一种低VOC汽车反射隔热内饰漆及其制备方法与流程

2021-02-02 15:02:26|

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本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种低voc汽车反射隔热内饰漆及其制备方法。

背景技术：

汽车的使用在生活中越来越广泛，给人们出行带来很多便捷，在满足基本代步功能后，越来越多的其它功能需求被提出来：节能环保、新能源、自动驾驶等等。随着人们生活水平的提高和环保意识的加强，车内环境的空气质量、舒适度的要求也在提高。

目前，汽车内饰件涂料市场上广泛使用的是传统的溶剂型涂料，传统的汽车内饰溶剂型涂料的溶剂含量常在40％以上，而特殊的pp基材涂料，溶剂含量更高。这些挥发性有机化合物(voc)进入大气，会造成环境的污染，同时对涂装工人的身体健康造成危害。随着人们对健康和环保的重视程度提高，国家制定了gb24409-2020《车辆涂料中有害物质限量》，其中规定汽车用内饰件涂料voc要求，色漆小于770g/l，哑光清漆小于630g/l。这些因素推动着汽车内饰涂料必须向着健康环保发展，低voc汽车内饰漆的需求正逐步上升。

市场上的低voc涂料有两个方向：一个是水性化，另一个是高固低粘。水性涂料在汽车领域的使用，绝大多数是车身oem涂料，技术比较成熟、水处理比较集中，能有效减少对环境造成二次污染。而其它零部件涂料，水性漆技术不是很成熟，因为用量少，喷涂企业分散，要改用水性涂料涉及喷涂厂房和产线改造，成本会增加；同时因为用量少，水处理也不会像主机厂那样规范，很容易造成环境二次污染。相比而言，高固低粘的低voc涂料，技术更成熟，使用更环保。

汽车内饰件大多数基材是pp，pp+epdm，tpo，abs，abs+pc等，受太阳直射面积最大的是pp材质的仪表板，现在汽车仪表板，表面有三种状态：粘胶包真皮或直接覆皮、喷涂油漆、直接素材。现有汽车内饰件涂料多无法同时满足在上述基材上都具有附着力。同时，汽车仪表板和一般内饰件涂料，对阳光都没有反射功能，夏天汽车停在室外，车内温度很高，可以达到70-90℃，即使在行驶状态下，空调能耗也大，因此，需要汽车内饰件涂料能够有效反射阳光和红外线，降低基材和零件表面温度，从而降低车内温度，降低汽车能耗。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种低voc汽车反射隔热内饰漆及其制备方法，voc含量低，在汽车仪表板和多种基材上均有附着力，且能有效反射阳光和红外线，起到反射和隔热作用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种低voc汽车反射隔热内饰漆，包括以下重量份的组分：

优选的，该低voc汽车反射隔热内饰漆包括以下重量份的组分：

所述的氯化聚丙烯树脂溶液由东洋纺的dx-526p、cy-9122p、f-2p或日本制纸的909s中的一种或多种溶解而成。优选的，所述的氯化聚丙烯树脂溶液是由东洋纺的f-2p或日本制纸的909s溶解而成的树脂溶液。氯化聚丙烯树脂在本配方中的作用，是提供与pp基材的附着力，f-2p的氯含量、分子量，比较匹配内饰件的pp基材，适用范围广，包括在tpo基材上，都有良好附着力。

所述的分散剂为毕克化学的byk161、byk163、巴斯夫的efka-4010中的一种或多种，这几种分散剂对空心玻璃珠的分散效果更好，对通用色浆的分散和稳定也帮助。

所述的基材润湿剂为迪高化学tego245或tegoglid450，优选为tego245，容忍度广泛，在pp基材、abs基材、pc+abs基材和真皮、涂层上，均可以很好润湿。

所述的流平剂为毕克化学的byk361或byk306，优选为byk361，对醇酸和丙烯酸树脂体系的降低表面张力作用明显，无副作用。

所述的消光粉为格瑞斯的syloid7000或德固赛的ok500，优选为德固赛的ok500，这个型号的消光粉，透明度高，吸油量高，消光效果好，同时易分散。

所述的反光中空玻璃粉为河北省廊坊市澳澜玻璃微珠有限公司的olh-a空心玻璃微珠，反射率高，对太阳红外线、可见光和紫外线进行高热反射，不让太阳光的热量在物体表面照射后热量累计升温。

