CN101250312B - 一种发泡隔音型丙烯酸树脂车底保护塑溶胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发泡隔音型丙烯酸树脂车底保护塑溶胶及其制备方法。一种发泡隔音型丙烯酸树脂车底保护塑溶胶，其各组分及重量百分比含量如下：挥发性溶剂4-8％,增塑剂20-40％,丙烯酸聚合物20-35％,聚氨酯树脂5-20％,发泡剂0.2-1.5％,触变剂0.2-1.5％,填料15-45％。将上述原料控制温度下混合，搅拌，三辊机研磨，搅拌、在-0.05--0.1兆帕下搅拌，过滤网，得成品。本发明的塑溶胶具有良好的隔音效果，施工用量少，施工条件安全，成本低。

Description

一种发泡隔音型丙烯酸树脂车底保护塑溶胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸树脂塑溶胶，具体的涉及一种发泡隔音型丙烯酸树脂车底保护塑溶胶及其制备方法。

背景技术

目前普遍使用的车底保护塑溶胶是PVC车底保护塑溶胶，在汽车涂装工业，车底保护塑溶胶是通过无气喷涂等施工方式将塑溶胶喷涂到汽车底部钢板表面，形成保护膜，然后通过预烘烤使其表干，再喷涂中涂等油漆进行烘烤成型，最后成为一层均匀稳定的与塑料类似的保护膜，能有效地防止水、灰尘、和噪音的进入，在汽车底部形成良好的密封层，保护汽车特别是底部钢板免受石头等的撞击，降低震动噪音。该塑溶胶广泛应用于轿车、客车、客货车、卡车等的涂装，几乎所有的轿车生产厂家，都己经采用了车底保护塑溶胶，而且用量相当可观。

但是由于该塑溶胶施工用量大、单耗高，增加整车成本，特别对于中低档车增加成本比例更大，降低了汽车在价格方面的竞争力；由于车底保护塑溶胶用量大，增加车身重量，不利于车速的提高。这种情况下，有的公司采用轻体材料生产出了低密度的PVC车底保护塑溶胶，由于轻体材料多为中空体，所以物料本身粒度必然比较大，流动性则不好，常规密度的PVC车底保护塑溶胶施工压力为150-250巴，而低密度的PVC车底保护塑溶胶施工压力需要250-300巴，300巴对常规的涂胶泵来讲，已经是个极限施工压力，长期300巴压力下使用，泵的安全性能、检修周期、使用寿命都存在很多隐患，这成为一个工艺难题两者无法兼顾。

同时，PVC车底保护塑溶胶的主要成分是含氯的聚氯乙烯，在降解过程中产生含氯的气体，造成对环境的污染。

作为PVC车底保护塑溶胶的替代品，丙烯酸树脂塑溶胶本身不含氯，降解时不产生有害气体。但是，和上述PVC车底保护塑溶胶一样存在施工用量也较大、单耗较高，增加整车成本，特别对于中低档车增加成本比例更大，降低了在汽车价格方面的竞争力。

发明内容：

发明目的；本发明需要解决的技术问题是克服PVC轻量化塑溶胶工艺缺陷，公开一种既具有丙烯酸树脂塑溶胶不含氯的优点，又可以降低施工单耗，实现低压力施工和轻量化的统一，提高隔音效果的新型丙烯酸树脂塑溶胶——发泡隔音型丙烯酸树脂车底保护塑溶胶及其制备方法。

技术方案：一种发泡隔音型丙烯酸树脂车底保护塑溶胶，其各组分及重量百分比含量为：

挥发性溶剂4-8％。

增塑剂20-40％

丙烯酸聚合物20-35％

聚氨酯树脂5-20％

发泡剂0.2-1.5％

触变剂0.2-1.5％

填料15-45％。

其中

挥发性的溶剂为C₆-C₁₀的脂肪烃；

增塑剂为邻苯二甲酸高碳醇酯(C₆-C₁₃)中的一种和1，2-苯二甲酸-2，2-二甲基-1-(1-甲基乙基)-3-(异丁酰氧基)丙基苯甲酯的混和物；在混合物中邻苯二甲酸高碳醇酯和1，2-苯二甲酸-2，2-二甲基-1-(1-甲基乙基)-3-(异丁酰氧基)丙基苯甲酯的重量百分比分别为66％-50％和34％-50％；

在本发明中的增塑剂优选邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的一种和1，2-苯二甲酸-2，2-二甲基-1-(1-甲基乙基)-3-(异丁酰氧基)丙基苯甲酯的混和物；

