專利名稱：一種用于不銹鋼基材的涂料組合物及其制備方法、含有涂料組合物的不銹鋼殼體的制作方法
一種用于不銹鋼基材的涂料組合物及其制備方法、含有涂 料組合物的不銹鋼殼體技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于一種用于不銹鋼基材的涂料組合物及其制備方法、含有涂料組合物 的不銹鋼殼體。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品市場(chǎng)的不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品外殼的材質(zhì)從傳統(tǒng)的工程塑料向更高 端的不銹鋼，鎂鋁合金等金屬材質(zhì)發(fā)展，來(lái)提升電子產(chǎn)品的質(zhì)感和檔次。由于金屬材質(zhì) 在空氣中容易被氧化生銹，必須在外表涂裝保護(hù)涂層，以滿足電子產(chǎn)品外觀件的性能要 求。目前市場(chǎng)上大多采用多層噴涂體系的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)附著、耐磨和硬度等的綜合需要， 工藝條件復(fù)雜，生產(chǎn)效率低。例如，底層為聚氨酯(PU)漆層，表層為紫外光固化涂料層 的雙層噴涂涂料。
目前能在不銹鋼素材上實(shí)現(xiàn)單層噴涂的氨基烤漆耐磨性能較差，不能滿足電 子產(chǎn)品外觀件的要求。例如CN101343501A中公開(kāi)了一種快干氨基烤漆，它包括如下 組份醇酸或丙烯酸樹(shù)脂、分散劑、顏料、防沉劑、多元二價(jià)酸酯、582-2樹(shù)脂、流平 劑、二甲苯和正丁醇。主要應(yīng)用于小型的較薄的鋼鐵制品，空調(diào)外殼，風(fēng)扇葉，鋼桶防 盜門(mén)等對(duì)耐磨和耐候要求較低的產(chǎn)品，無(wú)法滿足電子產(chǎn)品如手機(jī)等高端市場(chǎng)對(duì)于外觀件 的性能要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是單層涂料直接附著在不銹鋼基材上時(shí)的附著力及該 涂料形成的涂層的硬度。
本發(fā)明提供一種用于不銹鋼基材的涂料組合物，該涂料組合物含有熱固性丙烯 酸樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、封閉型異氰酸樹(shù)脂、酸性附著力促進(jìn)劑、有機(jī)溶劑，其中，熱固性 丙烯酸樹(shù)脂與氨基樹(shù)脂的重量比為G 幻 (11 6)。
一種上述的用于不銹鋼基材的涂料組合物的制備方法，將熱固性丙烯酸樹(shù)脂、 氨基樹(shù)脂、封閉型異氰酸樹(shù)脂、酸性附著力促進(jìn)劑、有機(jī)溶劑混合均勻，得到涂料組合 物。
本發(fā)明還提供一種不銹鋼殼體，包括不銹鋼基材和附著在不銹鋼基材上的涂 層，所述涂層為上述的涂料組合物經(jīng)固化得到。
在本發(fā)明中，將該涂料組合物直接噴涂在不銹鋼基材上形成單層涂層時(shí)，可以 實(shí)現(xiàn)較好的附著力，同時(shí)該涂料的硬度也較高，滿足一些對(duì)于涂層要求較為苛刻的產(chǎn) 品，如不銹鋼殼體。因?yàn)楸景l(fā)明在不銹鋼上直接附著即可滿足附著力和硬度的同時(shí)高要 求，因此，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的多層不同涂層附著工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率得到大幅地提高。 制備得到的不銹鋼殼體的涂層與不銹鋼基材之間的附著力，及涂層的硬度均滿足現(xiàn)在對(duì) 不銹鋼殼體的苛刻要求。
具體實(shí)施方式
一種用于不銹鋼基材的涂料組合物，該涂料組合物含有熱固性丙烯酸樹(shù)脂、氨 基樹(shù)脂、封閉型異氰酸樹(shù)脂、酸性附著力促進(jìn)劑、有機(jī)溶劑，其中，熱固性丙烯酸樹(shù)脂 與氨基樹(shù)脂的重量比為G 幻 (11 6)。
