阅读说明：本技术 一种塑料件一体化涂装油漆及其制备方法和涂装方法 (Integrated coating paint for plastic parts and preparation method and coating method thereof ) 是由 唐积良 刘中宇 李继文 于 2020-04-17 设计创作，主要内容包括：一种塑料件一体化涂装油漆,包括以下重量份原料：10-35份中羟基树脂,1-2份分散剂,3-5份高色素色粉,40-55份高羟基树脂,5-15份聚酯树脂,25-30份油性环保溶剂,0.5-1份消泡剂,0.5-1份流平剂。本发明所述油漆预先形成光泽度极好的纳米级高色素色浆,纳米级高色素色浆与聚酯树脂,高羟树脂,消泡剂和流平剂等相溶后形成,其吸附力、光泽度、丰满度、成膜厚度和耐候性等各方面性能均能满足国家标准使用要求。本发明所述的塑料件一体化涂装油漆的制备方法简单,原材料易得,成本低,易用性佳。且只需进行一次喷涂和一次烘烤即可形成塑料漆膜,大幅减少油漆涂装时间,提高喷涂效率,降低VOC排放量,减少涂料用量。(The plastic part integrated coating paint comprises the following raw materials in parts by weight: 10-35 parts of medium-hydroxyl resin, 1-2 parts of dispersing agent, 3-5 parts of high-pigment powder, 40-55 parts of high-hydroxyl resin, 5-15 parts of polyester resin, 25-30 parts of oily environment-friendly solvent, 0.5-1 part of defoaming agent and 0.5-1 part of flatting agent. The paint disclosed by the invention is prepared into nanometer-level high-pigment color paste with excellent glossiness in advance, the nanometer-level high-pigment color paste is formed after being dissolved with polyester resin, high-hydroxyl resin, a defoaming agent, a leveling agent and the like, and the performances of the paint in all aspects such as adsorption force, glossiness, fullness, film forming thickness, weather resistance and the like can meet the use requirements of national standards. The preparation method of the plastic part integrated coating paint is simple, raw materials are easy to obtain, the cost is low, and the usability is good. And a plastic paint film can be formed only by one-time spraying and one-time baking, so that the paint coating time is greatly reduced, the spraying efficiency is improved, the VOC (volatile organic compound) emission is reduced, and the paint consumption is reduced.)

一种塑料件一体化涂装油漆及其制备方法和涂装方法

技术领域

本发明属于塑料件涂装油漆工艺技术领域，特别是一种塑料件一体化涂装油漆及其制备方法和涂装方法。

背景技术

随着材料技术的发展，塑料在汽车上的应用日益广泛，对汽车塑料件进行涂装可以提高其装饰性和耐久性，汽车塑料件用的涂料一般包括底漆、色漆和清漆，对应的汽车塑料件涂装工艺包括涂底漆、中涂色漆、面涂清漆三道涂装工序，每次涂装后亦均需进行烘烤和冷却操作，工艺繁多且复杂，每次涂装及烘烤均会排放大气VOC(可挥发性有机物)污染物，对人体和自然环境有较大的毒害作用。随着环保要求的提高，降低VOC排放量是汽车涂装产业需要面对的主要技术挑战。在汽车修补漆市场中份额位居全球第一的艾仕得，其采用特有的水性漆进行“三涂一烘”水性涂装工艺，无需在涂层涂装作业之间进行烘干操作就能继续下一道涂层的涂装施工，在一定程度上降低了二氧化碳与VOC排放。但是仍旧难免需要进行先涂底漆、中涂色漆、面涂清漆三道涂装工艺，喷涂效率的提高及涂料用量的降低非常有限。美国PPG工业公司、日本关西涂料公司等通过施行二道汽车涂装工艺实现了降低VOC排放的效果，即将底漆与中漆的原料进行改良，合成为可不用中涂色漆的新型底漆，或将中漆与面漆的原料进行改良，合成为可不用中涂色漆的新型面漆，在省去一道主要涂装工序的基础上使得汽车漆膜能够达到标准要求。国内外多家涂料公司，一直致力于研究通过进一步减少涂装工序，来完成汽车漆膜涂覆的方法，来降低VOC排放和涂装工艺难度，但是其漆膜的吸附力、光泽度、丰满度、成膜厚度和耐候性不能同时达到标准使用要求，特别是光泽度和丰满度，与标准相差良多。

