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专利名称：一种汽车轮毂涂层及其制备方法和应用

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202311427899.0

专利申请（专利权）人：广东四方威凯高新技术有限公司,广东四方威凯新材料有限公司
权利人地址：广东省江门市新会区古井镇汇源五路3号

专利发明（设计）人：吴清双,朱洪江,方芳,陈康杰,雷焕虎,冯杰超

专利摘要：本发明涉及一种汽车轮毂涂层及其制备方法和应用。本发明所述的汽车轮毂涂层，包括依序设置在汽车轮毂表面的粉末涂料层、底漆层、面漆层。本发明的汽车轮毂涂层中，在汽车轮毂表面采用环氧聚酯粉末涂料涂覆形成粉末涂料层，可以起到遮盖汽车铝合金轮毂粗糙表面并提供防腐蚀的性能，满足汽车铝合金轮毂的防腐性以及遮盖毛皮缺陷的需求；然后在所述粉末涂料层表面上分别涂覆底漆和面漆分别形成所述底漆层和所述面漆层，通过所述底漆层和所述面漆层既能改善遮盖、防腐蚀性能，又能达到现有的陶瓷涂层的诸多优点，具有优异的抗老化、硬度高、耐磨、抗划伤、耐酸碱等优点。

主权利要求：
1.一种汽车轮毂涂层，其特征在于：包括依序设置在汽车轮毂表面的粉末涂料层、底漆层、面漆层；
所述粉末涂料层为粉末涂料涂覆在汽车轮毂表面上形成；所述粉末涂料为环氧聚酯粉末涂料；
所述底漆层由底漆形成；所述底漆包括以下质量百分比的组分：水性聚酯树脂20?30%；
水性丙烯酸树脂5?10%；水性封闭型异氰酸酯5?15%；中和剂0.1?2.5%；底材润湿剂0.1?
0.5%；流平剂0.1?0.5%；消泡剂0.2?0.8%；增稠剂0.1?1.0%；助溶剂2?6%；去离子水余量；
所述面漆层由面漆形成；所述面漆包括以下质量百分比的组分：水性改性无机纳米涂料85?95%，水性有机硅烷分散液5?8%，去离子水余量；
其中：
所述水性改性无机纳米涂料包括以下质量百分比的组分：水性纳米改性分散体55?
75%，颜料5?25%，润湿分散剂0.2?3%，流平剂0.5?2%，消泡剂0.1?0.8%，增稠剂0.1?0.9%，去离子水余量；
所述水性纳米改性分散体包括以下质量百分比的组分：纳米二氧化硅水性分散液40?
50%，烷氧基硅烷25?35%，水性聚酯分散体10?30%，阴离子表面活性剂0.5?5%，去离子水余量；
所述水性有机硅烷分散液包括以下质量百分比的组分：氨基硅烷45?65%，阴离子表面活性剂0.5?5%，去离子水余量。
2.根据权利要求1所述的汽车轮毂涂层，其特征在于：所述水性纳米改性分散体还包括以下质量百分比的组分：水性丙烯酸树脂微胶囊5?8%，异氰酸酯微胶囊5?8%；所述水性丙烯酸树脂微胶囊包括第一壁材和第一芯材，所述第一壁材包括脲醛树脂，所述第一芯材包括水性丙烯酸树脂；所述异氰酸酯微胶囊包括第二壁材和第二芯材，所述第二壁材包括纳米二氧化硅，所述第二芯材包括异氰酸酯，所述异氰酸酯为水性异氰酸酯。
3.根据权利要求1所述的汽车轮毂涂层，其特征在于：所述底漆中，所述水性聚酯树脂为水溶性聚酯树脂，固体份为60?80%，羟基含量90?150mgKOH/g，其中羟基含量为折算成
100%树脂固体份时的羟基含量；所述面漆中，所述水性聚酯分散体的固体份为30?50%，羟基含量60?120mgKOH/g，其中羟基含量为折算成100%树脂固体份时的羟基含量，pH值为7.0?
9.0。
4.根据权利要求1所述的汽车轮毂涂层，其特征在于：所述纳米二氧化硅水性分散液的固含量为25?35%，平均粒径为10?110nm，pH值为7?10。
5.根据权利要求1所述的汽车轮毂涂层，其特征在于：所述烷氧基硅烷为：甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷一种或两种混合。
6.根据权利要求1所述的汽车轮毂涂层，其特征在于：所述水性丙烯酸树脂为水溶性丙烯酸树脂，固体份为55?75%，羟基含量60?90mgKOH/g，其中羟基含量为折算成100%树脂固体份时的羟基含量。
7.根据权利要求1所述的汽车轮毂涂层，其特征在于：所述水性封闭型异氰酸酯为HDI类型，固体份65%?85%，NCO含量为8?11%，解封温度100?120℃。
8.一种权利要求1?7任一所述的汽车轮毂涂层的制备方法，其特征在于：包括以下制备方法：S1：将粉末涂料喷涂在汽车轮毂表面，160?200℃固化，形成粉末涂料层，粉末涂料层的厚度为50?90μm；
S2：在S1得到的粉末涂料层的表面喷涂分别底漆和面漆，并于120?130℃条件下固化，分别形成底漆层和面漆层，其中底漆层的厚度为3?8μm，面漆层的厚度为15?30μm；从而得到所述汽车轮毂涂层。
9.一种如权利要求1?7任一所述的汽车轮毂涂层在汽车铝合金轮毂表面的应用。
