[发明专利]高固含有色透明涂层组合物、制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种能够用于碳纤维复合材料的高固含有色透明涂层组合物、其制备方法及相应的表面处理方法，该涂层组合物具有高固含、高彩度、高光泽度、不同颜色和效果以及高耐候性的特性，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表面，使其呈现不同颜色和效果的透明涂装，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，使其能够应用于汽车外饰件并且具有纤维编织纹理效果。

技术领域

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

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。

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(VOC420g/L)，不利于环境保护。

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。

发明内容

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。

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，

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；

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；

其中：

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。