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高固含有色透明涂层组合物、制备方法及其应用与流程

时间:2022-02-15 阅读: 作者:专利查询

高固含有色透明涂层组合物、制备方法及其应用与流程

1.本发明属于碳纤维复合材料的表面涂装领域,涉及一种涂层组合物及相应的表面处理方法,尤其涉及一种能够用于碳纤维增强复合材料的高固含有色透明的涂层组合物、其制备方法及在表面处理方面的应用。


背景技术:

2.碳纤维复合材料(cfrp)是采用碳纤维与基体树脂通过各种成型工艺进行加工成型的一种低密度、高强度、高刚度的新型材料,日渐成为汽车、轨道交通工具、运动器材等领域最受欢迎的轻量化材料之一。当用于轨道交通、汽车等交通工具的外饰面时,为了外观效果和基材保护的目的,碳纤维复合材料一般都需要进行涂装处理。为了呈现碳纤维特殊的纹理编织效果,现有技术中大多采用光亮的透明涂层对碳纤维复合材料进行涂装。但是,碳纤维复合材料为黑色,而透明涂层的基体树脂通常是无色透明的,因此涂装后呈现的一般是黑色的纤维纹理。并且,碳纤维复合材料通常具有不规则的表面结构,表面粗糙并且具有一些不规则的开放纤维,应用于汽车车身等可见区域时,会成为一个明显的问题。此外,碳纤维复合材料表面的透明涂层必须能够为基材提高良好的耐候性,以此来保护碳纤维复合材料尤其是环氧基碳纤维复合材料不变黄。
3.为了赋予碳纤维复合材料更加丰富的颜色和纹理效果,一般采用纤维染色技术或者预浸料染色技术来制备不同颜色的碳纤维复合材料,但得到的颜色效果非常有限,限制了其在碳纤维复合材料领域的更广泛的使用。而利用传统的染料来实现有色透明涂层的话,其耐候性较差,不适合用于对碳纤维基材的保护作用,长期使用容易产生色差。此外,目前用于碳纤维复合材料的透明涂装大多以中固含或低固含的涂料为主,其voc含量相对较高(voc》420g/l),不利于环境保护。
4.有鉴于此,如何设计一种新的环保型高固含的有色透明涂层组合物,能够通过喷涂的方式更加高效便捷地用于碳纤维复合材料的表面涂装,赋予碳纤维复合材料更加丰富的颜色和纹理效果,并且涂层的树脂和颜料能够提供良好的耐候性,对碳纤维基材具有良好的耐黄变保护作用,尤其更好地服务于交通工具等外漆面使用的需要,以消除现有技术中的上述缺陷和不足,是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。


技术实现要素:

5.为了克服上述技术问题,本发明提供了一种用于碳纤维复合材料的高固含有色透明涂层组合物、其制备方法及表面处理方法。该涂层组合物能够对碳纤维复合材料的表面起到良好的装饰和保护作用,使得碳纤维复合材料具有不同的透明颜色和可见纤维纹理效果。此外,通过引入不同的效果颜料能够使得涂层的视觉效果更为闪烁、更为丰富。同时,该涂层组合物具有低温快速固化、高固含环保、高耐候性、低粘度等特性,能够解决碳纤维复合材料表面的缺陷问题,可以用于碳纤维复合材料的有色透明涂装,使其具有良好的光泽度和鲜映性,能够达到汽车外饰件的应用要求。此外,基于多元胺树脂与异氰酸酯固化剂的
有色透明清漆透明涂层组合物具有更长的使用期,更适用于碳纤维复合材料的表面涂装。
6.本发明的第一方面,提供了一种用于碳纤维复合材料的高固含有色透明涂层组合物,包括组分a和组分b,其中,以重量份计,
7.组分a包括:50-85份的多元胺树脂、5-30份的第一溶剂、1-10份高透明度色浆、0-10份效果颜料、1-4份的紫外光吸收剂,1-2份的光稳定剂,以及0.1-1份额外助剂;
8.组分b包括:50-90份的异氰酸酯固化剂,以及10-50份的第二溶剂;
9.其中:
10.所述多元胺树脂含有两个或两个以上氨基,该多元胺树脂为伯胺类多元胺树脂,和/或,伯胺改性的多元胺树脂。
11.在本发明一实施例中,所述高固含有色透明涂层组合物的固含量大于等于70%,更优地,固含量的范围在70%到85%。
12.在本发明一实施例中,所述高固含有色透明涂层组合物在23℃的粘度范围为100至20000mpa