所述的色浆为喜颜vera系列通用色浆，包括黄色、黑色、棕色等，根据所需颜色选择，如果是清漆，就不需添加色浆。

所述的有机溶剂为醋酸丁酯、醋酸仲丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯的一种或多种。

进一步地，丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法包括以下步骤：

(1)按重量份称取甲基丙烯酸甲酯15～25份，丙烯酸丁酯5～10份，苯乙烯12～22份，丙烯酸1～1.5份，过氧化苯甲酰0.3～0.6份，丁酯20～40份；

(2)将丁酯作为溶剂投入到反应釜中，升温至125～135℃，开始滴加由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸和过氧化苯甲酰组成的单体混合物，在3～4h内滴加完成；

(3)滴加完成后保温3.5～4.5h，然后降温、过滤、出料得到羟基丙烯酸预聚物；

(4)按重量份称取步骤(3)得到的羟基丙烯酸预聚物20～30份，苯二甲酸酐8～12份，季戊四醇4～7份，植物油22～32份，lioh0.03～0.05份，丁酯20～30份，丁醇15～25份；

(5)将季戊四醇、丁酯、丁醇、植物油和lioh投入到反应釜中，升温至220～240℃，保温醇解，再降温至170～190℃，加入苯二甲酸酐、羟基丙烯酸预聚物，升温至220～240℃，保温至酸值在8mgkoh/g以下，格式粘度5～7s；

(6)降温、过滤、出料得到丙烯酸改性醇酸树脂。

优选的，步骤(1)中按重量份称取甲基丙烯酸甲酯15～20份，丙烯酸丁酯8～10份，苯乙烯12～18份，丙烯酸1～1.5份，过氧化苯甲酰0.5～0.6份，丁酯20～40份；

步骤(4)中按重量份称取步骤(3)得到的羟基丙烯酸预聚物20～30份，苯二甲酸酐8～12份，季戊四醇4～7份，植物油22～28份，lioh0.03～0.05份，丁酯20～30份，丁醇15～25份。

上述低voc汽车反射隔热内饰漆的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氯化聚丙烯树脂加入含有溶剂(包括丁酯、丁醇等)的反应釜中，低速搅拌(搅拌速度为300～500rmp)，60～70℃加热使其溶解，然后降温至20-25℃、300目滤网过滤、出料得到氯化聚丙烯树脂溶液；

(2)按重量份称取丙烯酸改性醇酸树脂20～45份，氯化聚丙烯树脂溶液20～40份，分散剂0.5～3份，基材润湿剂0.2～2份，流平剂0.2～2份，消光粉0.5～10份，反光中空玻璃粉5～30份，色浆0～10份，有机溶剂5～20份；

(3)将丙烯酸改性醇酸树脂、氯化聚丙烯树脂溶液、分散剂、基材润湿剂、流平剂加入投料釜中，在800～1000r/min转速下搅拌20～30min；

(4)降低转速至300～500r/min，在5～10min内逐步加入消光粉，再升高转速至1500～1800r/min，搅拌20～40min；

(5)再降低转速至300～500r/min，逐步加入反光中空玻璃粉，耗时10～15min，加完反光中空玻璃粉，再升高转速至800～1000r/min，搅拌20～40min，加入色浆和有机溶剂，在300～500r/min转速下搅拌10～20min，过滤得到低voc汽车反射隔热内饰漆。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、采用新思路，同时解决了pp体系相容性问题和表面硬度问题，本发明为解决在内饰pp基材附着力问题，采取氯化聚烯烃溶解后的树脂溶液，与自制的丙烯酸改性醇酸树脂搭配使用，因为氯化聚丙烯树脂与其它树脂很难相容，放置一起时间久了会引起返粗和失光，只有与醇酸树脂相容性较好，而市面上一般的醇酸树脂干燥速度慢，氯化聚烯烃自身tg也低，只适合配套一起做底漆，本发明所合成的丙烯酸改性醇酸树脂，有醇酸结构，可以很好的与氯化聚丙烯树脂相容，解决在pp基材上的附着力问题，同时，因为有丙烯酸单体的结构，干燥速度快，tg高，表面硬度和耐化学品性好，满足做汽车内饰涂料的要求；