发明内容

本发明的目的是提供一种塑料件一体化涂装油漆及其制备方法和涂装方法，用一体化涂装油漆的一道涂装作业替代塑料件涂装工艺中的涂底漆、中涂色漆、面涂清漆的三道涂装作业，在保证漆膜吸附力、光泽度、丰满度、成膜厚度和耐候性同时达到标准使用要求的基础上，实现塑料件的一次性一体化涂装，降低涂装工艺的复杂性，减少油漆涂装时间，提高喷涂效率，降低VOC排放量，减少涂料用量。

本发明技术方案如下：

一种塑料件一体化涂装油漆，其特征在于，包括以下重量份原料：10-35份中羟基树脂，1-2份分散剂，3-5份高色素色粉，40-55份高羟基树脂，5-15份聚酯树脂，25-30份油性环保溶剂，0.5-1份消泡剂，0.5-1份流平剂。

作为优选，所述中羟树脂重量份为20-25，所述高羟基树脂重量份为40-55，所述聚酯树脂重量份为10-15。

作为优选，所述中羟树脂重量份为25-35，所述高羟基树脂重量份为40-55，所述聚酯树脂重量份为10-15。

作为优选，所述中羟树脂重量份为30-35，所述高羟基树脂重量份为45-50，所述聚酯树脂重量份为10-15。

作为优选，所述高色素色粉的粒度达到纳米级的占其总量的一半以上。

作为优选，所述中羟基树脂为中羟基丙烯酸树脂。

作为优选，所述高羟基树脂为高羟基丙烯酸树脂。

一种塑料件一体化涂装油漆的制备方法，

步骤1，按照上述的重量份准备原料，并将高色素色粉经研磨机研磨至纳米级粒度，得到纳米级高色素色粉；

步骤2，将中羟基树脂、分散剂和纳米级高色素色粉投料至反应釜中按照1500转/分钟的转速高速分散30分钟，形成纳米级高色素色浆，

步骤3，在所述纳米级高色素色浆中加入高羟基树脂、聚酯树脂、油性环保溶剂、消泡剂和流平剂，充分搅拌均匀，得到塑料件一体化涂装油漆。

作为优选，所述研磨机为棒销式纳米研磨机。

一种塑料件一体化涂装油漆的涂装方法，步骤1，将上述塑料件一体化涂装油漆的制备方法制备的塑料件一体化涂装油漆喷涂到塑料基材，静置流平3-5分钟；

步骤2，将喷涂并静止流平后的塑料基材在70-80℃烘烤50-60分钟，冷却静置72小时，在塑料基材的表面形成各方面性能均满足国家标准要求的塑料漆膜。

本发明相对于现有技术优势在于：

本发明所述的塑料件一体化涂装油漆采用中羟基树脂预先与纳米级高色素色粉在分散剂的空间位阻作用下解絮凝，形成光泽度极好的纳米级高色素色浆，且该纳米级高色素色浆与聚酯树脂相溶后，丰满度较佳，且加入高羟树脂能够进一步提高油漆漆膜的光泽度和表面耐候性能，在消泡剂和流平剂等助剂的辅助下得到吸附力、光泽度、丰满度、成膜厚度和耐候性等各方面性能均能满足国家标准使用要求的一体化涂装油漆。本发明所述的塑料件一体化涂装油漆的制备方法简单，原材料易得，成本低，易用性佳。其高色素色粉可根据漆膜要求的指定颜色进行更换，同时形成的纳米级高色素色浆，比普通色浆具有更好的遮盖力和表面细腻度，光泽度也进一步增强，为漆膜的光泽度和丰满度达标提供了良好的基础，在纳米级高色素色浆中加入指定比例的高羟基树脂、聚酯树脂、油性环保溶剂、消泡剂和流平剂，搅拌均匀后，形成能够一体化涂装的成品油漆，即塑料件一体化涂装油漆。本发明所述的塑料件一体化涂装油漆的涂装方法，只需将塑料件一体化涂装油漆成品直接喷涂到相应塑料件上，静止流平后70-80℃烘烤50-60分钟，静置冷却指定72小时即可得到吸附力、光泽度、丰满度、成膜厚度和耐候性等各方面性能均能满足国家标准使用要求的漆膜，即只需进行一道涂装工序，不用进行涂底漆、中涂色漆、面涂清漆三道涂装工艺，涂装过程简单，只需进行一次喷涂和一次烘烤即可形成塑料漆膜，大幅减少油漆涂装时间，提高喷涂效率，降低VOC排放量，减少涂料用量。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合具体实施例，对本发明进行更详细的说明。

