[發明專利]一種水分散環境友好型納米結構汽車面漆及其制備方法

無效

• 申請號: 201110373057.2
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102516863A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 陳廣義;張萬喜;魏志勇
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C09D175/14
• 分類號: C09D175/14;C09D133/00;C09D5/08;C09D5/14;C09D7/12
• 代理公司: 大連星海專利事務所 21208
• 代理人: 花向陽

技術領域

本發明屬于涂料生產技術領域，具體涉及一種水分散環境友好型納米結構汽車面漆及其制備方法。

背景技術

傳統的汽車面漆主要是溶劑型油漆，其中含有大量的有機揮發物(約為50％)，這些有機揮發物在汽車面漆的制備和涂裝過程中會揮發到大氣中，不僅污染環境和浪費資源，同時還會嚴重危害人類的身體健康。隨著環保意識的增強和環保法規的健全，傳統的溶劑型汽車涂料中揮發性有機物(VOC)和有害空氣污染物(HAP)的使用越來越受到限制，水性涂料得到越來越多的關注。

汽車涂料尤其是汽車面漆代表了工業涂料的最高水平，汽車涂裝用面漆對涂料的性能指標要求很高，一般的水性工業涂料無法與溶劑型涂料媲美，難以達到性能要求。目前國內關于水性汽車面漆專利報道較少，專利文獻(公開號：CN?101314685A)公開了一種各色水性汽車面漆，該涂料體系以水性聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、氨基樹脂為基材，配以一定比例的顏填料和助劑制的，具有一定的硬度、韌性、映像深度，同時具有一定的環保特點。專利文獻(公開號：CN101705052A)公開了一種單組分的烘干水性汽車漆，該涂料以丙烯酸樹脂改性聚硅氧烷乳液為基體材料，具有不燃、不污染環境、節省能源的特點，同時對底材具有良好的附著力，涂膜的耐沖擊性和耐彎曲性良好。專利文獻(公開號：CN?102020917A)公開了一種水性雙組分丙烯酸聚氨酯汽車涂料及其制備方法。它由A、B兩種組分構成，A組分由樹脂和助劑構成，B組分為固化劑，二者混合即可。這種水性雙組分汽車涂料保留了原涂膜的硬度、耐介質性能和耐鹽霧性能，同時VOC含量大大降低。

涂料體系中最核心的部分是其主要成膜物質，即所用的乳液體系。上述幾種專利報道的水性汽車涂料，雖然是都以水性乳液作為主要成膜物質，具有一定的環保性能，但是由于所使用的乳液都是一般的傳統乳液，聚合物乳液粒徑大，漆膜致密性差，保護及裝飾效果都與傳統油性汽車面漆差距很大。

發明內容

本發明針對上述問題，提供一種水分散環境友好型納米結構汽車面漆及其制備方法，這種水性汽車面漆應具有節能環保的特點，還應具有涂膜致密、熱力學和機械穩定性高、保護及裝飾性能好、耐候性好等優點，可與傳統的油性汽車面漆相當。

本發明的技術解決方案是：一種水分散環境友好型納米結構汽車面漆，它主要原料的組分質量百分比為：40-80％的粒徑小于100nm的水分散納米聚合物乳液，1-30％的顏料，5-20％的填料，0.1-2％的活性防銹顏料，5-20％的惰性防銹顏料，0.2-8％的助劑，0.1-0.5％的pH調節劑，其余為去離子水；其中水分散納米聚合物乳液是由疏水型聚合物與親水型的丙烯酸酯類按比例混合后在真空和100-200℃下去除有機溶劑，至混合物固體含量大于或等于80％，然后與卓先液和含有pH調節劑的去離子水剪切攪拌制成。

所述水分散納米聚合物乳液的固體組分是質量百分比為25-65％的水分散環境友好型丙烯酸聚氨酯納米聚合物乳液或水分散環境友好型干性油改性丙烯酸聚氨酯納米聚合物乳液。

上述的粒徑小于100nm的水分散納米聚合物乳液是由親水型的丙烯酸酯共聚物、疏水型聚合物、卓先液和去離子水組成。其中親水型的丙烯酸脂類共聚物是乙烯基單體自由基加聚所得的聚合物，疏水型聚合物是聚氨酯和不飽和脂肪酸或干性油改性的聚氨酯中的一種。

上述的粒徑小于100nm納米的聚合物乳液可以是水分散環境友好型丙烯酸聚氨酯納米聚合物乳液或不飽和脂肪酸或干性油改性丙烯酸聚氨酯納米聚合物乳液，該乳液在涂料中的用量為40-80％。

上述的顏料選自金紅石型鈦白粉、炭黑、鉻黃或酞菁藍。

上述的惰性防銹顏料選自氧化鐵紅、氧化鐵黑或氧化鐵黃。

上述的活性防銹顏料選自三聚磷酸鋁、磷酸鋅或硅酸鋁。

上述的填料包括高嶺土、重鈣、硅灰石粉、滑石粉、云母粉、硫酸鋇。

上述的pH調節劑選自揮發性胺類。如單乙醇胺、三乙胺、N.N-二甲基乙醇胺。

助劑包括：

1、潤濕劑：聚氧乙烯烷基酚醚。如德國畢克(BYK)公司的BYK-346。

2、分散劑：乙烯共聚物鹽。如漢高公司的5040分散劑。

3、消泡劑：聚醚改性有機硅。如畢克(BYK)公司生產的BYK-019，BYK-020。

4、催干劑：是封閉性有機酸催化劑。如畢克公司的BYK-catalyst?450。

5、防腐劑：是異噻唑啉酮衍生物中的一種或幾種。如諾德的Nordes?C15。