一种城轨车辆及机车内、外饰专用2K丙烯酸聚氨酯金属闪光底色涂料及制备方法与流程

本发明涉及一种城轨车辆及机车内、外饰专用2K丙烯酸聚氨酯金属闪光底色涂料及其制备方法；该丙烯酸聚氨酯金属闪光底色涂料主要用于城轨车辆外饰如车体、色带、图案；内饰如操作台、门扶手、行李架等的装饰，可以提高城轨车辆的档次，制造高贵、靓丽、丰富多彩的装饰效果；同时还可延长涂层的寿命和优异的耐磨抗刮擦性。

背景技术：

随着城轨车辆和机车行业的高速发展，新材料、新技术不断涌现和更新，越来越多的优质产品正逐步被人们认知，获得推广和应用；特别是近几年来国产汽车行业不断增产和扩容，以及城轨、地铁事业建设的飞速增长和需求，给涂料行业特别是装饰性涂料、功能性涂料提供了新的发展机遇。其中的金属闪光漆因为具有特殊的金属光泽而受到欢迎。现在，金属闪光漆作为汽车面漆使用量逐年上升，与实色漆大体各占1/2。然而，由于优异的装饰效果所采用的金属漆特别在城轨车辆及机车大面积下施工遇到各种难题，容易出现发花、色差等各种客观问题。为此，我们针对性研发出适合易于大面积环境下施工的城轨车辆及机车专用2K丙烯酸聚氨酯金属闪光底色涂料。因此，该金属闪光底色漆在城轨车辆及机车制造和修复市场中获得了广泛的认可。

传统的聚氨酯实色涂料色彩单调、生涩冷硬，没有添加金属粉末的素色漆，漆面的硬度会比较软，不但高速行车受到路面弹起的飞石击中时，漆面比较容易剥落。而且，素色漆的车子在清洁时一定不可以直接以干布或湿布擦拭，绝对要用大量的清水先冲掉附着车漆表面的灰尘，这样才不会在抹布一接触车体时，就让坚硬的灰沙有机会刮伤车漆，底材一旦有缺陷，就会特别明显。

目前国内外制备金属闪光漆的种类较多，主体树脂有聚酯一氨基、丙烯酸一氨基、1K丙烯酸、2K丙烯酸聚氨酯等材料，金属颜料多为进口的价格昂贵的铝粉或青铜粉，有水性的也有溶剂型的，性能也是各不相同，由于金属粉末在水和空气中不稳定，常发生化学反应而变质，因此其表面需要进行特殊处理，致使用于水性漆中的金属粉价格昂贵，使用受到限制，目前还主要以溶剂型为主。采用的判定标准大都以客户之间协商为准，未作统一，其应用主要局限于家用电器、数码产品、办公设备、汽车内、外饰件、精密仪器仪表盘等，在城轨车辆及机车上使用并不多。

城轨车辆及机车内、外饰材料与家用电器、数码产品、汽车等有很大差别的，后者采用的大部分是塑料或塑胶件，体积小，适于大批量的定制、生产和喷涂施工，宜于流水线作业；而城轨车辆及机车内、外饰件绝大部分是碳钢、不锈钢、铝型材为主，且每一部分面积较大且形状复杂，施工难度大，工艺配套要求较特殊，因此在涂料使用及工艺选择方面存在着较大的差异性。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服传统的聚氨酯实色涂料的不足，提供一种可延长涂膜寿命、提高涂膜表面硬度以及附着力优异，装饰精致高档，耐磨抗刮伤性特点的城轨车辆及机车内、外饰专用2K丙烯酸聚氨酯金属闪光底色涂料及其制备方法。

本发明的技术方案是：一种城轨车辆及机车内、外饰专用丙烯酸聚氨酯金属闪光底色涂料的制备方法，其特征在于所述的该2K丙烯酸聚氨酯闪光底色涂料可以提高城轨车辆及机车的档次，制造高贵、靓丽、丰富多彩的装饰效果；同时还可延长涂层的寿命和优异的耐磨抗刮擦性，1、一种城轨车辆及机车内、外饰用2K金属闪光底色涂料的制备方法，其特征在于，它由以下配方和制备方法制成：

