CN106047129B - 一种高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆及制备方法 - Google Patents

一种高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于金属表面涂料技术领域，具体地说，涉及一种高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆及制备方法。所述的高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆由弹性聚酯树脂和氟改性丙烯酸树脂组成基膜材料，加入颜料、层状体质填料和改性纳米二氧化硅，并混以助剂、混合溶剂和固化剂形成面层涂料。本发明通过采用耐候性好的氟改性丙烯酸树脂和弹性聚酯树脂，提高涂层的弹性、韧性及耐候性，使涂层具有很好的抗风沙冲蚀性，延长涂层使用寿命，同时通过改性纳米填料的引入，提高涂层的耐磨性和附着性，实现涂层的抗风沙冲蚀性和耐候性。

Description

一种高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆及制备方法
技术领域
本发明属于金属表面涂料技术领域，具体地说，涉及一种高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆及制备方法。
背景技术
近年来随着铁路交通的飞速发展，乘坐高铁列车已经变成全国各地快捷出行的最优选择之一，相应的高铁列车的相关技术也在迅猛发展。由于我国幅员辽阔气候条件各异，因此列车会经常通过气候比较极端的区域，由于车体材料由传统碳钢改为轻质铝合金或其他航空材料，因此为了保障高速行车安全和降低维护成本，对高铁列车车体使用的涂料有着越来越高的要求。
美国LINE-X公司开发的XS-BK-130机车保护涂料，是一种高性能的弹性聚脲和聚氨酯混合喷涂材料，以其特殊的弹性伸长率性能特点，在抗冲击方面具有卓越的优势，但是其对喷涂设备和喷涂温度有很高的要求，施工性能差。
德国拜耳材料科技公司研发出一种天氡氨酸聚酯脲的涂料，具有极好的耐候性，在德国ICE高速列车、新加坡地铁车辆等铁路交通机车车辆上应用，但其价格昂贵，且不适用运行于风沙大、温度区间跨度大的地区机车使用。
俄国铁道运输科学研究院开发了一种以丁二烯和聚丙烯酸酯为基料的机车保护涂料，这种涂料具有高的物理机械性能、保护性能和工艺性能，但是其耐候性及耐沾污性较差。
我国近年来在机车保护涂料方面的研究投入较多，取得了一定的成绩。北京国泰瑞华精藻硅特种材料有限公司研制的高羟基聚酯/丙烯酸涂料，涂料具有防滑性、隔热性、抗风沙冲击性等特点，但是其涂层易发生黄变，耐沾污性较差，增加了维护成本。
申请号为201010243298.0的中国专利公开了一种高速列车涂装用涂料，该涂料以环氧树脂、羟基丙烯酸树脂、弹性聚酯树脂为树脂基料，以HDI二聚体为固化剂，添加颜填料、助剂及溶剂等配制而成。但是由于环氧树脂的加入，该涂料的耐候性较差，只能用于高速列车短期的防护。
申请号为201110311695.1的中国专利公开了一种弹性抗风沙耐磨蚀耐候耐温变涂料及制备方法，该涂料以弹性聚酯树脂、环氧-有机硅改性氟碳树脂为基料，配以HDI缩二脲和HDI三聚体为固化剂，该涂料虽具有良好的耐磨耐候性，但其与腻子或中涂层的附着性能较差，容易脱落。
申请号为201310299288.2的中国专利公开了用于高速列车车体表面配套中、面涂料，该涂料由聚酯改性丙烯酸树脂与聚异氰酸脂固化剂组成成膜物，以钛白粉、红外颜料、陶瓷微珠、沉淀硫酸钡、绢云母、滑石粉等为颜填料，以纳米SiO2为改性材料，在功能助剂及无苯溶剂的配合下配制成双组份的高速列车车体表面配套中、面涂料。此发明的技术方案中使用了纳米SiO2，可以与树脂与溶剂发生界面反应，形成强大的吸附中心，从而改善涂料的流变性和悬浮性，但无机填料与有机基材的相容性较差，加工过程中易造成纳米SiO2分布不均匀导致涂料的力学性能下降。
