本发明涉及涂料领域，具体涉及一种透明涂料组合物及其制备方法。
背景技术：
：在金属基板表面涂覆多层涂料漆是常用的汽车涂装方法，通常，汽车的涂装步骤包括预先用含有着色剂的底漆涂料进行涂装，以获得预期的表面颜色，然后再用透明涂料进行涂装，并将两层涂料共同固化。之前，常用的汽车涂装涂料漆是以有机化合物作为溶剂。后来，随着环境保护越来越受到关注，人们研发了水性涂料作为汽车涂装涂料漆。然而，现有的水性涂料大都以丙烯酸树脂作为成膜主剂，所得到的涂料膜的硬度往往不够，再汽车行驶过程中，汽车表面的涂料膜容易受到道路上的砂砾的冲击而损伤，即表层透明涂料膜的抗砂砾冲击性能不足。因此，有必要研发一种具有优异的抗砂砾冲击的透明涂料膜。技术实现要素：为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明人通过大量的研究，发现在水性涂料中添加如式（i）所示的硅烷，可以改善透明涂料膜的抗砂砾冲击性。x3si-(ch2)m-(or)n-nh-c(cooh)-ch2-sh（i）即，本发明提供了一种透明涂料组合物，包含以下两种配液：配液a，包括树脂乳液、式（i）所示的硅烷、水、低分子醇类溶剂；以及配液b，包括多异氰酸酯、有机溶剂。式（i）中，x是可水解基团，x选自烷氧基、烷酰氧基和卤素，所述烷氧基选自甲氧基、乙氧基和异丙氧基，所述烷酰氧基选自甲酰氧基和乙酰氧基，所述卤素选自氯和溴；m、n为正整数，m为2-5，n为3-25。其中，配液a中，以树脂乳液的固体含量100质量份计，式（i）所示的硅烷的用量为1-10质量份的范围。其中，配液a中，低分子醇类溶剂与水的质量比为（1-49）：（51-99）；低分子醇类溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇。其中、配液b中，有机溶剂选自醇醚类、酮类或酯类有机溶剂中的一种或多种。其中、配液b中，多异氰酸酯与有机溶剂的质量比为（20-80）：（80-20）。其中，所述树脂乳液选自丙烯酸树脂乳液、聚氨酯树脂乳液、环氧树脂乳液、醇酸树脂乳液。通过将配液a和配液b按照体积比为（80-90）：（10-20）混合即可获得本发明的透明涂料组合物。本发明的透明涂料组合物适用于各类金属表面，例如不锈钢、铁、铝、铜、锌等金属表面。通常，这些金属是用于制造汽车的材料，因而，本发明的透明涂料组合物特别适用于汽车表面涂装。对于汽车表面的具体涂装工艺，通常预先将着色涂料组合物涂覆于待涂装表面，然后再将本发明的透明涂料组合物涂覆于所述着色涂料组合物表面，共同干燥即可。本发明的透明涂料组合物中，添加了硅烷，其具有水解性基团x，使得涂料膜中原位水解得到纳米二氧化硅颗粒，增加涂料膜的耐磨性和强度。硅烷的结构为x3si-(ch2)m-(or)n-nh-c(cooh)-ch2-s。在该结构中，具有聚氧化烯基团-(or)n-，可以抑制水性涂料再成膜过程中容易产生的低流平性，从而确保涂料膜具有优异的平滑性表面和抗砂砾冲击性能。上述硅烷结构中还具有半胱氨酸基团，即-nh-c(cooh)-ch2-sh。形成于涂料膜中的该半胱氨酸基团中的巯基在空气中氧化后会形成二硫键，使得涂料膜层交联致密，进一步改善涂料膜的三维结构，改善涂料膜的机械性能和涂料膜在基体表面的附着力，为涂料膜优异的抗砂砾冲击性能提供保障。具体实施方式下面，将结合具体的实例对本发明进行详细说明。当然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分创造内容，而不是全部。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的情况下所获得的其他实例均落入本发明的保护范围內。