2、pp基材的低voc涂料，voc一般都在65～75％，有些单涂层的甚至更高，本发明的低voc汽车反射隔热内饰漆，voc约为53％，远低于市场同类产品；

3、引入纳米级空心玻璃微珠，壁厚为1～2μm，该原料具有质轻、低导热、强度高和良好的化学稳定性等优点，经过特殊处理，具有亲油性，非常容易分散于树脂等有机材料中，与传统涂料比，具有明显的反射隔热效果；

4、本发明可用于仪表板、门板用聚烯烃素材上，也可用于abs、abs+pc的素材的装饰条和控制面板上，对以上塑料材料均有优异的附着性，应用范围广泛。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种低voc汽车反射隔热内饰漆，其制备步骤如下：

(1)按重量份称取甲基丙烯酸甲酯15份，丙烯酸丁酯9份，苯乙烯15份，丙烯酸1.2份，过氧化苯甲酰0.5份，丁酯30份；

(2)将溶剂丁酯投入到反应釜中，升温至125～135℃，开始滴加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸和过氧化苯甲酰组成的单体混合物，耗时大约3.5h左右，滴加完成后保温4h，然后降温、过滤、出料得到羟基丙烯酸预聚物；

(3)按重量份称取步骤(2)得到的羟基丙烯酸预聚物25份，苯二甲酸酐10份，季戊四醇5.5份，植物油24.5份，lioh0.04份，丁酯20份，丁醇15份；

(4)将季戊四醇、丁酯、丁醇、植物油和lioh投入到反应釜中，升温至230℃，保温醇解，再降温至180℃，加入苯二甲酸酐、羟基丙烯酸预聚物，升温至230℃，保温至酸值在8mgkoh/g以下，格式粘度5～7s，最后降温、过滤、出料得到丙烯酸改性醇酸树脂；

(5)将20份氯化聚丙烯树脂加入含有醋酸丁酯40份和丁酮40份的反应釜里，低速搅拌，60～70℃加热使其溶解，然后降温、过滤、出料得到氯化聚丙烯树脂溶液；

(6)按重量份称取丙烯酸改性醇酸树脂35份，氯化聚丙烯树脂溶液30份，分散剂1份，基材润湿剂1份，流平剂0.8份，消光粉5份，反光中空玻璃粉15份，色浆0份，有机溶剂12.2份；

(7)将丙烯酸改性醇酸树脂、氯化聚丙烯树脂溶液、分散剂、基材润湿剂、流平剂加入投料釜中，在800～1000r/min转速下搅拌20～30min，降低转速至300～500r/min，逐步加入消光粉，总共耗时约5～10min，加完消光粉，再升高转速至1500～1800r/min，搅拌30min；

(8)再降低转速至300～500r/min，逐步加入反光中空玻璃珠，耗时10～15min，，加完反光中空玻璃珠，再升高转速至800～1000r/min，搅拌30min，加入色浆和有机溶剂，在300～500r/min转速下搅拌15min，过滤得到低voc汽车反射隔热内饰漆。

实施例2

本实施例按重量份称取丙烯酸改性醇酸树脂30份，氯化聚丙烯树脂溶液33份，分散剂1份，基材润湿剂1份，流平剂0.8份，消光粉4份，反光中空玻璃粉18份，色浆0.5份，有机溶剂11.7份，其余步骤及所用原料与实施例1相同，得到低voc汽车反射隔热内饰漆。

实施例3

本实施例按重量份称取丙烯酸改性醇酸树脂33份，氯化聚丙烯树脂溶液28份，分散剂1.1份，基材润湿剂1.2份，流平剂0.8份，消光粉6份，反光中空玻璃粉16份，色浆0份，有机溶剂13.9份，其余步骤及所用原料与实施例1相同，得到低voc汽车反射隔热内饰漆。