本发明实施例采用的原料的来源：

中羟基树脂：荷兰蒂斯曼公司的中羟基丙烯酸树脂，可购自广州市联树商贸有限公司，但不限于该公司出品；该中羟基丙烯酸树脂是一种与聚脂树脂相溶性较好的树脂，主要用于增加漆膜的附着力和干燥速度，但是其光泽度和丰满度较差。

分散剂：德国毕克公司的BYK163分散剂，可购自深圳美蓝高新材料有限公司，但不限于该公司出品；该分散剂是一种高分子量助剂，通过空间位阻作用使高色素色浆解絮凝，同时与高色素色浆等相互作用增加漆膜的透明度和遮盖力。

高色素色粉：德国欧励隆公司的碳黑FW200，可购自广州信诺高新材料有限公司，但不限于该公司出品；

高羟基树脂：日本迪爱生(DIC)公司的3037高羟基丙烯酸树脂，可购自广州钴普商贸有限公司，但不限于该公司出品；该种高羟基丙烯酸树脂可用于提高漆膜的光泽度和漆膜表面的耐候性能，特别是耐酸碱性能和耐汽油腐蚀性能，但是对塑料基材的附着力差。

聚脂树脂：美国湛新公司(Allnex，Nuplex纽佩斯)的2803聚酯树脂，购自广州市代迅商贸有限公司，但不限于该公司出品；该聚酯树脂能够增加漆膜的丰满度(DOI)、鲜艳性和柔韧性，但是形成的漆膜太软易划伤。

环保溶剂：陶氏化学公司(DOW)的二异丁基酮(DIBK)，购自广州市代迅商贸有限公司，但不限于该公司出品；该环保溶剂是一种高沸点、低表面张力和低挥发性的醚脂溶剂，对油漆聚合物具有良好的溶解性，不易发生迸裂，且对很宽范围的聚合物有高溶解度，并对漆膜具有良好的溶剂释放性，使得漆膜喷涂时具备良好的流动性和均涂性。

流平剂：德国毕克公司的BYK358N流平剂，购自东莞市立升贸易有限公司，但不限于该公司出品；该流平剂用于增加漆膜表面的滑爽性，改善油漆喷涂过程中的流平性能，防止纳德漩涡形成，同时改善塑料底材的润湿性。

消泡剂：德国毕克公司的BYK141消泡剂，购自东莞市立升贸易有限公司，但不限于该公司出品。

实施例1

塑料件一体化涂装油漆1，包括下述重量份的原料：10-15份中羟基树脂，1-2份分散剂，3-5份高色素色粉，50-55份高羟基树脂，10-15份聚酯树脂，25-30份油性环保溶剂，0.5-1份消泡剂，0.5-1份流平剂。

塑料件一体化涂装油漆1的制备方法，步骤1，按照上述重量份准备原料，并先将3-5份的高色素色粉经研磨机研磨至纳米级粒度，得到纳米级高色素色粉1；

步骤2，将10-15份的中羟基树脂、1-2份的分散剂和研磨得到的纳米级高色素色粉1投料至反应釜中按照1500转/分钟的转速高速分散30分钟，形成纳米级高色素色浆1，

