CN104152026A - 耐磨涂料 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种耐磨涂料，其组分包含水性聚氨酯分散液、水性聚氨酯乳液、聚二甲基硅氧烷或其衍生物、水、超细石英粉和助剂。本发明超高分子量耐磨涂层，可以解决汽车玻璃升降受阻，增加其耐磨、耐候等特性。

Description

耐磨涂料

技术领域

本发明涉及汽车耐磨涂料领域，尤其是涉及用于汽车玻璃昵槽，并且耐磨性能优秀的耐磨涂料。

背景技术

汽车密封件是汽车的重要组成部分，起到了隔音降噪、乘客舒适的作用。汽车密封件的结构大体如图1所示，包括玻璃(1)，涂层(2)和EPDM橡胶(3)。

为了达到隔音降噪的持久效果，延长EPDM橡胶的使用寿命，通常在橡胶表面喷涂一层具有耐磨性的涂层。涂层耐磨性的好坏，直接关系到汽车玻璃能否顺利升降。所以，主机厂和密封件企业一直都非常关注EPDM玻璃昵槽表面涂层之耐磨性，国内外的汽车密封件涂料供应商投入了大量的精力和物力研究涂层的耐磨性。

美国专利6805913提出用含胺基、环氧基、甲基丙烯酰氧基或丙烯酰氧基硅烷偶联剂的聚氨酯乳液来作为涂层基料，以改善涂层的耐磨性。罗门哈斯公司在美国专利7078102中提出用含羧基的聚氨酯乳液、交联剂、润湿剂、滑爽助剂和光稳定剂做成可交联型的涂料，保证耐磨性的同时，提高对基材的附着力。日本信越化学工业株式会社在美国专利7652091中采用乳液聚合的方式，先制备一种乙烯基三乙氧基聚合物乳液，将该乳液加入到涂料中，可大幅提高涂层的耐磨性，并降低涂料的表面张力。我们蓝欧化工科技有限公司在2010年的专利CN101845267中提出用纳米级的聚苯乙烯乳液和交联剂来提高涂层的耐磨性，达到了较好的耐磨效果。但以上研究也只能达到1公斤载荷1万次的水平。

随着汽车的普及和汽车三包政策的实施，消费者对汽车整体质量的要求越来越高。作为汽车质量重要指标的密封件系统，人们越来越关注其性能的可靠性。之前一些国外品牌汽车提出的3公斤载荷1万次耐磨测试的标准，但是涂层材料一直都没有可以达到的，包括本公司的涂料最多也只是可以达到1.5公斤1万次。所以合资品牌的多数车辆采用了PE带的贴合、高分子COATING共挤出等技术来取代涂层。这几种材料虽然能够满足3公斤耐磨需求，但是工艺复杂，报废率高，成本增加明显。且PE耐高温性能不好，PE在150℃左右会变形，影响其性能，然而，密封条基材为EPDM，需要高温硫化，温度最低也要达到250℃，所以在很多时候限制了PE带的使用。而且使用PE带，工艺复杂，成本较高。随着汽车三包政策即将开始的强制实施，预计汽车玻璃昵槽密封件3公斤载荷1万次耐磨将成为汽车密封件行业之主流标准。

发明内容

本发明提出一种耐磨涂料，在汽车密封系统中，能够实现汽车玻璃昵槽3公斤1万次的性能，极大的延长了汽车密封件的使用寿命，也提高了汽车密封系统的稳定性。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供的耐磨涂料，按重量配比，由以下组分组成：

水性聚氨酯分散液10～25份，水性聚氨酯乳液20～35份，聚二甲基硅氧烷或其衍生物10～25份，水15～20份，超细石英粉5～7份，助剂7～14份。

其中，包括上述的耐磨涂料的主要组分---水性聚氨酯分散液、水性聚氨酯乳液和聚二甲基硅氧烷或其衍生物。

进一步优选地，按重量配比，由以下组分组成：

水性聚氨酯分散液15～20份，水性聚氨酯乳液25～30份，聚二甲基硅氧烷或其衍生物15～20份，水15～20份，超细石英粉5～7份，助剂7～14份。

其中，所述的助剂由助溶剂、分散剂和色浆组成。

其中，进一步优选地，所述的助剂，组分重量配比如下，助溶剂5～10份，分散剂1～2份，色浆1～2份。

进一步优选地，所述的分散剂为聚丙烯酸。其中，所述衍生物为环甲基硅氧烷、氨基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、环聚二甲基硅氧烷的一种。

水性聚氨酯分散液，是一种二元胶态体系，目前主要是通过预聚体分散法制得，分散液在聚氨酯分子中同时引入离子基团和聚乙二醇亲水链端，其稳定机制同时具备离子的扩撒双电层机制和非离子亲水链段的熵推斥机制。

利用溶于水的聚氨酯聚合物形成水分散液，成为水溶性聚氨酯分散液；对于不溶于水的聚氨酯聚合物，添加适当的乳化剂进行乳化，并以均匀分散而稳定的微粒形式分散在水介质中，形成水性聚氨酯乳液(或乳液型聚氨酯)。水性聚氨酯乳液中，乳液在大分子上引入亲水基团或离子基团，增加大分子的可溶性，并在耐化学品、耐曲挠性和弹性等综合性能上具有明显的优越性。

