽和丰满度，干燥速度快，具备较高的施工性，同时由于该中涂具有很好的柔韧性和抗冲击性，特别适用于目前原厂汽车涂料中涂喷涂膜厚很低的水性b1b2工艺+油性高固2k清漆的配套体系（b1中涂一般只喷涂12~14um），能够保证外观和施工，同时在中涂低膜厚施工的情况下抗石击性能依然非常优异。

2、第一方面，本发明提供了一种汽车原厂耐低温石击水性中涂涂料，所述涂料的原料组成包括脂肪族羟基官能聚碳酸酯型聚氨酯分散体、水性脂肪族聚氨酯-尿素分散体、水性封闭型聚异氰酸酯交联剂、氨基树脂、分散剂、消泡剂、润湿剂、颜料、填料、气相二氧化硅、助溶剂和水。

3、进一步地，所述助溶剂选自乙二醇丁醚、异辛醇、二甲基乙醇胺（dmea）中的一种或多种；

4、进一步地，所述助溶剂中乙二醇丁醚、异辛醇、二甲基乙醇胺质量比为1~5:1~5:0.1；

5、优选地，所述助溶剂中乙二醇丁醚、异辛醇、二甲基乙醇胺质量比为2:2.5:0.1。

6、进一步地，所述颜料选自钛白粉、氧化铁黑、氧化铁黄、氧化铁红中的一种或多种。

7、进一步地，所述填料选自超细硫酸钡、超细滑石粉中的一种或多种；

8、优选地，所述超细滑石粉为3000目，超细硫酸钡为2500目。

9、进一步地，按质量份数计，所述涂料的原料组成包括脂肪族羟基官能聚碳酸酯型聚氨酯分散体10~30份、水性脂肪族聚氨酯-尿素分散体10~30份、水性封闭型聚异氰酸酯交联剂3~8份、氨基树脂2~6份、分散剂0.3~1份、消泡剂0.1~1份、润湿剂0.1~1份、颜/填料20~35份、气相二氧化硅0.1~1份、助溶剂1~10份和水2~30份。

10、优选地，按质量份数计，所述涂料的原料组成包括脂肪族羟基官能聚碳酸酯型聚氨酯分散体24.6份、水性脂肪族聚氨酯-尿素分散体10份、水性封闭型聚异氰酸酯交联剂5.7份、氨基树脂3份、分散剂0.6份、消泡剂0.3份、润湿剂0.3份、颜料21.5份、填料10份、气相二氧化硅0.6份、助溶剂4.6份、水18.8份。

11、第二方面，本发明还提供了所述汽车原厂耐低温石击水性中涂涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

12、s1、向容器中投入脂肪族羟基官能聚碳酸酯型聚氨酯分散体、部分水，在300~600r/min转速下搅拌5~45min；

13、s2、向步骤s1中边搅拌边依次加入部分助溶剂、分散剂、消泡剂、颜料、填料、气相二氧化硅，加入完成后，在600~800r/min下分散5~60min，得到混合液；

14、s3、将步骤s2混合液在卧式砂磨机中进行砂磨，砂磨温度控制在40℃以下，流量10~15l/min，砂磨至细度为10μm以下，冷却至室温后待用；

15、s4、向步骤s3中边搅拌边加入聚酯基丙烯酸改性高分子量聚氨酯分散体、水性封闭型聚异氰酸酯交联剂、氨基树脂、润湿剂，加入完成后，在600~800 r/min下分散5~60min；

16、s5、向步骤s4中边搅拌边加入剩余助溶剂和水，调整ph值至8.5±0.1，粘度为900±100mpa.s/3#转子，60rpm，23℃(brookfield rvdv2t粘度计)，得到汽车原厂耐低温石击水性中涂涂料。

17、第三方面，本发明所述的汽车原厂耐低温石击水性中涂涂料可应用在包括但不限于汽车原厂涂料、汽车零配件涂料中。

18、本发明所用的脂肪族羟基官能聚碳酸酯型聚氨酯分散体和水性封闭型聚异氰酸酯交联剂组成的涂料供货形式为行业通用的单组分涂料，在原厂涂料使用过程中经过高温140℃烘烤后，脂肪族羟基官能聚碳酸酯型聚氨酯分散体的羟基与水性封闭型聚异氰酸酯交联剂交联，形成交联密度高同时韧性很好的漆膜，大大提升了传统高温烤漆使用氨基树脂做交联剂的抗石击（特别是抗低温石击）性能。

19、本发明还使用了分子量特别高、快干、高柔韧的水性脂肪族聚氨酯-尿素分散体，可以提供清晰、无裂缝和高柔韧性的薄膜，该脂肪族聚氨酯-尿素分散体应用到配方中，可以得到伸长率更高的涂膜，因而可使涂膜具有更高的柔韧性，从而达到进一步提升低温抗石击的效果。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

21、（1）本发明的汽车原厂耐低温石击水性中涂涂料具有易施工性，有良好的外观、流平性，配套汽车原厂色漆和清漆，制得漆膜在-40℃条件下，耐石击性测试结果为1级，几乎没有剥离，附着力很好为0级，摆杆硬度（p摆）可达182，均有优异的耐水、耐溶剂、耐酸碱、耐化学品、耐湿热、耐老化等性能。

22、（2）本发明制得的汽车原厂耐低温石击水性中涂涂料漆膜对电泳涂层或金属底材有良好的附着力和耐水性，较高的光泽和丰满度，干燥速度快，具备较高的施工性，同时由于该中涂具有很好的柔韧性和抗冲击性，特别适用于目前原厂汽车涂料中涂喷涂膜厚很低的水性b1b2工艺+油性高固2k清漆的配套体系（b1中涂一般只喷涂12~14um），能够保证外观和施工，同时在中涂低膜厚施工的情况下抗石击性能依然非常优异。