一種汽車底盤用改性納米石墨增強的水基氟碳防鏽塗料及其製備方法與流程
2023-04-25 12:00:56 2
本發明涉及水性防鏽塗料
技術領域：
，尤其涉及一種汽車底盤用改性納米石墨增強的水基氟碳防鏽塗料及其製備方法。
背景技術：
：顧名思義，汽車底盤處於汽車底部，其一直處於較為陰暗的環境中，且在汽車行駛過程中會受到雨水、沙石的衝擊，導致表面出現破損，加速鏽蝕，嚴重降低底盤的使用壽命，因此加強汽車底盤的防鏽至關重要。最直接有效的底盤防鏽措施是在底盤上噴塗防鏽漆，傳統的底盤防鏽漆主要為油性塗料，油性塗料的優點在於其形成的塗層較厚，使用壽命較長，但是其致命的缺點在於汙染較大，不符合現代環保的生產要求。反觀近幾年來廣為流行的水性塗料在環保性能方面能滿足要求，其機械性能在某些方面強於油性塗料，但是常規的水性防鏽塗料容易脫落，與基材間的附著力較差，透水性大，封閉性不足，從而導致其防鏽效果有限。水性氟碳樹脂因其獨特的結構，在耐久性、耐腐蝕性、耐汙性等方面較之其它類水性塗料有突出的優勢，在汽車底盤防鏽方面有良好的應用前景。《新型水性氟碳防腐塗料的性能研究》一文以氟碳乳液作為成膜基料，複合鐵鈦粉和改性磷酸鋅作為主要防腐顏料，製得的塗料表現出良好的密封效果和防腐蝕性能，但是氟碳樹脂也存在一些缺陷，如固化溫度較高、固化時間較長、附著性差、與填料的潤溼性較差、成本較高等等問題，需要做進一步的改性處理，以提高其市場應用價值。技術實現要素：本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種汽車底盤用改性納米石墨增強的水基氟碳防鏽塗料及其製備方法。本發明是通過以下技術方案實現的：一種汽車底盤用改性納米石墨增強的水基氟碳防鏽塗料，該塗料由以下重量份的原料製成：甲基丙烯酸三氟乙酯10-15、甲基丙烯酸羥乙酯8-12、丙烯酸3-5、納米石墨3-5、鹽酸多巴胺2-3、馬來酸酐1-2、4-二甲氨基吡啶0.01-0.02、十二烷基硫酸鈉0.1-0.2、烷基酚聚氧乙烯醚0.4-0.5、過硫酸鉀1-2、去離子水40-50、超支化聚醚乳液12-15、消泡劑0.4-0.5、防鏽顏料3-6、十二碳醇酯1-2、N，N-二甲基甲醯胺15-25。所述的超支化聚醚乳液由以下重量份的原料製成：異佛爾酮二異氰酸酯8-12、二月桂酸二丁基錫0.1-0.2、N，N-二甲基甲醯胺12-16、環氧丙烷12-15、聚乙二醇單甲醚3-5、縮水甘油醚2-5、雙金屬氰化物催化劑0.8-1.2、去離子水40-50、十二烷基磺酸鈉0.4-0.5，製備方法為：（1）先取6-8重量份的異佛爾酮二異氰酸酯、雙金屬氰化物催化劑投入反應釜中，真空脫水處理後在氮氣氛圍下攪拌升溫至132-138℃，隨後滴加1/3重量份的環氧丙烷，繼續攪拌混合20-30min，隨後滴加縮水甘油醚及餘量的環氧丙烷，邊滴加邊攪拌，添加完畢後繼續攪拌反應2-3h，反應結束後體系冷卻至室溫後靜置分層，除去未反應單體，得端羥基超支化聚醚多元醇備用；（2）取餘量的異佛爾酮二異氰酸酯，將其投入N，N-二甲基甲醯胺中，攪拌混合均勻後加入二月桂酸二丁基錫，攪拌混合均勻後體系油浴加熱至35-40℃，保溫反應2-3h，所得溶液備用；（3）將十二烷基磺酸鈉投入去離子水中配製成混合乳液，並將體系水浴加熱至75-80℃，隨後加入步驟（1）製得的端羥基超支化聚醚多元醇，與步驟（2）製備的物料混合均勻，體系加熱至75-80℃，在氮氣氛圍下攪拌混合反應5-6h，反應結束後加入去離子水、十二烷基磺酸鈉，超聲乳化40-50min，即得所述的超支化聚醚乳液。所述的一種汽車底盤用改性納米石墨增強的水基氟碳防鏽塗料的製備方法為：（1）先取15-20重量份的去離子水，隨後投入鹽酸多巴胺，攪拌至其完全溶解後投入納米石墨，體系超聲作用2-3h，處理結束後體系經抽濾、洗滌、乾燥後得聚多巴胺修飾的納米石墨；（2）取N，N-二甲基甲醯胺加入反應容器中，接著加入馬來酸酐，攪拌至其完全溶解後將體系加熱至50-60℃，隨後加入步驟（1）製備的聚多巴胺修飾後的納米石墨、4-二甲氨基吡啶，攪拌反應1-1.5h，反應結束後體系冷卻至室溫，經抽濾、洗滌、乾燥後所得產物備用；（3）將餘量去離子水投入反應容器中，接著加入十二烷基硫酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚、1/3重量份的過硫酸鉀，攪拌使其完全溶解混合，隨後加入1/3重量份的甲基丙烯酸三氟乙酯、1/3重量份的丙烯酸以及1/3重量份的甲基丙烯酸羥乙酯，攪拌混合均勻後體系升溫至50-60℃，反應40-50min後依次加入餘量的甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、過硫酸鉀以及步驟（2）製備的物料，邊加邊攪拌，添加完畢後保溫反應50-60min，反應結束後冷卻至室溫，過濾，的混合乳液備用；（4）將超支化聚醚乳液、防鏽顏料混合球磨處理，至料漿粒度＜50μm，隨後將所得漿料與步驟（2）製備的混合乳液，攪拌40-50min後加入其它剩餘物料，繼續攪拌混合40-50min，最後用去離子水調節粘度，過濾後即得產品。