一種汽車納米塗料及其製備方法
2023-10-10 00:48:34
一種汽車納米塗料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種汽車納米塗料，它主要是由以下重量份比例的原料所製成：丙烯酸樹脂5份、聚氨酯2-8份、納米碳酸鈣5-15份、納米二氧化矽10-20份、聚矽氧烷6-12份、羥乙基纖維素3-9份、蒙脫土1-5份、鈦白粉2-6份、滑石粉8-14份、高嶺土5-15份、顏料1-5份。本發明還公開了所述汽車納米塗料的製備方法。相對於現有技術，本發明所得的汽車納米塗料，不僅具有常規汽車塗料所具有的特點，而且具有較高的耐火時間，燃燒時形成的碳化層內部厚實，堅固、緻密，阻燃效果明顯提高；此外，其耐刮擦性能也顯著提高，且VOC排放量小，有效減少環境汙染。
【專利說明】一種汽車納米塗料及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種汽車納米塗料及其製備方法，屬於化工塗料領域。
【背景技術】
[0002] 隨著我國汽車工業的發展，汽車保有量的增長，為我國汽車塗料產業提供了巨大 的市場發展空間。汽車塗料就是指塗裝在轎車等各類車輛車身及零部件上的塗料，一般指 新車的塗料及輔助材料和車輛修補用塗料。其主要作用包括：①漂亮的外觀。要求漆膜豐 滿，光澤華麗柔和，鮮映性好，色彩多種多樣並符合潮流，使其外觀看上去更加賞心悅目，給 人以美感；②極好的耐候性耐腐蝕性，能適用於各種溫度、曝曬及風雨侵蝕，在各種氣候條 件下保持不失光、不變色、不起泡、不開裂、不脫落、不粉化、不鏽蝕。漆膜的使用壽命一般大 於10年；③極好的施工性和配套性。汽車漆一般系多層塗裝，因靠單層塗裝一般達不到良 好的性能，所以要求各塗層之間附著力好，無缺陷；④極好的機械性能。適應汽車的高速、多 震和應變，要求漆膜的附著力好、堅硬柔韌、耐衝擊、耐彎曲、耐劃傷、耐摩擦等性能優越；⑤ 極好的耐擦洗性、耐汙性和良好的可修補性。要求耐毛刷、肥皂、清洗劑清洗，與其他常見的 汙漬接觸後不留痕跡。
[0003] 汽車在日常行駛中，經常會發生或大或小的刮擦事故，因此，耐刮擦性能對於汽車 塗料非常重要，同時阻燃性能也非常重要。現有的汽車塗料可能存在阻燃性能和耐刮擦性 能差的缺陷，導致塗料使用壽命縮短。
【發明內容】
[0004] 發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供了一種汽車納米塗料及 其製備方法。
[0005] 技術方案：為實現上述目的，本發明提供了一種汽車納米塗料，它主要是由以下重 量份比例的原料所製成：
[0006] 丙烯酸樹脂5份、聚氨酯2-8份、納米碳酸鈣5-15份、納米二氧化矽10-20份、
[0007] 聚矽氧烷6-12份、羥乙基纖維素 3-9份、蒙脫土 1-5份、鈦白粉2-6份、
[0008] 滑石粉8-14份、高嶺土 5-15份、顏料1-5份。
[0009] 作為優選，所述的汽車納米塗料主要是由以下重量份比例的原料所製成：
[0010] 丙烯酸樹脂5份、聚氨酯4-6份、納米碳酸鈣8-12份、納米二氧化矽12-18份、 [0011] 聚矽氧烷8-10份、羥乙基纖維素5-7份、蒙脫土 2-4份、鈦白粉3-5份、
[0012] 滑石粉10-12份、高嶺土 8-12份、顏料2-4份。
[0013] 作為另一種優選，所述丙烯酸樹脂的聚合度為40-80。
[0014] 作為另一種優選，所述聚氨酯的聚合度為20-60。
[0015] 作為另一種優選，所述汽車納米塗料的平均粒徑為60_80nm。
[0016] 本發明還提供了所述汽車納米塗料的製備方法，它主要是由以下步驟所製成：
[0017] (1)取納米碳酸鈣和納米二氧化矽置於容器中，加入一定量的去離子水，充分攪拌 混合，得初乳液；
[0018] (2)將蒙脫土、鈦白粉、滑石粉和高嶺土充分粉碎研磨，加入顏料，5000-7000r/min 高速分散40-60分鐘，得色漿料；
[0019] (3)將丙烯酸樹脂、聚氨酯和聚氧矽烷製成乳液，與羥乙基纖維素、上述初乳液和 色漿料混合，300-500W超聲分散2-4小時，即得。