为解决上述问题，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆及制备方法，针对我国西部地区高速列车用防护涂层体系应对环境能力差的缺点，提高列车防护涂层的抗风沙冲蚀性和耐候性以延长涂层在风沙环境下的使用寿命。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆，所述面漆包括组分甲和组分乙，甲组分的组成及其质量百分含量为：
乙组分的组成及其质量百分含量为：
HDI三聚体N3390 100wt％
甲组分与乙组分的质量比为 5～10:1。
聚酯涂料广泛应用于车辆外表面涂装，其主体树脂常用羟基丙烯酸树脂配以异氰酸酯固化剂交联成立体网络状结构涂料。丙烯酸树脂有很好的干燥性、耐候性、硬度、附着力，但在柔韧性、抗冲击性、耐磨性方面较差。因此，本发明在基膜材料中引入了增加柔韧性、抗冲击性、耐磨性的弹性聚酯树脂。
本发明的进一步技术方案为：改性纳米二氧化硅的制备方法是有机无机杂化改性法，所述有机无机杂化改性法是通过异氰酸酯的桥接作用使二氧化硅表面的羟基与环氧树脂有机链的环氧基团连接，再通过环氧基团的碱式开环反应，获得表面接枝含有羟基柔性链段的有机无机杂化纳米二氧化硅。上述异氰酸酯为N3390、N3200、N3800、N3600和N75中的一种；上述环氧树脂为E51、E44、E54、E42、F51和F44中的一种或几种。
上述有机无机杂化改性法对纳米二氧化硅的改性路线如下所示：
其中，P-OH代表存在于纳米二氧化硅表面的羟基，纳米二氧化硅具有表面积大、表面能高的特点，由于缺氧而偏离了稳定的硅氧结构，因此其表面存在着不同状态的羟基，具有很大的表面活性。正因为此，使得纳米二氧化硅材料在涂料的各类物质之间形成强大的吸附中心，大大提高了涂料的致密性、柔韧性、附着力、耐水耐化学品性和抗石击性；同时由于羟基的亲水性使得含有纳米二氧化硅的涂料表面形成亲水层使得涂料具有抗污自洁性。
本发明的工作人员在研究二氧化硅对涂料性质影响的试验中意外地发现对纳米二氧化硅进行改性处理可以大大提高含有改性纳米二氧化硅涂料的性能。采用有机无机杂化改性法，使纳米二氧化硅通过异氰酸酯的桥接作用与环氧树脂分子进行连接，形成了表面接枝有含羟基的柔性链段的无机二氧化硅。
本发明的改性纳米二氧化硅表面存在含有羟基的长柔性链段，保持了无机二氧化硅本身的亲水性能，使得改性后的涂料依然具有抗污自洁性；而由于有机物链段的引入，大大提高了无机二氧化硅与氟改性丙烯酸树脂和弹性聚酯树脂以及其他助剂的相容性，使得加工成的涂料均匀致密，不会因为分布不均的无机物导致涂料层力学性能下降，发生开裂、脱落等现象；同时由于涂料中颜填料分子间距离较大，颜填料与有机基膜之间也存在空隙，而接枝有机长链的改性纳米二氧化硅空间体积较大，可以有效填充上述的空隙，从而提高涂层的耐磨性和韧性。
本发明的进一步技术方案为：所述氟改性丙烯酸树脂为侧链接枝含氟单体的羟基丙烯酸聚合物，优选含氟量为30～40％，固含为60～65％，羟值为60mgKOH/g的GK570氟树脂。此类树脂不仅具有很好的耐候性，而且具有低表面能的特性，可赋予涂层良好的耐沾污性。
本发明的进一步技术方案为：所述的弹性聚酯树脂为含有大分子量的不规整多元醇及长链脂肪酸的改性丙烯酸树脂，优选固含为50％，羟值为56mgKOH/g的FTH树脂。
上述弹性聚酯树脂的结构式如下所示：
其中HO-R1-OH选用不规整的、相对质量大的醇(如1,2-丙二醇取代乙二醇)提高树脂弹性，同时HOOC-R2-COOH采用长链脂肪酸代短链脂肪酸进一步提高弹性。
本发明的进一步技术方案为：所述助剂由消泡剂、流平剂和触变剂组成，消泡剂为BYK-530A和德谦6800中的一种；流平剂为BYK-320和EFKA-2022中的一种；触变剂为聚酰胺蜡、有机膨润土和气相二氧化硅中的一种。
本发明的进一步技术方案为：所述体质填料为高岭土、绢云母粉和沉淀硫酸钡中的一种或两种。
添加高岭土可提高涂料可塑性和耐热性，添加硫酸钡可提高涂料硬度，添加绢云母可提高涂料的屏蔽性和抗裂性，本发明根据实际的技术需求采用其中一种或两种进行添加。
本发明的进一步技术方案为：所述混合溶剂由二甲苯、醋酸乙酯和环己酮组成。
本发明的进一步技术方案为：所述颜料为金红石型钛白粉、酞菁蓝、氧化铁黄和氧化铁红中的一种或它们的混合物。
本发明选用的金红石型钛白粉是户外饰面涂料常用的白色颜料，具有遮盖力强、折光指数高(2.8)、太阳光反射系数大(≥80％)、耐候保色性好、耐化学品腐蚀等优点。
