水性快干汽车涂料的研究进展

1、广州浩宇化工科技有限公司广州浩宇化工科技有限公司马晓阳博士马晓阳博士广州浩宇化工科技有限公司广州浩宇化工科技有限公司马晓阳马晓阳2011.5.25 西安西安 水性快干汽车涂料的研究进展水性快干汽车涂料的研究进展介介 绍绍 内内 容容广州浩宇化工科技有限公司简介广州浩宇化工科技有限公司简介 水性汽车修补涂料发展现状水性汽车修补涂料发展现状 水性汽车涂料干燥速度的影响因素水性汽车涂料干燥速度的影响因素 水性快干实色漆的研究水性快干实色漆的研究 浩宇公司水性汽车涂料的研究成果浩宇公司水性汽车涂料的研究成果 1.1.公司概况公司概况 广州浩宇化工科技有限公司是广州浩宇化工科技有限公司是广州国家级高新区

2、民科园的入园企广州国家级高新区民科园的入园企业，进驻业，进驻广州广州863产业化促进中心的拥有独立进出口经营权的产业化促进中心的拥有独立进出口经营权的国家级国家级高新技术企业高新技术企业，是，是一家极富创新并活跃于中国汽车修补漆市场的高新一家极富创新并活跃于中国汽车修补漆市场的高新化工科技公司。作为中国汽车修补漆的先行者，我们长期致力于开发、化工科技公司。作为中国汽车修补漆的先行者，我们长期致力于开发、制造和销售最可靠、安全易用的高品质产品。制造和销售最可靠、安全易用的高品质产品。产品涵盖涂装前处理产产品涵盖涂装前处理产品、底漆、底色漆、面漆、清漆到调色用色母及配套辅料等品、底漆、底色漆、面漆

3、、清漆到调色用色母及配套辅料等，我们齐，我们齐全的产品种类可以为各类汽车及相关交通工具的修补和整车的翻新及全的产品种类可以为各类汽车及相关交通工具的修补和整车的翻新及工业领域提供全面专业的色彩及涂装解决方案。工业领域提供全面专业的色彩及涂装解决方案。同时，公司着力于水同时，公司着力于水性汽车涂料的研发与应用，取得了丰硕的研究成果。性汽车涂料的研发与应用，取得了丰硕的研究成果。 公司拥有一支以博士和高级工程师为首的研发和管理队伍，和西安公司拥有一支以博士和高级工程师为首的研发和管理队伍，和西安交通大学、华南理工大学以及德国拜耳材料科技、交通大学、华南理工大学以及德国拜耳材料科技、德国科莱恩、德国

4、德国科莱恩、德国毕克化学毕克化学共建有浩宇科技水性汽车涂料工程技术研发中心。公司现拥共建有浩宇科技水性汽车涂料工程技术研发中心。公司现拥有有8项专利（其中项专利（其中4项为发明专利）、项为发明专利）、1项软件著作版权，项软件著作版权，1项成果鉴定，项成果鉴定，申请了申请了8项发明专利和项发明专利和6项实用新型和外观专利，拥有项实用新型和外观专利，拥有8项注册商标。项注册商标。公司总部办公地点：广州公司总部办公地点：广州863产业化促进中心产业化促进中心建设中的浩宇科技水性涂料工程技术研发中心建设中的浩宇科技水性涂料工程技术研发中心占地占地170亩亩, 建筑面积近建筑面积近20万平方米万平方米浩

5、宇科技位于清远高新区的生产基地浩宇科技位于清远高新区的生产基地浩宇科技水性汽车涂料工程技术研发中心研发团队主要成员浩宇科技水性汽车涂料工程技术研发中心研发团队主要成员序号序号姓名姓名职务职务职称职称学历学历.学位学位1崔国刚崔国刚总顾问总顾问教授级高工教授级高工大学大学2朱斌朱斌总工程师总工程师教授级高工教授级高工博士博士3井新利井新利主任主任教授教授博士博士4李金旗李金旗技术经理技术经理高级工程师高级工程师硕士硕士5张玥张玥技术经理技术经理高级工程师高级工程师硕士硕士6狄文兆狄文兆技术经理技术经理高级工程师高级工程师硕士硕士7汤汉良汤汉良总经理总经理高级工程师高级工程师大学大学研发团队研发团