[0020] 有益效果：本發明相對於現有技術，所得的汽車納米塗料，不僅具有常規汽車塗料 所具有的特點，而且具有較高的耐火時間，燃燒時形成的碳化層內部厚實，堅固、緻密，阻燃 效果明顯提高；此外，其耐刮擦性能也顯著提高，且V0C排放量小，有效減少環境汙染。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合實施例對本發明作更進一步的說明。
[0022] 實施例1 :
[0023] 組方：
[0024] 丙烯酸樹脂5g、聚氨酯2g、納米碳酸鈣5g、納米二氧化矽10g、聚矽氧烷6g、
[0025] 輕乙基纖維素3g、蒙脫土 lg、鈦白粉2g、滑石粉8g、高嶺土 5g、顏料lg
[0026] 所述丙烯酸樹脂的聚合度為40 ;所述聚氨酯的聚合度為20。
[0027] 製備方法：
[0028] (1)取納米碳酸鈣和納米二氧化矽置於容器中，加入一定量的去離子水，充分攪拌 混合，得初乳液；
[0029] (2)將蒙脫土、鈦白粉、滑石粉和高嶺土充分粉碎研磨，加入顏料，5000r/min高速 分散40分鐘，得色漿料；
[0030] (3)將丙烯酸樹脂、聚氨酯和聚氧矽烷製成乳液，與羥乙基纖維素、上述初乳液和 色漿料混合，300W超聲分散2小時，即得。
[0031] 所得汽車納米塗料的平均粒徑為60nm。
[0032] 實施例2 :
[0033] 組方：
[0034] 丙烯酸樹脂5g、聚氨酯8g、納米碳酸鈣15g、納米二氧化矽20g、聚矽氧烷12g、
[0035] 羥乙基纖維素9g、蒙脫土 5g、鈦白粉6g、滑石粉14g、高嶺土 15g、顏料5g
[0036] 所述丙烯酸樹脂的聚合度為-80 ;所述聚氨酯的聚合度為60。
[0037] 製備方法：
[0038] (1)取納米碳酸鈣和納米二氧化矽置於容器中，加入一定量的去離子水，充分攪拌 混合，得初乳液；
[0039] (2)將蒙脫土、鈦白粉、滑石粉和高嶺土充分粉碎研磨，加入顏料，7000r/min高速 分散60分鐘，得色漿料；
[0040] (3)將丙烯酸樹脂、聚氨酯和聚氧矽烷製成乳液，與羥乙基纖維素、上述初乳液和 色漿料混合，500W超聲分散4小時，即得。
[0041] 所得汽車納米塗料的平均粒徑為80nm。
[0042] 實施例3 :
[0043] 組方：
[0044] 丙烯酸樹脂5g、聚氨酯5g、納米碳酸鈣10g、納米二氧化矽15g、聚矽氧烷9g、
[0045] 輕乙基纖維素6g、、蒙脫土 3g、鈦白粉4g、滑石粉llg、高嶺土 10g、顏料3g
[0046] 所述丙烯酸樹脂的聚合度為60 ;所述聚氨酯的聚合度為40。
[0047] 製備方法：
[0048] (1)取納米碳酸鈣和納米二氧化矽置於容器中，加入一定量的去離子水，充分攪拌 混合，得初乳液；
[0049] (2)將蒙脫土、鈦白粉、滑石粉和高嶺土充分粉碎研磨，加入顏料，6000r/min高速 分散50分鐘，得色漿料；
[0050] (3)將丙烯酸樹脂、聚氨酯和聚氧矽烷製成乳液，與羥乙基纖維素、上述初乳液和 色漿料混合，400W超聲分散3小時，即得。
[0051] 所得汽車納米塗料的平均粒徑為70nm。
[0052] 實施例4 :
[0053] 組方：
[0054] 丙烯酸樹脂5g、聚氨酯4g、納米碳酸鈣8g、納米二氧化矽12g、聚矽氧烷8g、羥
[0055] 乙基纖維素5g、蒙脫土 2g、鈦白粉3g、滑石粉10g、高嶺土 8g、顏料2g
[0056] 所述丙烯酸樹脂的聚合度為50 ;所述聚氨酯的聚合度為30。
[0057] 製備方法：
[0058] (1)取納米碳酸鈣和納米二氧化矽置於容器中，加入一定量的去離子水，充分攪拌 混合，得初乳液；
[0059] (2)將蒙脫土、鈦白粉、滑石粉和高嶺土充分粉碎研磨，加入顏料，5500r/min高速 分散45分鐘，得色漿料；
[0060] (3)將丙烯酸樹脂、聚氨酯和聚氧矽烷製成乳液，與羥乙基纖維素、上述初乳液和 色漿料混合，350W超聲分散2. 5小時，即得。
[0061] 所得汽車納米塗料的平均粒徑為65nm。
[0062] 實施例5 :