本发明还提供了一种高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按质量百分含量计，将35～45wt％的氟改性丙烯酸树脂、10～20wt％的弹性聚酯树脂、2～4wt％的助剂及5～10wt％的混合溶剂依次倒入分散釜中，进行搅拌；
(2)在步骤(1)的分散釜中缓慢加入15～28wt％的钛白粉、2～5wt％的体质填料和4～8wt％的改性纳米二氧化硅进行分散，分散均匀后研磨60～90min，测定细度达到20μm后，加入2～5wt％的混合溶剂，调节涂料体系的粘度至800～1000cp，过滤，出料得到甲组分。
(3)将步骤(2)甲组分中-OH与乙组分HDI三聚体N3390中-NCO等摩尔比混合后，搅拌均匀，即制得具有高弹性的抗风沙耐磨耐候面漆。
当n(OH):n(NCO)＝1:1时，涂料的附着力、抗冲击性、抗风沙性、耐候性等主要性能指标达到最优。
根据上述制备方法，步骤(2)所述研磨时间为70～80min，所述粘度为820～930cp。对研磨时间和涂料体系粘度的调整可以在一定程度上改善最终产品的性能。
针对我国西部地区高速列车用防护涂层体系抗风沙冲蚀性及耐候性差的缺点，通过采用耐候性好的氟改性丙烯酸树脂和弹性聚酯树脂，提高涂层的弹性、韧性及耐候性，使涂层具有很好的抗风沙冲蚀性，延长涂层使用寿命，同时引入了改性纳米填料，提高涂层的耐磨性和附着性，实现涂层的抗风沙冲蚀性和耐候性。该涂料施工方便，可以满足刷涂、喷涂等不同的施工工艺，而且该涂料与其他涂层的配套性能优异。
具体实施方式
以下为本发明的具体实施方式，所述的实施例是为了进一步描述本发明，而不是限制本发明。
实施例1
首先采用有机无机杂化改性法制备改性纳米二氧化硅，将含纳米二氧化硅的胶体溶液、异氰酸酯N3200和环氧树脂E51混合反应得到中间产物，再通过环氧基团的碱式开环反应，获得表面接枝含有羟基柔性链段的有机无机杂化纳米二氧化硅。
进行高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆的制备，方法步骤如下：
(1)按质量百分含量计，将35wt％的氟改性丙烯酸树脂GK570、20wt％的FTH聚酯树脂、1wt％的聚酰胺蜡、1.5wt％的BYK-530A、1.5wt％的BYK-320及5wt％的混合溶剂(混合溶剂中三种组分的体积比为二甲苯:醋酸乙酯:环己酮＝2:1:1)依次倒入分散釜中，进行搅拌；
(2)在步骤(1)的分散釜中缓慢加入28wt％的钛白粉、2wt％的绢云母粉和4wt％的改性纳米二氧化硅进行分散，分散均匀后研磨70min，测定细度达到20μm后，加入2wt％的混合溶剂(混合溶剂中三种组分的体积比为二甲苯:醋酸乙酯:环己酮＝2:1:1)，调节涂料体系的粘度至820cp，过滤，出料得到甲组分。
(3)将步骤(2)甲组分中-OH与乙组分HDI三聚体N3390中-NCO等摩尔比混合后，搅拌均匀，即制得具有高弹性的抗风沙耐磨耐候面漆。
本实施例中，甲组分与乙组分的质量比为6.45:1。
实施例2
首先采用有机无机杂化改性法制备改性纳米二氧化硅，将含纳米二氧化硅的胶体溶液、异氰酸酯N3800和环氧树脂F51混合反应得到中间产物，再通过环氧基团的碱式开环反应，获得表面接枝含有羟基柔性链段的有机无机杂化纳米二氧化硅。
进行高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆的制备，方法步骤如下：
(1)按质量百分含量计，将40wt％的氟改性丙烯酸树脂GK570、15wt％的FTH聚酯树脂、1wt％的有机膨润土、1wt％的德谦6800、1wt％的EFKA-2022及7wt％的混合溶剂(混合溶剂中三种组分的体积比为二甲苯:醋酸乙酯:环己酮＝2:3:1)依次倒入分散釜中，进行搅拌；
(2)在步骤(1)的分散釜中缓慢加入18wt％的钛白粉、5wt％的氧化铁红、3wt％的高岭土和6wt％的改性纳米二氧化硅进行分散，分散均匀后研磨90min，测定细度达到20μm后，加入3wt％的混合溶剂(混合溶剂中三种组分的体积比为二甲苯:醋酸乙酯:环己酮＝2:3:1)，调节涂料体系的粘度至800cp，过滤，出料得到甲组分。
