本发明属于涂料
技术领域：
，具体涉及一种汽车用水性干涉型珠光闪光漆及其制备方法。
背景技术：
：现代汽车涂料的发展除了积极向绿色环保方面转变，还力求赋予汽车良好的美感。汽车车身颜色逐渐成为彰显车主个性的一个标志，人们对汽车面漆高装饰性化要求越来越高，除了传统的纯色漆外，金属闪光漆、珠光漆及其他高级色漆越来越受到人们的青睐。据统计，目前国内外轿车70％以上的色漆均采用金属色或珠光色或以上两种颜料的混合色，而后两种的需求愈来愈大。珠光漆具有华丽柔和的光泽、幻彩般的色彩，一直是高级桥车常用的色漆。珠光漆有两种，一种是由珠光底色漆和罩光漆构成的2c1b体系，另一种是由着色底涂层、含珠光颜料的中涂层及罩光漆构成的3c2b体系。珠光颜料是在超细的云母粉表面上镀上一层二氧化钛、氧化铁或氧化铬等，它不同于铝粉，不仅有表面反射性而且还有透光性，因而具有不同于金属色的亮度感。光线通过云母粉表面上镀有薄薄的一层二氧化钛涂层的漆膜时会显示出各种干涉色，其中依据二氧化钛包覆层厚度的不同，产生干涉色黄、红、紫、蓝、绿。珠光颜料适用于几乎所有天然和合成树脂，所配制的色漆长期耐紫外线照射，耐热、耐候、耐酸雨性佳，特别适用于轿车表面装饰。实践证明，珠光颜料在碱性水性涂料中也能保持光泽、静电喷涂不产生电火花，这些都是金属颜料所不及的。然而，由于珠光颜料在制造过程中接触多种复杂的电解质溶液，其表面性质十分复杂，尤其是颜料表面游离-oh，使颜料不能为非极性的树脂溶液所润湿，在漆料中分散不均匀，产生絮凝、沉淀、浮色、触变等一系列弊病。限制了其使用。此外，相对于普通色漆，珠光漆对涂料配方及施工要求比较高，否则容易产生色差、发花、起粒、失光或珠光效果不良等现象。如：罩光清漆与珠光漆之间的闪干时间不足或溶剂不配，即珠光漆没有达到足够的相隔时间，“干燥不足”令部分珠光颜料被清漆溶解，其结果是珠光漆内的珠光颜料或其它颜料颗粒浮起使其位置发生改变，而引起色差和发花(云斑)；涂料的黏度调整得不合适，稀释剂用量越大使底色漆黏度太低，越容易产生浮色、发花等漆膜弊病，从而产生色差；珠光颜料表面性质复杂，在漆料中分散不均匀，产生絮凝、沉淀、起粒、珠光效果不良的现象；树脂基料的耐候性、耐腐蚀性不够或选用的珠光颜料不合适，容易引起漆膜失光。现有技术主要通过改进珠光漆的配方组成，以克服上述的缺陷。如公开号为cn108192438a的中国专利申请公开了一种可提高水性金属、珠光漆的施工性的水性辅料及其制备方法，该水性辅料包括如下重量百分比的原料：水性聚氨酯乳液10～35％、碱溶胀增稠剂1～2.5％、缔合型增稠剂0.2～1％、改性有机膨润土0.05～0.5％、胺中和剂0.1～0.4％、正戊醇1～5％和去离子水60～80％，该专利将碱溶胀增稠剂与缔合型增稠剂进行复配，使制得的水性辅料可以使体系的粘度恢复速度提升，有较强假塑性，有利于施工，并二聚酸改性有机膨润土作为触变剂，降低体系中静电效应，使漆料喷涂干燥后无静电反应，使珠光片排列整齐。虽然现有技术对珠光漆的改进已获取了不少进步，但仍有必要提供一种新的水性干涉型珠光闪光漆配方，在原来涂料各特点的基础上，扬长避短，进一步提高其各项性能指标，具体为提供给一种不仅满足2c1b体系，施工性能佳，还具有附着力高、耐水、耐腐蚀、耐候性能佳的汽车用水性干涉型珠光闪光漆，使获得漆膜具有珠光般的色彩，没有色差、发花、起粒、失光或珠光效果不良等现象，更好地满足市场需求。技术实现要素：本发明的目的是提供一种汽车用水性干涉型珠光闪光漆及其制备方法，该水性干涉型珠光闪光漆具有施工性能佳，耐水、耐候性强的优点，获得的漆膜光泽华丽柔和，富有美感，满足高级轿车装饰性要求。