10.根据权利要求9所述的汽车轮毂涂层在汽车铝合金轮毂表面的应用，其特征在于：所述汽车铝合金轮毂为A356系列铸造的汽车铝合金轮毂。 说明书 : 一种汽车轮毂涂层及其制备方法和应用技术领域[0001] 本发明涉及汽车轮毂涂层技术领域，特别是涉及一种汽车轮毂涂层及其制备方法和应用。背景技术[0002] 目前，汽车轮毂的表面涂层基本为有机涂层，通常以底粉?色漆?清漆或者底粉?色漆?透明粉三涂层居多；其中，清漆主要为丙烯酸氨基烤漆，透明粉主要为甲基丙烯酸缩水甘油酯丙烯酸粉末。汽车轮毂长期暴露在户外环境中，随着户外环境中的灰尘、砂石、雨水、光线暴晒等各类介质对轮毂表面涂层的冲击，现有汽车轮毂的涂层结构容易出现保色性下降、易沾污灰尘、石击痕迹明显、耐磨性下降，影响轮毂的使用寿命及美观性。[0003] 通过溶胶?凝胶法制备的纳米水性陶瓷涂料，具有抗老化、硬度高、耐磨、抗划伤、耐酸碱等优点，在铝单板表面使用已较为成熟，该特点也是现有汽车铝合金轮毂涂层所需要的功能，如果可以将纳米水性陶瓷涂料应用于铝合金轮毂表面，将会解决现有技术的不足。[0004] 然而，现有的汽车铝合金轮毂主要是A356系列铸造铝合金，铸造出的铝合金轮毂表面的粗糙度较高，表面有较多的针孔，并且该系列的铝合金相对于建筑用铝单板更容易出现丝状腐蚀。若直接将水性陶瓷涂料应用于汽车铝合金轮毂表面涂覆，虽然可以改善现有汽车铝合金轮毂的有机涂层的不足，但水性陶瓷涂料无法喷涂过厚，若过厚容易出现水性陶瓷涂料涂层自身开裂，且存在附着力下降风险。A356铸造铝合金铸造面粗糙度高，无法喷涂过厚的陶瓷涂料导致在汽车轮毂表面形成的涂层会出现凹凸不平，同时A356系铸造铝合金因铁硅等元素的存在，易出现腐蚀，陶瓷涂料的厚度不足以遮盖铝合金凹凸不平的表面，容易出现涂层外观不理想、附着力下降、长期抗腐蚀性、耐磨性不足等问题。所以单纯将水性陶瓷涂料直接应用于汽车铝合金轮毂表面是有很多弊端的。发明内容[0005] 基于此，本发明的目的在于，提供一种汽车轮毂用涂层及其制备方法和应用，本发明的汽车轮毂涂层，既可以起到遮盖汽车铝合金轮毂粗糙表面并提供防腐蚀的性能，又能达到现有的陶瓷涂层的诸多优点。[0006] 本发明采用以下技术方案：[0007] 一种汽车轮毂涂层，包括依序设置在汽车轮毂表面的粉末涂料层、底漆层、面漆层；[0008] 所述粉末涂料层为粉末涂料涂覆在汽车轮毂表面上形成；所述粉末涂料为环氧聚酯粉末涂料；[0009] 所述底漆层由底漆形成；所述底漆包括以下质量百分比的组分：水性聚酯树脂20?30％；水性丙烯酸树脂5?10％；水性封闭型异氰酸酯5?15％；中和剂0.1?2.5％；底材润湿剂0.1?0.5％；流平剂0.1?0.5％；消泡剂0.2?0.8％；增稠剂0.1?1.0％；助溶剂2?6％；去离子水余量；[0010] 所述面漆层由面漆形成；所述面漆包括以下质量百分比的组分：水性改性无机纳米涂料85?95％，水性有机硅烷分散液5?8％，去离子水余量；[0011] 其中：[0012] 所述水性改性无机纳米涂料包括以下质量百分比的组分：水性纳米改性分散体55?75％，颜料5?25％，润湿分散剂0.2?3％，流平剂0.5?2％，消泡剂0.1?0.8％，增稠剂0.1?0.9％，去离子水余量；[0013] 所述水性纳米改性分散体包括以下质量百分比的组分：纳米二氧化硅水性分散液40?50％，烷氧基硅烷25?35％，水性聚酯分散体10?30％，阴离子表面活性剂0.5?5％，去离子水余量；[0014] 所述水性有机硅烷分散液包括以下质量百分比的组分：氨基硅烷45?65％，阴离子表面活性剂0.5?5％，去离子水余量。[0015] 本发明所述的汽车轮毂涂层，通过在汽车轮毂表面设置粉末涂料层、底漆层、面漆层，满足汽车铝合金轮毂的防腐性以及遮盖毛皮缺陷的需求既能够改善遮盖、防腐性能，又达到了陶瓷涂层的诸多优点。本发明的汽车轮毂涂层中，在汽车轮毂表面采用环氧聚酯粉末涂料涂覆形成所述粉末涂料层，可以起到遮盖汽车铝合金轮毂粗糙表面并提供防腐蚀的性能，满足汽车铝合金轮毂的防腐性以及遮盖毛皮缺陷的需求；然后在所述粉末涂料层表面上分别涂覆底漆和面漆分别形成的所述底漆层和所述面漆层，通过所述底漆层和所述面漆层既能改善遮盖、防腐蚀性能，又能达到现有的陶瓷涂层的诸多优点，具有优异的抗老化、硬度高、耐磨、抗划伤、耐酸碱等优点。所述底漆层起到“承上启下”的作用，对所述面漆层以及所述粉末涂料层的结合力起到关键作用，使所述粉末涂料层、所述底漆层、所述面漆层之间的结合力得到保障，所述面漆层能够起到高耐磨、高硬度以及耐候等性能。[0016] 本发明的所述底漆层中，以水性聚酯树脂、水性丙烯酸树脂和水性封闭型异氰酸酯为主体；所述水性聚氨酯树脂与所述粉末涂料层中的所述环氧聚酯粉末涂料具有优异的结合力，使得所述底漆层与所述粉末涂料层之间的结合力提高；选取所述水性封闭型异氰酸酯配合交联，使得所述底漆层的弹性适中；在本发明的所述底漆层固化范围内，所述水性丙烯酸树脂较氨基型树脂更为适合，所述水性丙烯酸树脂分别起到提升与所述粉末涂料层以及与所述面漆层的结合力的作用，增强所述底漆层中的所述水性聚酯树脂与所述粉末涂料层的环氧树脂之间的结合力，同时所述水性丙烯酸树脂能够提升所述底漆组分内的反应活性，增强所述水性聚酯树脂与所述水性封闭型异氰酸酯之间的反应活性，使得所述底漆层的弹性更加适中；另外，所述底漆层中的水性封闭型异氰酸酯能够与面漆中的羟基反应，同时所述底漆层中的所述水性聚酯树脂与所述水性丙烯酸分散体中的羟基也可参与面漆中的反应，使得所述底漆层和所述面漆层的结合力得到了保障，防止在无本有机涂层底漆层的情况下，现有的以无机材料为主且含有大量的无机颜填料的面漆，难以保证与粉末涂料层的结合力低以及长效性差的问题。