CN101921358A

CN101921358A - 氟-硅丙烯酸酯共聚物及其作为漆面密封剂的使用方法

Info

Publication number: CN101921358A
Application number: CN2010102704453A
Authority: CN
Inventors: 魏黎明; 解放
Original assignee: BEIJING AOLIZHUXIG PETROCHEMICAL Co Ltd
Current assignee: BEIJING AOLIZHUXIG PETROCHEMICAL Co Ltd
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2010-12-22

Abstract

本发明公开了一种氟-硅丙烯酸酯共聚物及其作为汽车漆面密封剂的使用方法。该共聚物是在乳化剂存在的情况下，由硬单体、软单体、官能团单体、含氟单体、有机硅单体、纳米材料，经引发剂引发的自由基聚合反应产物。按质量份记，其组成及含量如下：硬单体35％-55％，软单体20％-50％，官能团单体0.5％-5％，含氟单体5％-15％，有机硅单体3％-16％，纳米材料2％-5％，水为单体总量的100％-150％，引发剂0.4-3份，乳化剂1.2％-2％。本发明应用于汽车漆面后，可使汽车漆面具有拒水憎油、抗紫外线、抗静电、耐沾污、耐冲洗等优点，并使漆面具有优良的自洁功能。

Description

氟-硅丙烯酸酯共聚物及其作为漆面密封剂的使用方法

技术领域

本发明涉及聚合物合成领域。更具体讲涉及一种氟-硅丙烯酸酯共聚物及其作为汽车漆面密封剂(又称车釉)的使用方法。该车釉应用于汽车漆面后，可使汽车漆面具有拒水憎油、抗紫外线、抗静电、耐沾污、耐冲洗等优点，并具有优良的自洁功能。

背景技术

随着经济的发展，汽车越来越多的走进了普通人的生活。人们不再满足于汽车具有优良的使用性能，更多的开始关注汽车的外观，注重车漆的护理。打蜡是最常见的车漆保养方式，其中巴西棕榈蜡是很多人所推崇的车蜡。它能创造出丰富、温暖的光泽感并散发出令人喜爱的淡淡的香味。由巴西棕榈蜡构成的车蜡具有拒水、抵御污染源的侵蚀的特性，因此涂饰到汽车漆面上的巴西棕榈蜡就会展现出其固有的优点，保护车漆，避免环境污染源的伤害，比如抵御紫外线的侵蚀，耐高温，防潮，抗氧化等。但是，巴西棕榈蜡的光亮持久度和防护性能都没有车釉长。巴西棕榈蜡在漆面上的驻膜期大约在6-8个星期，这还得因气候条件和车辆的停泊环境而视。在炎热、湿度大的的气候条件下，该蜡的防护期就会短些。车釉则不同，它是由高分子聚合物构成，易于涂饰。当车釉覆盖在车漆上，会形成刚硬的甲壳，象个透明的外套，光亮、平滑，给人以刚硬和玻璃的质感，追求时尚的人把它视为车漆的最佳保护者。丙烯酸酯类聚合物是目前应用日益广泛的一种高分子聚合物，其涂膜具有色浅、透明性好，并且具有优良的耐候性、保色性、机械稳定性；其原料丙烯酸酯不仅来源丰富、成本相对较低，还可以与其它烯类单体共聚，通过改变共聚单体、交联剂种类及调整聚合物摩尔质量等一系列措施，还可以改变涂膜的各种性能。为了使高分子聚合物成膜后具有拒水憎油，防沾污，耐高温，耐摩擦，抗静电，抗紫外线，低表面张力等性能，人们进行了许多改性研究。US4284668描述氟改性聚合物可提高车面密封剂的耐热耐冷温度，但是所成膜比较柔软，容易划伤损害，还需要在该膜外层再涂饰坚硬的保护膜；US7173778描述的含氟薄膜具有较低的表面能，但是主要用于光学仪器，防止镜面污染；US7407710描述了氟硅改性的共聚物可降低涂膜表面能，具有耐水耐磨、防沾污的优点，与其他共聚物相比，提高了涂膜的防护持久性，但还是不能令人满意。本发明氟-硅丙烯酸酯共聚物最大的优点是具有持久的防护性能，耐磨损，显著降低漆面的表面张力，具有其他聚合物不可替代的优点。正常使用，对漆面的保护期可达4-6个月之久，有的甚至超过12个月。本发明会使车漆一直展现出卓越的拒水聚珠效果，抗拒紫外线和其他环境污染物的侵蚀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于汽车漆面密封剂的制备方法及使用方法，使漆面达到如下效果1)去除氧化层、发丝划痕、花斑及垢渍。2)去除漆面发乌、酸雨桔发、漆雾等。3)能在漆面形成一层坚硬、丝滑的光亮保护膜，使漆面获得持久的雍容华贵的镜面效果。4)耐高温，耐摩擦。5)拒水憎油，自洁力强，耐冲洗。6)保护漆面不易褪色、老化及氧化。7)抗静电，过滤紫外线，抵御酸雨等自然环境污染源的侵蚀。