[0063] 組方：
[0064] 丙烯酸樹脂5g、聚氨酯6g、納米碳酸鈣12g、納米二氧化矽18g、聚矽氧烷8-10g、
[0065] 輕乙基纖維素7g、、蒙脫土 4g、鈦白粉5g、滑石粉12g、高嶺土 12g、顏料4g
[0066] 所述丙烯酸樹脂的聚合度為70 ;所述聚氨酯的聚合度為50。
[0067] 製備方法：
[0068] (1)取納米碳酸鈣和納米二氧化矽置於容器中，加入一定量的去離子水，充分攪拌 混合，得初乳液；
[0069] (2)將蒙脫土、鈦白粉、滑石粉和高嶺土充分粉碎研磨，加入顏料，6500r/min高速 分散55分鐘，得色漿料；
[0070] (3)將丙烯酸樹脂、聚氨酯和聚氧矽烷製成乳液，與羥乙基纖維素、上述初乳液和 色漿料混合，450W超聲分散3. 5小時，即得。
[0071] 所得汽車納米塗料的平均粒徑為75nm。
[0072] 實驗例本發明所得汽車納米塗料阻燃和耐刮擦性能檢測 [0073] 阻燃性能檢測：
[0074] 模擬大板燃燒法，採用自行設計的簡易耐火裝置。用試管夾夾住樣板，塗層朝下， 酒精噴燈的噴口對準樣板的中心位置，噴口距樣板的垂直距離約為7c m。樣板的背面中心 位置與熱電偶接觸，考察樣板背面溫度的變化；並在熱電偶傳熱杆的上方壓一木塊，保證熱 電偶的接觸點與鋼板緊密接觸。待酒精噴燈火焰穩定後，移至樣板的下方，同時開始用秒表 記錄時間。鋼板背溫達到280°C所用的時間即為防火塗料的耐火時間。
[0075] 耐刮擦性能檢測：
[0076] 用五指刮擦磨耗儀以15N的力進行劃格刮擦試驗，然後用色差儀測試刮痕處的亮 度變化（Λ L)值，Λ L值越小表明材料的刮痕越輕，耐刮擦性能越好。
[0077] 對照1組採用本發明實施例3組方和製備方法，去除步驟（3)中的超聲分散步驟， 所得的非納米塗料；
[0078] 對照2組採用本發明實施例3組方，改變方法，所製得平均粒徑小於60nm的納米 塗料；
[0079] 對照3組採用本發明實施例3組方，改變方法，所製得平均粒徑大於80nm的納米 塗料；
[0080] 阻燃和耐刮擦性能檢測結果見表1
[0081] 表1本發明所得汽車納米塗料性能檢測結果（η = 3)
[0082]
【權利要求】
1. 一種汽車納米塗料，其特徵在於，它主要是由以下重量份比例的原料所製成： 丙烯酸樹脂5份、聚氨酯2-8份、納米碳酸鈣5-15份、納米二氧化矽10-20份、 聚矽氧烷6-12份、羥乙基纖維素3-9份、蒙脫土 1-5份、鈦白粉2-6份、 滑石粉8-14份、高嶺土 5-15份、顏料1-5份。
2. 根據權利要求1所述的汽車納米塗料，其特徵在於，它主要是由以下重量份比例的 原料所製成： 丙烯酸樹脂5份、聚氨酯4-6份、納米碳酸鈣8-12份、納米二氧化矽12-18份、 聚矽氧烷8-10份、羥乙基纖維素5-7份、蒙脫土 2-4份、鈦白粉3-5份、 滑石粉10-12份、高嶺土 8-12份、顏料2-4份。
3. 根據權利要求1所述的汽車納米塗料，其特徵在於，所述丙烯酸樹脂的聚合度為 40-80。
4. 根據權利要求1所述的汽車納米塗料，其特徵在於，所述聚氨酯的聚合度為20-60。
5. 根據權利要求1所述的汽車納米塗料，其特徵在於，所述汽車納米塗料的平均粒徑 為 60_80nm。
6. 權利要求1-5任一項所述汽車納米塗料的製備方法，其特徵在於，它主要是由以下 步驟所製成： (1) 取納米碳酸鈣和納米二氧化矽置於容器中，加入一定量的去離子水，充分攪拌混 合，得初乳液； (2) 將蒙脫土、鈦白粉、滑石粉和高嶺土充分粉碎研磨，加入顏料，5000-7000r/min高 速分散40-60分鐘，得色漿料； (3) 將丙烯酸樹脂、聚氨酯和聚氧矽烷製成乳液，與羥乙基纖維素、上述初乳液和色漿 料混合，300-500W超聲分散2-4小時，即得。
【文檔編號】C09D175/04GK104194622SQ201410476525
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月17日 優先權日:2014年9月17日
【發明者】潘崢嶸 申請人:句容億格納米材料廠