[发明专利]一种高强度的涂层材料及其涂装工艺

说明书

本发明属于涂料技术领域，涉及一种高强度的涂层材料及其涂装工艺。所述涂层材料由以下重量份数的组分组成：羟基丙烯酸乳液10～20份；聚苯乙烯接枝聚氨酯50～60份；羟甲基纤维素8～15份；填料8～15份；成膜助剂3～8份；去离子水10～15份。将所述涂料经涂装工艺涂覆于产品表面，获得的产品具有良好的耐磨、耐水解、抗老化性能。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，涉及一种高强度的涂层材料及其涂装工艺。

背景技术

近年来塑料制品在工业产品上得到了广泛的应用，特别是在汽车、电动车领域的应用迅速扩展，越来越多的车身外饰件及内饰件开始塑料化，随之而来的对这些塑料件的装饰性和耐久性的要求也越来越高，喷涂涂料后的塑料件要求具有良好的韧性、硬度、耐磨性和耐腐蚀性。

涂料主要有溶剂型和水性涂料两类，尽管溶剂型涂料的价格只有水性涂料的一半，但是溶剂型涂料的苯系物含量远远高于水性涂料，不仅污染环境，而且对人体有害，而水性涂料尽管价格昂贵，但却是一种环保材料，随着人们对环境保护和健康生活的重视，水性涂料越来越得到人们的认可和亲睐。

水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯树脂与溶剂型产品相比，具有安全、不燃、无毒、不污染环境等优点。丙烯酸树脂具有快干、良好的透明性、保光保色性好等优点,而且附着力、光泽、硬度和耐候性能也较好，其缺点是最低成膜温度高、成膜性及柔韧性较差、耐水耐溶剂性差、热粘冷脆。聚氨酯分子结构中具有硬链段和软链段组成的链段结构，决定了其既坚硬又柔韧的独特性能，其两相结构使水性聚氨酯具有优异的低温成膜性、流平性及柔韧性，抗热回粘性好，但在稳定性、自增稠性、固含量、保光性等方面存在不足。因此水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯树脂在性质上有一定的互补性，对二者进行改性，最大程度发挥二者的互补性能，来提高材料的综合性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度的涂层材料及其涂装工艺，通过涂层材料组分体系的优化，结合涂装工艺，产生高亮度、耐磨和耐老化的涂装效果。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种高强度的涂层材料，所述涂层材料包括以下重量份数的组分：

羟基丙烯酸乳液10～20份；

聚苯乙烯接枝聚氨酯50～60份；

羟甲基纤维素8～15份；

填料8～15份；

成膜助剂3～8份；

去离子水10～15份。

本发明涂料采用聚苯乙烯接枝聚氨酯、羟基丙烯酸和羟甲基纤维素复合使用，将聚氨酯的较高的拉伸强度和抗冲强度、优异的柔性和耐磨损性能与羟基丙烯酸的良好附着力、较低的成本有机结合，同时羟甲基纤维素与聚氨酯之间产生氢键作用，形成复杂的交联结构，提高材料的硬度。本发明使用聚苯乙烯链段接枝的聚氨酯，当涂料喷涂在产品表面时，聚氨酯段向涂层内部伸展，与底层有机结合，而聚苯乙烯链段向外伸展，在涂层表面形成聚苯乙烯链段结构，赋予涂层表层优异的耐磨耐腐蚀性能。

作为优选，聚苯乙烯链段占聚苯乙烯接枝聚氨酯总量的2～10％。聚苯乙烯链段占聚氨酯比重越大，在涂层表层形成的聚苯乙烯链段越多，涂层的性能越好，但是聚苯乙烯以嵌段形式进入聚氨酯大分子链段，这在一定程度上打乱了聚氨酯本来规整的分子链序列，对聚氨酯的力学性能产生影响。所以聚苯乙烯链段控制为聚苯乙烯接枝聚氨酯总量的2～10％。

作为优先，聚苯乙烯接枝聚氨酯的制备方法为：将聚乙二醇在100～110℃，真空脱水2～3h，降至50～60℃卸真空，加入计量好的甲苯二异氰酸酯(TDI)和真空脱水的聚苯乙烯，在80～85℃反应2～3h，真空脱气20～30min后，得到聚苯乙烯接枝聚氨酯。