一種納米水性汽車塗料及製備方法
2023-08-13 17:23:21 1
專利名稱：一種納米水性汽車塗料及製備方法
技術領域：
本發明涉及一種納米改性水性汽車漆的技術及其製備方法。
背景技術：
為保護人類生存環境，現今汽車塗裝的發展趨勢是低公害、無公害化。水性漆的最大優點是塗層質量堪與傳統溶劑型漆相當，但VOC排放量小；其排放量約為溶劑型漆的三分之一，且是實現金屬閃光漆低公害化的唯一途徑。因此，採用水性漆具有重要意義。 近年來，國際上對VOC排放量的要求越來越嚴。如1995年德國大氣淨化法就規定，車身被塗面積的VOC排放量應小於35g / m2。在嚴格限制VOC排放量的環保要求促使下，國際上(特別是歐美國家)大力發展水性漆。目前，歐美汽車工業發達國家均實現了汽車塗裝水性化，汽車塗裝普遍採用水性漆，汽車用水性漆及其塗裝技術也已成熟，水性漆在品種配套、塗層質量方面可與傳統溶劑型漆相媲美。國際上大力發展的是水性漆技術，而不是溶劑型漆技術，我國如不用水性漆，將來在塗裝技術方面的國際交流與合作會越來越困難，不利於我國汽車塗裝技術水平的提高。目前我國正大力弘揚科學發展觀，走可持續發展道路，可以預見對VOC排放量的要求會越來越嚴格。為了保護我們的生存環境，增強在塗裝技術方面的國際交流與合作，提高我國汽車塗裝技術水平。我國汽車公司應考慮用水性漆。實際上，國內幾家大汽車公司，如上海大眾、一汽大眾等在近年新建的油漆車間裡均有水性漆預留區，將來只要對設備稍加改造即可應用水性漆工藝。
發明內容
本發明的目的是提供一種納米水性汽車塗料及製備方法，為汽車塗料提供一種經濟、耐久、高性能的新型納米改性水性汽車塗料，具體方案如下一種納米水性汽車塗料，所述塗料為甲、乙兩組分組成，甲組分以水性聚氨酯樹月旨、納米漿、顏填料、助劑與溶劑組成，乙組分為固化劑；按重量份數計，具體配方如下甲組分水性聚氨酯樹脂50-55份；納米漿1-5份；其中納米二氧化鈦聚合物分散劑丙二醇甲醚醋酸酯的質量比為1. O (0. 1-0. 2) : (O. 7-1. O)；PMA (丙二醇甲醚醋酸酯)7-11份水6-10份分散劑0.3-0.5 份消泡劑0.3-0.5 份流平劑0.1-0.3 份防沉劑0.5-0.8 份底材潤溼劑0· 4-0. 7份
鈦白粉R-960 15-22 份
1250目雲母粉3-6份；
乙組分
固化劑14-18份
所述水性聚氨酯樹脂為Bayhydrol XP2470樹脂，所述聚合物分散劑為 Solsperse-4000。
所述分散劑為德國BYK-190、BYK_182。
所述流平劑為Acry sol RM8W 或 BYK-333。
所述防沉劑為BYK-E420。
所述底材潤溼劑為氣相白碳黑Aerosil 200。
所述消泡劑為BYK-093消泡劑。
所述固化為Bayhydur 3100固化劑。
本發明還公開了所述的納米水性汽車塗料的製備方法，包括如下步驟
I)納米漿的製備
按納米二氧化鈦聚合物分散劑丙二醇甲醚醋酸酯的質量比為1: (O. 1-0. 2): (2-3)的配比混合後進行納米珠磨處理3-8遍，製得納米漿；
2)納米水性汽車漆的製備
將甲組分的水性聚氨酯樹脂50-55份、納米漿1-5份、PMA7-11份、水6_10份高速攪拌10分鐘後，再加入以下物料分散劑0. 3-0.5份、消泡劑0. 3-0.5份、流平劑0. 1-0. 3份、防沉劑0. 5-0. 8份、氣相白碳黑0. 4-0. 7份、鈦白粉R-960 :15-22份、325 目雲母粉3-6份，經過高速攪拌分散、研磨到細度為30 μ m以下，製成甲組分；再加入乙組分Bayhydur 3100固化劑,製備成納米水性汽車漆。