丙烯酸聚合物是热固型丙烯酸糊树脂；

优选重均分子量1000000-2000000_Da的热固型丙烯酸糊树脂；

聚氨酯树脂为热固型封端聚氨酯；

优选平均分子量为1000-12000的热固型封端聚氨酯；

发泡剂为磺酰肼类发泡剂；

在本发明中的发泡剂优选4，4-氧代对苯磺酰肼、对甲苯磺酰肼、苯磺酰肼；

触变剂为气相二氧化硅；

填料为脂肪酸包覆纳米碳酸钙。

本发明所用的挥发性的溶剂为低沸点的C₆-C₁₀的脂肪烃，挥发性的溶剂主要作用是降低产品的初始粘度，保证产品的施工性能，再利用易挥发的特点，在施工后能够提高产品的表面张力。该原料具有较低的沸点，有合适的挥发性，气味淡，没有明显的刺激性，容易为操作人员接受，是环境友好的原料。

本发明通过大量尝试、反复筛选从特种增塑剂中选择了1，2-苯二甲酸-2，2-二甲基-1-(1-甲基乙基)-3-(异丁酰氧基)丙基苯甲酯与邻苯二甲酸高碳醇酯(C₆-C₁₃)中的一种相配伍作为增塑剂。1，2-苯二甲酸-2，2-二甲基-1-(1-甲基乙基)-3-(异丁酰氧基)丙基苯甲酯是一种性能优异的特种高效单体增塑剂，挥发性极低，起雾极小，可达到的模量和拉伸强度能与高分子聚合物增塑剂媲美。应用在本发明中为本发明的产品提供了良好的加工性能(加速塑化、增加填料比例，构建发泡温度体系)，并能优化产品的“最终使用”性能：耐迁移、耐抽出、气泡层的弹性、及抗磨损功能。邻苯二甲酸高碳醇酯(C₆-C₁₃)中的一种与的1，2-苯二甲酸-2，2-二甲基-1-(-1甲基乙基)-3-(异丁酰氧基)丙基苯甲酯配伍，能降低聚合物分子间的范德华力，增加高分子链的移动性，提高聚合物的可塑性，扩大施工范围，提高成品的拉伸、断裂、挠曲、柔韧等机械性能，降低硬度、模量、软化温度和脆化温度。这类原料具有较高的表面张力，有合适的渗透性，气味淡，没有明显的刺激性，容易为操作人员接受。

本发明使用的发泡剂是磺酰肼类发泡剂，配合丙烯酸糊树脂使用，能达到均匀的发泡效果，解决了传统的PVC车底塑溶胶化学发泡剂很难达到均匀的发泡的难题。

化学发泡剂使用在传统的PVC车底保护塑溶胶中，很难达到均匀的发泡效果。国内曾有过在车底保护塑溶胶里添加物理发泡剂达到均匀发泡的先例，但是由于物理发泡剂与化学发泡剂的发泡机理不同，应用物理发泡剂的产品弹性差，相同配方情况下，应用物理发泡剂的产品其弹性伸长率不及使用化学发泡剂的四分之一。而化学发泡剂发泡温度差距很大，低到100℃以下，高达220℃以上。由于车用保护塑溶胶是热固化，化学发泡剂也是加热分解发泡，在塑溶胶固化的过程中，只有很短的一段温度范围适合发泡剂发泡，温度略低则会发泡过大，无法达到理想的发泡效果，略高则塑溶胶已经塑化，发泡剂分解形成的气体没有能力在胶层形成大小适合的气泡。所以选择一个合理的发泡体系是本发明需要解决的技术难题。发明人进行大量的筛选工作，选择了磺酰肼类化学发泡剂与丙烯酸糊树脂配伍，辅以合适的增塑剂，达到均匀的发泡效果，发泡后产品拥有了良好的弹性和延展性，而这种发泡剂在化工产品的其它领域应用并没有表现出任何的突出特性。

本发明从种类繁多的热固型树脂中选择了丙烯酸糊树脂。目前油漆、涂料类产品中使用的丙烯酸树脂，是以固含量50-60％左右的乳液态存在，或以颗粒状的晶体存在，能应用在油漆、涂料类产品中，却无法应用在车底保护塑溶胶中。本发明使用的是细度达到几十微米的丙烯酸糊树脂，避免了常规丙烯酸树脂对高极性溶剂的依赖性，杜绝了苯类溶剂的使用，能直接应用在车底保护塑溶胶类产品中。