本发明是通过以下技术方案予以实现的：一种汽车用水性干涉型珠光闪光漆，按质量百分比计，包括以下组分：云母珠光粉分散浆15～25％、水性聚氨酯分散体5～10％、自增稠丙烯酸乳液25～35％、水性氨基树脂2～4％、增稠剂1～3％、胺中和剂2～4％、稀释剂2～5％和水25～30％。优选，所述的汽车用水性干涉型珠光闪光漆，按质量百分比计，包括以下组分：云母珠光粉分散浆20％、水性聚氨酯分散体8％、自增稠丙烯酸乳液30％、水性氨基树脂3％、增稠剂2％、胺中和剂3％、稀释剂4％和水30％。优选，所述的增稠剂为碱溶胀增稠剂和有机膨润土以1:(0.1～0.2)的质量比组成。优选，所述的碱溶胀增稠剂为罗门哈斯ase60。优选，所述的胺中和剂为海名斯ma-95。优选，所述的稀释剂为丙二醇甲醚醋酸酯和正溴丙烷以1:(0.5～1)的质量比组成。所述的云母珠光粉分散浆，按质量百分比计，包括以下组分：云母钛珠光粉40～50％、润湿分散剂2～5％、流变改性蜡乳液2～6％、活性保湿剂4～8％和乙二醇丁醚40～45％。优选，所述的润湿分散剂为迪高tego-655或埃夫卡efka-5056。优选，所述的流变改性蜡乳液为毕克aquatix8421。优选，所述的活性保湿剂为十六酸季戊四醇酯。优选，所述的云母钛珠光粉为干涉红珠光粉、干涉黄珠光粉或干涉蓝珠光粉。所述干涉红珠光粉的商品名为默克t60-21，所述干涉黄珠光粉的商品名为默克t60-20，干涉蓝珠光粉的商品名为默克t60-23。本发明通过简单搅拌获得所述的云母珠光粉分散浆，具体地，该云母珠光粉分散浆的制备包括以下步骤：将配方量的乙二醇丁醚、活性保湿剂、流变改性蜡乳液和润湿分散剂混合，搅拌8～10分钟，然后加入配方量的云母钛珠光粉，搅拌4～5分钟，得到云母珠光粉分散浆。本发明水性干涉型珠光闪光漆是以水性聚氨酯分散体、自增稠丙烯酸乳液和水性氨基树脂作为成膜材料，所述的水性聚氨酯分散体优选为科思创bayhydroluh2952/1或科思创bayhydroluh2621；所述的水性氨基树脂为湛新cymel325、湛新cymel327、巴斯夫luwipal052或巴斯夫luwipal073；所述的自增稠丙烯酸乳液为自制产品。所述的自增稠丙烯酸乳液的制备方法是参考庄振宇、许飞等发表的自增稠核壳型丙烯酸乳液的研制，涂料工业，2015,45(3)，和公开号为cn105199049a的中国专利申请公开的一种具有核壳结构的羟基丙烯酸乳液及其制备方法，具体地，本发明自增稠丙烯酸乳液的制备包括以下步骤：(1)取1～5％的十二烷基苯磺酸钠，溶于10～30％的去离子水中，以800～2000rpm转速搅拌下，滴加30～55％甲基丙烯酸甲酯和15～25％的丙烯酸丁酯，0.5h滴完，滴加结束后搅拌1h，制得核层预乳化液；(2)取1～5％的十二烷基苯磺酸钠，溶于10～30％的去离子水中，以800～2000rpm转速搅拌下，滴加6～12％的甲基丙烯酸、20～40％的甲基丙烯酸羟乙酯和15～30％的丙烯酸丁酯，0.5h滴完，滴加结束后搅拌1h，制得壳层预乳化液；(3)在装有搅拌器、冷凝管、二口连接管的四口烧瓶中，在氮气保护下加入30～65％去离子水和0.1～0.5％十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀，在恒温水浴锅中加热至80～85℃，滴加30～65％步骤(1)制得的核层预乳化液及0.5～5％过硫酸铵水溶液(5wt％)，2～3h内滴加完毕，制得核层乳液；(4)取15～70％步骤(3)制得的核层乳液，保持温度在80～85℃下，滴加10～80％步骤(2)制得的壳层预乳化液及0.5～5％过硫酸铵水溶液(5wt％)，2～3h内滴加完毕，温度控制80～85℃之间，保温1h反应结束，加入0.5～4％的n,n-二甲基乙醇胺和1.5～12％去离子水调节ph值至4～7，过滤、出料，即得自增稠丙烯酸乳液。