一种用途为漆面密封剂的氟-硅丙烯酸酯共聚物，由硬单体、软单体、官能团单体、含氟单体、有机硅单体，纳米材料在乳化剂存在的情况下聚合得到的。按质量份记。其组成及含量如下：硬单体35％-55％，优选比例为40％-52％；软单体20％-50％，优选比例为27％-45％；官能团单体0.5％-5％，优选比例为1％-3％；含氟单体5％-15％，优选比例为7％-13％；有机硅单体3％-16％，优选比例为3.5％-12％；纳米材料2％-5％，优选比例为2.5％-4％；水为单体总量的100％-150％，引发剂0.4-3份，乳化剂1.2％-2％。

本发明中，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯腈和苯乙烯中的一种或几种。

本发明中，所述软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯中的至少一种。

本发明中，所述官能团单体为(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸β-羟乙酯、(甲基)丙烯酸β-羟丙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸乙二醇酯、(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、马来酸酐、衣康酸、二乙基苯中至少一种。

本发明中，所述含氟单体为丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚酯或全氟烷基丙烯酸甲酯中的一种或几种。

本发明中，所述有机硅单体为烷氧基类硅烷、羟基类硅氧烷或丙烯酰氧基类硅烷。所述烷氧基类硅烷、羟基类硅烷或丙烯酰氧基类硅烷选自甲基三(甲)乙氧基硅氧烷、γ-甲基丙烯酰胺丙基三(甲氧基)硅烷、六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、三甲基羟基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

本发明中，所述纳米材料为气相法生产的二氧化硅，纳米平均颗粒直径为20～50纳米，优选比例为25～30纳米。

本发明中，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钠-亚硫酸氢钠或过氧化苯甲酰中的至少一种。

本发明中，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种与辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)形成的复合乳化剂。

本发明中，氟-硅丙烯酸酯共聚物制备过程分为三步1)预乳化液的制备：将定量乳化剂溶解在适量水中，再加入定量的单体硬单体、软单体、官能团单体、含氟单体、有机硅单体、纳米材料，快速搅拌使之乳化均匀，得到稳定的乳白色乳化液，备用。2)半连续种子乳液聚合：加入一定量的去离子水，搅拌升温至40℃左右。取1/9的乳化液放入反应釜中，加入引发剂量的1/2，引发种子聚合。待乳液变蓝且不再产生明显回流，开始均匀滴加剩余的引发剂和乳化液，滴加过程中，温度保持在80℃左右。控制混合单体在3-4h滴加完毕，最后升温至80-90℃，保温反应1h，关闭电源，在搅拌下自然冷却至室温，过滤出料。3)用氨水调节pH值到8.0左右，加入消泡剂和防腐剂，即得氟-硅改性丙烯酸酯共聚物树脂。

本发明利用硬单体的玻璃化温度较高，可赋予聚合物较好的硬度；而软单体的玻璃化温度较低，可赋予聚合物膜一定的弹性；含氟单体的氟碳部分可赋予含氟聚合物防水、防油、防污等特性；有机硅单体热稳定性好，可赋予聚合物较好的耐高温和耐低温特性；纳米材料二氧化硅，可以改善乳液的悬浮稳定性，提高涂层与基体之间的结合强度和漆面的光洁度。可使涂饰后的乳液干燥时间缩短。同时，紫外线防护功能和耐冲洗性都能够显著提高。

本发明中，该漆面密封剂在汽车表面具体使用方法如下：

1)车表精致洗车。去油、去沥青、去残胶、去渍、去顽固脏点等，以获得干净光滑的漆面。

2)使用前充分摇匀，用纯净精细海绵蘸着釉液，在漆面均匀涂抹，20分钟后手工擦净或用低速抛光机抛干净。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的功效和使用方法，先用具体的实施方式加以说明。

实施例1

1、氟硅丙烯酸酯共聚物的制备

1)将十二烷基硫酸钠0.3％和OP-101.2％溶解在单体总量20％的水中，加入到乳化釜中，再加入单体苯乙烯29％、甲基丙烯酸甲酯20％、丙烯酸丁酯29％、丙烯酸1％，甲基丙烯酸三氟乙酯7.5％、三甲基羟基硅烷6.5％、纳米材料3％、乳化剂1.5％和引发剂0.5％，快速搅拌使之乳化均匀，得到稳定的乳白色乳化液，备用。

2)在反应釜中加入单体总量110％的去离子水，搅拌升温至40℃左右。取1/9的乳化液放入反应釜中，加入引发剂过硫酸钾量的0.5％，慢慢升温度至65℃，引发种子聚合。待乳液变蓝且不再产生明显回流，开始均匀滴加剩余的引发剂和乳化液，滴加温度保持在80℃左右。控制混合单体在3-4h滴加完毕，最后升温至90℃，保温反应1h，关闭电源，在搅拌下自然冷却至室温，过滤出料。