底漆中的水性丙烯酸树脂以及所述水性聚酯树脂中含有大量的活性羟基，能够与底漆中的水性封闭型异氰酸酯反应，同时也可以与所述面漆中的烷氧基硅烷、氨基硅烷反应，在实现层内交联的同时，也可促进层间的交联，进一步的提升了底漆层内部组分的结合力以及面漆与底漆层的层间的结合力。[0017] 本发明的所述面漆层中，以烷氧基硅烷作为反应的前驱体，纳米二氧化硅增强相，烷氧基硅烷单体与纳米二氧化硅在液相状态下混合形成稳定均匀的透明体系，混合的体系在熟化过程中，烷氧基硅烷单体在水相中发生水解以及自身缩聚反应，同时缩聚产物和纳米二氧化硅粒子再发生缩聚反应，体系中的组分发生缓慢聚合生成大量的空间网络结构，再经过热处理使用网络结构中的溶剂水分挥发，最终形成含有纳米二氧化硅粒子的涂层。本发明所述的汽车轮毂涂层，与现有的汽车铝合金轮毂表面的有机涂层相比，本发明在所述面漆中引入了无机纳米材料，使得涂层的耐磨性、耐候性、硬度等均有显著提升，涂层的低表面能以及无机材质的消除静电的能力提高，使涂层不会吸附大气中的污染物，始终保持干净的外观，解决了现有的有机涂层耐磨性差、保光保色等耐候性差等方面的不足。所述面漆中的所述水性聚酯分散体中含有大量的活性羟基，能够所述面漆中的烷氧基硅烷、氨基硅烷反应，同时也可以与所述底漆中的水性封闭型异氰酸酯反应，在促进所述面漆层的层内交联的同时，也可以促进与所述底漆层的交联，进一步的提升了结合力，所述水性聚酯分散体的加入较全无机涂层的收缩应力有所降低，大幅度的降低了涂层的烘烤后开裂及后期随时间延长涂层开裂的风险，所得涂层较纯有机涂层硬度、耐磨等性能大幅提升。[0018] 本发明通过在汽车轮毂表面形成所述汽车轮毂涂层，即在汽车轮毂表面依序形成粉末涂料层、底漆层、面漆层，能够改善现有技术中水性陶瓷涂料直接应用于汽车轮毂表面所存在的问题，能够满足汽车轮毂的防腐性以及遮盖毛皮缺陷的需求，既能够改善遮盖、防腐性能，又具有优异的抗老化、硬度高、耐磨、抗划伤、耐酸碱等优点。[0019] 作为上述方案的一种改进，所述水性纳米改性分散体还包括以下质量百分比的组分：水性丙烯酸树脂微胶囊5?8％，异氰酸酯微胶囊5?8％；所述水性丙烯酸树脂微胶囊包括第一壁材和第一芯材，所述第一壁材包括脲醛树脂，所述第一芯材包括水性丙烯酸树脂；所述异氰酸酯微胶囊包括第二壁材和第二芯材，所述第二壁材包括纳米二氧化硅，所述第二芯材包括异氰酸酯，所述异氰酸酯为水性异氰酸酯。本发明考虑到所述汽车轮毂涂层烘烤后开裂以及后期随时间延长涂层开裂的风险，以及面漆层与底漆层之间的结合力及长效性，在面漆层中加入水性丙烯酸树脂微胶囊，以及异氰酸酯微胶囊，保证粉末涂料层、底漆层、面漆层之间的结合力以及长期稳定性。其中，根据上述内容可知，底漆层中的水性丙烯酸树脂能够起到提升粉末涂料层与底漆层之间的结合力的作用，底漆层中的水性丙烯酸树脂还能与底漆层中的水性封闭型异氰酸酯反应，同时底漆层中的水性丙烯酸树脂还能与面漆中的烷氧基硅烷、氨基硅烷反应，因此底漆层中的水性丙烯酸树脂在促进底漆层内交联的同时，也可以促进层间的交联，提升层间的结合力。本发明为减小涂层烘烤后开裂及后期随时间延长涂层开裂的风险，保证所述面漆层与所述底漆层之间的结合力及长效性，在所述面漆中加入了所述异氰酸酯微胶囊，所述异氰酸酯微胶囊的第二壁材上的纳米二氧化硅可参与烷基硅氧烷的水解缩聚产物的反应，进一步使面漆层中聚合生成大量的空间网络结构，进一步加强纳米二氧化硅粒子的涂层的稳定性；另外，本发明还在所述面漆中加入了所述水性丙烯酸树脂微胶囊，当汽车轮毂涂层受力开裂时，所述水性丙烯酸树脂微胶囊的第一壁材，以及所述异氰酸酯微胶囊的第二壁材受力出现裂纹，所述水性丙烯酸树脂微胶囊释放出水性丙烯酸树脂，所述异氰酸酯微胶囊能够使异氰酸酯通过纳米二氧化硅的孔结构或者微胶囊自身破裂得到释放，所述异氰酸酯微胶囊中的异氰酸酯与所述水性丙烯酸树脂微胶囊释放出来的水性丙烯酸树脂发生交联反应，使得所述裂纹重新粘结，实现所述汽车轮毂涂层的自修复，大大延长了汽车轮毂涂层的使用寿命，保证粉末涂料层、底漆层、面漆层之间的结合力以及长期稳定性。另外，当各自破裂时，所述水性丙烯酸树脂微胶囊释放出来的水性丙烯酸树脂还可能与面漆中的烷氧基硅烷、氨基硅烷反应，同时也可以与底漆中的水性封闭型异氰酸酯反应，进一步使裂缝粘结并进一步加强与底漆层的结合力，降低了涂层的开裂的风险，所得面漆层硬度、耐磨等性能大幅提升。而所述异氰酸酯微胶囊释放出来的异氰酸酯还可能与面漆中的水性聚酯分散体等发生反应，进一步地使裂缝粘结，加强面漆层内的粘结牢度。在一些优选方案中，所述水性丙烯酸树脂微胶囊的所述第一芯材还包括促交联剂，例如光引发剂或其他促交联剂，通过促交联剂加速所述水性丙烯酸树脂微胶囊破裂释放出的水性丙烯酸树脂与其他组分的反应，以提高粘结速度，进一步减小涂层开裂风险。[0020] 为了便于对本发明的水性丙烯酸树脂微胶囊、异氰酸酯微胶囊进行说明，本发明的水性丙烯酸树脂微胶囊、异氰酸酯微胶囊均能够通过现有的微胶囊制备方法进行制备，例如模板法、界面缩聚法、原位聚合法等。以下仅仅作为介绍优选的制备方法，本领域技术人员可以根据现有的公知常识进行相应制备，在此不再赘述。