6、队序号序号姓名姓名职务职务职称职称学历学历.学位学位8朱德勇朱德勇项目主管项目主管工程师工程师硕士硕士9李树伟李树伟技术部经理技术部经理工程师工程师大学大学10杨勇杨勇项目部经理项目部经理工程师工程师大学大学11罗晖罗晖品管部经理品管部经理工程师工程师大学大学12黄海林黄海林技术部助理技术部助理助理工程师助理工程师大学大学13曾学良曾学良技术部助理技术部助理助理工程师助理工程师大学大学14郭伟杰郭伟杰技术部助理技术部助理助理工程师助理工程师大学大学15刘星刘星售服部经理售服部经理工程师工程师大学大学16曹小平曹小平售服部喷涂主管售服部喷涂主管中级技师中级技师中技中技 研发团队研发团队 1：20

7、04年年7月月7日日成立，当年承担区科技局火炬计划项目成立，当年承担区科技局火炬计划项目“环保型豪华商用车专环保型豪华商用车专用涂料的产业化生产用涂料的产业化生产 ”； 2：2005年与全球最大的汽车零部件制造商麦戈纳的全资子公司广东多纳勒振华年与全球最大的汽车零部件制造商麦戈纳的全资子公司广东多纳勒振华汽车系统有限公司配套，同时承担市、区两级创新基金项目汽车系统有限公司配套，同时承担市、区两级创新基金项目“交联型环保高效汽交联型环保高效汽车抛光剂的产业化研究车抛光剂的产业化研究 ”，并申请了，并申请了1项发明专利，同时进行成果鉴定，证书号为：项发明专利，同时进行成果鉴定，证书号为：GK080

8、19 ； 3：2006年开始与国内知名制造企业配套，同时承担了区科技项目年开始与国内知名制造企业配套，同时承担了区科技项目“环保换代再环保换代再生生PTA型原子灰的产业化研究型原子灰的产业化研究”； 4：2007年广东省、白云区的火炬计划项目年广东省、白云区的火炬计划项目“汽车原厂修补通用水性中涂涂料的汽车原厂修补通用水性中涂涂料的产业化研究产业化研究”，并申请了，并申请了1项发明专利；同时被评为项发明专利；同时被评为“守合同重信用企业守合同重信用企业”称号；称号； 5：2008年承担的科技公关项目：年承担的科技公关项目：“纳米隔热材料应用在汽车涂料中的产业化研纳米隔热材料应用在汽车涂料中的产

9、业化研究究”， 申请了申请了1项发明专利。同时第二年被评为项发明专利。同时第二年被评为“守合同重信用企业守合同重信用企业”称号；称号；2008年被认定为年被认定为“国家级高新技术企业国家级高新技术企业”，证书编号：，证书编号：GR200844001042； 6：2009年承担的省区省部产学研项目年承担的省区省部产学研项目“汽车原厂修补通用水性金属闪光底色漆汽车原厂修补通用水性金属闪光底色漆的产业化的产业化”项目项目 ，并申请了，并申请了1项发明专利；项发明专利； 7：2010年承担了省区省部产学研项目年承担了省区省部产学研项目“汽车原厂修补通用水性罩光清漆的产业汽车原厂修补通用水性罩光清漆的产

10、业化化“项目，并项目，并申请了申请了1项发明专利；同年公司被国家中小企业协会评为项发明专利；同年公司被国家中小企业协会评为“优秀创新优秀创新型企业型企业”，广东省，广东省“诚信企业诚信企业”，连续，连续4年被评为年被评为“守合同重信用企业守合同重信用企业”，连续，连续2年被广州国家级高新区评为年被广州国家级高新区评为“优秀创新型企业优秀创新型企业” 和广州白云和广州白云“百优民企百优民企”荣誉称荣誉称号！号！ 8：2011年申报广东省广州市、区的产学研项目年申报广东省广州市、区的产学研项目“水性快干汽车实色面漆的产业水性快干汽车实色面漆的产业化生产化生产”并申请了一项发明专利。并申请了一项发明