3)用氨水调节pH值到8.0左右，加入消泡剂和防腐剂，即得氟-硅丙烯酸酯共聚物。

2、氟硅丙烯酸酯共聚物作为漆面密封剂的使用方法

将汽车清洗干净后，充分摇匀制得的氟-硅丙烯酸酯共聚物树脂釉液，用纯净精细海绵蘸着釉液，在漆面均匀涂抹，20分钟后手工擦净或用低速抛光机抛干净。该树脂应用于汽车漆面后，可使汽车漆面具有拒水憎油、抗紫外线、抗静电、耐沾污、耐冲洗等优点，并具有优良的自洁功能。

实施例2

1、氟硅丙烯酸酯共聚物的制备

1)将十二烷基苯磺酸钠0.3％和OP-101.5％复合乳化剂溶解在单体总量20％的水中，加入到乳化釜中，再加入定量的单体甲基丙烯酸甲酯30％、丙烯酸甲酯18％、丙烯酸丁酯30％、丙烯酸三氟乙酯7.5％、N-羟甲基丙烯酰胺2％，三甲基羟基硅烷5.2％、纳米材料3％、乳化剂1.5％和引发剂0.5％，快速搅拌使之乳化均匀，得到稳定的乳白色乳化液，备用。

2)在反应釜中加入单体总量100％的去离子水，搅拌升温至40℃左右。取1/9的乳化液放入四口瓶中，加入引发剂过硫酸钾量的1/2，慢慢升温度至67℃，引发种子聚合。待乳液变蓝且不再产生明显回流，开始均匀滴加剩余的引发剂和乳化液，滴加温度保持在80℃左右。控制混合单体在3-3.5h滴加完毕，最后升温至90℃，保温反应1h，关闭电源，在搅拌下自然冷却至室温，过滤出料。

2、氟硅丙烯酸酯共聚物作为漆面密封剂的使用方法

将汽车清洗干净后，充分摇匀制得的氟-硅丙烯酸酯共聚物釉液，用纯净精细海绵蘸着釉液，在漆面均匀涂抹，20分钟后手工擦净或用低速抛光机抛干净。该树脂应用于汽车漆面后，可使汽车漆面具有拒水憎油、抗紫外线、抗静电、耐沾污、耐冲洗等优点，并具有优良的自洁功能。

Claims

1.一种用途为漆面密封剂的氟-硅丙烯酸酯共聚物，由硬单体、软单体、官能团单体、含氟单体、有机硅单体，纳米材料，在乳化剂存在的情况下聚合得到的，按质量份记，其组成及含量如下：硬单体35％-55％，优选比例为40％-52％；软单体20％-50％，优选比例为27％-45％；官能团单体0.5％-5％，优选比例为1％-3％；含氟单体5％-15％，优选比例为7％-13％；有机硅单体3％-16％，优选比例为3.5％-12％；纳米材料2％-5％，优选比例为2.5％-4％；水为单体总量的100％-150％，引发剂0.4-3份，乳化剂1.2％-2％。

2.如权利要求1所述的氟-硅丙烯酸酯共聚物，其特征在于所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯腈和苯乙烯中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的氟-硅丙烯酸酯共聚物，其特征在于所述软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯中的至少一种。

4.如权利要求1所述的氟-硅丙烯酸酯共聚物，其特征在于所述官能团单体为(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸β-羟乙酯、(甲基)丙烯酸β-羟丙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸乙二醇酯、(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、马来酸酐、衣康酸、二乙基苯中至少一种。

5.如权利要求1所述的氟-硅丙烯酸酯共聚物，其特征在于所述含氟单体为丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚酯或全氟烷基丙烯酸甲酯中的一种或几种。

6.如权利要求1所述的氟-硅丙烯酸酯共聚物，其特征在于所述有机硅单体为烷氧基类硅烷、羟基类硅氧烷或丙烯酰氧基类硅烷，所述烷氧基类硅烷、羟基类硅烷或丙烯酰氧基类硅烷选自甲基三(甲)乙氧基硅氧烷、γ-甲基丙烯酰胺丙基三(甲氧基)硅烷、六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、三甲基羟基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

7.如权利要求1所述的氟-硅丙烯酸酯共聚物，其特征在于所用纳米材料为气相法生产的二氧化硅，纳米平均颗粒直径为20～50纳米，优选比例为25～30纳米。

8.如权利要求1所述的氟-硅丙烯酸酯共聚物，其特征在于所述引发剂为过过硫酸钾、过硫酸钠、硫酸铵、过硫酸钠-亚硫酸氢钠或过氧化苯甲酰中的至少一种。

9.如权利要求1所述的氟-硅丙烯酸酯共聚物，其特征在于所述乳化剂为十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种与乳化剂辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)复合。

10.如权利要求1所述的氟-硅丙烯酸酯共聚物，其特征在于用途是作为汽车漆面密封剂。