羥基丙烯酸樹(shù)脂即為熱固性丙烯酸樹(shù)脂，羥基丙烯酸樹(shù)脂與氨基發(fā)生交聯(lián)反 應(yīng)，當(dāng)摩爾比為7 3時(shí)，為羥基丙烯酸樹(shù)脂和氨基樹(shù)脂剛好發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)完全的一個(gè)比 例，上述反應(yīng)比例為本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將 羥基丙烯酸樹(shù)脂和氨基樹(shù)脂的摩爾比提高到G 3) (11 6)時(shí)，對(duì)于羥基丙烯酸樹(shù)脂 和氨基樹(shù)脂的交聯(lián)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，氨基樹(shù)脂過(guò)量，而過(guò)量的氨基樹(shù)脂能發(fā)生自聚合，從而提 高了涂料組合物的硬度和耐磨性。同時(shí)添加封閉型異氰酸酯降低由于氨基樹(shù)脂過(guò)量帶來(lái) 的附著力下降、漆膜發(fā)脆的負(fù)面影響，使本發(fā)明的涂料組合物性能的涂層的附著力等性 能的測(cè)試結(jié)果仍能達(dá)到較高。所述的封閉型異氰酸酯為本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的甲苯二 異氰酸酯(TDI)的三聚體、二苯基甲烷二異丁酸酯的三聚體(MDI)、異佛爾酮二異氰酸 酯的三聚體(IPDI)、六亞甲基二異氰酸酯的三聚體(HDI)，其中，優(yōu)選為柔韌性的封閉 型異氰酸酯六亞甲基二異氰酸酯的三聚體，因?yàn)槿犴g性的封閉型異氰酸酯的柔性較好， 可以使涂層的韌性提高，進(jìn)一步提高涂層的附著力。
酸性附著力促進(jìn)劑含有羧基，可以跟金屬表面即本發(fā)明的不銹鋼基材表面形成 化學(xué)鍵，從而提高附著力。酸性附著力促進(jìn)劑可以商購(gòu)，如商品牌號(hào)為長(zhǎng)興YX-909，杰 士達(dá)DSP-313中的一種或多種。
本發(fā)明的熱固性丙烯酸樹(shù)脂為主要的成膜物質(zhì)，可以商購(gòu)，如商品牌號(hào)為 紐佩斯 ktalux 1756W-65，Setalux 91756VX-60，Setalux 1801SS-53YA，長(zhǎng)興的 YXACl26l-X-60, YXAC1271-X-75 中的一種或多種。
其中，以該涂料組合物的總重量為基準(zhǔn)，所述熱固性丙烯酸樹(shù)脂的含量為45-55 重量％，所述氨基樹(shù)脂的含量為30-35重量％，所述封閉型異氰酸樹(shù)脂的含量為4-6 重量％，所述酸性附著力促進(jìn)劑的含量為4-6重量％，所述有機(jī)溶劑的含量為7-20重量％。
優(yōu)選地，所述氨基樹(shù)脂為正丁基醚化氨基樹(shù)脂，本發(fā)明人的發(fā)明人經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)正丁基醚化氨基樹(shù)脂較其它氨基樹(shù)脂能有效提高涂層的耐水性能，即恒溫恒濕測(cè) 試的效果要較其它氨基樹(shù)脂要好。正丁基醚化氨基樹(shù)脂可以商購(gòu)，如紐佩斯Setamine US-138BB-70, Setamine US_136BB_57，Setamine US-144BB-60，INEOS 的 BM-5901。
所述有機(jī)溶劑為本領(lǐng)域的技術(shù)人員常見(jiàn)的溶劑，如四甲苯，異丙醇，二甲苯， 乙二醇丁醚中的一種或多種。
優(yōu)選地，所述涂料組合物還含有助劑，所述助劑為本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的各 種用于涂料的助劑，如流平劑、消泡劑中的一種或多種；以該涂料組合物的總重量為基 準(zhǔn)，所述助劑的含量為0.2-0.5重量％。
