CN101434809B - 一种低温快干氨基汽车底盘漆及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低温快干氨基汽车底盘漆及其生产方法，由B-12树脂、中色素炭黑、复合铁钛粉、超细云母粉、助剂、封闭对甲苯磺酸BYK-450、BR-167氨基树脂组成。B-12树脂由十八烯酸、苯甲酸、季戊四醇、苯酐、二羟甲基丙酸、三甲苯制备得到。本发明采用特殊的B-12树脂合成路线，使高分子链上带有较多的活性官能团，同时配以封闭对甲苯磺酸，把现有的氨基漆的烘烤温度由130℃降至90℃，由1小时缩短至半小时即可固化成膜。由于漆膜交联密度高，同时配以复合铁钛粉、鳞片状的防锈颜料，并借助聚苯胺提高抗腐蚀电位，从而使该漆的耐盐雾性能达到150小时，提高了防护性能和涂装效率。

Description

一种低温快干氨基汽车底盘漆及其生产方法

技术领域：

本发明属于新材料技术领域，具体的说是一种低温快干氨基汽车底盘漆及其生产方法。

背景技术：

随着我国汽车工业的发展，对于汽车底盘用漆的防腐性要求越来越高。同时现代汽车流水线生产要求高效率、低能耗、环保化。国内现有的氨基烘漆品种的烘烤温度一般在130℃上下徘徊，烘漆耐盐雾性实测不超过72小时，烘烤温度过高，涂装时间较长，耐盐雾时间较短，其对底盘的防护性欠佳。

发明内容：

本发明提供了一种低温快干氨基汽车底盘漆，对汽车底盘的防护性能和涂装效率均有大幅提高。

本发明采用的技术方案：

一种低温快干氨基汽车底盘漆，其特征在于：其原料组份的重量百分比为：

B-12特种醇酸树脂        52-60

中色素炭黑              2-4

复合铁钛粉              8-9

碳黑分散剂              0.3-1

聚苯胺                  0.3-1

超细云母粉              4-6

封闭对甲苯磺酸          0.5-1.5

氨基树脂                15-20

混合溶剂  XYL/NBA       5-9；

所述的B-12特种醇酸树脂其原料组份的重量百分比为：

十八烯酸                16-22

苯甲酸                  3-7

季戊四醇                9-13

苯酐                    12-17

二羟甲基丙酸                3-6

三甲苯                      45-55；

B-12树脂生产方法为：

①、在反应釜中加入十八烯酸、苯甲酸、季戊四醇、苯酐、部分三甲苯，在130-135℃点动反应釜搅拌，待正常搅动后，维持匀速搅拌，升温到160-170℃开始出现回流，用0.5-1.5小时左右的时间将温度升到190℃，升温时，可适量脱出回流三甲苯，在190±2℃维持回流0.5-1.5小时；

②、加入二羟甲基丙酸，用2.5-3.5小时匀速升温至210±2℃维持反应并脱水，反应总时间在4-6小时内，监测酸价和粘度；

③、当酸价≤12mgKOH/g，粘度在250-450(S)/涂-4后，用余下的三甲苯兑稀过滤备用。

所述的低温快干氨基汽车底盘漆，其特征在于：其原料组份的重量百分比为：

B-12特种醇酸树脂                56.5

中色素炭黑                      3

复合铁钛粉                      7

碳黑分散剂                      0.5

聚苯胺                          0.5

超细云母粉                      5

封闭对甲苯磺酸                  1

氨基树脂                        19

混合溶剂   XYL/NBA              7.5。

所述的低温快干氨基汽车底盘漆的生产方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、在配料釜中按加入B-12树脂、中色素炭黑、复合铁钛粉、聚苯胺、碳黑分散剂、超细云母粉高速分散1.5-2.5小时后，用20目的滤网粗滤；

(2)、粗滤的物料进入砂磨机研磨，砂磨机出口温度控制在≤60℃，检测细度；

(3)、当细度≤30μm，将物料打入调漆釜，补加封闭对甲苯磺酸、氨基树脂，中速100-200r/min搅匀，用混合溶剂调整粘度至60-80(S)/涂-4；

(4)、用120目的振动筛网过滤、包装。

本发明的B-12树脂合成中，选用了二羟甲基丙酸为原料，由于该原料既具有羟基又具有羧基，因而具有双重的反应活性，用它所合成的树脂和氨基树脂的反应活性较高，同时对颜料又具有良好的润湿性能。

在多元醇这个原料的选择上选定了季戊四醇，具有四个官能度，为使树脂的分子量适中，配方中不仅用了双官能度的酸——苯酐，同时配以单官能度的酸——十八烯酸、苯甲酸。十八烯酸具有共轭双键，升温加热时亦可发生加成反应，从而使漆膜更致密。苯甲酸能提供漆膜良好的硬度、保光、保色和耐候性。