实施例1一种透明涂料组合物，包含以下两种配液：配液a，包括树脂乳液、式（i）所示的硅烷、水、低分子醇类溶剂；以及配液b，包括多异氰酸酯、有机溶剂；x3si-(ch2)m-(or)n-nh-c(cooh)-ch2-sh（i）式（i）中，x是可水解基团，x为乙氧基；m为3，n为12。其中，配液a中，以树脂乳液的固体含量100质量份计，式（i）所示的硅烷的用量为3质量份的范围。其中，配液a中，低分子醇类溶剂与水的质量比为20：80；低分子醇类溶剂为乙醇。其中、配液b中，有机溶剂为醇醚类有机溶剂。其中、配液b中，多异氰酸酯与有机溶剂的质量比为40：60。其中，所述树脂乳液为丙烯酸树脂乳液。通过将配液a和配液b按照体积比为85：15混合即可获得本发明的透明涂料组合物。实施例2一种透明涂料组合物，包含以下两种配液：配液a，包括树脂乳液、式（i）所示的硅烷、水、低分子醇类溶剂；以及配液b，包括多异氰酸酯、有机溶剂；x3si-(ch2)m-(or)n-nh-c(cooh)-ch2-sh（i）式（i）中，x是可水解基团，x为甲酰氧基；m为5，n为22。其中，配液a中，以树脂乳液的固体含量100质量份计，式（i）所示的硅烷的用量为10质量份的范围。其中，配液a中，低分子醇类溶剂与水的质量比为10：90；低分子醇类溶剂为乙二醇。其中、配液b中，有机溶剂为酮类有机溶剂。其中、配液b中，多异氰酸酯与有机溶剂的质量比为20：80。其中，所述树脂乳液为聚氨酯树脂乳液。通过将配液a和配液b按照体积比为80：20混合即可获得本发明的透明涂料组合物。实施例3一种透明涂料组合物，包含以下两种配液：配液a，包括树脂乳液、式（i）所示的硅烷、水、低分子醇类溶剂；以及配液b，包括多异氰酸酯、有机溶剂；x3si-(ch2)m-(or)n-nh-c(cooh)-ch2-sh（i）式（i）中，x是可水解基团，x为氯；m为2，n为6。其中，配液a中，以树脂乳液的固体含量100质量份计，式（i）所示的硅烷的用量为1质量份的范围。其中，配液a中，低分子醇类溶剂与水的质量比为30：70；低分子醇类溶剂为丙醇。其中、配液b中，有机溶剂为酯类有机溶剂。其中、配液b中，多异氰酸酯与有机溶剂的质量比为60：40。其中，所述树脂乳液选自丙烯酸树脂乳液、聚氨酯树脂乳液、环氧树脂乳液、醇酸树脂乳液。通过将配液a和配液b按照体积比为90：10混合即可获得本发明的透明涂料组合物。实施例4一种透明涂料组合物，包含以下两种配液：配液a，包括树脂乳液、式（i）所示的硅烷、水、低分子醇类溶剂；以及配液b，包括多异氰酸酯、有机溶剂；x3si-(ch2)m-(or)n-nh-c(cooh)-ch2-sh（i）式（i）中，x是可水解基团，x为异丙氧基，m为4，n为16。其中，配液a中，以树脂乳液的固体含量100质量份计，式（i）所示的硅烷的用量为6质量份的范围。其中，配液a中，低分子醇类溶剂与水的质量比为5：95；低分子醇类溶剂为乙醇。其中、配液b中，有机溶剂为醇醚类。其中、配液b中，多异氰酸酯与有机溶剂的质量比为25：75。其中，所述树脂乳液为环氧树脂乳液。通过将配液a和配液b按照体积比为85：15混合即可获得本发明的透明涂料组合物。实施例5一种透明涂料组合物，包含以下两种配液：配液a，包括树脂乳液、式（i）所示的硅烷、水、低分子醇类溶剂；以及配液b，包括多异氰酸酯、有机溶剂；x3si-(ch2)m-(or)n-nh-c(cooh)-ch2-sh（i）式（i）中，x是可水解基团，x为乙氧基；m为3，n为20。其中，配液a中，以树脂乳液的固体含量100质量份计，式（i）所示的硅烷的用量为2质量份的范围。其中，配液a中，低分子醇类溶剂与水的质量比为18：82；低分子醇类溶剂为丙醇。其中、配液b中，有机溶剂酮类有机溶剂。