·
s,较佳地,粘度范围为100至10000mpa
·
s,更佳地,粘度范围为100至5000mpa
·
s。
13.在本发明一实施例中,所述伯胺类多元胺树脂选自乙二胺、异佛尔酮二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、间二甲苯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺中的一种或多种。
14.在本发明一实施例中,所述伯胺改性的多元胺树脂选自聚醚改性多元胺树脂、环氧改性多元胺树脂、羰基化合物改性多元胺树脂、酚醛改性多元胺树脂、聚天门冬氨酸酯多元胺树脂中的一种或多种。
15.在本发明一实施例中,所述的聚醚改性多元胺树脂选自huntsman jeffamine d-230、jeffamine d-400、jeffamine d-2000、jeffamine d-4000、jeffamine t-403或jeffamine t-3000。
16.在本发明一实施例中,所述的环氧改性多元胺树脂选自环氧树脂与胺的加成物、缩水甘油醚与胺的加成物、环氧烷与胺的加成物中的一种或多种。
17.在本发明一实施例中,所述的羰基化合物改性多元胺树脂为酮亚胺类多元胺物,该酮亚胺类多元胺物由乙二胺、二乙烯三胺与丙酮、丁酮和甲基异丁酮反应所形成。
18.在本发明一实施例中,所述的酚醛改性多元胺树脂由甲醛、对羟基苯甲醛、苯酚或辛基酚改性的乙二胺、己二胺、二乙烯三胺和间苯二胺所形成。
19.在本发明一实施例中,所述聚天门冬氨酸酯多元胺树脂是含有空间位阻基团的仲胺基多元胺树脂。如本发明所用,聚天门冬氨酸酯多元胺树脂包括但不限于拜耳材料的desmophen nh1220、desmophen nh1420、desmophen nh1423或desmophen nh1520,或者珠海飞扬市售的f220、f420、f520、f524或f525。
20.在本发明一实施例中,所述异氰酸酯固化剂选自脂肪族异氰酸酯单体、脂肪族异氰酸酯多聚体、脂环族异氰酸酯单体、脂环族异氰酸酯多聚体、芳香族异氰酸酯单体、芳香族异氰酸酯多聚体、异氰酸酯杂化体、异氰酸酯杂化多聚体中的一种或多种。
21.在本发明一实施例中,脂肪族异氰酸酯多聚体为脂肪族异氰酸酯二聚体或脂肪族异氰酸酯三聚体。
22.在本发明一实施例中,脂环族异氰酸酯多聚体为脂环族异氰酸酯二聚体或脂环族
异氰酸酯三聚体。
23.在本发明一实施例中,芳香族异氰酸酯多聚体为芳香族异氰酸酯二聚体或芳香族异氰酸酯三聚体。
24.在本发明一实施例中,异氰酸酯杂化多聚体为异氰酸酯杂化二聚体或异氰酸酯杂化三聚体。
25.在本发明一实施例中,所述脂肪族异氰酸酯单体选自四亚甲基1,4-二异氰酸酯、六亚甲基1,6-二异氰酸酯、2,2,4-三甲基己烷1,6-二异氰酸酯、亚乙基二异氰酸酯、1,12-十二烷二异氰酸酯中的一种或多种。
26.在本发明一实施例中,所述脂环族异氰酸酯单体选自异佛尔酮二异氰酸酯、环丁烷1,3-二异氰酸酯、环己烷1,3-二异氰酸酯、环己烷1,4-二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、4,4
’-
亚甲基二环己基二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。
27.在本发明一实施例中,所述芳香族异氰酸酯单体选自甲苯2,4-二异氰酸酯、甲苯2,6-二异氰酸酯、二苯基甲烷4,4
’-
二异氰酸酯、二苯基甲烷2,4
’-
二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、联苯二异氰酸酯、3,3
’-
二甲基-4,4
’-
二亚苯基二异氰酸酯、六氢亚苯基1,3-二异氰酸酯中的一种或多种。
28.如本发明所用,所述异氰酸酯固化剂包括但不限于拜耳材料市售的desmodur n 3300、desmodur n 3390、desmodur n 3600、desmodur n 3900及desmodur z 4470等,或者,罗迪亚集团市售的hdt-90、hdt-100及hdt-lv等。