实施例1～3所得低voc汽车反射隔热内饰漆的技术指标如下：

可以看出，实施例1～3所得低voc汽车反射隔热内饰漆附着性强，表面硬度和耐化学品性好，且漆膜反射率高，既满足做汽车内饰涂料的要求，又具有明显的反射隔热效果。

一种低voc汽车反射隔热内饰漆，其制备步骤如下：

(1)按重量份称取甲基丙烯酸甲酯25份，丙烯酸丁酯5份，苯乙烯12份，丙烯酸1.5份，过氧化苯甲酰0.3份，丁酯20份；

(2)将溶剂丁酯投入到反应釜中，升温至125～135℃，开始滴加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸和过氧化苯甲酰组成的单体混合物，耗时大约3h左右，滴加完成后保温4.5h，然后降温、过滤、出料得到羟基丙烯酸预聚物；

(3)按重量份称取步骤(2)得到的羟基丙烯酸预聚物20份，苯二甲酸酐12份，季戊四醇7份，植物油32份，lioh0.03份，丁酯25份，丁醇20份；

(4)将季戊四醇、丁酯、丁醇、植物油和lioh投入到反应釜中，升温至220℃，保温醇解，再降温至170℃，加入苯二甲酸酐、羟基丙烯酸预聚物，升温至220℃，保温至酸值在8mgkoh/g以下，格式粘度5～7s，最后降温、过滤、出料得到丙烯酸改性醇酸树脂；

(6)按重量份称取丙烯酸改性醇酸树脂45份，氯化聚丙烯树脂溶液20份，分散剂3份，基材润湿剂0.2份，流平剂2份，消光粉0.5份，反光中空玻璃粉5份，色浆10份，有机溶剂5份；

(7)将丙烯酸改性醇酸树脂、氯化聚丙烯树脂溶液、分散剂、基材润湿剂、流平剂加入投料釜中，在800～1000r/min转速下搅拌20～30min，降低转速至300～500r/min，逐步加入消光粉，总共耗时约5～10min，加完消光粉，再升高转速至1500～1800r/min，搅拌20min；

(8)再降低转速至300～500r/min，逐步加入反光中空玻璃珠，耗时10～15min，，加完反光中空玻璃珠，再升高转速至800～1000r/min，搅拌20min，加入色浆和有机溶剂，在300～500r/min转速下搅拌10min，过滤得到低voc汽车反射隔热内饰漆。

实施例5

一种低voc汽车反射隔热内饰漆，其制备步骤如下：

(1)按重量份称取甲基丙烯酸甲酯20份，丙烯酸丁酯10份，苯乙烯22份，丙烯酸1份，过氧化苯甲酰0.6份，丁酯40份；

(2)将溶剂丁酯投入到反应釜中，升温至125～135℃，开始滴加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸和过氧化苯甲酰组成的单体混合物，耗时大约4h左右，滴加完成后保温3.5h，然后降温、过滤、出料得到羟基丙烯酸预聚物；

(3)按重量份称取步骤(2)得到的羟基丙烯酸预聚物30份，苯二甲酸酐8份，季戊四醇4份，植物油22份，lioh0.05份，丁酯30份，丁醇25份；

(4)将季戊四醇、丁酯、丁醇、植物油和lioh投入到反应釜中，升温至240℃，保温醇解，再降温至190℃，加入苯二甲酸酐、羟基丙烯酸预聚物，升温至240℃，保温至酸值在8mgkoh/g以下，格式粘度5～7s，最后降温、过滤、出料得到丙烯酸改性醇酸树脂；

(6)按重量份称取丙烯酸改性醇酸树脂20份，氯化聚丙烯树脂溶液40份，分散剂0.5份，基材润湿剂2份，流平剂0.2份，消光粉10份，反光中空玻璃粉30份，色浆5份，有机溶剂20份；

(7)将丙烯酸改性醇酸树脂、氯化聚丙烯树脂溶液、分散剂、基材润湿剂、流平剂加入投料釜中，在800～1000r/min转速下搅拌20～30min，降低转速至300～500r/min，逐步加入消光粉，总共耗时约5～10min，加完消光粉，再升高转速至1500～1800r/min，搅拌40min；

(8)再降低转速至300～500r/min，逐步加入反光中空玻璃珠，耗时10～15min，，加完反光中空玻璃珠，再升高转速至800～1000r/min，搅拌40min，加入色浆和有机溶剂，在300～500r/min转速下搅拌20min，过滤得到低voc汽车反射隔热内饰漆。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

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