所述涂料組合物還可以含有顏料，使形成的涂層的顏色更加豐富。本發(fā)明的涂 料組合物也可以不含有顏料，當(dāng)本發(fā)明的涂料組合物不含有顏料時(shí)，涂料組合物形成的 涂層為透明涂層，因此，本發(fā)明的涂料組合物的應(yīng)用范圍更加廣泛，可以用作其它涂層上的罩光清漆涂層。
正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知，一般添加微粉化的二氧化硅，氧化鋁，聚四氟乙 烯，石英砂等填料可以用來(lái)提升氨基涂料形成的涂層的耐磨性能，而填料本身一般是半 透明或者白色的粉末，添加填料后會(huì)降低漆膜的光澤；同時(shí)這些填料作為無(wú)機(jī)顆粒的比 重較大，在體系中容易沉降，導(dǎo)致油漆團(tuán)聚。而本發(fā)明的涂料組合物不需要添加填料即 可達(dá)到與添加填料的氨基涂料基本相當(dāng)?shù)哪湍バ阅?。因?yàn)楸景l(fā)明的涂料組合物得到的涂 層的光澤度較好，同時(shí)不易團(tuán)聚，可以作為對(duì)涂層的光澤度要求較高的場(chǎng)合，如手機(jī)殼 體等。
上述的用于不銹鋼基材的涂料組合物的制備方法，將熱固性丙烯酸樹(shù)脂、氨基 樹(shù)脂、封閉型異氰酸樹(shù)脂、酸性附著力促進(jìn)劑、有機(jī)溶劑混合均勻，得到涂料組合物。
本發(fā)明還提供一種不銹鋼殼體，包括不銹鋼基材和附著在不銹鋼基材上的涂 層，所述涂層為上述的涂料組合物經(jīng)固化得到。
本發(fā)明的用于不銹鋼基材涂料組合物的具體制作工藝如下將原料熱固性丙烯 酸樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂和封閉型異氰酸酯、有機(jī)溶劑、酸性附著力促進(jìn)劑、其它助劑、攪拌 均勻；得到用于不銹鋼單層噴涂的涂料組合物。所述有機(jī)溶劑為二甲苯和異丙醇按照重 量比為1 1混合形成。將該涂料組合物稀釋至16-19S(巖田2#杯，23°C )，然后噴涂 在不銹鋼基材上，145士5°C下烘烤30-40η ι即可；噴涂膜厚為25_30um。
本發(fā)明還提供了一種不銹鋼殼體，包括不銹鋼基材和附著在不銹鋼基材上的涂 層，所述涂層上述的涂料組合物經(jīng)固化得到。所述的固化方法為涂料領(lǐng)域的技術(shù)人員公 知的熱固化方法。
為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié) 合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用 以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實(shí)施例1
熱固性丙烯酸樹(shù)脂(紐佩斯Setalux 1756W-65) 55g，正丁基醚化氨基樹(shù)脂 (INEOS BM-5901)30g,封閉型異氰酸酯(異佛爾酮二異氰酸酯的三聚體)5g，酸性附著 力促進(jìn)劑(長(zhǎng)興YX909) 4g，流平劑(畢克BYK-310) 0.2g,四甲苯9g，異丙醇9g。
將上述原料熱固性丙烯酸樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂和封閉型異氰酸酯、有機(jī)溶劑、酸性 附著力促進(jìn)劑、其它助劑攪拌均勻，得到用于不銹鋼單層噴涂的涂料組合物。所述有機(jī) 溶劑為二甲苯和異丙醇按照重量比為1 1混合形成。將該涂料組合物稀釋至16S (巖田 2#杯，23°C)，然后噴涂在不銹鋼基材上，145°C下烘烤30η ι即可；噴涂膜厚為^um。 得到的樣品Al。
實(shí)施例2
除將熱固性丙烯酸樹(shù)脂添加量改為40g外，其余和實(shí)施例1相同。得到的樣品 Bi。
實(shí)施例3
除不含有流平劑外，其余和實(shí)施例1同。得到的樣品Cl。
實(shí)施例4
除將封閉型異氰酸酯改為柔韌性的封閉型異氰酸酯六亞甲基二異氰酸酯三聚體(拜爾BL-3175L)外，其余和實(shí)施例1相同。得到的樣品D1。
實(shí)施例5