上述步骤(1)核层预乳化液、(2)壳层预乳化液、(3)核层乳液、(4)自增稠丙烯酸乳液制备的各步骤原料之和为100％，所述的百分比均质量百分比。此外，本发明还提供一种所述的汽车用水性干涉型珠光闪光漆的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)在400～500转/分的搅拌速度下，将水性聚氨酯分散体、自增稠丙烯酸乳液、水性氨基树脂、增稠剂、胺中和剂依次加入水中，搅拌20～30min；(2)然后往步骤(1)的物料中加入云母珠光粉分散浆和稀释剂，40～50转/分，搅拌5～7分钟，即得。本发明预先将云母钛珠光粉制成云母珠光粉分散浆，再加入涂料中制成珠光闪光漆，可显著提高珠光颜料在漆料中分散均匀性以及稳定性，促进珠光颜料平行于底表面排列形成较好的平行取向，具体地，通过加入润湿分散剂，可提高云母钛珠光粉的分散性，防止珠光粉凝聚沉淀；加入流变改性蜡乳液可改善珠光颜料的定向，减少云块状色差/花斑；加入活性保湿剂十六酸季戊四醇酯，在珠光颜料表面形成一层薄膜，防止罩光清漆中的溶剂对珠光颜料再溶解。本发明采用特定配方自制的自增稠丙烯酸乳液与水性聚氨酯分散体作为主要成膜材料，二者均具有快干性，可保证使用湿碰湿喷涂工艺进行涂装时，漆膜之间不发生咬底现象，加入水性氨基树脂进行交联固化，使涂膜具有优异的耐水性。同时，由于丙烯酸乳液具有良好的自增稠性和触变性，可改善涂料的流变性，使涂料在施工时不产生流挂，促进珠光粉的定向排列。由于自增稠性丙烯酸乳液在本发明珠光漆中既作为成膜材料使用，又作为触变剂使用，在一定程度上可缓解增稠剂对漆膜耐水性能的影响，提高漆膜的耐水性。进一步，在珠光漆料配方中加入由丙二醇甲醚醋酸酯和正溴丙烷组成的稀释剂，促进溶剂挥发，使底色漆在涂罩光漆之前能达到指触干，保证珠光漆在90％以上的高湿环境下进行两道连续喷涂。然而，本发明人发现，极性溶剂乙二醇丁醚、稀释剂丙二醇甲醚醋酸酯和正溴丙烷会降低自增稠丙烯酸乳液的自增稠性和触变性，单纯以自增稠丙烯酸乳液作为触变剂的涂料不能满足施工需求。而加入由碱溶胀增稠剂和有机膨润土复配组成的增稠剂，可克服上述缺陷，使涂料经长时间贮存仍保持较佳的触变性能和闪光指数。同时，自增稠丙烯酸乳液与碱溶胀增稠剂、有机膨润土的复配，可降低碱溶胀增稠剂、有机膨润土对漆料耐水性能的影响，提高漆膜的耐水性，并可使水性聚氨酯分散体的表面张力降低，使珠光粉无悬浮和堆积，一旦喷涂就能直接排布上漆面，表面光滑而不刺手。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)本发明提供的汽车用水性干涉型珠光闪光漆配比科学，各成分相互协调，干燥速度快，施工性能佳，满足2c1b涂装工艺对涂料的要求，大大节约了成本，降低能耗，具有节能减排的优点。(2)本发明珠光闪光漆形成的漆膜光泽华丽柔和，具有珠光般的色彩，富有美感，没有色差、发花、起粒、失光或珠光效果不良等现象，而且耐水耐腐蚀性优异、耐候性能佳，满足高级轿车装饰性要求。具体实施方式以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。