29.在本发明一实施例中,所述第一溶剂和第二溶剂为相同的或不同的,分别独立地选自甲苯、二甲苯、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、异佛尔酮、乙酸丁酯、乙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、100号溶剂油、150号溶剂油、200号溶剂油中的一种或多种。所述溶剂分别用于溶解所述多元胺树脂及异氰酸酯固化剂。
30.在本发明一实施例中,所述第一溶剂与所述第二溶剂均为复合溶剂,较佳地,为乙酸丁酯与丙二醇甲醚醋酸酯混合的复合溶剂,其中,所述乙酸丁酯与丙二醇甲醚醋酸酯的质量比范围为1:2至2:1,较佳地为1:1、1:1.5或1.5:1。
31.在本发明一实施例中,所述的高透明度色浆为透明纳米色浆。
32.在本发明一实施例中,所述的高透明度色浆的颗粒平均粒径小于等于300纳米,较佳地小于等于200纳米。
33.在本发明一实施例中,所述透明纳米色浆包括10-60份颜料、2-20份分散剂(例如byk-110、byk-2010、byk-2012、byk-2015、efka-4010)和研磨树脂(例如溶剂型丙烯酸树脂、溶剂型聚氨酯树脂、溶剂型聚酯树脂)、0.1-5份流变助剂(例如气相二氧化硅、聚脲类流变助剂、)和10-50溶剂(例如乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、甲乙酮、甲基异丁基酮、3-乙氧基丙酸乙酯)。较佳地,所述颜料选自basf、sun chemical、dic、clariant提供的有机颜料和无机颜料组成的群组中的一种。
34.在本发明一实施例中,所述的效果颜料选自选自下组中的一种或多种的组合:片状铝粉、铜锌粉、tio2和基于云母片、硅片、金属片的具有层状结构的珠光粉。这些效果颜料具有光吸收、光反射、光折射、光干涉、光散射的效果。这些效果颜料具有光吸收、光反射、光折射、光干涉或光散射的效果。
35.在本发明一实施例中,所述的紫外光吸收剂选自tinuvin 328、tinuvin 384-2、tinuvin 900、tinuvin 928、tinuvin 1130、tinuvin 400、tinuvin 479、tinuvin 477、tinuvin carboprotect中的一种或多种。
36.在本发明一实施例中,所述的光稳定剂选自tinuvin 144、tinuvin 123、tinuvin 292、tinuvin 440或tinuvin 622中的一种或多种。
37.在本发明一实施例中,所述的组分a中的额外助剂选自基材润湿剂、润湿分散剂、流平剂或流变助剂中的一种或多种。本领域技术人员可以理解的是,所述助剂可根据实际工艺需要而进行选择,本发明的范围并不仅限于上述所列的助剂。
38.在本发明一实施例中,所述基材润湿剂在所述a组分中的重量份为0.05至0.3份,所述润湿分散剂在所述a组分中的重量份为0.02至0.5份,所述流平剂在所述a组分中的重量份为0至0.2份,所述流变助剂在所述a组分中的重量份为0.03至0.4份。优选地,所述基材润湿剂在所述a组分中的重量份为0.05至0.3份,所述润湿分散剂在所述a组分中的重量份为0.05至0.5份,所述流平剂在所述a组分中的重量份为0.05至0.2份,所述流变助剂在所述a组分中的重量份为0.05至0.4份。
39.本发明的第二方面,提供了一种表面处理方法,所述表面处理方法为在所述碳纤维复合材料的至少一个表面上涂布至少一层本发明第一方面所述的高固含有色透明涂层组合物。
40.在本发明一实施例中,以空气喷涂、无气喷涂、在线静电喷涂或模具内涂装中的至少一种涂布方法,在所述碳纤维复合材料的至少一表面上涂布所述的高固含有色透明涂层组合物。
41.本发明的第三方面,提供了一种制备本发明第一方面的高固含有色透明涂层组合物的方法,包括步骤:
42.(1)制备组分a:提供50至85份的多元胺树脂、5至30份的第一溶剂、1至10份高透明度色浆、0至10份效果颜料、1至4份的紫外光吸收剂、1至2份的光稳定剂,以及0.1至1份额外助剂;并提供所述第一溶剂,在搅拌下加入上述各组分,搅拌至混合均匀后,获得所述组分a;
43.(2)制备组分b:提供50至90份的异氰酸酯固化剂和10至50份的第二溶剂;并提供所述第二溶剂,向所述第二溶剂冲入惰性气体,并在搅拌下加入各组分,搅拌至混合均匀后,获得所述组分b;以及,
44.(3)将组分a与组分b按照重量比为1:10至10:1的比例充分混合,获得所述高固含有色透明涂层组合物;其中,
45.该高固含有色透明涂层组合物在23℃的粘度范围为100至20000mpa
·
s,较佳地,粘度范围为100至10000mpa
·
s,更佳地,粘度范围为100至5000mpa
·
s。
46.与现有技术相比较,本发明所提供的技术方案具有以下优点:
47.本发明所述的高固含有色透明涂层组合物能够赋予碳纤维复合材料更加丰富的颜色、闪烁的视觉效果,并且碳纤维纹理清晰可见。其次,该涂层组合物采用多元胺树脂和异氰酸酯固化剂,固化后形成的涂层组合物具有良好的耐候性,结合紫外光吸收剂和光稳定剂的作用,使得涂层组合物能够对碳纤维复合材料表面起到良好的保护作用,同时该涂层组合物还具有高附着力、好的耐水性、抗石击性、耐冲击韧性、耐候性、耐化学性等特性,
能够达到汽车外饰件的应用要求。
48.本发明所述的涂层组合物具有高固含、低粘度、低温快速固化、交联密度高、硬度高、韧性好等特性,能够结合基材润湿剂和流平剂的作用使该涂层组合物在碳纤维复合材料表面上充分润湿和流平,能够解决碳纤维复合材料表面的缺陷问题,使其具有良好的光泽度和鲜映性,可以用于碳纤维复合材料的表面高固含有色透明涂装并且具有纤维编织纹理效果。
具体实施方式
49.下面详细说明本发明的具体实施例。然而,应当将本发明理解成并不局限于以下描述的这种实施方式,并且本发明的技术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。
50.在以下具体实施例的说明中,为了清楚展示本发明的结构及工作方式,将借助诸多方向性词语进行描述,但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“轴向”、“径向”等词语理解为方便用语,而不应当理解为限定性词语。
51.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的规定。
52.除非清楚地指出相反的,这里限定的每个方面或实施方案可以与任何其他一个或多个方面或一个或多个实施方案组合。特别地,任何指出的作为优选的或有利的特征可以与任何其他指出的作为优选的或有利的特征组合。
53.以下详细说明本发明的具体实施例。
54.实施例1
55.在本实施例中提供一种高固含有色透明涂层组合物1,所述高固含有色透明涂层组合物1包括a组分和b组分,其中,
56.a组分按重量份包括:
57.desmophen nh1420 78份;
58.乙酸丁酯13份;
59.丙二醇甲醚醋酸酯5份;
60.蓝色高透明纳米色浆(粒径约150纳米)2份
61.基材润湿剂0.15份;
62.润湿分散剂0.1份;
63.流平剂0.05份;
64.流变助剂0.2份;
65.紫外光吸收剂1份;
66.光稳定剂0.5份;
67.b组分按重量份包括:
68.desmodur n 3900 80份;
69.乙酸丁酯10份;
70.丙二醇甲醚醋酸酯10份。
71.上述高固含有色透明涂层组合物1的制备方法具体步骤如下:
72.(1)在搅拌下,往主容器中依次加入desmophen nh1420、乙酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯,搅拌10-15min,搅拌速率控制在500-1500转/min,使其混合均匀后,投入蓝色高透明纳米色浆、基材润湿剂、润湿分散剂、流平剂、紫外光吸收剂、光稳定剂、流变助剂,继续搅拌15-20min,即得到a组分。a组分在23℃的粘度范围为100-20000mpa