[0021] 作为所述水性丙烯酸树脂微胶囊的一种优选的制备方法，包括以下步骤：将第一芯材(包含水性丙烯酸树脂)、乳化剂混合搅拌均匀，得到第一芯材乳液；制备脲醛树脂溶液，将脲醛树脂溶液逐滴加入到第一芯材乳液中，调节pH至2.5?3并升温65?75℃进行反应，静置、过洗涤、干燥得到水性丙烯酸树脂微胶囊。[0022] 作为所述异氰酸酯微胶囊的一种优选的制备方法，包括以下步骤：以纳米二氧化硅水性分散液为水相；以含有第二芯材(包含水性异氰酸酯)的有机混合液为油相；将所述油相与所述水相进行混合并进行乳化处理，配制成水包油乳液；将制备得到的乳液加入交联剂进行反应，静置、过滤、洗涤、干燥得到异氰酸酯微胶囊。[0023] 作为一个优选的方案，所述底漆中，所述水性聚酯树脂为水溶性聚酯树脂，固体份为60?80％，羟基含量90?150mgKOH/g，其中羟基含量为折算成100％树脂固体份时的羟基含量；所述面漆中，所述水性聚酯分散体的固体份为30?50％，羟基含量60?120mgKOH/g，其中羟基含量为折算成100％树脂固体份时的羟基含量，pH值为7.0?9.0。在公知常识中，水性聚酯树脂主要包括水溶性聚酯树脂、水性聚酯分散体、水性聚酯乳液几种类型。本发明通过在所述底漆中采用水溶性聚酯树脂，树脂中含有一定的助溶剂，在所述粉末涂料层表面相对容易浸润，同时底漆中不需要加入过强的润湿流平剂，利于后期面漆在喷涂的底漆上涂覆；而本发明在所述面漆中使用水性聚酯分散体，该类型的树脂与面漆中的主题成分相对具有较好的混溶性。本发明考虑到所述底漆中的所述水性聚酯树脂与所述环氧聚酯粉末涂料的结合力、以及与所述底漆中水性封闭型异氰酸酯的反应活性、以及与所述面漆中的组分的反应，本发明设计所述底漆中的所述水性聚酯树脂的羟基含量90?150mgKOH/g，既保证与所述粉末涂料层的结合力，又保证所述底漆层中的交联密度，并能够增强所述底漆层与所述面漆层的结合力。所述面漆中，所述水性聚酯分散体的羟基含量60?120mgKOH/g。本方面考虑到所述面漆中的所述水性聚酯分散体与所述面漆中的烷氧基硅烷、氨基硅烷反应的交联密度，以及与所述底漆中的水性封闭型异氰酸酯反应，设计面漆中的所述水性聚酯分散体的羟基含量60?120mgKOH/g，降低了面漆层的烘烤后开裂及后期随时间延长涂层开裂的风险，使涂层硬度、耐磨等性能大幅提升，且提高与底漆层的结合力。优选的，所述水溶性聚酯树脂选用同德1PB83Y；所述水性聚酯分散体选用同德3PB811W。[0024] 作为一个优选的方案，所述纳米二氧化硅水性分散液的固含量为25?35％，平均粒径为10?110nm，pH值为7?10。为了便于所述面漆中的烷氧基硅烷的缩聚产物和纳米二氧化硅粒子发生缩聚反应，选择固含量为25?35％，平均粒径为10?110nm，pH值为7?10的纳米二氧化硅水性分散液，使得体系聚合生成的空间网络结构以及形成含有纳米二氧化硅粒子的面漆层具有优异的抗老化、硬度高、耐磨、抗划伤、耐酸碱等性能。[0025] 作为一个优选的方案，所述烷氧基硅烷为：甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷一种或两种混合。采用上述类型的烷氧基硅烷，以便于能够发生水解以及水解后发生缩聚反应，使得到缩聚产物能够纳米二氧化硅粒子再聚合。[0026] 进一步地，所述阴离子表面活性剂为羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸(酯)盐型和磷酸(酯)盐型中的至少一种。[0027] 进一步地，所述颜料为钛白粉、铜铬黑、钴蓝、锰铁黑、金属颜料中的至少一种。[0028] 进一步地，所述流平剂为聚丙烯酸酯溶液(例如可使用BYK?346)；所述消泡剂为有机硅消泡剂或憎水颗：推婆菥酆衔锏幕旌衔镏械闹辽僖恢(例如可使用BYK?028)；所述增稠剂为假塑型聚氨酯增稠剂或牛顿型聚氨酯增稠剂中的至少一种(例如可使用BorchiGel0620或BorchiGel0434)。[0029] 进一步地，所述氨基硅烷为：3?氨丙基三甲氧基硅烷、3?氨丙基三乙氧基硅烷、N?(2?氨乙基)?3?氨丙基三甲氧基硅烷中至少一种。[0030] 进一步地，所述水性丙烯酸树脂为水溶性丙烯酸树脂，固体份为55?75％，羟基含量60?90mgKOH/g，其中羟基含量为折算成100％树脂固体份时的羟基含量。本发明考虑到所述底漆中组分内的反应活性和交联密度，以及所述底漆层中的所述水性聚酯树脂与所述粉末涂料层的环氧树脂粉末涂料之间的结合力，设计所述水性丙烯酸树脂为水溶性丙烯酸树脂，固体份为55?75％，羟基含量60?90mgKOH/g，提升所述底漆层与所述粉末涂料层的结合力，提高所述底漆层中的交联密度，并提高所述底漆层与所述面漆层的结合力。优选地，所述水溶性丙烯酸树脂选用同德1AB911Y。[0031] 进一步地，所述水性封闭型异氰酸酯为HDI类型，固体份65％?85％，NCO含量为8?11％，解封温度100?120℃。采用上述限定的水性封闭型异氰酸酯，能够便于所述底漆层内部组分的交联，以及与所述面漆层的组分的交联，形成粘结力强的层结构。优选地，所述水性封闭型异氰酸酯选用慧宇HY112。[0032] 进一步地，所述中和剂为N，N?