实施例1自增稠丙烯酸乳液的制备(1)取2g的十二烷基苯磺酸钠，溶于20g的去离子水中，以1000rpm转速搅拌下，滴加55g甲基丙烯酸甲酯和23g的丙烯酸丁酯，0.5h滴完，滴加结束后搅拌1h，制得核层预乳化液；(2)取2g的十二烷基苯磺酸钠，溶于20g的去离子水中，以1000rpm转速搅拌下，滴加12g的甲基丙烯酸、40g的甲基丙烯酸羟乙酯和26g的丙烯酸丁酯，0.5h滴完，滴加结束后搅拌1h，制得壳层预乳化液；(3)在装有搅拌器、冷凝管、二口连接管的四口烧瓶中，在氮气保护下加入40g去离子水和0.2g十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀，在恒温水浴锅中加热至80℃，滴加57g步骤(1)制得的核层预乳化液及3g的5wt％过硫酸铵水溶液，3h内滴加完毕，制得核层乳液；(4)取40g步骤(3)制得的核层乳液，保持温度在80℃下，滴加50g步骤(2)制得的壳层预乳化液及3g的5wt％过硫酸铵水溶液，3h内滴加完毕，温度控制80℃之间保温1h反应结束，加入2g的n,n-二甲基乙醇胺和5g去离子水调节ph值至4～7，过滤、出料，即得自增稠丙烯酸乳液。使用本实施例制得的自增稠丙烯酸乳液进行珠光闪光漆制备前，需预先使用去离子水将自增稠丙烯酸乳液的含固量稀释至20wt％，并使用氨水调节ph值至8～8.5，方可作为原料用于制备珠光闪光漆。实施例2自增稠丙烯酸乳液的制备(1)取3g的十二烷基苯磺酸钠，溶于30g的去离子水中，以800rpm转速搅拌下，滴加45g甲基丙烯酸甲酯和22g的丙烯酸丁酯，0.5h滴完，滴加结束后搅拌1h，制得核层预乳化液；(2)取3g的十二烷基苯磺酸钠，溶于30g的去离子水中，以800rpm转速搅拌下，滴加6g的甲基丙烯酸、40g的甲基丙烯酸羟乙酯和21g的丙烯酸丁酯，0.5h滴完，滴加结束后搅拌1h，制得壳层预乳化液；(3)在装有搅拌器、冷凝管、二口连接管的四口烧瓶中，在氮气保护下加入30g去离子水和0.3g十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀，在恒温水浴锅中加热至85℃，滴加65g步骤(1)制得的核层预乳化液及5g的5wt％过硫酸铵水溶液，2h内滴加完毕，制得核层乳液；(4)取25g步骤(3)制得的核层乳液，保持温度在85℃下，滴加65g步骤(2)制得的壳层预乳化液及5g的5wt％过硫酸铵水溶液，3h内滴加完毕，温度控制85℃之间保温1h反应结束，加入2g的n,n-二甲基乙醇胺和3g去离子水调节ph值至4～7，过滤、出料，即得自增稠丙烯酸乳液。使用本实施例制得的自增稠丙烯酸乳液进行珠光闪光漆制备前，需预先使用去离子水将自增稠丙烯酸乳液的含固量稀释至20wt％，并使用氨水调节ph值至8～8.5，方可作为原料用于制备珠光闪光漆。实施例3自增稠丙烯酸乳液的制备(1)取5g的十二烷基苯磺酸钠，溶于25g的去离子水中，以1500rpm转速搅拌下，滴加55g甲基丙烯酸甲酯和15g的丙烯酸丁酯，0.5h滴完，滴加结束后搅拌1h，制得核层预乳化液；(2)取5g的十二烷基苯磺酸钠，溶于25g的去离子水中，以1500rpm转速搅拌下，滴加8g的甲基丙烯酸、32g的甲基丙烯酸羟乙酯和30g的丙烯酸丁酯，0.5h滴完，滴加结束后搅拌1h，制得壳层预乳化液；(3)在装有搅拌器、冷凝管、二口连接管的四口烧瓶中，在氮气保护下加入55g去离子水和0.4g十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀，在恒温水浴锅中加热至80℃，滴加43g步骤(1)制得的核层预乳化液及2g的5wt％过硫酸铵水溶液，3h内滴加完毕，制得核层乳液；(4)取35g步骤(3)制得的核层乳液，保持温度在85℃下，滴加55g步骤(2)制得的壳层预乳化液及2g的5wt％过硫酸铵水溶液，3h内滴加完毕，温度控制85℃之间保温1h反应结束，加入2g的n,n-二甲基乙醇胺和6g去离子水调节ph值至4～7，过滤、出料，即得自增稠丙烯酸乳液。