·
s。
73.(2)往乙酸丁酯与丙二醇甲醚醋酸酯混合的复合溶剂中冲入氮气,在搅拌下,投入异氰酸酯固化剂desmodur n 3900,搅拌10-20min,即得到b组分。b组分中所述异氰酸酯固化剂的质量百分含量60-90%。
74.(3)使用时,将a组分和b组分按照重量比为1:10~10:1之间的比例进行充分混合,即可获得所述涂层组合物。
75.(4)将涂层组合物涂覆到环氧基碳纤维复合材料基材上,在70度下固化60min,即可进行性能测试。
76.实施例2
77.在本实施例中提供一种高固含有色透明涂层组合物2,所述高固含有色透明涂层组合物2包括a组分和b组分,其中,
78.a组分按重量份包括:
79.desmophen nh1420 78份;
80.乙酸丁酯13份;
81.丙二醇甲醚醋酸酯5份;
82.红色高透明纳米色浆(粒径约150纳米)2份
83.基材润湿剂0.15份;
84.润湿分散剂0.1份;
85.流平剂0.05份;
86.流变助剂0.2份;
87.紫外光吸收剂1份;
88.光稳定剂0.5份;
89.b组分按重量份包括:
90.desmodur n 3900 80份;
91.乙酸丁酯10份;
92.丙二醇甲醚醋酸酯10份。
93.上述高固含有色透明涂层组合物2的制备方法具体步骤如下:
94.(1)在搅拌下,往主容器中依次加入desmophen nh1420、乙酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯,搅拌10-15min,搅拌速率控制在500-1500转/min,使其混合均匀后,投入红色高透明纳米色浆、基材润湿剂、润湿分散剂、流平剂、紫外光吸收剂、光稳定剂、流变助剂,继续搅拌15-20min,即得到a组分。a组分在23℃的粘度范围为100-20000mpa
·
s。
95.(2)往乙酸丁酯与丙二醇甲醚醋酸酯混合的复合溶剂中冲入氮气,在搅拌下,投入异氰酸酯固化剂desmodur n 3900,搅拌10-20min,即得到b组分。b组分中所述异氰酸酯固化剂的质量百分含量60-90%。
96.(3)使用时,将a组分和b组分按照重量比为1:10~10:1之间的比例进行充分混合,即可获得所述涂层组合物。
97.(4)将涂层组合物涂覆到环氧基碳纤维复合材料基材上,在70度下固化60min,即可进行性能测试。
98.实施例3
99.在本实施例中提供一种高固含有色透明涂层组合物3,所述高固含有色透明涂层组合物3包括a组分和b组分,其中,
100.a组分按重量份包括:
101.desmophen nh1420 78份;
102.乙酸丁酯13份;
103.丙二醇甲醚醋酸酯5份;
104.蓝色高透明纳米色浆(粒径约150纳米)2份
105.珠光粉0.1份
106.基材润湿剂0.15份;
107.润湿分散剂0.1份;
108.流平剂0.05份;
109.流变助剂0.2份;
110.紫外光吸收剂1份;
111.光稳定剂0.5份;
112.b组分按重量份包括:
113.desmodur n 3900 80份;
114.乙酸丁酯10份;
115.丙二醇甲醚醋酸酯10份。
116.上述高固含有色透明涂层组合物3的制备方法具体步骤如下:
117.(1)在搅拌下,往主容器中依次加入desmophen nh1420、乙酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯,搅拌10-15min,搅拌速率控制在500-1500转/min,使其混合均匀后,投入蓝色高透明纳米色浆和珠光粉,继续搅拌15-20min,然后依次投入基材润湿剂、润湿分散剂、流平剂、紫外光吸收剂、光稳定剂、流变助剂,继续搅拌15-20min,即得到a组分。a组分在23℃的粘度范围为100-20000mpa
·
s。