二甲基乙醇胺，所述流平剂为聚丙烯酸酯溶液，所述底材润湿剂为聚醚改性硅氧烷溶液，所述消泡剂为有机硅消泡剂或憎水颗：推婆菥酆衔锏幕旌衔镏械闹辽僖恢，所述增稠剂为假塑型聚氨酯增稠剂或牛顿型聚氨酯增稠剂中的至少一种。[0033] 进一步地，所述助溶剂为醇醚类溶剂与醇类溶剂的混合物，其中，所述醇醚类溶剂为乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚或丙二醇甲醚中的至少一种，所述醇类溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇中的至少一种。[0034] 本发明还提供一种上述任一所述的汽车轮毂涂层的制备方法，包括以下步骤：[0035] S1：将粉末涂料喷涂在汽车轮毂表面，160?200℃固化，形成粉末涂料层，粉末涂料层的厚度为50?90μm；[0036] S2：在S1得到的粉末涂料层的表面喷涂分别底漆和面漆，并于120?130℃条件下固化，分别形成底漆层和面漆层，其中底漆层的厚度为3?8μm，面漆层的厚度为15?30μm；从而得到所述汽车轮毂涂层。[0037] 本发明的所述的汽车轮毂涂层的制备方法中，在汽车轮毂表面喷涂粉末涂料并根据粉末涂料固化需求进行160?200℃固化，粉末涂料层的厚度控制在50?90μm，若过低的厚度无法遮盖毛坯的缺陷及防腐蚀需求，过高的厚度容易导致整体涂层随时间延长因收缩率差异漆膜出现开裂缺陷；然后在S1得到的粉末涂料层的表面采用喷涂方式涂覆底漆和面漆，并于120?130℃条件下固化，底漆和面漆一次性固化分别得到底漆层和面漆层，从而得到所述汽车轮毂涂层。其中底漆层厚度3?8μm，若底漆层厚度过高易降低整体涂层的硬度及理化性能，若底漆层厚度过低未起到提升附着的作用；面漆层厚度15?30μm，若面漆层厚度过高漆膜的收缩应力过大，涂层易开裂，若面漆层厚度过低耐磨性等性能未达到理想状态。[0038] 进一步地，S1，在喷涂粉末涂料前，在汽车轮毂(汽车铝合金轮毂)在铸造、加工后进行无铬前处理。[0039] 作为所述底漆的一种优选的制备方法，包括以下步骤：[0040] (1)将水性聚酯树脂、水性丙烯酸树脂、助溶剂、部分去离子水预先加入容器中，将中和剂在分散状态缓慢滴加并分散均匀；[0041] (2)将底材润湿剂、流平剂、消泡剂、增稠剂在分散状态下加入并分散均匀；[0042] (3)将水性封闭型异氰酸酯及余量去离子水加入，并分散均匀；[0043] (4)用中和剂将pH值调节至8.0?9.5，混合均匀后即得到所述底漆。[0044] 作为所述面漆的一种优选的制备方法，包括以下步骤：[0045] (Ⅰ)将一种或数种烷氧基硅烷进行混合均匀后，加入阴离子表面活性剂后进行搅拌，直到均匀分散到烷氧基硅烷中，形成半透明混合液体a；将水性聚酯树脂分散体和去离子水加入到纳米二氧化硅水性分散液中，搅拌均匀，得混合液体b；将混合液体a缓慢滴加到混合液体b中，滴加时间为15?25min，后升温到40?65℃，恒温反应1?5h，停止加热后降至常温，得到水性纳米改性分散体c；[0046] (Ⅱ)将(Ⅰ)制作的水性纳米改性分散体c与颜料、润湿分散剂、消泡剂、流平剂及部分去离子水混合，用高速分散机进行高速分散，分散时间为10?30min，然后采用砂磨机进行研磨，研磨基料温度控温在63℃以内，达到细度要求后加入增稠剂和余量的去离子水并分散均匀，得水性改性无机纳米涂料；[0047] (Ⅲ)将一种或数种阴离子表面活性剂与水进行混合，混合均匀后，然后将氨基硅烷到缓慢滴加到阴离子表面活性剂水溶液中，滴定时间为15?25min，滴加完毕后继续分散1?2h，降至常温，得水性有机硅分散液；[0048] (Ⅳ)将(Ⅱ)得的水性改性无机纳米涂料与(Ⅲ)得的水性有机硅分散液进行混合，混合后低速分散20?30min，即获得所述面漆。[0049] 进一步地，当面漆中还采用所述水性丙烯酸树脂微胶囊和所述异氰酸酯微胶囊时：步骤(Ⅰ)中，将水性聚酯树脂分散体、水性聚酯树脂微胶囊、异氰酸酯微胶囊和去离子水加入到纳米二氧化硅水性分散液中，搅拌均匀，得所述混合液体b。[0050] 本发明还提供一种汽车轮毂涂层在汽车铝合金轮毂表面的应用。[0051] 进一步地，所述汽车铝合金轮毂为A356系列铸造的汽车铝合金轮毂。[0052] 因A356铸造铝合金铸造面粗糙度高，无法喷涂过厚的陶瓷涂料在其表面会出现凹凸不平，同时A356系铸造铝合金因铁硅等元素的存在，易出现腐蚀，陶瓷涂料的厚度不足以遮盖铝合金凹凸不平的表面，所以容易出现抗腐蚀性差等问题。本发明的汽车轮毂涂层用于A356系列的铸造的汽车铝合金轮毂能够可以起到遮盖粗糙表面并提供防腐蚀性能，又达到了陶瓷涂层的诸多优点，例如抗老化、硬度高、耐磨、抗划伤、耐酸碱等优点。具体实施方式[0053] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可以由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。[0054] 下面结合实施例进一步阐述本发明，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。在实施例4?6中，水性丙烯酸微胶囊、异氰酸酯微胶囊均为现有产品，采用的水性丙烯酸微胶囊为参照CN107715811B的微胶囊；采用的异氰酸酯微胶囊为CN109535315B的微胶囊。