一、所述的城轨车辆及机车内、外饰用2K金属闪光底色涂料的配方包括主体预分散浆和辅助涂料两部分构成：

①、所述的城轨车辆及机车内、外饰用2K金属闪光底色涂料中的主体涂料的各原料的重量比为：

其中：混合溶剂A为S100、醋酸丁酯和PMA有机溶剂按比例 50∶30∶20混合而成的无色液体；

催干剂为有机锡类催干剂；

分散剂为超支化丙烯酸酯；

流平剂为改性硅氧烷；

铝粉定向剂为液体

消泡剂为BYK141

②、所述的城轨车辆及机车内、外饰用2K金属闪光底色涂料中的辅助涂料的各原料重量份为：

HDI异氰酸酯50～70份，混合溶剂B 50～30份；

其中：混合溶剂B为二甲苯与无水醋酸丁酯按比例1∶1或7∶3 混合而成的无色液体；

二、所述的城轨车辆及机车内、外饰用2K金属闪光底色涂料的制备方法包括以下步骤：

A、主体预分散浆的制备：

①混合溶剂A的预制：将S100/醋酸丁酯/和PMA/按比例 50∶30∶20混合均匀，备用；

②主体预分散浆的制备：

A、先按上述配方备料，再将铝粉或铜粉、混合溶剂A、分散剂依次按1∶1∶0.06重量配比倒入分散缸1中，浸泡12小时后开启分散机，调节转速为400r/min，低速搅30min，备用；

B、将低羟基丙烯酸树脂按重量配比倒入分散缸2中，再将按低羟基丙烯酸树脂重量配比5％的混合溶剂A倒入分散缸2中，开启分散机，调节转速为800r/min，中速搅匀然后依次在搅拌状态下加入剩余的混合溶剂A、催干剂、流平剂、消泡剂和银粉定向剂，加料完毕后，调节分散机转速为500r/min在搅拌状态下缓慢加入分散缸1中浸泡好的铝粉，加料完毕后调节分散机转速为800r/min，高速分散10-15分钟后，即得主体预分散浆；

D然后进行色差和粘度检测，采用BYK/spectro-guide/45/0型号色差仪检测色差，采用涂-4#杯检测粘度，技术要求：色差ΔE≤ 2.0，粘度55-60秒，表面平整光滑，无粗颗粒；

E、进行检测的主体预分散浆若达不到技术要求，须进行以下工序：

若主体预分散浆的色差ΔE≥2.0，根据色相差异继续补加适量的色母，再进行高速分散10-15分钟后，重新进行检测，直至符合要求；

主体预分散浆的色差和粘度同时满足上述技术要求后，经80- 120目筛网过滤，除去机械杂质，即成主体丙烯酸聚氨酯金属闪光底色涂料，用铁桶包装，待用；

B、辅助涂料的制备：

将HDI异氰酸酯，混合溶剂B按上述重量配比倒入缸中混合搅匀，经120-200目筛网过滤，即成辅助涂料，用铁桶包装，待用；

C、城轨车辆及机车内、外饰用2K金属闪光底色涂料的制备：是在使用时，将主体涂料与辅助涂料按重量配比5∶1进行混合调制均匀，并加适量的混合溶剂A稀释到施工粘度后喷涂施工。

本发明的主要反应机理是：

脂肪族异氰酸酯上的异氰酸根与低羟基丙烯酸树脂上的羟基反应生成氨基甲酸酯，最终反应成高分子的三维立体网络结构而成膜。

银粉由于它的片状结构而在涂料中存在排列问题，银粉排列如果控制不好，颜色就达不到要求，并且不易施工，易发花，最终还会影响装饰效果。因此如何控制银粉排列并避免发花是每一个配方设计者及施工人员必须解决的课题，银粉排列有两种简单形式，即杂乱排列与平行排列。其中，杂乱排列为银粉片状结构向各个方向均衡排列；平行排列为银粉片状结构均与漆膜表面定向平行排列。外观上杂乱排列与平行排列有显著区别，银粉发花是银粉排列不均匀所致，即漆膜不同区域银粉排列不同，导致整体颜色黑一块白一块或有云雾状花纹。

下列情况下易出现银粉杂乱排列情况，可依此来控制银粉杂乱排列.(1)漆膜偏厚，特别是指单道喷涂漆膜较厚；(2)漆膜表干较慢； (3)漆料中组分相溶性不好，特别是树脂相溶性不好；(4)漆料在喷涂状态时有较强的触变性，或喷涂时黏度较高；(5)漆料中含有消光剂、填料等大粒径颗粒。颗粒越大，银粉越趋于杂乱排列；反之，趋于平行排列。如银粉漆中加入填料，分散细度大时，银粉排列杂乱，随着细度下降，排列趋于平行。防沉剂和银粉排列助剂的分散程度也会影响到银粉排列；(6)漆料中酸、碱及储存等因素导致银粉发黑后，银粉排列也往往趋于杂乱。

控制银粉平行排列的控制下列情况下易出现银粉平行排列情况，可依此来控制银粉定向平行排列。(1)漆膜薄，特别是单道喷涂干膜薄易于平等排列，(2)漆膜表干快；(3)漆料组分相溶性良好，流动性良好；(4)漆料在喷涂状态有一定的触变性，但不能太强；(5)体系含有的不溶性颗粒如防沉剂等应分散足够细；

