一种车衣膜用涂层材料及其制备方法

1.本发明属于涂层材料技术领域，具体涉及一种车衣膜用涂层材料及其制备方法。


背景技术：

2.车衣膜又称为“隐形车衣”，是一种热塑性聚合物薄膜，装贴后可使汽车漆面与空气隔绝。目前，最新的第三代隐身车衣采用热塑性聚氨酯(tpu)材质，虽然其耐黄变性能相比pvc/pu材质的要好很多，但是在使用几年之后还是会出现黄变，此外其涂层疏水性不足，容易被污染。
3.中国专利申请文件(公开号为cn 109971382 a)公开了一种节能降温隔热车衣膜及其制备方法，该方案通过多层设计，提高对红外线和紫外线的反射率，实现抗老化性能。
4.上述两种方案以及现有的其他技术所制备的薄膜虽然一定程度上提升了抗老化性能，但并没有改进薄膜的疏水特性，从而改善车体表面的抗污能力，且上述现有技术中的薄膜材料制备较为困难，工艺复杂。
5.再者，中国专利申请文件(公开号为cn 111040609 a)公开了一种高疏水性车衣膜及其制备方法，通过加入ptfe树脂微粉，实现同时提高疏水性和抗老化的性能，但是该方案中ptfe树脂微粉与其他组分的相容性较差，且ptfe树脂微粉价格昂贵。