本发明利用均匀发泡的特性，达到塑溶胶烘烤后轻量化效果的同时，成功地解决了低密度的车用保护塑溶胶施工性很差的工艺难题。本发明的产品只需要100-150巴下施工，施工压力降低50％以上，增加了施工的安全性，延长了施工设备的使用寿命，降低了生产成本。

本发明的发泡隔音型丙烯酸树脂车底保护塑溶胶的制备方法按如下步骤进行：

(1)将上述的原料控制在10-40℃的温度下搅拌混合10-60分钟；

(2)将混合物温度冷却至10-35℃，用三辊机研磨；

(3)将研磨后的混合物在10-40℃的温度下搅拌2-4小时；

(4)抽真空，混合物在-0.05--0.1兆帕下同时搅拌2-4小时；

(5)过滤，混合物采用60目以上的滤网过滤，即获得本发明的塑溶胶。

发泡隔音型丙烯酸树脂车底保护塑溶胶同普通车底保护塑溶胶一样也是通过无气喷涂等施工方式将塑溶胶喷涂到汽车底部钢板表面，形成保护膜，然后通过预烘烤、中涂、烘烤成型等过程，形成良好的密封层。两者施工方式、设备相同，操作参数接近，具有良好的替代性。

对本发明的塑溶胶同原有普通车底保护塑溶胶施工情况通过高压无气喷涂设备进行对比测试，其结果如下：

项目	方法	发泡隔音型车底保护塑溶胶	普通车底保护塑溶胶
				喷涂性	压力150巴，25℃，喷	扇面宽度28cm	扇面宽度20cm

项目	方法	发泡隔音型车底保护塑溶胶	普通车底保护塑溶胶
				能	嘴Graco 735，距离30cm	分布均匀	分布均匀
密度	密度杯g/cm3	1.23	1.35
				施工单耗	以普通车底涂料的用量为基准	0.8	1

发泡隔音型丙烯酸树脂车底保护塑溶胶有益效果

1降低噪声：由于其多孔的特殊结构，发泡隔音型车底保护塑溶胶可以在有效保护车底的同时，根据声波折射的相关理论，声波在每一层孔与孔之间进行衰减和反射，最终达到有效的降低噪声的效果，从而使整车驾驶更舒适。

2由于该塑溶胶湿膜固化后的发泡增厚率为20-75％，形成同样厚度的保护膜塑溶胶用量减少，比使用非发泡型塑溶胶施工单耗低，降低了成本，降低整车车重，有利于节油和提高车速。

3环保性能：发泡隔音型车底保护塑溶胶原料中不含苯类溶剂，同时使用了在降解过程中不生成含氯气体的丙烯酸树脂，使得该塑溶胶无论在生产、使用的过程中还是在降解的过程中，都不会污染环境实现了主体树脂的环保效果，在车底塑溶胶的环保方面迈出实质性的一步。

4施工性能：发泡隔音型车底保护塑溶胶比传统的PVC车底保护塑溶胶具有更优异的施工性能，丙烯酸树脂本身具有相当好的流动性，保证了体系最终具有良好的流动性。同样的施工压力、施工距离下喷涂幅宽大幅提高。有效的优化了施工路径、节省了施工时间。这在高节奏生产的流水线上显得难能可贵。

5节约能源：发泡隔音型车底保护塑溶胶使用的丙烯酸树脂塑化温度较低。PVC车底保护塑溶胶塑化温度一般为140-160℃，而丙烯酸树脂主体的发泡隔音型车底保护塑溶胶的塑化温度为130-140℃，降低了对烘房温度的要求，在一定程度上起到了节约能源的目的。

6可油漆性：由于丙烯酸树脂为主体的发泡隔音型车底保护塑溶胶良好的自身稳定性，使其在湿膜状态下与大多数的油漆接触时，可以保持相对长的时间不会互相渗透，适合与大多数的可油漆性的密封胶配套使用，适合在没有车底保护塑溶胶烘房的生产线上使用，有效的节约了能源。

7抗老化性：发泡隔音型车底保护塑溶胶由于其配方组成的不同，相对于传统的PVC车底保护塑溶胶，具有相当优越的抗老化性能，它在延展性方面的衰减时间比普通的PVC车底保护塑溶胶要长1倍以上，对于在整车的保质期内提供全程优异的保护效果提供了可靠的保证。