本领域技术人员可根据需要选择其它类型的壁材中含有脲醛树脂、芯材中含有水性丙烯酸树脂的水性丙烯酸树脂微胶囊，以及壁材中含有纳米二氧化硅、芯材中含有异氰酸酯的异氰酸酯微胶囊。[0055] 为了表述方便，下面用5个表来表达6个实施方式的配比与产品性能，分别为实施例1?6的汽车轮毂涂层中的底漆和面漆中各原料组分和质量百分比表；请结合表1?5，以及具体实施例1?6的内容理解本发明。[0056] 实施例1[0057] 本实施例提供一种汽车轮毂涂层，包括依序设置在汽车轮毂表面的粉末涂料层、底漆层、面漆层。[0058] 所述粉末涂料层为粉末涂料涂覆在汽车轮毂表面上形成；所述粉末涂料为环氧聚酯粉末涂料。[0059] 所述底漆层由底漆形成；所述底漆包括以下质量百分比的组分：[0060] 水性聚酯树脂(水溶性聚酯树脂，同德1PB83Y)30％；[0061] 水性丙烯酸树脂(水溶性丙烯酸树脂，同德1AB911Y)8％；[0062] 水性封闭型异氰酸酯(慧宇HY112)10％；[0063] 中和剂(N，N?二甲基乙醇胺)1％；[0064] 底材润湿剂(聚醚改性硅氧烷溶液)0.3％；[0065] 流平剂(BYK?346)0.3％[0066] 消泡剂(BYK?011)0.5％；[0067] 增稠剂(BorchiGel0620)0.8％；[0068] 助溶剂(50wt％乙二醇丁醚和50wt％乙醇混合物)5％；[0069] 去离子水余量。[0070] 所述面漆层由面漆形成，所述面漆包括以下质量百分比的组分：[0071] 水性改性无机纳米涂料90％；[0072] 水性有机硅烷分散液7％；[0073] 去离子水余量。[0074] 其中：[0075] 所述水性有机硅烷分散液包括以下质量百分比的组分：[0076] 氨基硅烷(3?氨丙基三甲氧基硅烷)65％；[0077] 阴离子表面活性剂(羧酸盐型阴离子表面活性剂)5％，[0078] 去离子水余量。[0079] 所述水性改性无机纳米涂料包括以下质量百分比的组分：[0080] 水性纳米改性分散体65％；[0081] 颜料(钛白粉)15％；[0082] 润湿分散剂2％；[0083] 流平剂(BYK?346)1％；[0084] 消泡剂(BYK?028)0.5％；[0085] 增稠剂(BorchiGel0620)0.5％；[0086] 去离子水余量。[0087] 其中：所述水性纳米改性分散体包括以下质量百分比的组分：[0088] 纳米二氧化硅水性分散液(固含量为30％，平均粒径为80nm，pH值为8)50％；[0089] 烷氧基硅烷(甲基三甲氧基硅烷)30％，[0090] 水性聚酯分散体(同德3PB811W)10％，[0091] 阴离子表面活性剂(羧酸盐型阴离子表面活性剂)3％，[0092] 去离子水余量。[0093] 本实施例还提供一种汽车轮毂涂层的制备方法，包括以下步骤：[0094] 本发明还提供一种上述任一所述的汽车轮毂涂层的制备方法，包括以下步骤：[0095] S1：将粉末涂料喷涂在汽车轮毂表面，160?200℃固化，形成粉末涂料层，粉末涂料层的厚度为80μm；[0096] S2：在S1得到的粉末涂料层的表面喷涂分别底漆和面漆，并于120?130℃条件下固化，分别形成底漆层和面漆层，其中底漆层的厚度为8μm，面漆层的厚度为25μm；从而得到所述汽车轮毂涂层。[0097] 其中：所述底漆的制备方法，包括以下步骤：[0098] (1)按配比将水性聚酯树脂、水性丙烯酸树脂、助溶剂、部分去离子水预先加入容器中，将中和剂在分散状态缓慢滴加并分散均匀；[0099] (2)将底材润湿剂、流平剂、消泡剂、增稠剂在分散状态下加入并分散均匀；[0100] (3)将水性封闭型异氰酸酯及余量去离子水加入，并分散均匀；[0101] (4)用中和剂将pH值调节至8.0?9.5，混合均匀后即得到所述底漆。[0102] 所述面漆的制备方法，包括以下步骤：[0103] (Ⅰ)按配比将烷氧基硅烷加入阴离子表面活性剂后进行搅拌，直到均匀分散到烷氧基硅烷中，形成半透明混合液体a；将水性聚酯树脂分散体和去离子水加入到纳米二氧化硅水性分散液中，搅拌均匀，得混合液体b；将混合液体a缓慢滴加到混合液体b中，滴加时间为25min，后升温到40?65℃，恒温反应4h，停止加热后降至常温，得到水性纳米改性分散体c；[0104] (Ⅱ)将(Ⅰ)制作的水性纳米改性分散体c与颜料、润湿分散剂、消泡剂、流平剂及部分去离子水混合，用高速分散机进行高速分散，分散时间为10?30min，然后采用砂磨机进行研磨，研磨基料温度控温在63℃以内，达到细度要求后加入增稠剂和余量的去离子水并分散均匀，得水性改性无机纳米涂料；[0105] (Ⅲ)将阴离子表面活性剂与水进行混合，混合均匀后，然后将氨基硅烷到缓慢滴加到阴离子表面活性剂水溶液中，滴定时间为20min，滴加完毕后继续分散2h，降至常温，得水性有机硅分散液；[0106] (Ⅳ)将(Ⅱ)得的水性改性无机纳米涂料与(Ⅲ)得的水性有机硅分散液进行混合，混合后低速分散30min，即获得所述面漆。[0107] 实施例2[0108] 本实施例提供一种汽车轮毂涂层，包括依序设置在汽车轮毂表面的粉末涂料层、底漆层、面漆层。