11、专利。公司发展历程公司发展历程WaterborneSolvent-borne2.水性汽车修补涂料发展现状2.水性汽车修补涂料的发展现状颜色遮盖力更好，涂膜厚度低 整车涂装效率更高 改善工作环境，降低漆工安全健康隐患 以水为溶剂，容易施工，低VOC水性汽车修补涂料存在的问题水性汽车修补涂料存在的问题水性快干汽车涂料的必要性 由于漆膜干燥速度慢，干燥时间较长漆膜干燥速度慢，干燥时间较长，不能马上打磨抛光或检测装配，给汽车涂装带来不便给汽车涂装带来不便，尤其是近年来，随着汽车消费与汽车涂装业务的增加，越来越多的汽车厂商强烈要求提高生产效率、缩短涂装时间，同时又要保证漆膜良好的外观。虽然汽车涂装用双组

12、份丙烯酸聚氨酯涂料普遍可实现70，30min下抛光（即喷涂于马口铁上硬度达H），但是还远远达不到目前汽车涂装行业对涂膜干燥速度的要求（60，20min可抛光）。对于水性汽车涂料，尽管表干时间可达到30min以内，但是彻底干燥的时间较长，因此如何在保证漆膜性能的基础上更大程度地提高涂膜的因此如何在保证漆膜性能的基础上更大程度地提高涂膜的干燥速度，是本行业需要重点解决的问题。干燥速度，是本行业需要重点解决的问题。3.影响涂膜干燥速度的因素涂层的初始硬度和固化反应速度是决定涂层干燥速度的主要因素。048121620020406080100 Hardness of coatingsTime(h)hig

13、h hardnessinitial hardnesslow dryingfast dryingvery fast drying漆膜干燥速度示意图漆膜干燥速度示意图固化剂固化剂 羟基单体的种类羟基单体的种类 羟基自由度羟基自由度 玻璃化温度玻璃化温度 相对分子质量相对分子质量 粒径粒径 酸值、羟值酸值、羟值 温度：升高温度：升高T, , 提高漆膜干燥提高漆膜干燥速度，速度，T过高，给汽车修补带过高，给汽车修补带来不便。来不便。 相对湿度：相对湿度：RH增加，漆膜干增加，漆膜干燥速度降低。燥速度降低。 T：233 ， RH：4060% 种类种类: :HDI or IPDI trimer 用量用量因

14、因素素 有机叔胺类和有机金属化合物有机叔胺类和有机金属化合物 如二月桂酸二丁基锡如二月桂酸二丁基锡 存在问题：存在问题： 增加漆膜吸氧量，降低耐候性增加漆膜吸氧量，降低耐候性及耐腐蚀性及耐腐蚀性 毒性较大毒性较大 影响涂膜干燥速度的因素环境因素环境因素 催化剂催化剂 羟基丙烯酸树脂羟基丙烯酸树脂 影响水性丙烯酸树脂干燥速度的因素羟基单羟基单体种类体种类伯羟基仲羟基叔羟基伯羟基仲羟基叔羟基伯羟基单体伯羟基单体:HEMA/HEA自由度越大，越容易与自由度越大，越容易与- -NCO反应。反应。反应活性：反应活性：HBAHEA TgTg越高越高，涂膜干燥速度，涂膜干燥速度越快。越快。Tg过高，过高，涂

15、膜发脆。涂膜发脆。M增加，涂膜干燥时间缩增加，涂膜干燥时间缩短。短。M过高，过高，树脂粘度增大。树脂粘度增大。粒径大小粒径大小粒径越小粒径越小, ,颗粒之间的间距颗粒之间的间距越小；越小；粒子的比表面积增粒子的比表面积增大大，固化剂进入粒子内部固化剂进入粒子内部的路程缩短。的路程缩短。酸值越高，分散体粒径越酸值越高，分散体粒径越小，越稳定，干燥速度越小，越稳定，干燥速度越快。快。酸值过高，酸值过高，耐水性下降。耐水性下降。羟基羟基自由度自由度M酸值酸值羟值羟值固含量固含量羟值对羟值对涂膜干燥速度的影涂膜干燥速度的影响比较复杂。响比较复杂。羟值过高，羟值过高，漆膜变脆漆膜变脆，成成本增加。本增加