B-12树脂合成所用的溶剂，使用了三甲苯，随着取代基的增加，溶剂挥发变慢，更有利于流平，使漆膜平滑，并且取代基增加后，溶剂对环境和人的影响随之减少，更有利于环保。混合溶剂中的适量丁醇，可以提高B-12树脂在溶剂中的溶解性，同时提高了B-12树脂和BR-167氨基树脂的互溶性。在油漆成膜过程中主要是B-12树脂和BR-167树脂发生交联反应，同时又有加成反应和氧化反应等副反应的发生，这三种反应都有利于提高漆膜的致密度。

防锈颜料的选用：在配方中本发明使用了复合铁钛粉，该防锈颜料在具有普通防锈颜料抗渗透性的同时，还能在钢铁表面发生“络合反应”，形成致密的防腐网络，纳米材料复合于该材料中，有效地阻隔了水、氧对钢铁表面的侵蚀。在配方中加入适量的片状超细云母粉，该类型云母粉径厚比大，片层反复叠加后大大提高了对水、氧渗透的抵抗性。

助剂的选用：选择聚苯胺(PANI)为防锈助剂，通过反复实验比较及综合考虑成本因素，在该体系中的最佳用量为0.5％，它可以显著提高抗腐蚀电位。分散于油漆中的聚苯胺可以在金属表面形成一层钝化膜，阻止腐蚀反应的发生，但如果聚苯胺含量过高，将会影响PANI在油漆中的分散性，故该用量的确定很重要。

选择封闭型的对甲苯磺酸(BYK-450)为B-12和BR-167树脂的交联助剂，BYK-450在常温下处于封闭状态，当温度升高至80℃及以上时，封闭端脱落，对甲苯磺酸对上述两树脂的交联反应起催化作用。由于B-12树脂有足够的活性基团，故而可于90℃、30分钟烘干得到各项理化综合性能优异的漆膜。实验表明BYK-450对于其它体系降低烘烤温度的效果较该体系逊色，降至110℃就是很理想的境界，而和B-12树脂配套使用能达到90℃烘烤的技术要求，经江淮汽车喷漆线使用，完全可以满足现代汽车工业对油漆防腐性、高效率和环保化的涂装要求。

本发明采用特殊的B-12树脂合成路线，使高分子链上带有较多的活性官能团，同时配合特殊助剂，把现有的氨基漆的烘烤温度由130℃降至90℃，由1小时缩短至半小时即可固化成膜。由于漆膜交联密度高，同时配以鳞片状的防锈颜料，化学电极防锈颜料，使该漆的耐盐雾性能达到150小时，因而防护性能和涂装效率均有大幅提高。

本发明的优点：

1.采用特殊的双官能团原料，使合成的B-12树脂有较高的反应活性，该活性树脂和BR-167氨基树脂互溶性好，贮存稳定，配合封闭的酸催化剂可将固化温度由130℃降至90℃，时间由1小时缩短至半小时，而得到理化性能优良的涂膜。

2.固化温度降低、烘烤时间缩短，对汽车涂装线有明显的节能效益，随着烘烤温度的降低，设备运行环境的改善，涂装设备老化的时间延缓，提高了设备利用价值——设备的寿命延长。

3.主要溶剂采用三甲苯，随着取代基的增加，溶剂毒性大幅度降低、更有利于环保，由于其挥发速率适中，使得涂膜的流平状态良好。

4.由于在配方中使用了物理防锈和化学防锈的双重防锈颜料——复合铁钛粉，并在树脂固化时，同时发生了醇酸氨基的交联反应和双键加成反应，因而漆膜致密，水、氧的渗透率大幅降低，表现良好的耐盐雾性能。

5.配方中使用聚苯胺钝化金属表面，提高了钢铁构件表面的化学电位，防腐蚀性能进一步提高。

附图说明：

图1为本发明的制漆工艺流程图。

图2为B-12树脂的制备工艺流程图。

具体实施方式：

1、B-12树脂的主要原材料

十八烯酸(工业品)、苯甲酸(工业品)、苯酐(工业品)、二羟甲基丙酸(工业品)、季戊四醇(工业品)、三甲苯(工业品)、丁醇(工业品)、复合铁钛粉(工业品)、超细云母粉(工业品)、中色素3#炭黑(工业品)、BYK-450(德国进口)。

2、B-12树脂原料组份的重量配比：

原料名称        规格                百分组成

十八烯酸、      AV≥198mgKOH/g      16-22

苯甲酸          99％                3-7

季戊四醇        99.5％              9-13

苯酐            99.5％              12-17

二羟甲基丙酸    99.5％              3-6

三甲苯          工业品              45-55

3、B-12树脂制备：

①、在反应釜中加入十八烯酸、苯甲酸、季戊四醇、苯酐、部分三甲苯，在130-135℃点动反应釜搅拌，待正常搅动后，维持匀速搅拌，升温到160-170℃开始出现回流，用1小时左右的时间将温度升到190℃(升温时，可适量脱出回流三甲苯)，在190±2℃维持回流0.5-1.5小时；