使用本实施例制得的自增稠丙烯酸乳液进行珠光闪光漆制备前，需预先使用去离子水将自增稠丙烯酸乳液的含固量稀释至20wt％，并使用氨水调节ph值至8～8.5，方可作为原料用于制备珠光闪光漆。实施例4云母珠光粉分散浆的制备云母珠光粉分散浆，按质量百分比计，包括以下组分：t60-21干涉红珠光粉45％、tego-6553％、aquatix84214％、十六酸季戊四醇酯6％和乙二醇丁醚42％。制备：将配方量的乙二醇丁醚、十六酸季戊四醇酯、aquatix8421和tego-655混合，搅拌10分钟，然后加入配方量的t60-21干涉红珠光粉，搅拌5分钟，得到云母珠光粉分散浆。实施例5云母珠光粉分散浆的制备云母珠光粉分散浆，按质量百分比计，包括以下组分：t60-20干涉黄珠光粉40％、efka-50565％、aquatix84216％、十六酸季戊四醇酯4％和乙二醇丁醚45％。制备：将配方量的乙二醇丁醚、十六酸季戊四醇酯、aquatix8421和efka-5056混合，搅拌8分钟，然后加入配方量的t60-20干涉黄珠光粉，搅拌4分钟，得到云母珠光粉分散浆。实施例6云母珠光粉分散浆的制备云母珠光粉分散浆，按质量百分比计，包括以下组分：t60-23干涉蓝珠光粉50％、efka-50564％、aquatix84212％、十六酸季戊四醇酯4％和乙二醇丁醚40％。制备：将配方量的乙二醇丁醚、十六酸季戊四醇酯、aquatix8421和efka-5056混合，搅拌9分钟，然后加入配方量的t60-23干涉蓝珠光粉，搅拌5分钟，得到云母珠光粉分散浆。实施例7水性干涉型珠光闪光漆的制备水性干涉型珠光闪光漆按质量百分比计，包括下表1所示的组分：表1不同配方的水性干涉型珠光闪光漆制备：(1)在500转/分的搅拌速度下，将bayhydroluh2621、自增稠丙烯酸乳液、cymel325、ase60、有机膨润土、ma-95依次加入水中，搅拌25min；(2)然后往步骤(1)的物料中加入云母珠光粉分散浆、丙二醇甲醚醋酸酯和正溴丙烷，50转/分，搅拌5分钟，即得。对上述各配方制得的水性干涉型珠光闪光漆进行性能检测：底材为冷轧钢板，脱脂清洗烘干后，按2c1b工艺流程要求进行样板制作，珠光闪光漆厚度为14μm、罩光清漆厚度为40μm，其中，珠光闪光漆为实施例7配方1-6制得的，清漆为溶剂型氨基聚酯烤漆，具体检测方法为：粘度采用ndj-1旋转粘度计按照gb/t1723-1993进行检测，涂料的触变值为涂料在旋转粘度计6r/min和60r/min下的粘度比值；闪光指数：采用闪光度测试仪测试，x-riteinc.grandville,mi；光泽按gb/t9754-2007进行检测；附着力按gb/t9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》；硬度按gb/t6739-2006《涂膜硬度铅笔测定法》测试；耐冲击性按gb/t1732-1993进行检测；耐水性按gb/t1733-1993《漆膜耐水性测定法》测试；耐碱性和耐酸性按gb/t9274-1988《涂层耐碱性的测定》甲法的规定进行测试；耐人工气