具体实施方式

下面的实施例可以更详细说明本发明，但不以任何形式限制本发明。

实施例1

将20公斤热固型丙烯酸糊树脂(重均分子量1000000_Da)、20公斤热固型封端聚氨酯(平均分子量为12000)、4公斤C₆脂肪烃、1.5公斤4，4-氧代对苯磺酰肼发泡剂、0.2公斤气相二氧化硅触变剂、10公斤邻苯二甲酸二辛酯、10公斤1，2-苯二甲酸-2，2-二甲基-1-(1-甲基乙基)-3-(异丁酰氧基)丙基苯甲酯(美国化学文摘检索服务号CAS：16883-83-3)，34.3公斤合成脂肪酸包覆纳米碳酸钙等原料控制温度16℃搅拌混合，搅拌混合15分钟；同样温度下，三辊机研磨，研磨后，搅拌2小时；用真空度小于-0.05兆帕的真空抽2小时，采用60目以上的滤网过滤后，即获得本发明的塑溶胶。

根据施工要求和以下方法对其进行测试，结果如下：

项目	方法	发泡隔音型车底保护塑溶胶
			喷涂性能	压力150巴，25℃，喷嘴Graco 735，距离30cm	扇面宽度36cm分布均匀
流挂	10cm*φ1cm半圆柱	流挂0mm
			附着力	140℃20min	良好
发泡率	140℃20min	73％
			密度	密度杯g/cm3	1.24

实施例2

将25公斤热固型丙烯酸糊树脂(重均分子量1300000_Da)、15公斤热固型封端聚氨酯(平均分子量为9000)、6公斤C₇脂肪烃、1.2公斤4，4-氧代对苯磺酰肼发泡剂、0.6公斤气相二氧化硅触变剂、12公斤邻苯二甲酸二辛酯、12公斤1，2-苯二甲酸-2，2-二甲基-1-(1-甲基乙基)-3-(异丁酰氧基)丙基苯甲酯，28.2公斤合成脂肪酸包覆纳米碳酸钙等原料，控制温度22℃，搅拌混合，30分钟；同样温度下，三辊机研磨，研磨后，搅拌3小时；用真空度小于-0.05兆帕的真空抽3小时，采用60目以上的滤网过滤后，即获得本发明的塑溶胶。

根据施工要求和以下方法对其进行测试，结果如下：

项目	方法	发泡隔音型车底保护塑胶
			喷涂性能	压力150巴，25℃，喷嘴Graco 735，距离30cm	扇面宽度35cm分布均匀
流挂	10cm*φ1cm半圆柱	流挂0mm
			附着力	140℃20min	良好

项目	方法	发泡隔音型车底保护塑胶
			发泡率	140℃20min	61％
密度	密度杯g/cm3	1.23

实施例3

将30公斤热固型丙烯酸糊树脂(重均分子量1500000_Da)、10公斤热固型封端聚氨酯(平均分子量为6400)、6公斤C₈脂肪烃、0.9公斤4，4-氧代对苯磺酰肼发泡剂、0.9公斤气相二氧化硅触变剂、15公斤邻苯二甲酸二异壬酯、15公斤1，2-苯二甲酸-2，2-二甲基-1-(1-甲基乙基)-3-(异丁酰氧基)丙基苯甲酯，22.2公斤合成脂肪酸包覆纳米碳酸钙原料，控制温度28℃，搅拌混合，40分钟；同样温度下，三辊机研磨，研磨后，搅拌3小时。用真空度小于-0.05兆帕的真空抽4小时，采用60目以上的滤网过滤后，即获得本发明的塑溶胶。

根据施工要求和以下方法对其进行测试，结果如下：

项目	方法	发泡隔音型车底保护塑溶胶
			喷涂性能	压力150巴，25℃，喷嘴Graco 735，距离30cm	扇面宽度33cm分布均匀
流挂	10cm*φ1cm半圆柱	流挂0mm
			附着力	140℃20min	良好
发泡率	140℃20min	48％
			密度	密度杯g/cm3	1.22

实施例4

将32公斤热固型丙烯酸糊树脂(重均分子量1800000_Da)、8公斤热固型封端聚氨酯(平均分子量为3800)、6公斤C₉脂肪烃、0.6公斤对甲苯磺酰肼发泡剂、0.2公斤气相二氧化硅触变剂、20公斤邻苯二甲酸二异壬酯、10公斤1，2-苯二甲酸-2，2-二甲基-1-(1-甲基乙基)-3-(异丁酰氧基)丙基苯甲酯，23.2公斤合成脂肪酸包覆纳米碳酸钙原料，控制温度33℃，搅拌混合50分钟；冷却至26℃，三辊机研磨，研磨后，搅拌2小时；用真空度小于-0.05兆帕的真空抽3小时，采用60目以上的滤网过滤后，即获得本发明的塑溶胶。