[0109] 所述粉末涂料层为粉末涂料涂覆在汽车轮毂表面上形成；所述粉末涂料为环氧聚酯粉末涂料。[0110] 所述底漆层由底漆形成；所述底漆包括以下质量百分比的组分：[0111] 水性聚酯树脂(水溶性聚酯树脂，同德1PB83Y)25％；[0112] 水性丙烯酸树脂(水溶性丙烯酸树脂，同德1AB911Y)5％；[0113] 水性封闭型异氰酸酯(慧宇HY112)15％；[0114] 中和剂(N，N?二甲基乙醇胺)1％；[0115] 底材润湿剂(聚醚改性硅氧烷溶液)0.3％；[0116] 流平剂(BYK?346)0.3％[0117] 消泡剂(BYK?011)0.5％；[0118] 增稠剂(BorchiGel0620)0.8％；[0119] 助溶剂(50wt％乙二醇丁醚和50wt％乙醇混合物)5％；[0120] 去离子水余量。[0121] 所述面漆层由面漆形成，所述面漆包括以下质量百分比的组分：[0122] 水性改性无机纳米涂料85％；[0123] 水性有机硅烷分散液8％；[0124] 去离子水余量。[0125] 其中：[0126] 所述水性有机硅烷分散液包括以下质量百分比的组分：[0127] 氨基硅烷(3?氨丙基三甲氧基硅烷)60％；[0128] 阴离子表面活性剂(羧酸盐型阴离子表面活性剂)3％，[0129] 去离子水余量。[0130] 所述水性改性无机纳米涂料包括以下质量百分比的组分：[0131] 水性纳米改性分散体75％；[0132] 颜料(钛白粉)10％；[0133] 润湿分散剂2％；[0134] 流平剂(BYK?346)1％；[0135] 消泡剂(BYK?028)0.5％；[0136] 增稠剂(BorchiGel0620)0.5％；[0137] 去离子水余量。[0138] 其中：所述水性纳米改性分散体包括以下质量百分比的组分：[0139] 纳米二氧化硅水性分散液(固含量为35％，平均粒径为80nm，pH值为8)40％；[0140] 烷氧基硅烷(甲基三甲氧基硅烷)30％，[0141] 水性聚酯分散体(同德3PB811W)15％，[0142] 阴离子表面活性剂(羧酸盐型阴离子表面活性剂)3％，[0143] 去离子水余量。[0144] 本实施例的汽车轮毂涂层的制备方法，与实施例1相同。[0145] 实施例3[0146] 本实施例提供一种汽车轮毂涂层，包括依序设置在汽车轮毂表面的粉末涂料层、底漆层、面漆层。[0147] 所述粉末涂料层为粉末涂料涂覆在汽车轮毂表面上形成；所述粉末涂料为环氧聚酯粉末涂料。[0148] 所述底漆层由底漆形成；所述底漆包括以下质量百分比的组分：[0149] 水性聚酯树脂(水溶性聚酯树脂，同德1PB83Y)20％；[0150] 水性丙烯酸树脂(水溶性丙烯酸树脂，同德1AB911Y)10％；[0151] 水性封闭型异氰酸酯(HDI，慧宇HY112)5％；[0152] 中和剂(N，N?二甲基乙醇胺)1％；[0153] 底材润湿剂(聚醚改性硅氧烷溶液)0.3％；[0154] 流平剂(BYK?346)0.3％[0155] 消泡剂(BYK?011)0.5％；[0156] 增稠剂(BorchiGel0620)0.8％；[0157] 助溶剂(50wt％乙二醇丁醚和50wt％乙醇混合物)5％；[0158] 去离子水余量。[0159] 所述面漆层由面漆形成，所述面漆包括以下质量百分比的组分：[0160] 水性改性无机纳米涂料93％；[0161] 水性有机硅烷分散液5％；[0162] 去离子水余量。[0163] 其中：[0164] 所述水性有机硅烷分散液包括以下质量百分比的组分：[0165] 氨基硅烷(3?氨丙基三甲氧基硅烷)55％；[0166] 阴离子表面活性剂(羧酸盐型阴离子表面活性剂)2％，[0167] 去离子水余量。[0168] 所述水性改性无机纳米涂料包括以下质量百分比的组分：[0169] 水性纳米改性分散体55％；[0170] 颜料(钛白粉)25％；[0171] 润湿分散剂2％；[0172] 流平剂(BYK?346)1％；[0173] 消泡剂(BYK?028)0.5％；[0174] 增稠剂(BorchiGel0620)0.5％；[0175] 去离子水余量。[0176] 其中：所述水性纳米改性分散体包括以下质量百分比的组分：[0177] 纳米二氧化硅水性分散液(固含量为25％，平均粒径为110nm，pH值为8)50％；烷氧基硅烷(甲基三甲氧基硅烷)25％，[0178] 水性聚酯分散体(同德3PB811W)20％，[0179] 阴离子表面活性剂(羧酸盐型阴离子表面活性剂)3％，[0180] 去离子水余量。[0181] 本实施例的汽车轮毂涂层的制备方法，与实施例1相同。[0182] 实施例4[0183] 本实施例提供一种汽车轮毂涂层，包括依序设置在汽车轮毂表面的粉末涂料层、底漆层、面漆层。[0184] 所述粉末涂料层为粉末涂料涂覆在汽车轮毂表面上形成；所述粉末涂料为环氧聚酯粉末涂料。[0185] 所述底漆层由底漆形成；所述底漆与实施例1的底漆相同。[0186] 所述面漆层由面漆形成，所述面漆与实施例1的面漆基本相同，不同在于：面漆中的所述水性纳米改性分散体还包括以下质量百分比的组分：水性丙烯酸树脂微胶囊6％、异氰酸酯微胶囊6％。