专利名称：一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法
技术领域：
本发明属化工领域，涉及到一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法。
背景技术：
汽车的高档化、高性能化要求迫使汽车涂料的发展不断提高其保护与装饰的性能。主要集中在提高汽车表面装饰性，提高耐刮伤性和防腐能力以及更好地保护环境方面进行努力，特别是汽车车身的表面保护装饰层，更直接影响到整车的外观和可观赏性。
纳米材料用于改性汽车涂料的研究开发和产业化方面以美国和德国起步较早，国内在纳米改性汽车涂料的研究开发方面起步较晚，褚炎明申请的CN1189522A为纳米金属汽车面漆的专利，它是由丙烯酸树脂、氨基树脂、聚酯树脂、纤维素树脂为基材料，加入各种颜料、金属纳米粉、填料、助剂、溶剂经机械加工制造而成，涂层具有极强的附着力、能耐酸、耐碱、耐化学品性；武利民等人申请的CN1253978A为高耐刮伤性轿车漆，它是通过改进漆的基料聚酯树脂来实现高耐刮伤的。目前国内还没有以无机纳米粒子改性的金属闪光汽车面漆技术及相关专利报道。
纳米TiO2(10-50nm)对可见光的透射能力很强，例如对550nm的可见光，透明度可达90％以上，具有极好的紫外光屏蔽性。当纳米级TiO2与铝粉颜料或云母珠光颜料混合用于涂料时，能得到产生随角异色效应的涂料。这主要是由于纳米TiO2本身既具有透明性，又具有对可见光一定程度的遮盖力，在与铝粉颜料等混合时，入射光一部分在散光铝粉表面发生镜面反射，而另一部分透过纳米TiO2发生色散后，在纳米TiO2与铝粉界面反射，形成散光涂层，因而具有独特的随角异色效应，加入不同颜色的珠光颜料，可以形成不同的正视色和侧视色。将纳米TiO2用于金属闪光汽车面漆中可以制备具有随角异色效果的金属面漆，用于轿车面漆、金属外装饰漆等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法。
本发明提出的一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，是采用特殊分散手段制备具有随角异色效果的纳米粒子分散浆，与聚酯树脂、氨基树脂、改性树脂、铝粉、定向剂、溶剂、颜填料、助剂配合，制备具有随角异色效果金属面漆，各组分用量如下
组成 重量百分比wt％纳米粒子分散浆 0.5-10聚酯树脂 20-40氨基树脂 3-20改性树脂 0-10铝粉 1-10定向剂 1-10溶剂 30-60颜填料 0-10助剂 0.1-3具体地说，具有随角异色效果金属面漆由纳米粒子分散浆、聚酯树脂、氨基树脂、改性树脂、铝粉、定向剂、溶剂、颜填料、助剂组成，其中，(1)含有由纳米二氧化钛粉体和其它无机纳米粒子经过研磨分散的无机纳米粒子浆，用量为涂料用量的0.5-10wt％；(2)至少含一种聚酯树脂，用量为涂料用量的20-40wt％；(3)至少含一种氨基树脂的树脂，用量为涂料用量的3-20wt％；(4)含有封闭性异氰酸酯改性树脂，用量为涂料用量的0-10wt％；(5)至少含一种片状非浮性铝粉，用量为涂料用量的1-10wt％；(6)至少含一种铝粉定向剂，用量为涂料用量的1-10wt％；(7)含有酯类、醇醚类或高沸点溶剂，用量为涂料用量的1-10wt％；(8)含有珠光颜料等涂料常规颜填料，用量为涂料用量的0-10wt％；(9)含有汽车涂料用分散剂、润湿剂、流平剂、防爆破剂、防沉剂等助剂，用量为0.1-3wt％。
本发明提出一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，纳米粒子分散浆的制备方法见中国申请专利200410053451.8，主要由分散树脂、金红石型纳米TiO2粉体、另外0-2种无机纳米粒子、分散剂和溶剂组成，各组分加入后经过润湿、分散、搅拌、超声、研磨等工序完成，制备稳定、透明的纳米粒子分散浆，无机纳米粒子分散浆粒径为10-300nm，其中10-150nm粒径效果更好。
本发明提出一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，是采用粒径为10-300nm的纳米粒子分散浆，无机纳米粒子分散浆所用纳米粒子为金红石型纳米TiO2粉体和另外0-2种无机纳米粒子的混合物，无机纳米粒子如金红石型纳米TiO2、纳米Al2O3、纳米SiO2、纳米BaSO4等。