步驟2)中製備甲組分的加料過程為將水性聚氨酯樹脂加入到甲組分溶劑中進行溶解，在800-1000rpm高速攪拌分散30分鐘後，加入步驟I)製備的納米漿和顏填料、助劑，在球磨機中研磨24-28小時製得甲組分，再按比例使用時加入固化劑製得納米水性汽車漆。
本發明的優點如下
1、本發明利用納米粒子表面改性技術製備納米二氧化鈦漿，再將它們與水性聚氨酯樹脂、顏填料、助劑等按比例配製備成納米改性水性汽車漆。該漆具有硬度高、柔韌性好、 耐衝擊、耐紫外線等優點。
2、本發明在工廠化使用條件下硬度超過4H、耐老化達到1500小時。
具體實施方式
實施例1
1、納米漿的製備
按納米二氧化鈦、Solsperse-4000聚合物分散劑、丙二醇甲醚醋酸酯按質量比1: O. 1:0. 8的配比混合後進行超聲波分散30分鐘；再在納米珠磨機中研磨2小時製得納米漿。
2、納米改性水性汽車漆製備
本發明納米水性汽車漆漆為甲、乙兩組分組成，按重量份數計，具體配方如下甲組分Bayhydro I XP2470 樹脂55 份；二氧化鈦納米漿I份；去離子水6份；PMA (丙二醇甲醚醋酸酯)7份；以上高速攪拌10分鐘後，再加入以下物料
分散劑BYK-190 0. 4 份；消泡劑BYK-093 :0· 4 份；流平劑BYK-333:0. 3 份；防沉劑 BYK-E420 :0· 5 份；Aerosil 200 氣相白碳黑0· 4 份；鈦白粉R-960 :15 份；325目雲母粉5份；乙組分固化劑Bayhydur 3100 :14 份將以上物料研磨到細度為20 μ m。本實施例可採用噴塗和刷塗施工，將甲組分和乙組分混合物在25°C下固化24小時製備成納米水性汽車漆。實施例21、納米漿的製備按納米二氧化鈦、Solsperse-4000聚合物分散劑、丙二醇甲醚醋酸酯按質量比1:0. 2 :1. O的配比混合後進行超聲波分散30分鐘；再在球磨機中研磨2小時製得納米眾;2、納米改性水性汽車漆的製備本發明納米水性汽車漆為甲、乙兩組分組成，按重量份數計，具體配方如下甲組分BayhydroI XP2470 樹脂50 份；二氧化鈦納米漿5份；去離子水8份；PMA (丙二醇甲醚醋酸酯)9份；以上高速攪拌10分鐘後，再加入以下物料分散劑BYK-182:0. 5 份；消泡劑 BYK-093 :0· 5 份；流平劑BYK-380:0. 2 份；防沉劑BYK-E420 :0. 8 份；Aerosil 200 氣相白碳黑0. 5 份鈦白粉R-960 :20 份；325目雲母粉3份；乙組分
Bayhydur 3100 固化劑16 份將以上物料研磨到細度為20 μ m。本實施例可採用噴塗和刷塗施工，使用時將甲組分和乙組分混合物在25°C下固化26小時製備成納米改性水性汽車漆。實施例31、納米漿的製備按納米二氧化鈦、Solsperse-4000聚合物分散劑、丙二醇甲醚醋酸酯按質量比1:0. 15 :0. 7的配比混合後進行超聲波分散30分鐘；再在球磨機中研磨 2小時製得納米漿；2、納米改性水性汽車漆的製備本發明納米水性汽車漆為甲、乙兩組分組成，按重量份數計，具體配方如下甲組分BayhydroI XP2470 樹脂53 份；二氧化鈦納米漿2· 5份；去離子水10份；PMA (丙二醇甲醚醋酸酯)11份以上高速攪拌10分鐘後，再加入以下物料分散劑BYK-182:0. 3 份；消泡劑BYK-093 :0· 3 份；流平劑BYK-380:0.1 份；防沉劑BYK-E420 :0· 7 份；Aerosil 200 氣相白碳黑0· 7 份；鈦白粉R-960 :22 份；325目雲母粉6份；乙組分Bayhydur 3100 固化劑18 份將以上物料研磨到細度為30 μ m。本實施例可採用噴塗和刷塗施工，使用時將甲組分和乙組分混合物在25°C下固化28小時製備成納米改性水性汽車漆。