118.(2)往乙酸丁酯与丙二醇甲醚醋酸酯混合的复合溶剂中冲入氮气,在搅拌下,投入异氰酸酯固化剂desmodur n 3900,搅拌10-20min,即得到b组分。b组分中所述异氰酸酯固化剂的质量百分含量60-90%。
119.(3)使用时,将a组分和b组分按照重量比为1:10~10:1之间的比例进行充分混合,即可获得所述涂层组合物。
120.(4)将涂层组合物涂覆到环氧基碳纤维复合材料基材上,在70度下固化60min,即可进行性能测试。
121.对比例1
122.在本对比例1中提供一种无色透明涂层组合物4,所述无色透明涂层组合物4包括a组分和b组分,其中,
123.a组分按重量份包括:
124.desmophen nh1420 78份;
125.乙酸丁酯13份;
126.丙二醇甲醚醋酸酯5份;
127.基材润湿剂0.15份;
128.润湿分散剂0.1份;
129.流平剂0.05份;
130.流变助剂0.2份;
131.紫外光吸收剂1份;
132.光稳定剂0.5份;
133.b组分按重量份包括:
134.desmodur n 3900 80份;
135.乙酸丁酯10份;
136.丙二醇甲醚醋酸酯10份。
137.上述无色透明涂层组合物4的制备方法具体步骤如下:
138.(1)在搅拌下,往主容器中依次加入desmophen nh1420、乙酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯,搅拌10至15min,搅拌速率控制在500至1500转/min,使其混合均匀后,依次投入基材润湿剂、润湿分散剂、流平剂、紫外光吸收剂、光稳定剂、流变助剂,继续搅拌15至20min,即得到a组分。a组分在23℃的粘度范围为100至20000mpa
·
s。
139.(2)往乙酸丁酯与丙二醇甲醚醋酸酯混合的复合溶剂中冲入氮气,在搅拌下,投入异氰酸酯固化剂desmodur n 3900,搅拌10至20min,即得到b组分。b组分中所述异氰酸酯固化剂的质量百分含量60至90%。
140.(3)使用时,将a组分和b组分按照重量比为1:10至10:1之间的比例进行充分混合,即可获得所述涂层组合物。
141.(4)将涂层组合物涂覆到环氧基碳纤维复合材料基材上,在70度下固化60min,即可进行性能测试。
142.对比例2
143.在本实施例中提供一种有色不透明涂层组合物5,所述有色不透明涂层组合物5包括a组分和b组分,其中,
144.a组分按重量份包括:
145.desmophen nh1420 78份;
146.乙酸丁酯13份;
147.丙二醇甲醚醋酸酯5份;
148.普通红色透明色浆(粒径约10微米)2份
149.基材润湿剂0.15份;
150.润湿分散剂0.1份;
151.流平剂0.05份;
152.流变助剂0.2份;
153.紫外光吸收剂1份;
154.光稳定剂0.5份;
155.b组分按重量份包括:
156.desmodur n 3900 80份;
157.乙酸丁酯10份;
158.丙二醇甲醚醋酸酯10份。
159.上述有色不透明涂层组合物5的制备方法具体步骤如下:
160.(1)在搅拌下,往主容器中依次加入desmophen nh1420、乙酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯,搅拌10至15min,搅拌速率控制在500至1500转/min,使其混合均匀后,依次投入普通红色不透明色浆、基材润湿剂、润湿分散剂、流平剂、紫外光吸收剂、光稳定剂、流变助剂,继续搅拌15-20min,即得到a组分。a组分在23℃的粘度范围为100-20000mpa
·
s。
161.(2)往乙酸丁酯与丙二醇甲醚醋酸酯混合的复合溶剂中冲入氮气,在搅拌下,投入异氰酸酯固化剂desmodur n 3900,搅拌10至20min,即得到b组分。b组分中所述异氰酸酯固化剂的质量百分含量60至90%。
162.(3)使用时,将a组分和b组分按照重量比为1:10至10:1之间的比例进行充分混合,即可获得所述涂层组合物。