本发明中的主体涂料原料包括低羟基丙烯酸树脂、金属颜料、助剂及混合溶剂；

主体涂料中的低羟基丙烯酸树脂具有干燥快、溶剂释放性好、有利于金属颜料的排列与定向等特点；金属颜料是作为着色颜料；催干剂、流平剂和银粉定向剂均为有机改性助剂，即催干剂采用有机锡类催干剂，液体。流平剂为有机硅流平剂，液体。银粉定向剂为液体。

混合溶剂为芳香烃类、脂类、醚酯类有机溶剂按比例混合而成的无色液体，如混合溶剂为S100、醋酸丁酯和PMA有机溶剂按比例50∶30∶20混合而成的无色液体。

本发明中的辅助涂料原料包括HDI脂肪族异氰酸酯和混合溶剂；其中：HDI脂肪族异氰酸酯为无色透明液体。混合溶剂为二甲苯与无水醋酸丁酯按比例1∶1或7∶3混合而成的无色液体。

本发明实验主要技术指标如下：

技术指标

附图说明

附图1为本发明主体涂料的工艺流程图。

附图2为本发明辅助涂料的的工艺流程图。

具体实施方式

一种城轨车辆及机车内、外饰用2K金属闪光底色涂料的制备方法，其特征在于，它由以下配方和制备方法制成：

一、所述的城轨车辆及机车内、外饰用2K金属闪光底色涂料的配方包括主体预分散浆和辅助涂料两部分构成：

①、所述的城轨车辆及机车内、外饰用2K金属闪光底色涂料中的主体涂料的各原料的重量份为：

其中：

低羟基丙烯酸树脂为台湾德谦产2050(固含50、羟值2.0、酸价8)

混合溶剂A为S100、醋酸丁酯和PMA有机溶剂按比例 50∶30∶20混合而成的无色液体；

催干剂为有机锡类催干剂；

分散剂为超支化丙烯酸酯；

流平剂为改性硅氧烷；

铝粉定向剂为液体

消泡剂为BYK141

②、所述的城轨车辆及机车内、外饰用2K金属闪光底色涂料中的辅助涂料的各原料重量份为：

HDI异氰酸酯50份，混合溶剂B 50份；

其中：混合溶剂B为二甲苯与无水醋酸丁酯按比例7∶3混合而成的无色液体；

二、城轨车辆及机车内、外饰用2K金属闪光底色涂料的制备方法包括以下步骤：

A、主体预分散浆的制备：

①混合溶剂A的预制：将S100/醋酸丁酯/和PMA/按比例 50∶30∶20混合均匀，备用；

②主体预分散浆的制备：

A、先将铝粉、混合溶剂A、分散剂依次按1∶1∶0.06重量配比倒入分散缸1中，浸泡12小时后开启分散机，调节转速为400r/min，低速搅30min，备用；

B、将低羟基丙烯酸树脂按重量配比倒入分散缸2中，再将按低羟基丙烯酸树脂重量配比5％的混合溶剂A倒入分散缸2中，开启分散机，调节转速为800r/min，中速搅匀然后依次在搅拌状态下加入剩余的混合溶剂A、催干剂、流平剂、消泡剂和银粉定向剂，加料完毕后，调节分散机转速为500r/min在搅拌状态下缓慢加入分散缸1中浸泡好的铝粉，加料完毕后调节分散机转速为800r/min，高速分散10-15分钟后，即得主体预分散浆；

D然后进行色差和粘度检测，采用BYK/spectro-guide/45/0型号色差仪检测色差，采用涂-4#杯检测粘度，技术要求：色差ΔE≤ 2.0，粘度55-60秒，表面平整光滑，无粗颗粒；

E、进行检测的主体预分散浆若达不到技术要求，须进行以下工序：

若主体预分散浆的色差ΔE≥2.0，根据色相差异继续补加适量的色母，再进行高速分散10-15分钟后，重新进行检测，直至符合要求；

主体预分散浆的色差和粘度同时满足上述技术要求后，经80- 120目筛网过滤，除去机械杂质，即成主体丙烯酸聚氨酯金属闪光底色涂料，用铁桶包装，待用；

B、辅助涂料的制备：

将HDI异氰酸酯，混合溶剂B按上述重量配比倒入缸中混合搅匀，经120-200目筛网过滤，即成辅助涂料，用铁桶包装，待用；

C、城轨车辆及机车内、外饰用2K金属闪光底色涂料的制备：是在使用时，将主体涂料与辅助涂料按重量配比5∶1进行混合调制均匀，并加适量的混合溶剂A稀释到施工粘度后喷涂施工。