權利要求
1.一種納米水性汽車塗料，其特徵在於所述塗料為甲、乙兩組分組成，甲組分以水性聚氨酯樹脂、納米漿、顏填料、助劑與溶劑組成，乙組分為固化劑；按重量份數計，具體配方如下 甲組分 水性聚氨酯樹脂50-55份； 納米漿1_5份；其中納米二氧化鈦聚合物分散劑丙二醇甲醚醋酸酯的質量比為1.O (0. 1-0. 2) : (O. 7-1. O)； PMA:7-1I份 水:6-10份 分散劑0. 3-0. 5份 消泡劑0. 3-0. 5份 流平劑0. 1-0. 3份 防沉劑0. 5-0. 8份 底材潤溼劑0. 4-0. 7份 鈦白粉R-960 :15-22份 1250目雲母粉3-6份； 乙組分 固化劑14-18份。
2.按照權利要求1所述的納米水性汽車塗料，其特徵在於所述水性聚氨酯樹脂為BayhydroI XP2470樹脂，所述聚合物分散劑為Solsperse-4000。
3.按照權利要求1所述的納米水性汽車塗料，其特徵在於所述分散劑為德國BYK-190、BYK-182。
4.按照權利要求1所述的納米水性汽車塗料，其特徵在於所述流平劑為AcrysolRM8W 或 BYK-333。
5.按照權利要求1所述的納米水性汽車塗料，其特徵在於所述防沉劑為BYK-E420。
6.按照權利要求1所述的納米水性汽車塗料，其特徵在於所述底材潤溼劑為氣相白碳黑 Aerosil 200。
7.按照權利要求1所述的納米水性汽車塗料，其特徵在於所述消泡劑為BYK-093消泡劑。
8.按照權利要求1所述的納米水性汽車塗料，其特徵在於所述固化劑為Bayhydur 3100固化劑。
9.一種權利要求1-8所述的任一納米水性汽車塗料的製備方法，其特徵在於包括如下步驟 O納米漿的製備 按納米二氧化鈦聚合物分散劑丙二醇甲醚醋酸酯的質量比為1: (O. 1-0. 2) : (2-3)的配比混合後進行納米珠磨處理3-8遍，製得納米漿； 2)納米水性汽車漆的製備 將甲組分的水性聚氨酯樹脂50-55份、納米漿1-5份、PMA7-11份、水6_10份高速攪拌10分鐘後，再加入以下物料分散劑0. 3-0. 5份、消泡劑0. 3-0. 5份、流平劑0. 1-0. 3份、防沉劑0. 5-0. 8份、氣相白碳黑0. 4-0. 7份、鈦白粉R-960 :15-22份、325目雲母粉3_6份，經過高速攪拌分散、研磨到細度為30μπι以下，製成甲組分；再加入乙組分Bayhydur 3100固化劑，製備成納米水性汽車漆。
10.按照權利要求9所述的方法，其特徵在於，步驟2)中製備甲組分的加料過程為將水性聚氨酯樹脂加入到甲組分溶劑中進行溶解，在800-1000rpm高速攪拌分散30分鐘後，加入步驟I)製備的納米漿和顏填料、助劑，在球磨機中研磨24-28小時製得甲組分，再按比例使用時加入固化劑製得納米水性汽車漆。
全文摘要
本發明公開一種納米水性汽車塗料及製備方法。塗料配方如下水性聚氨酯樹脂45-55份；納米二氧化鈦漿:1-5份；助劑2-4份；顏料15-20份；填料5-10份；溶劑(水)8-15份；將其按比例配好，分散、研磨至細度20微米以下，配製成甲組分；親水性聚異氰酸酯類固化劑配製成乙組分；再將甲組分與乙組分混合固化製備成水性納米汽車塗料，其是具有光澤鮮豔，耐衝擊，抗紫外線環保、經濟、節省能源的作用。
文檔編號C09D7/12GK103013314SQ201210496230
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者金少波, 邱再明 申請人:大連裕祥科技集團有限公司