(3)将步骤(2)甲组分中-OH与乙组分HDI三聚体N3390中-NCO等摩尔比混合后，搅拌均匀，即制得具有高弹性的抗风沙耐磨耐候面漆。
本实施例中，甲组分与乙组分的质量比为5.56:1。
实施例3
首先采用有机无机杂化改性法制备改性纳米二氧化硅，将含纳米二氧化硅的胶体溶液、异氰酸酯N75和环氧树脂E54混合反应得到中间产物，再通过环氧基团的碱式开环反应，获得表面接枝含有羟基柔性链段的有机无机杂化纳米二氧化硅。
进行高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆的制备，方法步骤如下：
(1)按质量百分含量计，将45wt％的氟改性丙烯酸树脂GK570、10wt％的FTH聚酯树脂、0.5wt％的气相二氧化硅、1wt％的德谦6800、0.5wt％的BYK-320及10wt％的混合溶剂(混合溶剂中三种组分的体积比为二甲苯:醋酸乙酯:环己酮＝1:1.3:1)依次倒入分散釜中，进行搅拌；
(2)在步骤(1)的分散釜中缓慢加入11wt％的氧化铁黄、4wt％的酞菁蓝、5wt％的沉淀硫酸钡和8wt％的改性纳米二氧化硅进行分散，分散均匀后研磨60min，测定细度达到20μm后，加入5wt％的混合溶剂(混合溶剂中三种组分的体积比为二甲苯:醋酸乙酯:环己酮＝1:1.3:1)，调节涂料体系的粘度至1000cp，过滤，出料得到甲组分。
(3)将步骤(2)甲组分中-OH与乙组分HDI三聚体N3390中-NCO等摩尔比混合后，搅拌均匀，即制得具有高弹性的抗风沙耐磨耐候面漆。
本实施例中，甲组分与乙组分的质量比为5:1。
实施例4
首先采用有机无机杂化改性法制备改性纳米二氧化硅，将含纳米二氧化硅的胶体溶液、异氰酸酯N3600和环氧树脂E44混合反应得到中间产物，再通过环氧基团的碱式开环反应，获得表面接枝含有羟基柔性链段的有机无机杂化纳米二氧化硅。
进行高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆的制备，方法步骤如下：
(1)按质量百分含量计，将41wt％的氟改性丙烯酸树脂GK570、15wt％的FTH聚酯树脂、1.5wt％的有机膨润土、0.5wt％的德谦6800、1wt％的BYK-320及6wt％的混合溶剂(混合溶剂中三种组分的体积比为二甲苯:醋酸乙酯:环己酮＝1:1:2)依次倒入分散釜中，进行搅拌；
(2)在步骤(1)的分散釜中缓慢加入13wt％的钛白粉、7wt％的氧化铁黄、3wt％的沉淀硫酸钡、2wt％的高岭土和8wt％的改性纳米二氧化硅进行分散，分散均匀后研磨60min，测定细度达到20μm后，加入2wt％的混合溶剂(混合溶剂中三种组分的体积比为二甲苯:醋酸乙酯:环己酮＝1:1:2)，调节涂料体系的粘度至1000cp，过滤，出料得到甲组分。
(3)将步骤(2)甲组分中-OH与乙组分HDI三聚体N3390中-NCO等摩尔比混合后，搅拌均匀，即制得具有高弹性的抗风沙耐磨耐候面漆。
本实施例中，甲组分与乙组分的质量比为10:1。
实施例5
首先采用有机无机杂化改性法制备改性纳米二氧化硅，将含纳米二氧化硅的胶体溶液、异氰酸酯N3200和环氧树脂F44混合反应得到中间产物，再通过环氧基团的碱式开环反应，获得表面接枝含有羟基柔性链段的有机无机杂化纳米二氧化硅。
进行高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆的制备，方法步骤如下：
(1)按质量百分含量计，将40wt％的氟改性丙烯酸树脂GK570、13wt％的FTH聚酯树脂、0.5wt％的聚酰胺蜡、2wt％的BYK-530A、1.5wt％的EFKA-2022及7wt％的混合溶剂(混合溶剂中三种组分的体积比为二甲苯:醋酸乙酯:环己酮＝1:1:1.2)依次倒入分散釜中，进行搅拌；
(2)在步骤(1)的分散釜中缓慢加入13wt％的钛白粉、15wt％的酞菁蓝、2wt％的绢云母粉、2wt％的沉淀硫酸钡和6wt％的改性纳米二氧化硅进行分散，分散均匀后研磨80min，测定细度达到20μm后，加入5wt％的混合溶剂(混合溶剂中三种组分的体积比为二甲苯:醋酸乙酯:环己酮＝1:1:1.2)，调节涂料体系的粘度至930cp，过滤，出料得到甲组分。
(3)将步骤(2)甲组分中-OH与乙组分HDI三聚体N3390中-NCO等摩尔比混合后，搅拌均匀，即制得具有高弹性的抗风沙耐磨耐候面漆。