聚二甲基硅氧烷或其衍生物中，具有生理惰性、良好的化学稳定性、电绝缘性和耐候性、疏水性好，并具有很高的抗剪切能力，提高涂层的耐磨性能；其中硅氧键。

分散剂为聚丙烯酸，聚丙烯腈或聚丙烯酸酯在100度左右的温度下进行酸性水解，并用硫酸钠水溶液组成的氧化/还原系统作为引发剂的聚合方法来制取聚丙烯酸；能与金属离子、钙、镁等形成稳定的化合物，对水中碳酸钙和氢氧化钙具有优良的分解作用。

在涂料中，添加水性聚氨酯分散液、水性聚氨酯乳液和聚二甲基硅氧烷，提高目前汽车玻璃昵槽的耐磨性能。另外，本发明提供的涂料配方中，采用单组份，即使用一种组分完成耐磨性能，区别于目前传统涂料中采用两个单独分离的组分，不再配料，不倒料，节省成本。

本发明提供的涂料配方中，其中包含水性聚氨酯分散液、水性聚氨酯乳液和聚二甲基硅氧烷或其衍生物，同时限定了三种化合物和水、超细石英粉剂助剂的比例，化合物之间的化学反应的协同作用，形成的耐磨涂料突破了密封件行业耐磨性能的标准，只采用配方中的单组分即可完成耐磨效果，不在两种或三种组分再次配料。本发明的耐磨水基涂层达到了载荷3公斤1万次的耐磨标准，相对于国内外的现有的传统水基涂层而言，耐磨性能取得了质的突破，大地提高了汽车密封件的使用寿命，也提高了汽车密封系统的稳定性。完全满足汽车新三包政策的要求，为汽车主机厂及密封件企业降低质量风险，彻底消除质量隐患。

本发明超高分子量耐磨涂层，可以解决汽车玻璃升降受阻，增加其耐磨、耐候等特性。该涂层对于汽车最终用户来说，3公斤耐磨标准提升了密封件系统涂层质量，对其乘车舒适性和玻璃升降稳定性带来了更好的体验和持续保障。涂层3公斤耐磨标准，对于汽车主机厂10万公里三包政策履行来说，使汽车密封件系统玻璃升降故障的避免更具有了保障性，有效降低了主机厂家批量汽车召回的风险。该材料的使用，不需要更改现有设备，不需要更改现有工艺，不需要培训新的技术工人。相比较PE带，PP带，高分子COATING共挤出等，本涂层具有更好的设备成本优势和工艺技术稳定等优势。

附图说明：

图1-汽车密封件的结构示意图；

其中，1-玻璃，2-涂层，3-EPDM橡胶。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1耐磨涂料

水性聚氨酯分散液和水性聚氨酯乳液中，采用本领域的技术进行合成，其中，水性聚氨酯分散液采用预聚体分散法制得，水性聚氨酯乳液采用引入亲水性或离子性基团(添加乳化剂)。

耐磨涂料的重量配比如下：

水性聚氨酯分散液10份，水性聚氨酯乳液20份，聚二甲基硅氧烷10份，水15份，超细石英粉5份，助溶剂5份，分散剂1份，色浆1份(助剂7份)。

实施例2耐磨涂料

耐磨涂料的重量配比如下：

水性聚氨酯分散液10份，水性聚氨酯乳液20份，聚甲基苯基硅氧烷10份，水15份，超细石英粉7份，助溶剂10份，分散剂2份，色浆2份(助剂14份)。

实施例3耐磨涂料

耐磨涂料的重量配比如下：

水性聚氨酯分散液15份，水性聚氨酯乳液25份，环聚二甲基硅氧烷15份，水15份，超细石英粉7份，助溶剂10份，分散剂2份，色浆2份(助剂14份)。

实施例4耐磨涂料

耐磨涂料的重量配比如下：

水性聚氨酯分散液17份，水性聚氨酯乳液27份，环聚二甲基硅氧烷17份，水16份，超细石英粉7份，助溶剂8份，分散剂2份，色浆1份(助剂11份)。

实施例5耐磨涂料

水性聚氨酯分散液15份，水性聚氨酯乳液25份，氨基硅氧烷18份，水16份，超细石英粉6份，助溶剂9份，分散剂1份，色浆2份(助剂12份)。

实施例1-5中所得耐磨涂料，涂装于汽车橡胶密封条玻璃昵槽，并进行检测，其中采用3KG载荷的耐磨性检测；其中实施例1-5中耐磨次数能够达到1万次以上，表现出优越的抗磨性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.耐磨涂料，其特征是，按重量配比，由以下组分组成：

水性聚氨酯分散液10～25份，水性聚氨酯乳液20～35份，聚二甲基硅氧烷或其衍生物10～25份，水15～20份，超细石英粉5～7份，助剂7～14份。

2.如权利要求1所述的耐磨涂料，其特征是，按重量配比，由以下组分组成：

水性聚氨酯分散液15～20份，水性聚氨酯乳液25～30份，聚二甲基硅氧烷或其衍生物15～20份，水15～20份，超细石英粉5～7份，助剂7～14份。

3.如权利要求1或2任一项所述的耐磨涂料，其特征是：所述的助剂由助溶剂、分散剂和色浆组成。

4.如权利要求3所述的耐磨涂料，其特征是：所述的助剂，组分重量配比如下，助溶剂5～10份，分散剂1～2份，色浆1～2份。

5.如权利要求4所述的耐磨涂料，其特征是：所述的分散剂为聚丙烯酸。

6.如权利要求1、2、4或5任一项所述的耐磨涂料，其特征是：所述衍生物为环甲基硅氧烷、氨基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、环聚二甲基硅氧烷的一种。