所述的氨基樹(shù)脂替換為本領(lǐng)域的技術(shù)人員常見(jiàn)的氨基樹(shù)脂(甲醚化的三聚氰胺) 外，其余和實(shí)施例1相同。得到的樣品E1。
實(shí)施例6
所述的涂料組合物中再添加相的白色顏料即鈦白粉。得到的樣品F1。
比較例1
除將氨基樹(shù)脂的量改為15g外，其余和實(shí)施例1相同。得到的樣品XI。
比較例2
除將熱固性丙烯酸樹(shù)脂ktalux 1756W-65的量改為80g外，其余和實(shí)施例1相 同。得到的樣品X2。
比較例3
除去掉酸性附著力促進(jìn)劑外，其余和實(shí)施例1相同。得到的樣品X3。
比較例4
選購(gòu)市面上的用于不銹鋼的PU漆(天津市友順合發(fā)涂料有限公司生產(chǎn)的不銹鋼 專用丙烯酸聚氨酯磁漆，其成分一是含羥基丙稀酸樹(shù)脂、顏料、填料、助劑等經(jīng)研磨而 成；成分二為固化劑；成分三為稀釋劑即有機(jī)溶劑的混合物；三組分分裝供應(yīng)。)以及 UV漆(杭州華仙涂料有限公司，JH-750UV罩光油)，在不銹鋼基材上先噴涂一層PU 漆，85°C下烘烤40η ι即可，噴涂膜厚為12um;再噴涂一層UV漆，噴涂膜厚為14um， 得到的樣品X4。
性能測(cè)試
涂層的測(cè)試方法如下
附著力測(cè)試用劃格器在噴涂表面劃100個(gè)1毫米Xl毫米的正方形格，用美國(guó) 3M公司生產(chǎn)的型號(hào)為600的透明膠帶平整粘結(jié)在方格上，不留一絲空隙，然后以最快速 度垂直揭起，觀察劃痕邊緣處有無(wú)脫漆。如脫漆量在0 5%之間為5B，在5 10%之 間為4B，在10 20%之間為3B，在20 30%之間為2B，在30 50%之間為B，在 50%以上為OB0
硬度測(cè)試參照國(guó)標(biāo)GB/T 6739-1996《涂膜硬度鉛筆測(cè)定法》。
用IH三菱鉛筆，將鉛筆削至露出圓柱形鉛芯3mm長(zhǎng)度左右(注意不能損壞筆 芯)，握住鉛筆使其與400號(hào)水砂紙成90度角，在砂紙上面不停劃圈以摩擦筆芯端面，直 至獲得端面平整邊緣銳利的鉛芯時(shí)為止(邊緣不得有破損及缺口)；裝在專用的鉛筆硬度 測(cè)試儀上(施加在筆尖上的載荷為11 ，鉛筆與水平面的夾角為45° )，推動(dòng)鉛筆在樣品 表面向前滑動(dòng)約5mm長(zhǎng)，共劃5條(不同位置)，再用橡皮擦將鉛筆痕擦拭干凈。
結(jié)果判定檢查樣品表面有無(wú)劃痕(劃破面漆)，當(dāng)有1條以下時(shí)為合格。RCA 耐磨測(cè)試美國(guó)諾曼儀器設(shè)備公司耐磨測(cè)試儀，型號(hào)7-IBB-647，及紙帶(11/16英寸 寬)，施加17 的載荷，帶動(dòng)紙帶在樣品的表面磨擦250個(gè)循環(huán)。
結(jié)果判定試驗(yàn)完成后以油漆不透底(露出底材)時(shí)為合格。
恒溫恒濕測(cè)試將樣品放置在溫度70°C 士2°C ；濕度93% 士2%的恒溫恒濕環(huán)境 下存貯48h，試驗(yàn)完成后在常溫環(huán)境下放置Zh以上后檢查樣品外觀，并測(cè)試油漆的附著力。
結(jié)果判定樣品表面無(wú)變色、起泡、油漆脫落等異常，附著力測(cè)試達(dá)3B以上且 無(wú)整格脫落時(shí)為合格。
溫度沖擊測(cè)試將樣品放入溫度沖擊試驗(yàn)箱中；先在-40°C 士2°C的低溫環(huán)境下 保持lh，在Imin內(nèi)將溫度切換到70°C 士2°C的高溫環(huán)境下并保持lh，上述為一個(gè)循環(huán)。 共做M個(gè)循環(huán)GSh)。試驗(yàn)完成后，檢查樣品的外觀，并測(cè)試油漆的附著力。
結(jié)果判定樣品的外觀無(wú)裂紋、起泡、油漆脫落等異常；附著力測(cè)試達(dá)3B以上 且無(wú)整格脫落時(shí)為合格。
中性鹽霧測(cè)試
1.將樣品用棉布擦拭干凈。
2.樣品放置角度相對(duì)于試驗(yàn)箱垂直方向的角度為25度，試驗(yàn)箱溫度為35°C，試 驗(yàn)箱濕度勸5% RH, PH值為6.8的5% NaCl溶液，噴霧時(shí)間為2H ；噴霧