本实施例中，甲组分与乙组分的质量比为5.88:1。
对比例1
对比例1在实施例1方法的基础上，将改性纳米二氧化硅替换成普通的纳米二氧化硅进行添加，方法步骤如下：
(1)按质量百分含量计，将35wt％的氟改性丙烯酸树脂GK570、20wt％的FTH聚酯树脂、1wt％的聚酰胺蜡、1.5wt％的BYK-530A、1.5wt％的BYK-320及5wt％的混合溶剂(混合溶剂中三种组分的体积比为二甲苯:醋酸乙酯:环己酮＝2:1:1)依次倒入分散釜中，进行搅拌；
(2)在步骤(1)的分散釜中缓慢加入28wt％的钛白粉、2wt％的绢云母粉和4wt％的改性纳米二氧化硅进行分散，分散均匀后研磨70min，测定细度达到20μm后，加入2wt％的混合溶剂(混合溶剂中三种组分的体积比为二甲苯:醋酸乙酯:环己酮＝2:1:1)，调节涂料体系的粘度至820cp，过滤，出料得到甲组分。
(3)将步骤(2)甲组分中-OH与乙组分HDI三聚体N3390中-NCO等摩尔比混合后，搅拌均匀，即制得具有高弹性的抗风沙耐磨耐候面漆。
本实施例中，甲组分与乙组分的质量比为6.45:1。
对比例2
对比例2采用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅进行改性，方法如下：
将纳米二氧化硅均匀分散于甲苯中形成悬浮液，将硅烷偶联剂KH-560加入悬浮液恒温反应并离心分离得到硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅。
按照实施例1的技术方案将硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅加入耐候漆代替本发明的有机无机杂化改性法改性纳米二氧化硅，步骤如下：
(1)按质量百分含量计，将35wt％的氟改性丙烯酸树脂GK570、20wt％的FTH聚酯树脂、1wt％的聚酰胺蜡、1.5wt％的BYK-530A、1.5wt％的BYK-320及5wt％的混合溶剂(混合溶剂中三种组分的体积比为二甲苯:醋酸乙酯:环己酮＝2:1:1)依次倒入分散釜中，进行搅拌；
(2)在步骤(1)的分散釜中缓慢加入28wt％的钛白粉、2wt％的绢云母粉和4wt％的改性纳米二氧化硅进行分散，分散均匀后研磨70min，测定细度达到20μm后，加入2wt％的混合溶剂(混合溶剂中三种组分的体积比为二甲苯:醋酸乙酯:环己酮＝2:1:1)，调节涂料体系的粘度至820cp，过滤，出料得到甲组分。
(3)将步骤(2)甲组分中-OH与乙组分HDI三聚体N3390中-NCO等摩尔比混合后，搅拌均匀，即制得具有高弹性的抗风沙耐磨耐候面漆。
本实施例中，甲组分与乙组分的质量比为6.45:1。
将实施例1～5和对比例1的配方组成和反应条件列表，如表1和表2所示。
表1实施例1～3的配方组成及反应条件
表2实施例4～5和对比例1的配方组成及反应条件
根据表3列出的项目对实施例1～5和对比例1、2进行性能测试，结果见表4。
表3高速列车用高弹性的抗风沙耐磨耐候面漆性能
表4实施例1～5和对比例1、2制得的面漆性能测试结果
由表4可知，按照实施例1～5方法制成的面漆性能均好于按照对比例1和对比例2方法制成的面漆性能，尤其以抗风沙冲蚀性变化较为明显，未采用改性纳米二氧化硅的对比例1在经过40目河沙手动喷砂10～20s后漆膜减薄量最大(≤20μm)，且光泽度下降最多(40％)，而采用硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅的对比例2经过40目河沙手动喷砂10～20s后漆膜减薄量较大(≤15μm)，且光泽度下降最多(40％)，由此可知，相较于现有技术中常用的非改性纳米二氧化硅以及用其他方法制得的改性纳米二氧化硅，本发明提供的有机无机杂化改性法改性纳米二氧化硅在高弹抗风沙耐候性面漆中起到了更为优秀的关键作用，全面提高了涂膜的力学、色泽方面的性能。