步骤3，在所述纳米级高色素色浆1中加入50-55份高羟基树脂、10-15份聚酯树脂、25-30份油性环保溶剂、0.5-1份消泡剂和0.5-1份流平剂，充分搅拌均匀，得到塑料件一体化涂装油漆1。

由于该中羟基丙烯酸树脂是一种与聚脂树脂相溶性较好的树脂，主要用于增加漆膜的附着力和干燥速度，但是其光泽度和丰满度较差。而高羟基丙烯酸树脂可用于提高漆膜的光泽度和漆膜表面的耐候性能，特别是耐酸碱性能和耐汽油腐蚀性能，但是对塑料基材的附着力差。聚酯树脂能够增加漆膜的丰满度(DOI)、鲜艳性和柔韧性，经常用于混合颜料形成色漆，但是形成的色漆膜太软易划伤，故而需要配合面漆使用。本发明创造性的将以上原料进行混合，且综合调整聚酯树脂、高色素色浆、中羟基丙烯酸树脂和高羟基丙烯酸树脂等的配比，尤其是，纳米级高色素色浆比普通色浆具有更好的遮盖力和表面细腻度，消泡剂与流平剂一起使用能消除同时涂在水平面和垂直面上可能出现的流平差异，最终形成的塑料件一体化涂装油漆1是纳米级油漆，该纳米级油漆流平性能优越，干燥时间短，在水平面和垂直面上没有流平差异。

本发明所述汽车塑料件的塑料基材包括ABS(Acrylonitrile ButadieneStyrene，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)塑料基材、SAS(Sodium alkylbenzene sulfonate烷基苯磺酸钠)塑料基材、ABS+PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)塑料基材等。

以汽车ABS+PC基材为例，将所述塑料件一体化涂装油漆1喷涂到汽车ABS+PC基材，静置流平3-5分钟后在70-80℃烘烤50-60分钟，冷却静置72小时，在塑料基材的表面形成塑料漆膜1。

对塑料件一体化涂装油漆1进行黏度、稀释比例、固体分、贮存稳定性等理化性能检测，并进行施工性能检测，对塑料漆膜1进行外观性能检测、机械性能检测、抗石击性能检测、耐水性检测、耐化学介质检测、耐候性检检测，均满足国家标准要求。

尤其是如下检测结果，优于国标要求：1、用光泽仪进行光泽度检测，其光泽度为92°；2、进行铅笔硬度测试，其硬度≧HB；3、在氙弧灯下光老化1800小时测试其耐候性，氙弧灯光老化1800小时后漆膜1轻微失光；4、在40℃水中浸泡240小时进行耐水性检测，40℃水中浸泡240小时后漆膜1轻微失光；5、在92#汽油中浸泡4小时进行耐汽油性检测，92#汽油中浸泡4小时后漆膜1轻微失光；6、划格测试法进行附着力检测，其附着力达到百格1级。

实施例2

塑料件一体化涂装油漆2，其原料与上述实施例1不同的是，所述中羟基树脂的重量份为15-20，所述聚酯树脂的重量份为5-10。

塑料件一体化涂装油漆2的制备方法，步骤1，按照上述重量份准备原料，并先将3-5份的高色素色粉经研磨机研磨至纳米级粒度，得到纳米级高色素色粉2；

步骤2，将15-20份的中羟基树脂、1-2份的分散剂和研磨得到的纳米级高色素色粉2投料至反应釜中按照1500转/分钟的转速高速分散30分钟，形成纳米级高色素色浆2，

步骤3，在所述纳米级高色素色浆2中加入50-55份高羟基树脂、5-10份聚酯树脂、25-30份油性环保溶剂、0.5-1份消泡剂和0.5-1份流平剂，充分搅拌均匀，得到塑料件一体化涂装油漆2。