16、。固含高，固含高，涂膜干燥速度加涂膜干燥速度加快，过高则快，过高则表干过表干过快，快，施施工不便工不便，漆膜流变性变差。漆膜流变性变差。4.水性快干汽车实色面漆的研究一、组成 A组份由水性树脂、助剂、颜料等组成，B组份为配套固化剂。二、特性与用途 水性2K实色漆具有优异的耐候性和硬度。用作面漆，具有保护和装饰作用。 水性双组份实色漆羟基丙烯酸树脂的合成溶剂脱除中和成盐反应去离子水分散水性多功能助剂实色漆A组分B组分（亲水改性多异氰酸酯）水性汽车实色漆水性实色漆制备的技术路线羟基丙烯酸树脂水分散体水性色母 水性水性2K实色漆的施工参数实色漆的施工参数施工参考施工参考1. 较适宜的施工温度为较适宜

17、的施工温度为1030，相对湿度为，相对湿度为30%70%。 2. 用于用于2K中涂或经过处理的底漆上，确保基材表面干燥、中涂或经过处理的底漆上，确保基材表面干燥、 无油污并用砂纸打磨平整。无油污并用砂纸打磨平整。3. 涂装方式：喷涂，用清水稀释，喷涂粘度一般为涂装方式：喷涂，用清水稀释，喷涂粘度一般为2530s（涂（涂-4杯，杯，25）。喷涂）。喷涂2-3道，每道间隔道，每道间隔5-10min。4. 配套比例：配套比例： 色漆：固化剂：水色漆：固化剂：水=4：1：1（重量比）（重量比）5. 使用前将漆充分搅拌均匀，不可与其他溶剂型油漆使用前将漆充分搅拌均匀，不可与其他溶剂型油漆 混合使用。混合

18、使用。 水性水性2K实色漆的技术指标实色漆的技术指标项目项目指标指标试验方法试验方法容器中状态容器中状态无机械杂质，允许有轻微分层但必须能搅拌均无机械杂质，允许有轻微分层但必须能搅拌均匀匀目测目测颜色颜色各色各色目测目测漆膜外观漆膜外观平整光亮，无缩孔平整光亮，无缩孔目测目测粘度（粘度（s，涂，涂-4杯杯/25 ）30010 GB/T1723-93细度细度 （m）10刮板细度计刮板细度计喷涂粘度喷涂粘度2530s涂涂-4杯杯漆膜外观漆膜外观平整光滑，无缩孔平整光滑，无缩孔目测目测表干时间（表干时间（25，50RH）40分钟分钟实干时间（实干时间（60）1h实干时间（实干时间（25，50RH）2

19、4h附着力（级）附着力（级）1GB1728-79柔韧性（柔韧性（mm）1GB/T1723-93活化期（操作时间）活化期（操作时间）2h/20GB/T7193.6硬度硬度2HGB/T6739-1996光泽光泽 （60度）度） 89GB1743-79冲击强度（冲击强度（cm）50GB/T1723-93 举例：水性白漆与油性白漆性能数据对比举例：水性白漆与油性白漆性能数据对比项目项目水性白漆水性白漆油性白漆油性白漆试验方法试验方法颜色颜色白色白色白色白色目测目测粘度（涂粘度（涂4杯杯/25秒秒3001020010GB/T1723/93细度（细度（m） 10 10刮板细度计刮板细度计固体含量固体含量54.3%267.8%2GB1725-79比重比重1.271.30比重计比重计喷涂配比喷涂配比3:1:0.8-1.22:1:0.3-0.5喷涂粘度喷涂粘度25-30s16-18s涂涂-4杯杯喷涂固含喷涂固含46.5%246.5%2GB1725-79喷涂性喷涂性易喷涂，无拉丝现象易喷涂，无拉丝现象易喷涂，无拉