进一步分析实施例1～5制成的面漆性能，实施例3和实施例4采用了相似的配方组成后得到的面漆在抗拉强度、光泽、铅笔硬度具有一定优势，但是在抗风沙冲蚀性方面不如其他实施例(喷涂10～20s后漆膜减薄量≤10μm，光泽性降低30％)，而实施例1和实施例5在抗风沙冲蚀性方面具有优异的性能，除抗拉强度、光泽、铅笔硬度外其他方面性能也略好于其他实施例，究其原因，除了与漆膜本身的多种原料配比有关，也与配制过程中的研磨时间和最终调节的涂料体系粘度有关，可见原料配制过程中的研磨时间和涂料体系粘度对产品的性能也起到了一定的影响。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉本领域的技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆，其特征在于，所述面漆包括甲组分和乙组分，甲组分的组成及其质量百分含量为：
乙组分的组成及其质量百分含量为：
HDI三聚体N3390 100wt％
甲组分与乙组分的质量比为 5～10:1；
所述改性纳米二氧化硅的制备方法是有机无机杂化改性法，所述有机无机杂化改性法是通过异氰酸酯的桥接作用使二氧化硅表面的羟基与环氧树脂有机链的环氧基团连接，再通过环氧基团的碱式开环反应，获得表面接枝含有羟基柔性链段的有机无机杂化纳米二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆，其特征在于，所述氟改性丙烯酸树脂为侧链接枝含氟单体的羟基丙烯酸聚合物。
3.根据权利要求2所述的高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆，其特征在于，所述氟改性丙烯酸树脂为GK570氟树脂。
4.根据权利要求1所述的高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆，其特征在于，所述的弹性聚酯树脂为含有大分子量的不规整多元醇及长链脂肪酸的改性丙烯酸树脂。
5.根据权利要求4所述的高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆，其特征在于，所述的弹性聚酯树脂为FTH树脂。
6.根据权利要求1所述的高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆，其特征在于，所述助剂由消泡剂、流平剂和触变剂组成，消泡剂为BYK-530A和德谦6800中的一种；流平剂为BYK-320和EFKA-2022中的一种；触变剂为聚酰胺蜡、有机膨润土和气相二氧化硅中的一种。
7.根据权利要求1所述的高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆，其特征在于，所述体质填料为高岭土、绢云母粉和沉淀硫酸钡中的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆，其特征在于，所述混合溶剂由二甲苯、醋酸乙酯和环己酮组成。
9.根据权利要求1所述的高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆，其特征在于，所述颜料为金红石型钛白粉、酞菁蓝、氧化铁黄和氧化铁红中的一种或几种。
10.一种权利要求1所述的高速列车用高弹性抗风沙耐磨耐候面漆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按质量百分含量计，将35～45wt％的氟改性丙烯酸树脂、10～20wt％的弹性聚酯树脂、2～4wt％的助剂及5～10wt％的混合溶剂依次倒入分散釜中，进行搅拌；
(2)在步骤(1)的分散釜中缓慢加入15～28wt％的颜料、2～5wt％的体质填料和4～8wt％的改性纳米二氧化硅进行分散，分散均匀后研磨60～90min，测定细度达到20μm后，加入2～5wt％的混合溶剂，调节涂料体系的粘度至800～1000cp，过滤，出料得到甲组分；
(3)将步骤(2)甲组分中-OH与乙组分HDI三聚体N3390中-NCO等摩尔比混合后，搅拌均匀，即制得具有高弹性的抗风沙耐磨耐候面漆。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述研磨时间为70～80min，所述粘度为820～930cp。
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