根据施工要求和以下方法对其进行测试，结果如下：

项目	方法	发泡隔音型车底保护塑溶胶
			喷涂性能	压力150巴，25℃，喷嘴Graco 735，距离30cm	扇面宽度37cm分布均匀

项目	方法	发泡隔音型车底保护塑溶胶
			流挂	10cm*φ1cm半圆柱	流挂0mm
附着力	140℃20min	良好
			发泡率	140℃20min	35％
密度	密度杯g/cm3	1.21

实施例5

将35公斤热固型丙烯酸糊树脂(重均分子量2000000_Da)、5公斤热固型封端聚氨酯(平均分子量为1000)、8公斤C₁₀脂肪烃、0.2公斤苯磺酰肼发泡剂、1.5公斤气相二氧化硅触变剂、20公斤邻苯二甲酸二异癸酯、20公斤1，2-苯二甲酸-2，2-二甲基-1-(1-甲基乙基)-3-(异丁酰氧基)丙基苯甲酯，10.3公斤合成脂肪酸包覆纳米碳酸钙原料控制温度38℃，搅拌混合60分钟；冷却至26℃，三辊机研磨，研磨后，搅拌2小时；用真空度小于-0.05兆帕的真空抽3.5小时，采用60目以上的滤网过滤后，即获得本发明的塑溶胶。

根据施工要求和以下方法对其进行测试，结果为如下：

项目	方法	发泡隔音型车底保护塑溶胶
			喷涂性能	压力150巴，25℃，喷嘴Graco 735，距离30cm	扇面宽度34cm分布均匀
流挂	10cm*φ1cm半圆柱	流挂0mm
			附着力	140℃ 20min	良好
发泡率	140℃ 20min	21％
			密度	密度杯g/cm3	1.20

Claims (6)

1.一种发泡隔音型丙烯酸树脂车底保护塑溶胶，其特征在于该塑溶胶各组分及重量百分比含量为：

挥发性溶剂4-8％

增塑剂20-40％

丙烯酸聚合物20-35％

聚氨酯树脂5-20％

发泡剂0.2-1.5％

触变剂0.2-1.5％

填料15-45％

其中

挥发性的溶剂为C₆-C₁₀的脂肪烃；

丙烯酸聚合物为热固型丙烯酸糊树脂；

聚氨酯树脂为热固型封端聚氨酯；

增塑剂为邻苯二甲酸高碳醇酯中的一种和1，2-苯二甲酸-2，2-二甲基-1-(1-甲基乙基)-3-(异丁酰氧基)丙基苯甲酯的混和物，在混合物中邻苯二甲酸高碳醇酯和1，2-苯二甲酸-2，2-二甲基-1-(1-甲基乙基)-3-(异丁酰氧基)丙基苯甲酯的重量百分比分别为66％-50％和34％-50％，上述邻苯二甲酸高碳醇酯中的高碳醇为C₆-C₁₃醇；

发泡剂为磺酰肼类发泡剂；

触变剂为气相二氧化硅；

填料为脂肪酸包覆纳米碳酸钙。

2.根据权利要求1所述的发泡隔音型丙烯酸树脂车底保护塑溶胶，其特征在于其中的丙烯酸聚合物为重均分子量1000000-2000000Da的热固型丙烯酸糊树脂。

3.根据权利要求1所述的发泡隔音型丙烯酸树脂车底保护塑溶胶，其特征在于其中的聚氨酯树脂为平均分子量为1000-12000的热固型封端聚氨酯。

4.根据权利要求1所述的发泡隔音型丙烯酸树脂车底保护塑溶胶，其特征在于其中的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的-种和1，2-苯二甲酸-2，2-二甲基-1-(1-甲基乙基)-3-(异丁酰氧基)丙基苯甲酯的混和物。

5.根据权利要求1所述的发泡隔音型丙烯酸树脂车底保护塑溶胶，其特征在于其中的发泡剂为4，4-氧代对苯磺酰肼、对甲苯磺酰肼、苯磺酰肼。

6.根据权利要求1所述的发泡隔音型车底保护塑溶胶的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：

(1)将权利要求1所述的原料控制在10-40℃的温度下搅拌混合10-60分钟；

(2)将混合物温度冷却至10-35℃，用三辊机研磨；

(3)将研磨后的混合物在10℃-40℃的温度下搅拌2-4小时；

(4)抽真空，混合物在-0.05--0.1兆帕下同时搅拌2-4小时；

(5)过滤，混合物采用60目以上的滤网过滤，即获得本发明的塑溶胶。