163.(4)将涂层组合物涂覆到环氧基碳纤维复合材料基材上,在70度下固化60min,即可进行性能测试。
164.对比结果
165.在本实施例中,将实施例1的高固含有色透明涂层组合物1、实施例2的高固含有色透明涂层组合物2、实施例3的高固含有色透明涂层组合物3、对比例1的无色透明涂层组合物4、对比例2的有色不透明涂层组合物5进行比较。
166.具体地说,实施例1为表面涂覆高固含有色透明涂层组合物1涂层的碳纤维复合材料样板;
167.实施例2为表面涂覆高固含有色透明涂层组合物2涂层,并在该高固含有色透明涂层组合物2涂层的碳纤维复合材料样板;
168.实施例3为表面涂覆高固含有色透明涂层组合物3涂层,并在该高固含有色透明涂层组合物3涂层的碳纤维复合材料样板;
169.对比例1为表面涂覆无色透明涂层组合物4涂层,并在该无色透明涂层组合物4涂层的碳纤维复合材料样板;
170.对比例2为表面涂覆有色不透明涂层组合物5涂层,并在该有色不透明涂层组合物5涂层的碳纤维复合材料样板;
171.各样板的性能检测结果如表1所示。
172.表1.各涂层组合物在碳纤维复合材料样板上的性能检测结果
[0173][0174]
表1的结果表明,实施例1、实施例2、实施例3的各涂层组合物在碳纤维复合材料上的光泽度、鲜映性、附着力和耐石击性能较好,且都能够实现高固含有色透明、高亮、纤维纹理清晰可见的效果。其中,实施例3与实施例1、实施例2相比,在保证其它性能的基础上,引入了珠光粉,视觉上增加了闪烁效果。
[0175]
按照gb/t 2410-2008《透明塑料透光率和雾度的测定》,涂层的透明性可以利用紫外可见分光光度计(u-4100,日本日立仪器制造)直接测量涂层在可见光波长范围内(波长在400nm-800nm)的透光率来表示,或者利用无色透明玻璃板等作为基底制备涂层来间接测试涂层在可见光波长范围内(波长在400nm-800nm)的透光率。在此,申请人采用无色透明玻璃板作为基底制备相同膜厚的以上涂层(实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2),以对比以上涂层的透明性。
[0176]
对于不添加任何颜料的无色透明涂层来讲,透光率≥90%表示涂层的透明性良好。而对于添加了颜料的涂层体系来讲,透光率≥50%表明其透明性合格,但透光率<50%表明其透明性很低,容易遮盖涂层下面的颜色和纹理等,尤其使用在碳纤维复合材料表面上涂装应用时,就会产生纤维纹理不清晰的问题。
[0177]
对比例1制得的无色透明涂层组合物,由于没有添加颜料,所以其透光率最高,透明性良好,但是没有办法赋予碳纤维复合材料不同的颜色效果和闪烁效果。
[0178]
而对比例2的涂层组合物具备颜色效果,但是光泽和鲜映性都比实施例1-3差,且可见光范围内的透光率只有42.7%,而实施例1-3的透光率均大于60%。据此,说明本发明所提供的有色透明涂层组合物的透明性良好。且从目视观察来讲对比例2的颜色透明度很低,且碳纤维纹理效果不够清晰,不具备良好的外观要求。
[0179]
如无特别说明,本文中出现的类似于“第一”、“第二”的限定语并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定,而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。同样地,本文中出现的类似于“一”的限定语并非是指对数量的限定,而是描述在前文中未曾出现的技术特征。同样地,本文中在数词前出现的类似于“大约”、“近似地”的修饰语通常包含本数,并且其具体的含义应当结合上下文意理解。同样地,除非是有特定的
数量量词修饰的名词,否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式,在该技术方案中即可以包括单数个该技术特征,也可以包括复数个该技术特征。
[0180]
本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在本发明的范围之内。