即本实施例的面漆中的所述水性纳米改性分散体包括以下质量百分比的组分：[0187] 纳米二氧化硅水性分散液(固含量为25％，平均粒径为110nm，pH值为8)50％；[0188] 烷氧基硅烷(甲基三甲氧基硅烷)25％，[0189] 水性聚酯分散体(同德3PB811W)20％，[0190] 水性丙烯酸树脂微胶囊(CN107715811B实施例1得到的微胶囊)6％，[0191] 异氰酸酯微胶囊(CN109535315B实施例1得到的微胶囊)6％，[0192] 阴离子表面活性剂(羧酸盐型阴离子表面活性剂)3％，[0193] 去离子水余量。[0194] 本实施例的汽车轮毂涂层的制备方法，与实施例1基本相同，不同在于本实施例面漆的制备方法中，在步骤(Ⅰ)中，将水性聚酯树脂分散体、水性丙烯酸树脂微胶囊、异氰酸酯微胶囊和去离子水加入到纳米二氧化硅水性分散液中，搅拌均匀，得混合液体b。[0195] 实施例5[0196] 本实施例提供一种汽车轮毂涂层，包括依序设置在汽车轮毂表面的粉末涂料层、底漆层、面漆层。[0197] 所述粉末涂料层为粉末涂料涂覆在汽车轮毂表面上形成；所述粉末涂料为环氧聚酯粉末涂料。[0198] 所述底漆层由底漆形成；所述底漆与实施例1的底漆相同。[0199] 所述面漆层由面漆形成，所述面漆与实施例1的面漆基本相同，不同在于：面漆中的所述水性纳米改性分散体还包括以下质量百分比的组分：水性丙烯酸树脂微胶囊5％、异氰酸酯微胶囊5％。即本实施例的面漆中的所述水性纳米改性分散体包括以下质量百分比的组分：[0200] 纳米二氧化硅水性分散液(固含量为25％，平均粒径为110nm，pH值为8)50％；[0201] 烷氧基硅烷(甲基三甲氧基硅烷)25％，[0202] 水性聚酯分散体(同德3PB811W)20％，[0203] 水性丙烯酸树脂微胶囊(CN107715811B实施例1得到的微胶囊)5％，[0204] 异氰酸酯微胶囊(CN109535315B实施例1得到的微胶囊)5％，[0205] 阴离子表面活性剂(羧酸盐型阴离子表面活性剂)3％，[0206] 去离子水余量。[0207] 本实施例的汽车轮毂涂层的制备方法，与实施例4相同。[0208] 实施例6[0209] 本实施例提供一种汽车轮毂涂层，包括依序设置在汽车轮毂表面的粉末涂料层、底漆层、面漆层。[0210] 所述粉末涂料层为粉末涂料涂覆在汽车轮毂表面上形成；所述粉末涂料为环氧聚酯粉末涂料。[0211] 所述底漆层由底漆形成；所述底漆与实施例1的底漆相同。[0212] 所述面漆层由面漆形成，所述面漆与实施例1的面漆基本相同，不同在于：面漆中的所述水性纳米改性分散体还包括以下质量百分比的组分：水性丙烯酸树脂微胶囊8％、异氰酸酯微胶囊8％。即本实施例的面漆中的所述水性纳米改性分散体包括以下质量百分比的组分：[0213] 纳米二氧化硅水性分散液(固含量为25％，平均粒径为110nm，pH值为8)50％；[0214] 烷氧基硅烷(甲基三甲氧基硅烷)25％，[0215] 水性聚酯分散体(同德3PB811W)20％，[0216] 水性丙烯酸树脂微胶囊(CN109535315B实施例1得到的微胶囊)8％，[0217] 异氰酸酯微胶囊(CN109535315B实施例1得到的微胶囊)8％，[0218] 阴离子表面活性剂(羧酸盐型阴离子表面活性剂)3％，[0219] 去离子水余量。[0220] 本实施例的汽车轮毂涂层的制备方法，与实施例4相同。[0221] 实施例7[0222] 本实施例提供一种汽车轮毂涂层在汽车铝合金轮毂表面的应用。[0223] 分别将实施例1?6的汽车轮毂涂层分别应用在A356系列铸造的汽车铝合金轮毂。[0224] 在A356系列铸造的汽车铝合金轮毂表面喷涂粉末涂料前，将铸造、加工后的汽车铝合金轮毂进行无铬前处理，然后再涂覆粉末涂料。[0225] 表1底漆的原料组分和质量百分比(100％)[0226][0227] 表2面漆的原料组分和质量百分比(100％)[0228][0229] 表3水性改性无机纳米涂料的原料组分和质量百分比(100％)[0230][0231] 表4水性纳米改性分散体的原料组分和质量百分比(100％)表5水性有机硅分散液的原料组分和质量百分比(100％)[0232][0233] 分别对上述实施例1?6得到的汽车轮毂涂层进行测试，测试结果如下表，对比例1为现有汽车轮毂表面喷涂的底粉?色漆?清漆的有机涂层。[0234] 表6汽车轮毂涂层测试结果[0235][0236][0237] 其中：*涂层修复效率的检测方法为：分别用将实施例4?6的汽车轮毂涂层上使用小刀在涂层表面划十字进行破坏，使其进行自修复，自修复7天后测试划痕的修复率和涂层附着力。[0238] 从表6的测试结果可知，本发明实施例1?6提供的汽车轮毂涂层，在硬度、附着力、耐中性盐雾、抗老化、耐磨性、抗冲击能力均表现良好，本发明实施例4?6中加入了异氰酸酯微胶囊以及水性丙烯酸树脂微胶囊后，具有自修复功能，且自修复率高≥90％，且修复后的涂层的附着力仍表现良好。[0239] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，则本发明也意图包含这些改动和变形。

专利地区：广东

专利申请日期：2023-10-31

专利公开日期：2024-11-19

专利公告号：CN117363075B