[發(fā)明專利]一種水性環(huán)保型納米結(jié)構(gòu)汽車底漆及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110375396.4
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102504667A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張萬喜;陳廣義;魏志勇
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: C09D133/04
• 分類號: C09D133/04;C09D167/00;C09D167/08;C09D7/12
• 代理公司: 大連星海專利事務(wù)所 21208
• 代理人: 花向陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于涂料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水性環(huán)保型納米結(jié)構(gòu)汽車底漆及其制備方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的汽車底漆主要是溶劑型油漆，溶劑型汽車底漆中的有機溶劑，含有大量對人體及環(huán)境有害的物質(zhì)，在生產(chǎn)和汽車涂裝過程中，有機溶劑的揮發(fā)會造成空氣污染和火災(zāi)安全隱患。隨著環(huán)保意識的增強和環(huán)保法規(guī)的健全，具有低VOC的水性涂料成為未來汽車涂料的發(fā)展方向，將會得到越來越多的關(guān)注。底漆是汽車涂裝的第一道涂層，汽車涂裝用底漆對涂料的性能指標(biāo)要求很高，一般的水性涂料無法與溶劑型涂料媲美，難以達(dá)到性能要求。目前國內(nèi)關(guān)于汽車涂料尤其是水性汽車底漆的專利報道很少，專利文獻(公開號：CN?101705052A)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(huán)境、節(jié)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?1970663A)公開了一種耐刮擦的納米水性汽車涂料的制備方法。它采用聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯和聚酯中的一種作為成膜基料，制成的涂料具有優(yōu)良的耐刮擦性，同時也具有較好的抗腐蝕性。

水性汽車底漆相對于油性汽車底漆具有更環(huán)保的特點，但是目前報道的大部分水性涂料的性能還不能達(dá)到油性漆的標(biāo)準(zhǔn)，這主要是由于所使用的乳液都是一般的傳統(tǒng)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(tǒng)油性汽車底漆差距很大。因此迫切需要開發(fā)出一種以納米聚合物乳液為主要成膜物質(zhì)的新型水性汽車底漆，以此來替代目前大量使用的油性汽車底漆，將具有廣闊的發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述問題，提供一種固化條件在120×30min，VOC排放低于50g/L的水性環(huán)保型納米結(jié)構(gòu)汽車底漆及其制備方法，這種新型的水性汽車底漆具有涂膜致密、熱力學(xué)和機械穩(wěn)定性高、防腐及耐候性好等優(yōu)點，與傳統(tǒng)的油性汽車底漆相當(dāng)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種水性環(huán)保型納米結(jié)構(gòu)汽車底漆主要原料的組分質(zhì)量百分比為：納米聚合物乳液40-80％，顏料1-30％，惰性防銹顏料5-20％，活性防銹顏料0.1-2％，填料5-20％，助劑0.2-6％，pH調(diào)節(jié)劑0.1-0.5％，其余為去離子水；其中水性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，至混合物的固體含量大于或等于80％，然后與卓先液和含有pH調(diào)節(jié)劑的去離子水剪切攪拌制成。

所述納米聚合物乳液為水性環(huán)保型丙烯酸環(huán)氧聚酯納米聚合物乳液或水性環(huán)保型干性油改性丙烯酸環(huán)氧聚酯納米聚合物乳液。

水性環(huán)保型納米結(jié)構(gòu)汽車底漆的組分包括：粒徑小于100納米的水分散納米聚合物乳液、去離子水、顏料、惰性防銹顏料、活性防銹顏料、填料、助劑。

上述的粒徑小于100nm的水性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。其中疏水型聚合物是環(huán)氧聚酯和不飽和脂肪酸或干性油改性環(huán)氧聚酯中的一種。

上述的顏料選自鈦白粉、有機紅、有機黃、酞菁藍(lán)。

上述的惰性防銹顏料選自氧化鐵紅、氧化鐵黑、氧化鐵黃。

上述的活性防銹顏料選自三聚磷酸鋁、磷酸鋅、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。

上述的助劑包括分散劑漢高5040、潤濕劑BYK-346、消泡劑BYK-019、BYK-020，、增稠劑漢高1510、催干劑BYK-catalyst?450、防腐劑Nordes?C15、防霉劑Nordes?EPW。

上述pH調(diào)節(jié)劑選自揮發(fā)性胺類。如單乙醇胺、三乙胺。

上述的水性環(huán)保型納米結(jié)構(gòu)汽車底漆的制備方法如下：

1、按照配方用量將水分散納米聚合物乳液、潤濕劑、分散劑、消泡劑、防腐劑、防霉劑和pH調(diào)節(jié)劑加到去離子水中，在400-800轉(zhuǎn)/分的分散機轉(zhuǎn)速下分散5-15分鐘。

2、按照配方量加入顏料、填料，在800-1000轉(zhuǎn)/分的分散機轉(zhuǎn)速下分散5-20分鐘。然后用砂磨機研磨至細(xì)度小于60μm。

3、按配方加入催干劑，500-1000轉(zhuǎn)/分下攪拌5-10分鐘。

4、按配方加入增稠劑，800-1000轉(zhuǎn)/分下攪拌5-10分鐘至均勻分散后100目濾網(wǎng)過濾、包裝。

本發(fā)明的有益效果是：以粒徑在100nm以下的納米聚合物乳液作為主要成膜物質(zhì)，解決了一般水性汽車底漆存在防腐及保護效果不佳的問題，并具有如下顯著特點：