[發明專利]一種單組分聚氨酯－脲彈性體車底涂層

無效

• 申請號: 201210049522.1
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN102585688A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 廖有為
• 申請（專利權）人: 廖有為
• 主分類號: C09D175/08
• 分類號: C09D175/08;C09D7/12;C08G18/80;C08G18/48
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 寧星耀;許伯嚴

技術領域

本發明涉及一種車底涂層，特別是涉及一種以單組分聚氨酯（脲）為成膜物的汽車車底涂層。

背景技術

車輛在行駛過程中，車底以及輪罩、裙邊等部位長期遭受砂石、泥水的沖擊或者洗刷，表面的涂層易受破壞而失去保護作用，使得底板鋼材發生銹蝕。隨著高速公路的發展，汽車駕駛速度大大提高，車底鋼材的腐蝕問題更加凸顯；同時，高速公路所帶來的鹽路腐蝕問題（冬雪天氣時需在路面灑鹽防止冰凍），進一步威脅車底鋼材的使用壽命。

為延長汽車的使用壽命，需要在車底、輪拱、裙邊等部位涂布一層抗石擊、防腐蝕保護涂料。這種車底保護涂料有助于保護大面積的暴露區域（包括輪拱、裙邊及車底）免遭石擊損害，免遭潮氣或者鹽類侵蝕。

此外，汽車使用者還追求寧靜舒適的駕乘環境，要求降低甚至消除車廂內的噪音。汽車內的噪音源于行進中的風聲、汽車底盤的砂石撞擊聲以及動力傳送的震動聲。

目前，車底涂料有瀝青、丙烯酸酯、聚氯乙烯（PVC）塑溶膠和聚氨酯等。瀝青系列車底涂料價格低廉，防腐、耐水性能較好，但是機械強度小，耐石擊性差，低溫下性能更差，已經逐漸被淘汰。

PVC塑溶膠涂料作為抗石擊涂料應用于車底，始于20世紀70年代，其后自80年代起，國外廠家已普遍采用。PVC塑溶膠是目前車底涂料市場的主要產品，各項性能相對比較均衡，在較寬的溫度范圍內具有優良的抗石擊、防腐蝕性能，具有很高的漆膜強度，但其阻尼和隔聲性能較差。此外，PVC塑溶膠還存在以下諸多缺陷：（1）PVC的殘余單體會危害操作者健康；PVC塑溶膠在噴涂施工后需高溫（一般是140℃）烘烤，高溫烘烤時會釋放少量的煙氣和蒸汽，這些煙氣可能刺激呼吸道、眼睛或者某些過敏者的皮膚；（2）烘烤時逸出物中的HCl氣體會腐蝕烘房設備，所以烘烤或熔融塑溶膠和有機溶膠時需要有足夠的通風設備除去產生的逸出物；（3）在涂料烘烤成膜過程或者汽車使用過程中，增塑劑會從涂膜中逐漸滲出，發生遷移，影響涂層的使用性能；（4）PVC涂層比重一般在1.4左右，要達到抗石擊的效果必須噴涂一定的厚度，通常一臺四驅越野車需要噴涂PVC涂膜重達30公斤以上，增加了車體自重；（5）報廢汽車上的PVC塑溶膠涂層在低于800℃焚燒時極易生成致癌物二噁英和其它有毒蒸氣，這將對環境造成很嚴重的污染。

丙烯酸酯類阻尼涂料具有一定的減振降噪性能，但其漆膜抗石擊和防腐蝕性能差。2002年日本Aisin化學公司成功開發了丙烯酸樹脂型抗石擊車底涂料；德國Teroson公司也開發了丙烯酸酯類塑溶膠產品，產品中加入了特定類型的增塑劑，可以在較低溫度下固化；豐田汽車公司同樣有相關的研究；但這些材料價格昂貴，因而僅在少數高檔車型上使用。

現有噴涂型雙組份聚氨酯-脲彈性體車底涂層性能卓越，防腐蝕性能好，抗石擊性強，隔聲降噪效果好，也是環境友好型涂料；但其在應用中存在如下主要問題：

（1）由于噴涂設備系統復雜、笨重而且體積較大，不便于運輸和移動；計量和輸送系統比較精密，所以設備造價也相對較高，操作和保養的難度較大。

（2）由于采用RSM（反應噴涂成型）技術，要求兩組份粘度非常低，尤其在加熱到噴涂溫度（通常是60℃-80℃）后兩組份的粘度更低（接近水的粘度），再經過高壓無氣噴涂高度霧化后，漆料微粒容易污染周圍環境，不利于應用在自動化程度比較高的流水線上。

（3）因A、B兩組分要求粘度非常低，因而其中95wt%以上是低粘度的樹脂液，很難再加入固體顏填料，削弱了彈性體的涂膜著色、遮蓋等裝飾功能以及防腐蝕、耐老化等保護功能，并對材料成本、機械性能等有很大影響。

（4）噴涂聚氨酯-脲彈性體涂層與基材潤濕欠佳，附著力較差。采用紅外光譜（FT-IR）和凝膠滲透色譜（GPC）跟蹤噴涂聚氨酯-脲彈性體在噴涂后的反應過程發現：通過碰撞混合后A、B兩組份瞬間反應，凝膠迅速，在30min～60min涂膜物理性能上升達到50%～70%。這是由于噴涂時設備對涂料加熱后再噴涂，活潑氫和異氰酸酯的加成反應本身是一個劇烈放熱反應，瞬間放熱溫度可達到140℃，因此加速了其反應進程。但是隨著時間的推移，溫度快速下降，反應活性低的仲氨基和羥基與異氰酸酯沒有來得及參與反應。研究表明：涂膜性能達到穩定峰值需要7天甚至更長的時間。這一特點導致噴涂聚氨酯-脲彈性體涂層與基材結合力差，使用早期容易受到破壞等問題。

綜上所述，目前市場廣泛使用的噴涂聚氨酯-脲彈性體涂料在應用過程中尚具有明顯的缺陷，特別是在一些流水線工業化應用的場合尚不適用。