将所述塑料件一体化涂装油漆2喷涂到汽车ABS+PC基材，静置流平3-5分钟后在70-80℃烘烤50-60分钟，冷却静置72小时，在塑料基材的表面形成塑料漆膜2。

对塑料件一体化涂装油漆2进行黏度、稀释比例、固体分、贮存稳定性等理化性能检测，并进行施工性能检测，对塑料漆膜2进行外观性能检测、机械性能检测、抗石击性能检测、耐水性检测、耐化学介质检测、耐候性检检测，均满足国家标准要求。尤其是如下检测结果，优于国标要求：1、用光泽仪进行光泽度检测，其光泽度为93°；2、进行铅笔硬度测试，其硬度≧HB；3、在氙弧灯下光老化1800小时测试其耐候性，氙弧灯光老化1800小时后漆膜1轻微失光；4、在40℃水中浸泡240小时进行耐水性检测，40℃水中浸泡240小时后漆膜1轻微失光；5、在92#汽油中浸泡4小时进行耐汽油性检测，92#汽油中浸泡4小时后漆膜1轻微失光；6、划格测试法进行附着力检测，其附着力达到百格1级。

实施例3

塑料件一体化涂装油漆3，包括下述重量份的原料：20-25份中羟基树脂，1-2份分散剂，3-5份高色素色粉，45-50份高羟基树脂，5-10份聚酯树脂，25-30份油性环保溶剂，0.5-1份消泡剂，0.5-1份流平剂。

塑料件一体化涂装油漆3的制备方法，步骤1，按照上述重量份准备原料，并先将3-5份的高色素色粉经研磨机研磨至纳米级粒度，得到纳米级高色素色粉3；

步骤2，将20-25份的中羟基树脂、1-2份的分散剂和研磨得到的纳米级高色素色粉3投料至反应釜中按照1500转/分钟的转速高速分散30分钟，形成纳米级高色素色浆3，

步骤3，在所述纳米级高色素色浆3中加入45-50份高羟基树脂、5-10份聚酯树脂、25-30份油性环保溶剂、0.5-1份消泡剂和0.5-1份流平剂，充分搅拌均匀，得到塑料件一体化涂装油漆3。

将所述塑料件一体化涂装油漆3喷涂到汽车ABS+PC基材，静置流平3-5分钟后在70-80℃烘烤50-60分钟，冷却静置72小时，在塑料基材的表面形成塑料漆膜3。

对塑料件一体化涂装油漆3进行黏度、稀释比例、固体分、贮存稳定性等理化性能检测，并进行施工性能检测，对塑料漆膜3进行外观性能检测、机械性能检测、抗石击性能检测、耐水性检测、耐化学介质检测、耐候性检检测，均满足国家标准要求。

尤其是如下检测结果，优于国标要求：1、用光泽仪进行光泽度检测，其光泽度为94°；2、进行铅笔硬度测试，其硬度≧HB；3、在氙弧灯下光老化1800小时测试其耐候性，氙弧灯光老化1800小时后漆膜1轻微失光；4、在40℃水中浸泡240小时进行耐水性检测，40℃水中浸泡240小时后漆膜1没有变化；5、在92#汽油中浸泡4小时进行耐汽油性检测，92#汽油中浸泡4小时后漆膜1没有变化；6、划格测试法进行附着力检测，其附着力达到百格1级。

实施例4

塑料件一体化涂装油漆4，包括下述重量份的原料：25-30份中羟基树脂，1-2份分散剂，3-5份高色素色粉，40-45份高羟基树脂，10-15份聚酯树脂，25-30份油性环保溶剂，0.5-1份消泡剂，0.5-1份流平剂。

塑料件一体化涂装油漆4的制备方法，步骤1，按照上述重量份准备原料，并先将3-5份的高色素色粉经研磨机研磨至纳米级粒度，得到纳米级高色素色粉4；

步骤2，将25-30份的中羟基树脂、1-2份的分散剂和研磨得到的纳米级高色素色粉4投料至反应釜中按照1500转/分钟的转速高速分散30分钟，形成纳米级高色素色浆4，