技术实现要素：

6.本发明的发明目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种可以同时提高抗老化耐黄变性能和疏水性，还可以在保证涂层材料易涂覆的同时大幅度减少溶剂使用量，降低生产成本的车衣膜用涂层材料。
7.为实现上述发明目的，本发明通过如下方案实现：一种车衣膜用涂层材料，所述的涂层材料包括如下重量份数的原料：
8.tpu涂层树脂：100-120份
9.改性的聚乙烯蜡：5-10份
10.有机硅树脂：10-20份
11.溶剂：100-150份，其中所述的tpu涂层树脂包括脂肪族的聚醚多元醇和脂肪族的二异氰酸酯。
12.作为优选，tpu涂层树脂中聚醚多元醇与脂肪族的二异氰酸酯的质量比为1:(0.5-1)。
13.进一步优选，所述的脂肪族的二异氰酸酯包含二环己基二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或多种。
14.更进一步优选，所述的脂肪族的二异氰酸酯由二环己基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯构成。二环己基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为1:(0.1-5)。
15.在上述车衣膜用涂层材料中，所述的改性的聚乙烯蜡为经过氧化反应改性后的聚乙烯蜡或者酸酐接枝改性后的聚乙烯蜡。
16.在上述车衣膜用涂层材料中，所述涂层材料涂覆前为液体，其固含量为43％～60％。现有技术中的涂层材料的固含量都较低，其原因在于，若固含量较高，车衣膜用涂层材料涂覆的工艺难度大。
17.在上述车衣膜用涂层材料中，所述的溶剂包括甲苯、乙酸乙酯、丁酮、环己烷中的一种或多种。
18.本发明还提供一种上述车衣膜用涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
19.①
称取涂层材料原料，在惰性气体的保护下，将脂肪族的聚醚多元醇和60-90％的溶剂加入到反应釜中搅拌溶解；
20.②
将脂肪族的二异氰酸酯溶解至剩余的溶剂(即10-40％的溶剂)中，形成溶解液，再将溶解液加入到步骤
①
的反应釜进行反应；
21.③
将改性的聚乙烯蜡、有机硅树脂加入到步骤
②
的反应釜中，剧烈搅拌，分散均匀后降温至室温，得到车衣膜用涂层材料。
22.本发明车衣膜用涂层材料的制备方法中将脂肪族的多元醇先溶解得到溶液，然后滴加二异氰酸酯的溶液，反应制得聚氨酯，再加入改性的聚乙烯蜡和有机硅树脂提高加工性和接触角。
23.作为优选，步骤
②
中反应釜中的反应温度为50-60℃，反应1-4小时。
24.与现有技术相比，本发明具有如下优点：
25.1.本发明车衣膜用涂层材料采用脂肪原料单体，同时采用改性的聚乙烯蜡和有机硅树脂，不仅提升了该材料的耐老化性能(黄变)，耐黄变等级达到5级，同时提高材料的相容性，增加树脂成膜工艺中的润滑性，还大大提高了涂层材料的疏水性，其涂层的水接触角≥120
°
。
26.2.本发明车衣膜用涂层材料分别将脂肪族的聚醚多元醇和脂肪族的二异氰酸酯分别先溶于溶剂，再混合然后升温反应，最后加入改性的聚乙烯蜡、有机硅树脂，该制备方法简单，通过该方法制得的涂层材料在涂覆应用于车衣膜时涂覆工艺更简单。
27.3.一般固含量较高的涂层材料，因粘度高，加工工艺很难，而本发明车衣膜用涂层材料涂覆前为液体，其固含量为43％～60％，提升了固含量，大大减少了溶剂使用量，大幅度降低成本的同时更加环保。
28.4.本发明涂层材料经涂覆形成涂层后，其铜刷十圈后的修复时间为10-50秒，透光率》92％，水接触角》120
°
，耐黄变等级5级。
具体实施方式
29.下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步描述说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于帮助理解本发明，不用于本发明的具体限制。如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
30.表1：实施例1-6中涂层材料的原料按重量份数计
[0031][0032]
实施例1
[0033]
①
按表1实施例1中所述的质量份数称取原料，在惰性气体的保护下，把脂肪族的羟基聚醚多元醇和80％的溶剂加入到反应釜中搅拌溶解；
[0034]
②
将脂肪族的二异氰酸酯溶解至余下的溶剂中，形成溶解液，再将溶解液加入到步骤
①
的反应釜中，将温度升高至50℃，反应2小时；
[0035]
③
将改性的聚乙烯蜡、有机硅树脂加入到步骤
②
的反应釜中，剧烈搅拌，分散均匀后降温至室温，得到车衣膜用涂层材料。
[0036]
实施例2
[0037]
与实施例1的区别仅在于，按表1实施例2中的原料称取，即在该实施例中脂肪族的二异氰酸酯中二环己基二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为7:1。
[0038]
实施例3
[0039]
与实施例1的区别仅在于，按表1实施例3中的原料称取，即在该实施例中脂肪族的二异氰酸酯中二环己基二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为7:41。
[0040]
实施例4
[0041]
与实施例1的区别仅在于，按表1实施例4中的原料称取，即在该实施例中脂肪族的二异氰酸酯中二环己基二异氰酸酯28份、1,6-己二异氰酸酯20份。
[0042]
实施例5
[0043]
与实施例1的区别仅在于，按表1实施例5中的原料称取，即在该实施例中聚醚多元醇53份，脂肪族的二异氰酸酯中二环己基二异氰酸酯11份、1,6-己二异氰酸酯44份。
[0044]
实施例6
[0045]
与实施例1的区别仅在于，按表1实施例6中的原料称取，即在该实施例中聚醚多元醇75份，脂肪族的二异氰酸酯中二环己基二异氰酸酯11份、1,6-己二异氰酸酯22份。
[0046]
实施例7
[0047]
与实施例1的区别仅在于，在该实施例中改性的聚乙烯蜡为3份。
[0048]
实施例8
[0049]
与实施例1的区别仅在于，在该实施例中改性的聚乙烯蜡为5份。
[0050]
实施例9
[0051]
与实施例1的区别仅在于，在该实施例中改性的聚乙烯蜡为10份。
[0052]
实施例10
[0053]
与实施例1的区别仅在于，在该实施例中改性的聚乙烯蜡为12份。
[0054]
实施例11
[0055]
与实施例1的区别仅在于，在该实施例中有机硅树脂为8份。
[0056]
实施例12
[0057]
与实施例1的区别仅在于，在该实施例中有机硅树脂为10份。
[0058]
实施例13
[0059]
与实施例1的区别仅在于，在该实施例中有机硅树脂为20份。
[0060]
实施例14
[0061]
与实施例1的区别仅在于，在该实施例步骤
②
中反应釜中的反应温度为60℃，反应3小时。
[0062]
实施例15
[0063]
与实施例1的区别仅在于，在该实施例步骤
②
中反应釜中的反应温度为80℃，反应3小时。
[0064]
对比例1
[0065]
与实施例1的区别仅在于，在该对比例中tpu涂层树脂为脂肪族的二醇58份，脂肪族二异氰酸酯(具体为二环己基二异氰酸酯15份、异佛尔酮二异氰酸酯份)30份，芳香族的二异氰酸酯(具体为二苯甲烷二异氰酸酯)20份。
[0066]
对比例2
[0067]
与实施例1的区别仅在于，在该对比例中的聚乙烯蜡并未改性。
[0068]
对比例3
[0069]
与实施例1的区别仅在于，在该对比例中不含有改性的聚乙烯蜡。
[0070]
对比例4
[0071]
与实施例1的区别仅在于，在该对比例中不含有机硅树脂。
[0072]
对比例5
[0073]
与实施例1的区别仅在于，在该对比例中还含有ptfe树脂10份。
[0074]
对比例6
[0075]
与实施例1的区别仅在于，在该对比例中将有机硅树脂换成ptfe树脂，即该对比例中不含有机硅树脂，含有ptfe树脂。
[0076]
对比例7
[0077]
与实施例1的区别仅在于，在该对比例中将聚乙烯蜡、有机硅树脂在步骤
②
中与溶解液一起加入到步骤
①
的反应釜中。
[0078]
将实施例1-15以及对比例1-7中的车衣膜用涂层材料进行性能测试，测试结果如下表2所示。
[0079]
表2：实施例1-15以及对比例1-7中的车衣膜用涂层材料的性能
[0080][0081]
涂覆的工艺难易中“+”为容易涂覆、“++”为涂覆工艺一般、“+++”为涂覆工艺难、“++++”为涂覆工艺极难。
[0082]
综上所述，本发明车衣膜用涂层材料采用脂肪原料单体以及改性的聚乙烯蜡和有机硅树脂，不仅提升了耐老化性能、相容性，增加了树脂成膜工艺中的润滑性，还大大提高了涂层材料的疏水性，其涂层的水接触角≥120
°
。且在保证涂层材料易涂覆的同时大幅度减少溶剂使用量，降低成本，更节能环保，经涂覆形成涂层后，其透光率》92％。
[0083]
以上为本发明所述的具体实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。