其中、配液b中，多异氰酸酯与有机溶剂的质量比为70：30。其中，所述树脂乳液为醇酸树脂乳液。通过将配液a和配液b按照体积比为88:12混合即可获得本发明的透明涂料组合物。对比例相较于实施例1，省略掉配液a中的式（i）所示的硅烷，其余相同。分别对实施例1-5和对比例的透明涂料组合物进行性能测试，具体对其装饰效果中的表面光亮度以及涂料膜的抗砂砾冲击性能中的挤入硬度进行测试，相应的结果如下表所示。其中，挤入硬度以马氏硬度值进行表示，单位为n/mm2。实例实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例表面光亮度959595959595挤入硬度22.423.121.823.622.86.8从上表可知，在涂料中添加结构为x3si-(ch2)m-(or)n-nh-c(cooh)-ch2-sh的硅烷，可以确保涂料膜具有优异的抗砂砾冲击性能。以上是本发明的透明涂料组合物。需要指出的是，本发明所记载的内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的情况下所获得的其他实例均涵盖于本发明的保护范围內。当前第1页1 2 3
技术特征：
1.一种透明涂料组合物，包含以下两种配液：
配液a，包括树脂乳液、式（i）所示的硅烷、水、低分子醇类溶剂；以及
配液b，包括多异氰酸酯、有机溶剂；
x3si-(ch2)m-(or)n-nh-c(cooh)-ch2-sh（i）
式（i）中，x是可水解基团，x选自烷氧基、烷酰氧基和卤素，所述烷氧基选自甲氧基、乙氧基和异丙氧基，所述烷酰氧基选自甲酰氧基和乙酰氧基，所述卤素选自氯和溴；m、n为正整数，m为2-5，n为3-25。
2.如权利要求1所述的一种透明涂料组合物，其特征在于：配液a中，以树脂乳液的固体含量100质量份计，式（i）所示的硅烷的用量为1-10质量份的范围。
3.如权利要求1所述的一种透明涂料组合物，其特征在于：配液a中，低分子醇类溶剂与水的质量比为（1-49）：（51-99）；低分子醇类溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇。
4.如权利要求1所述的一种透明涂料组合物，其特征在于：配液b中，有机溶剂选自醇醚类、酮类或酯类有机溶剂中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的一种透明涂料组合物，其特征在于：配液b中，多异氰酸酯与有机溶剂的质量比为（20-80）：（80-20）。
6.如权利要求1所述的一种透明涂料组合物，其特征在于：所述树脂乳液选自丙烯酸树脂乳液、聚氨酯树脂乳液、环氧树脂乳液、醇酸树脂乳液。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种透明涂料组合物，其特征在于：通过将配液a和配液b按照体积比为（80-90）：（10-20）混合即可。
技术总结
一种透明涂料组合物，包含以下两种配液：配液A，包括树脂乳液、式（I）所示的硅烷、水、低分子醇类溶剂；以及配液B，包括多异氰酸酯、有机溶剂。其中，式（I）的具体结构为X3Si‑(CH2)m‑(OR)n‑NH‑C(COOH)‑CH2‑SH，其中，X是可水解基团，X选自烷氧基、烷酰氧基和卤素，所述烷氧基选自甲氧基、乙氧基和异丙氧基，所述烷酰氧基选自甲酰氧基和乙酰氧基，所述卤素选自氯和溴；m、n为正整数，m为2‑5，n为3‑25。通过在水性涂料中添加如式（I）所示的硅烷，可以改善透明涂料膜的抗砂砾冲击性。
技术研发人员：朱晨润;张丽;卢志峰;张杰;乔来红
受保护的技术使用者：泰州清润环保科技有限公司
技术研发日：.10.28
技术公布日：.02.28