步骤3，在所述纳米级高色素色浆4中加入40-45份高羟基树脂、10-15份聚酯树脂、25-30份油性环保溶剂、0.5-1份消泡剂和0.5-1份流平剂，充分搅拌均匀，得到塑料件一体化涂装油漆4。

将所述塑料件一体化涂装油漆4喷涂到汽车ABS+PC基材，静置流平3-5分钟后在70-80℃烘烤50-60分钟，冷却静置72小时，在塑料基材的表面形成塑料漆膜4。

对塑料件一体化涂装油漆4进行黏度、稀释比例、固体分、贮存稳定性等理化性能检测，并进行施工性能检测，对塑料漆膜4进行外观性能检测、机械性能检测、抗石击性能检测、耐水性检测、耐化学介质检测、耐候性检检测，均满足国家标准要求。

尤其是如下检测结果，优于国标要求：1、用光泽仪进行光泽度检测，其光泽度为95°；2、进行铅笔硬度测试，其硬度≧HB；3、在氙弧灯下光老化1800小时测试其耐候性，氙弧灯光老化1800小时后漆膜1没有变化；4、在40℃水中浸泡240小时进行耐水性检测，40℃水中浸泡240小时后漆膜1没有变化；5、在92#汽油中浸泡4小时进行耐汽油性检测，92#汽油中浸泡4小时后漆膜1没有变化；6、划格测试法进行附着力检测，其附着力达到百格0级。

实施例5

塑料件一体化涂装油漆5，包括下述重量份的原料：30-35份中羟基树脂，1-2份分散剂，3-5份高色素色粉，45-50份高羟基树脂，10-15份聚酯树脂，25-30份油性环保溶剂，0.5-1份消泡剂，0.5-1份流平剂。

塑料件一体化涂装油漆5的制备方法，步骤1，按照上述重量份准备原料，并先将3-5份的高色素色粉经研磨机研磨至纳米级粒度，得到纳米级高色素色粉5；

步骤2，将30-35份的中羟基树脂、1-2份的分散剂和研磨得到的纳米级高色素色粉5投料至反应釜中按照1500转/分钟的转速高速分散30分钟，形成纳米级高色素色浆5，

步骤3，在所述纳米级高色素色浆5中加入45-50份高羟基树脂、10-15份聚酯树脂、25-30份油性环保溶剂、0.5-1份消泡剂和0.5-1份流平剂，充分搅拌均匀，得到塑料件一体化涂装油漆5。

将所述塑料件一体化涂装油漆5喷涂到汽车ABS+PC基材，静置流平3-5分钟后在70-80℃烘烤50-60分钟，冷却静置72小时，在塑料基材的表面形成塑料漆膜5。

对塑料件一体化涂装油漆5进行黏度、稀释比例、固体分、贮存稳定性等理化性能检测，并进行施工性能检测，对塑料漆膜5进行外观性能检测、机械性能检测、抗石击性能检测、耐水性检测、耐化学介质检测、耐候性检检测，均满足国家标准要求。

尤其是如下检测结果，优于国标要求：1、用光泽仪进行光泽度检测，其光泽度为96°；2、进行铅笔硬度测试，其硬度≧HB；3、在氙弧灯下光老化1800小时测试其耐候性，氙弧灯光老化1800小时后漆膜1没有变化；4、在40℃水中浸泡240小时进行耐水性检测，40℃水中浸泡240小时后漆膜1没有变化；5、在92#汽油中浸泡4小时进行耐汽油性检测，92#汽油中浸泡4小时后漆膜1没有变化；6、划格测试法进行附着力检测，其附着力达到百格0级。

下表为上述实施例的塑料漆膜1-6的检测结果汇总表，分析可知，本发明所述的塑料件一体化涂装油漆，随着中羟基丙烯酸树脂用量的增多，其漆膜的光泽度逐渐升高，在中羟基丙烯酸树脂为20-35重量份、高羟基丙烯酸树脂为40-45重量份、聚酯树脂为10-15重量份时，塑料漆膜的光泽度、耐候性、耐水性、耐汽油性和附着力最佳。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。