本发明提出一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，纳米粒子分散浆所用金红石型纳米TiO2粉体粒径10-150nm，表面经过包覆处理，包括Al2O3，SiO2等无机包覆、聚醇和月桂酸等有机处理。
本发明提出一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，是采用汽车涂料用饱和聚酯树脂为聚酯树脂，树脂的羟基含量2-7wt％，酸值小于5mgKOH/g，选用其中的一种或几种混合使用。
本发明提出一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，可采用汽车涂料用丁醚化的三聚氰胺树脂为氨基树脂，树脂的酸值小于1mgKOH/g，选用其中的一种或几种混合使用。
本发明提出一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，是采用一种改进耐磨性，抗石击性能的汽车涂料用封闭性异氰酸酯为改性树脂，树脂的NCO含量为2-10wt％，如Baxenden公司的BI7982，Dedussa公司的Vestanat BI358A，Bayer公司的DesmpdeurBL3175SN，选用其中的任何一种。
本发明提出一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，是采用片状非浮性铝粉，如德国爱卡Metallux2154、Metallux2156、Metallux8754，美国Siberline的SSP504-AR、东洋株式会社7620NS、7640、NS5680NS等，(均为银元型，平均片径15～25um)等，选用其中的任何一种。
本发明提出一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，采用的铝粉定向剂为定向剂，如EASTMAN的铝粉定向剂CAB381-0.5、CAB551-0.2等，选用其中的1-3种。
上述铝粉定向剂以醋酸丁酸纤维素化合物为好。
本发明提出一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，采用的溶剂为酯类、醇醚类或高沸点溶剂，如乙酸丁酯，乙酸乙酯、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、异佛尔酮、RPDE等，选用其中的两种或两种以上混合使用。
本发明提出一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，可以采用珠光颜料或其它汽车涂料用颜填料。
本发明提出一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，采用的助剂为汽车涂料用分散剂、润湿剂、流平剂、防爆破剂、防沉剂等。
本发明提出一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，是在分散釜中，按配比准确称量聚酯树脂、氨基树脂、改性树脂，加入部分溶剂搅拌均匀；再用部分溶剂溶解计算量的分散剂、润湿剂、流平剂、防爆破剂等助剂后，加入树脂液中；随后加入无机纳米粒子分散浆，用剩余溶剂清洗容器器壁，倒入树脂液中，在1000～2000rpm下低速搅拌10～20min，可用齿轮搅拌器在3000～5000rpm高速搅拌1～3小时。然后加入配制好的铝粉浆、颜料浆，在100～500rpm可用圆盘搅拌器搅拌，加入防沉剂，充分搅拌1～2h，即配制好具有随角异色效果金属面漆。
本发明中，制备的具有随角异色效果金属面漆采用刷涂、浸涂、淋涂、或喷涂方法涂敷于材料表面。
利用本发明制备的金属面漆应用于轿车面漆、金属外装饰漆。
本发明提出一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，自制纳米粒子分散浆具有优异的透明性、紫外屏蔽性和贮存稳定性，室温放置一年不分层、粒径无变化，应用于涂料中不影响原有的色泽或透明性，可以提高涂层的耐候性。
本发明提出一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，配制好的涂料施工时先用Ford-4#杯测试黏度控制到20s左右。