候老化性按gb/t1865-2009《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露》进行测试；耐盐雾按gb/t1771-2007《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》；结果见表2所示：表2水性干涉型珠光闪光漆的质量指标结果显示，本发明提供的水性干涉型珠光闪光漆具有较高的触变值，有利于施工，且闪光指数和光泽度高，珠光效果明显；另外，附着力、硬度、耐冲击性等机械性能优异，各种耐候性能佳。实施例8水性干涉型珠光闪光漆的制备实施例8是保证实施例7配方1中各物质种类不变的情况下，改变各物质含量的投料配方，见下表3所示，按照实施例7的工艺过程制备得到水性干涉型珠光闪光漆。表3不同配方的水性干涉型珠光闪光漆由配方7～9制备的得到水性干涉型珠光闪光漆的性能如表4所示，与表2性能对比可知，当珠光闪光漆配方中各物质的含量超出本发明所公开的范围时，得到的水性干涉型珠光闪光漆的性能显著降低，尤其是当水性聚氨酯分散体和自增稠丙烯酸乳液的配比超出本发明的范围，对珠光闪光漆的性能检测结果影响较大。表4水性干涉型珠光闪光漆的质量指标对比例1-2水性干涉型珠光闪光漆的制备对比例1水性干涉型珠光闪光漆与实施例7的配方1相比，区别仅在于：以市售普通的水性丙烯酸乳液(科思创bayhydrola2457)替换本发明的自增稠丙烯酸乳液，其余的组分及含量不变，按照实施例7的制备方法制得水性干涉型珠光闪光漆。对比例2水性干涉型珠光闪光漆与实施例7的配方1相比，区别仅在于：不含增稠剂，并相应增加自增稠丙烯酸乳液的含量，其余的组分及含量不变，按照实施例7的制备方法制得水性干涉型珠光闪光漆。对比例1-2水性干涉型珠光闪光漆的质量指标见表5所示。表5水性干涉型珠光闪光漆质量指标结果显示，以市售普通的水性丙烯酸乳液替换本发明的自增稠丙烯酸乳液，制得的水性干涉型珠光闪光漆的触变值、闪光指数、光泽以及各方面的耐候性能变差；而配方中不含增稠剂，仅以自增稠丙烯酸乳液作为触变剂，对制得的水性干涉型珠光闪光漆各方面的耐候性能略有影响，但明显降低珠光闪光漆的触变值、闪光指数和光泽。对比例3水性干涉型珠光闪光漆的制备对比例3水性干涉型珠光闪光漆，按质量百分比计，包括以下组分：自增稠丙烯酸乳液(实施例1制得，稀释至含固量为20wt％，ph值为8～8.5)30％对比例3水性干涉型珠光闪光漆与实施例7的配方1相比，区别在于，将云母珠光粉分散浆的原料直接加入到珠光漆配方中，并且没有添加十六酸季戊四醇酯和稀释剂，相应增加了水的含量，制备方法参考实施例7。对比例3水性干涉型珠光闪光漆的质量指标见表6所示。表6水性干涉型珠光闪光漆质量指标指标对比例3涂膜外观光泽低、有失光、色差、发花、起粒现象触变值4.5闪光指数13.060°光泽75附着力0硬度2h耐冲击性/cm50耐水性/h240耐碱性/h42耐酸性/h36耐人工气候老化性/h1300耐盐雾/h700结果显示，将云母珠光粉分散浆的原料直接加入到珠光漆配方中，并且没有添加十六酸季戊四醇酯和稀释剂，制得的珠光闪光漆漆膜光泽低、有失光、色差、发花、起粒现象，并且闪光指数和光泽度均降低，推测这是由于在缺乏十六酸季戊四醇酯和稀释剂的情况下，使用2c1b涂装工艺，底色珠光漆在涂罩光漆之前未能达到指触干，珠光颜料在罩清漆溶剂的作用下产生流延所致，并进一步影响了珠光漆的各种耐候性能。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12