2小時(shí)的氯化鈉水溶液之后，要調(diào)整試驗(yàn)箱的溫度和濕度，然后在濕度沖5%， 溫度為40°C的環(huán)境下繼續(xù)放置168小時(shí))
3.用常溫清水沖洗5分鐘并用吹風(fēng)機(jī)吹干，在室溫下放置2小時(shí)。
判定標(biāo)準(zhǔn)表面無(wú)脫落，起泡，變色等異常。
樣品漆膜即樣品涂層的性能測(cè)試結(jié)果如下表1所示
表 權(quán)利要求
1.一種用于不銹鋼基材的涂料組合物，該涂料組合物含有熱固性丙烯酸樹(shù)脂、氨基 樹(shù)脂、封閉型異氰酸樹(shù)脂、酸性附著力促進(jìn)劑、有機(jī)溶劑，其中，熱固性丙烯酸樹(shù)脂與 氨基樹(shù)脂的重量比為(4 3) (11 6)。
2.如權(quán)利要求1所述的涂料組合物，其特征在于，以該涂料組合物的總重量為基準(zhǔn)， 所述熱固性丙烯酸樹(shù)脂的含量為45-55重量％，所述氨基樹(shù)脂的含量為30-35重量％，所 述封閉型異氰酸樹(shù)脂的含量為4-6重量％，所述酸性附著力促進(jìn)劑的含量為4-6重量％， 所述有機(jī)溶劑的含量為7-20重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料組合物，所述氨基樹(shù)脂為正丁基醚化氨基樹(shù)脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料組合物，所述封閉型異氰酸樹(shù)脂為柔性的封閉型六亞甲 基二異氰酸酯的三聚體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料組合物，所述有機(jī)溶劑為四甲苯，異丙醇，二甲苯，乙 二醇丁醚中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料組合物，所述涂料組合物還含有助劑以該涂料組合物的 總重量為基準(zhǔn)，所述助劑的含量為0.2-1重量％。
7.根據(jù)權(quán)利要6所述的涂料組合物，所述助劑為流平劑、消泡劑中一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的涂料組合物，所述涂料組合物還含有顏料。
9.一種權(quán)利要求1所述的用于不銹鋼基材的涂料組合物的制備方法，將熱固性丙烯酸 樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、封閉型異氰酸樹(shù)脂、酸性附著力促進(jìn)劑、有機(jī)溶劑混合均勻，得到涂 料組合物。
10.—種不銹鋼殼體，包括不銹鋼基材和附著在不銹鋼基材上的涂層，所述涂層為權(quán) 利要求1-8任意一項(xiàng)的涂料組合物經(jīng)固化得到。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于不銹鋼基材的涂料組合物及其制備方法，以及含有涂料組合物的不銹鋼殼體。該涂料組合物含有熱固性丙烯酸樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、封閉型異氰酸樹(shù)脂、酸性附著力促進(jìn)劑、有機(jī)溶劑，其中，熱固性丙烯酸樹(shù)脂與氨基樹(shù)脂的重量比為(4∶3)～(11∶6)。將本發(fā)明的涂料組合物直接噴涂在不銹鋼基材上形成單層涂層時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)較好的附著力，同時(shí)該涂料的硬度也較高，滿足一些對(duì)于涂層要求較為苛刻的不銹鋼殼體，如手機(jī)殼體。
文檔編號(hào)C09D161/20GK102020906SQ20091019023
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者劉萌, 蒙飛, 鄧國(guó)棟 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司