本发明提出一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，具有随角异色效果金属面漆采用通用的涂装方法进行涂装，如刷涂、浸涂、淋涂、及喷涂方法，最好采用喷涂方法。在调整好漆料黏度后，控制温度和湿度进行喷涂，如图1所示。
喷涂好的涂料在室温下5-10分钟晾干，然后喷涂清漆，最后采用湿碰湿工艺喷涂清漆，晾干5-10分钟，在室温下将试片放入烘箱，约10min左右升到120-150℃烘烤20min左右，自然冷却至室温，即得到涂装好的具有随角异色效果金属面漆。
本发明提出一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，得到涂料的主要性能如下采用本发明提出的方法制备的具有随角异色效果金属面漆，采用自行研磨的纳米粒子分散浆，稳定性好，5000rpm高速离心分离5小时无法使之分层，室温贮存一年不分层、无任何返粗、沉降现象，粒径没有任何变化，这极大地保证了纳米材料在涂料中的分散性能；此外本发明制得的纳米粒子分散浆在可见光区透明性良好，紫外光区吸收能力优越，应用于涂料中不影响原有的色泽或透明性，并增强抗紫外线能力，提高涂层的耐候性。
具有随角异色效果金属面漆的光泽和雾影采用德国BYK-Gardner公司S-4601型雾影光泽仪测定雾影值按国际标准ISO-DIS13803测定，本发明制备的金属面漆光泽(Gloss)＞95(20°测量)，雾影(Haze)＜200(Hlog)，可以达到100左右。
具有随角异色效果金属面漆的抗石击性能按ASTMD3170-87(1996)进行，抗石击性能采用德国仪力信#508型VDA石子冲击仪检测。本发明制备的金属面漆抗石击性能达到2级。
具有随角异色效果金属面漆的其他性能检测项目按GB/T13492-92进行，铅笔硬度GB6739；划格试验GB9286；弯曲试验GB6742；光泽(60°)GB9754；杯突试验mmGB9753；人工加速老化(1500h)GB1865，全部通过。
本发明提出一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法，制备的金属面漆具有明显的随角异色效果和良好的装饰性、耐刮伤性、抗石击性、耐磨性及耐老化性能，光泽高、雾影值低，应用于轿车面漆、金属外装饰漆等。
图1是本发明金属面漆进行喷涂流程图。
具体实施例方式
实施例1具有随角异色效果金属面漆配方1成分 重量份wt(％)纳米粒子分散浆 4.8Setal173(聚酯树脂) 21Setamine138(氨基树脂)5.5BI7982(改性树脂) 3.7Metallux2154(铝粉) 3.5CAB381-0.5(铝粉定向剂) 4.7溶剂 56助剂 0.8将上述配方按发明提出的制备方法制备，可得到具有随角异色效果金属面漆，涂料随角异色性(目测)良好，抗石击性能≤2级，光泽(Gloss 20°)97，雾影(Haze Hlog)95，人工加速耐老化时间≥1500小时，其它涂料性能通过GB/T13492-92。
实施例2具有随角异色效果金属面漆配方2成分 重量份wt(％)纳米粒子分散浆 7.4Desmophen 650(聚酯树脂) 37
Setamine133(氨基树脂)21.3Metallux2154(铝粉) 1.3CAB381-0.5(铝粉定向剂) 3.3溶剂 30.6助剂 1.1将上述配方按发明提出的制备方法制备，可得到具有随角异色效果金属面漆，涂料随角异色性(目测)良好，抗石击性能≤2级，光泽(Gloss 20°)95，雾影(Haze Hlog)127，人工加速耐老化时间≥1500小时，涂层耐磨性好，其它涂料性能通过GB/T13492-92。
实施例3具有随角异色效果金属面漆配方3成分 重量份wt(％)纳米粒子分散浆 0.9Desmophen 650(聚酯树脂) 14Setal173(聚酯树脂) 12Setamine133(氨基树脂)7.1C1158(氨基树脂) 2.6Vestanat BI358A(改性树脂)6.9SSP504-AR(铝粉) 7.7CAB381-0.5(铝粉定向剂) 2.5CAB551-0.2(铝粉定向剂) 4珠光颜料 3溶剂 36.9助剂 2.4
将上述配方按发明提出的制备方法制备，可得到具有随角异色效果金属面漆，涂料随角异色性(目测)良好，抗石击性能≤2级，光泽(Gloss 20°)96，雾影(Haze Hlog)189，人工加速耐老化时间≥1500小时，其它涂料性能通过GB/T13492-92。