本發明製備了一種改性納米石墨增強的高防鏽性的水基氟碳塗料，所述的改性納米石墨是由馬來酸酐、聚多巴胺在其表面共聚反應形成複合膜層，使得其具有良好的相容性和分散性，改善了納米石墨在水性乳液中親和性差的缺陷，同時其表面一定的自組裝性能，可在底盤表面形成均勻穩定的防護膜，從而極大地提高了塗料的抗磨損、耐腐蝕能力，而經超支化聚醚乳液研磨處理後的防鏽顏料在樹脂體系中具有更好的分散性和結合性，防鏽效果更為優異，最終製得了兼具環保和長效防鏽的產品，其對汽車底盤的防鏽周期較之常規的水性塗料更為持久。具體實施方式一種汽車底盤用改性納米石墨增強的水基氟碳防鏽塗料，該塗料由以下重量份的原料製成：甲基丙烯酸三氟乙酯10、甲基丙烯酸羥乙酯8、丙烯酸3、納米石墨3、鹽酸多巴胺2、馬來酸酐1、4-二甲氨基吡啶0.01、十二烷基硫酸鈉0.1、烷基酚聚氧乙烯醚0.4、過硫酸鉀1、去離子水40、超支化聚醚乳液12、消泡劑0.4、防鏽顏料3、十二碳醇酯1、N，N-二甲基甲醯胺15。其中超支化聚醚乳液由以下重量份的原料製成：異佛爾酮二異氰酸酯8、二月桂酸二丁基錫0.1、N，N-二甲基甲醯胺12、環氧丙烷12、聚乙二醇單甲醚3、縮水甘油醚2、雙金屬氰化物催化劑0.8、去離子水40、十二烷基磺酸鈉0.4，其製備方法為：（1）先取6重量份的異佛爾酮二異氰酸酯、雙金屬氰化物催化劑投入反應釜中，真空脫水處理後在氮氣氛圍下攪拌升溫至132℃，隨後滴加1/3重量份的環氧丙烷，繼續攪拌混合20min，隨後滴加縮水甘油醚及餘量的環氧丙烷，邊滴加邊攪拌，添加完畢後繼續攪拌反應2h，反應結束後體系冷卻至室溫後靜置分層，除去未反應單體，得端羥基超支化聚醚多元醇備用；（2）取餘量的異佛爾酮二異氰酸酯，將其投入N，N-二甲基甲醯胺中，攪拌混合均勻後加入二月桂酸二丁基錫，攪拌混合均勻後體系油浴加熱至35℃，保溫反應2h，所得溶液備用；（3）將十二烷基磺酸鈉投入去離子水中配製成混合乳液，並將體系水浴加熱至75℃，隨後加入步驟（1）製得的端羥基超支化聚醚多元醇，與步驟（2）製備的物料混合均勻，體系加熱至75℃，在氮氣氛圍下攪拌混合反應5h，反應結束後加入去離子水、十二烷基磺酸鈉，超聲乳化40min，即得所述的超支化聚醚乳液。該實施例塗料的製備方法為：（1）先取15重量份的去離子水，隨後投入鹽酸多巴胺，攪拌至其完全溶解後投入納米石墨，體系超聲作用2h，處理結束後體系經抽濾、洗滌、乾燥後得聚多巴胺修飾的納米石墨；（2）取N，N-二甲基甲醯胺加入反應容器中，接著加入馬來酸酐，攪拌至其完全溶解後將體系加熱至50℃，隨後加入步驟（1）製備的聚多巴胺修飾後的納米石墨、4-二甲氨基吡啶，攪拌反應1h，反應結束後體系冷卻至室溫，經抽濾、洗滌、乾燥後所得產物備用；（3）將餘量去離子水投入反應容器中，接著加入十二烷基硫酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚、1/3重量份的過硫酸鉀，攪拌使其完全溶解混合，隨後加入1/3重量份的甲基丙烯酸三氟乙酯、1/3重量份的丙烯酸以及1/3重量份的甲基丙烯酸羥乙酯，攪拌混合均勻後體系升溫至50℃，反應40min後依次加入餘量的甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、過硫酸鉀以及步驟（2）製備的物料，邊加邊攪拌，添加完畢後保溫反應50min，反應結束後冷卻至室溫，過濾，的混合乳液備用；（4）將超支化聚醚乳液、防鏽顏料混合球磨處理，至料漿粒度＜50μm，隨後將所得漿料與步驟（2）製備的混合乳液，攪拌40min後加入其它剩餘物料，繼續攪拌混合40min，最後用去離子水調節粘度，過濾後即得產品。製備的塗料遵照防鏽漆標準進行性能測試，測試結果如下：項目性能指標漆膜外觀正常粘度（25℃/s）38表幹時間（h）＜1.5實幹時間（h）＜30耐衝擊性/cm42漆膜附著力（級）一級耐鹽水性1450h無變化耐鹽霧性1280h無異常耐酸性942h無變化耐鹼性976h無變化戶外耐候性（24個月）未發生明顯變化當前第1頁1 2 3