②、加入二羟甲基丙酸，用2.5-3.5小时匀速升温至210±2℃维持反应并脱水，反应总时间在4-6小时内，每隔1小时测一次酸价和粘度，6小时后，每半小时测1次；

③、当酸价≤12mgKOH/g，粘度在250-450(S)/涂-4后，用余下的三甲苯兑稀过滤备用。

B-12树脂外观为微黄色透明粘稠液体，酸价≤12mgKOH/g，固体含量55±1％。

4、低温快干氨基汽车底盘漆的配方：

原料名称        规格                   百分比

B-12树脂        55±1％                56.5

中色素炭黑      3#                     3

复合铁钛粉      1250目                 7

碳黑分散剂      WE-D-263               0.5

聚苯胺          99％                   0.5

超细云母粉      1250目                 5

封闭对甲苯磺酸  BYK-450                1

氨基树脂        BR-167                 19

混合溶剂        XYL/NBA任意配比        7.5

5、低温快干氨基汽车底盘漆的生产方法：

(1)、在配料釜中按配方加入B-12树脂、中色素炭黑、复合铁钛粉、聚苯胺、碳黑分散剂、超细云母粉高速分散1.5-2.5小时后，用20目的滤网粗滤；

(2)、粗滤的物料进入砂磨机研磨，砂磨机出口温度控制在≤60℃，检测细度；

(3)、当细度≤30μm，将物料打入调漆釜，补加封闭对甲苯磺酸、氨基树脂，中速(100-200r/min)搅匀，用混合溶剂调整粘度至60-80(S)/涂-4；

(4)、用120目的振动筛网过滤、包装，即可得到所述的低温快干氨基汽车底盘漆。

6、配方产品实测的综合性能如下：

项目              单位            实测数据

漆膜外观                          光滑平整、丰满

粘度              s/涂-4          71

细度              μm             30

干燥条件(90℃)    分              30

附着力            级              1

柔韧性            mm              2

铅笔硬度                          H

固含体量          ％              56.4

耐冲击性          cm              50

耐10#机油性       48h             不起泡、不脱落、不发白

耐120#汽油性      48h             不起泡、不脱落、不发白

耐盐雾性划叉法    150小时         不起泡、不脱落、划叉处

(膜厚30-40μm)                    锈蚀＜1mm

Claims (3)

1.一种低温快干氨基汽车底盘漆，其特征在于：其原料组份的重量百分比为：

B-12特种醇酸树脂        52-60

中色素炭黑              2-4

复合铁钛粉              8-9

碳黑分散剂              0.3-1

聚苯胺                  0.3-1

超细云母粉              4-6

封闭对甲苯磺酸          0.5-1.5

氨基树脂BR-167          15-20

混合溶剂XYL/NBA         5-9；

所述的B-12特种醇酸树脂其原料组份的重量百分比为：

十八烯酸                16-22

苯甲酸                  3-7

季戊四醇                9-13

苯酐                    12-17

二羟甲基丙酸            3-6

三甲苯                  45-55；

B-12树脂生产方法为：

①、在反应釜中加入十八烯酸、苯甲酸、季戊四醇、苯酐、部分三甲苯，在130-135℃下反应釜搅拌，待正常搅动后，维持匀速搅拌，升温到160-170℃开始出现回流，用0.5-1.5小时左右的时间将温度升到190℃，升温时，可适量脱出回流三甲苯，在190±2℃维持回流0.5-1.5小时；

②、加入二羟甲基丙酸，用2.5-3.5小时匀速升温至210±2℃维持反应并脱水，反应总时间在4-6小时内，监测酸价和粘度；

③、当酸价≤12mgKOH/g，粘度在250-450 S/涂-4后，用余下的三甲苯兑稀过滤备用。

2.根据权利要求1所述的低温快干氨基汽车底盘漆，其特征在于：其原料组份的重量百分比为： 

B-12特种醇酸树脂        56.5

中色素炭黑              3

复合铁钛粉              7

碳黑分散剂              0.5

聚苯胺                  0.5

超细云母粉              5

封闭对甲苯磺酸          1

氨基树脂BR-167          19

混合溶剂XYL/NBA         7.5。

3.根据权利要求1或2所述的低温快干氨基汽车底盘漆的生产方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、在配料釜中按加入B-12树脂、中色素炭黑、复合铁钛粉、聚苯胺、碳黑分散剂、超细云母粉高速分散1.5-2.5小时后，用20目的滤网粗滤；

(2)、粗滤的物料进入砂磨机研磨，砂磨机出口温度控制在≤60℃，检测细度；

(3)、当细度≤30μm，将物料打入调漆釜，补加封闭对甲苯磺酸、氨基树脂，中速100-200r/min搅匀，用混合溶剂调整粘度至60-80S/涂-4；

(4)、用120目的振动筛网过滤、包装。 

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