权利要求
1.一种具有随角异色效果金属面漆，其特征在于各组份量如下组成 重量百分比wt％纳米粒子分散浆 0.5-10聚酯树脂20-40氨基树脂3-20封闭型异氢酸酯改性树脂 0-10铝粉1-10定向剂 1-10溶剂30-60颜填料 0-10助剂0.1-3。
2.一种具有随角异色效果金属面漆的制备方法，其特征在于将纳米粒子分散浆与聚酯树脂、氨基树脂、封闭型异氢酸酯改性树脂、铝粉、定向剂、溶剂、颜填料、助剂配合，各组分用量如权利要求1；具体制备过程如下在分散釜中，按配比准确称量聚酯树脂、氨基树脂、改性树脂，加入部分溶剂搅拌均匀；再用部分溶剂溶解计算量的助剂后，加入上述树脂液中；随后加入无机纳米粒子分散浆，在1000～2000rpm下低速搅拌10～20分，再在3000～5000rpm下高速搅拌1～3小时，然后加入配制好的铝粉浆、颜料浆，在100～500rpm搅拌，加入防沉剂，充分搅拌1～2小时，即配制好具有随角异色效果金属面漆。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于纳米粒子分散浆由分散树脂、金红石型纳米TiO2粉体、另外0-2种无机纳米粒子、分散剂和溶剂组成，各组分加入后经过润湿、分散、搅拌、超声、研磨工序完成，制备稳定、透明的纳米TiO2浆，无机纳米粒子粒径为10-300nm。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于无机纳米粒子粒径范围在10-150nm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于聚酯树脂为饱和聚酯树脂，羟基含量2-7wt％，选用其中的一种或几种混合使用。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于氨基树脂为丁醚化的三聚氰胺树脂，选用其中的一种或几种混合使用。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于改性树脂是一种封闭性的异氰酸酯其NCO含量2-10wt％，选用其中的任一种。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于铝粉为片状非浮性铝粉，选用其中的任何一种。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于定向剂为铝粉定向剂，选用1-3种使用。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于铝粉定向剂是醋酸丁酸纤维素化合物。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于溶剂为酯类、醇醚类或高沸点溶剂，选用其中的两种或两种以上混合使用。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于颜填料为珠光颜料或其它涂料用常规颜填料。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于助剂为分散剂、润湿剂、流平剂、防爆破剂、防沉剂。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于制备的具有随角异色效果金属面漆采用刷涂、浸涂、淋涂、或喷涂方法涂敷于材料表面。
15.根据权利要求1所述的方法制备的金属面漆应用于轿车面漆、金属外装饰漆。
全文摘要
本发明涉及一种具有随角异色效果金属面漆及其制备方法。本发明采用稳定性好、透明的具有随角异色效果纳米粒子分散浆，与聚酯树脂、氨基树脂、封闭型异氢酸酯改性树脂、金属铝粉、其它颜填料、溶剂、助剂配合，采用一定的制备工艺制备具有随角异色效果金属面漆。采用本发明提供的方法，纳米粒子均匀分散在涂料中，制备的金属面漆光泽高、雾影值低，具有明显的随角异色效果和良好的装饰性、耐刮伤性、抗石击性、耐磨性及耐老化性能。应用于轿车面漆、金属外装饰漆等。
文档编号B05D7/14GK1648186SQ20041009908
公开日2005年8月3日 申请日期2004年12月27日 优先权日2004年12月27日
发明者武利民, 刘娅莉, 于占锋, 游波, 周树学 申请人:复旦大学