CN106085183A - 一种钢圈车轮绿色环保涂料 - Google Patents

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Abstract

发明公开了一种钢圈车轮绿色环保涂料，由以下成分制成，聚氨酯乳液、醋酸丁酯、乙烯基硅油、纳米二氧化钛、凹凸棒土、云母粉、乙酰胆碱、水、硼酸铝晶须、乙酸薄荷酯、植物胶、植物提取液、成膜助剂。本发明涂料成膜后，具有硬度高、耐磨性好，实干时间短，耐磨防断裂性能好，耐磨性能优异，附着力好，本发明制备的涂料，稳定性好，经过长时间使用仍能够具有较好的稳定性，并且不易出现裂纹，出现细微裂纹也不易扩展，能够具有较好的修复性，使得涂料本身强度和稳定性大大提高，寿命大大提高，本发明涂料经过各成分之间的协同配合作用，极大的提高了涂料形成涂膜的寿命，相较于普通聚氨酯乳液类涂料形成涂膜的寿命提高了400%。

Description

一种钢圈车轮绿色环保涂料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别是涉及一种钢圈车轮绿色环保涂料。
背景技术
钢圈车轮即轮毂，是轮胎内廓支撑轮胎的圆桶形的、中心装在轴上的金属部件。汽车钢圈车轮用涂料除了要求有良好的表面质量和施工性外，还需要根据应用领域的不同而又不同的要求，如一些轿车轮毂用涂料要求涂膜具有优异的机械性能，大型机械用钢圈车轮要求涂膜应具有优异的耐盐雾性和耐候性。传统的涂料中的成膜助剂和丙二醇含有一定量的挥发性有机物，对环境和人体健康有一定的伤害；在户外太阳光的长时间照射和其他自然气候的影响，往往出现涂料脱落，影响涂料效果的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢圈车轮绿色环保涂料。
本发明通过以下技术方案实现：
一种钢圈车轮绿色环保涂料，按重量份计由以下成分制成，聚氨酯乳液76-78、醋酸丁酯4-6、乙烯基硅油2-4、纳米二氧化钛1-3、凹凸棒土1-2、云母粉1-2、乙酰胆碱2-3、水78-80、硼酸铝晶须1-3、乙酸薄荷酯1-2、植物胶4-6、植物提取液0.3-0.5、成膜助剂0.6-0.8；
所述聚氨酯乳液经过改性处理：将聚氨酯乳液添加到反应釜中，加热至50℃，保温25分钟后，添加其质量1.5%的丝胶蛋白和羟甲基壳聚糖混合物，以300r/min转速搅拌，同时以2℃/min的速度升高温度，30分钟后，停止搅拌并停止升温，保温静置20分钟后，自然冷却至室温，即可，其中丝胶蛋白和羟甲基壳聚糖按2：3质量比例混合；
所述成膜助剂按重量份计由以下成分制成：环氧树脂6、改性淀粉2、丙烯酰胺基异丙基磺酸钠0.5、松脂1；
所述植物提取液按重量份计由以下成分制成：荷叶15、桃花瓣12、栀子花瓣15、芦荟1。
进一步地，按重量份计由以下成分制成，聚氨酯乳液76、醋酸丁酯5、乙烯基硅油2、纳米二氧化钛1、凹凸棒土1、云母粉1、乙酰胆碱3、水79、硼酸铝晶须2、乙酸薄荷酯2、植物胶5、植物提取液1.4、成膜助剂0.7。
进一步地，所述凹凸棒土的粒度为700-800目，优选800目。
进一步地，所述植物提取液制备方法为：①按各自重量份称取荷叶、桃花瓣、栀子花瓣、芦荟均匀混合到一起，然后添加到质量浓度为15.5%的碳酸钠溶液中在32-34℃下浸泡2-3天后，过滤，得到混合物1；②将混合物1进行碾压榨汁，即得。
进一步地，所述纳米二氧化钛的粒度为20-24nm，优选22nm。
进一步地，所述植物胶为刺槐豆胶、香豆胶、瓜尔胶混合物与苏氨酸按7：3质量比例制成，其中刺槐豆胶、香豆胶、瓜尔胶混合物中刺槐豆胶、香豆胶、瓜尔胶按5-8：2：1质量比例混合而成，优选6：2：1的质量比。
进一步地，所述凹凸棒土、云母粉经过共混处理：将凹凸棒土、云母粉均匀混合后，先添加到质量浓度为3.1%的氢氧化钠溶液中，煮沸20分钟后，自然冷却，过滤，洗涤，烘干，然后在263℃温度下，煅烧15分钟，取出，冷却至82℃时，添加混合物质量1.4%的复配偶联剂，搅拌均匀后，保温30min，即可，所述复配偶联剂为聚二甲基硅氧烷、二丁锡基二月桂酸酯按2：3质量比例制成；所述纳米二氧化钛经过预处理：将纳米二氧化钛与其质量1%的偶联剂均匀混合，加热至69-72℃，保温20分钟，自然冷却至室温，即可，所述偶联剂为聚二甲基硅氧烷。
进一步地，所述成改性淀粉由藕淀粉改性而得，所述改性淀粉制备方法为：将藕淀粉与柠檬酸三乙酯按2：3质量比例混合后，密闭，加热至72℃，以150r/min速度搅拌30min后，自然冷却至室温，过滤，采用质量浓度为2.5%的氢氧化钠溶液在35-38℃下浸泡20分钟后，过滤，洗涤，然后烘干，再采用400W微波处理15s，即得所述改性淀粉。
本发明通过对聚氨酯乳液的改性，能够改善聚氨酯乳液的分子结构，能够极大的提高涂膜的附着力，还能降低涂膜表面张力，使得污染物很难附着在涂膜表面，从而提高其耐污性，并且，能够使得改性后的聚氨酯乳液形成的涂膜拥有一定的划痕自修复能力，本发明通过添加植物胶、植物提取液、经过处理的纳米二氧化钛等成分的协同作用，极大的提高了本发明涂料形成的涂膜的自修复作用，在一定程度上，解决了涂料由于本身的结构，长时间的使用后容易导致开裂，甚至会导致深入的开裂从而无法完好修复的问题，从而极大的提高了涂料的形成涂膜的耐久性。
本发明的有益效果是，与现有技术相比：
本发明涂料成膜后，具有硬度高、耐磨性好，实干时间短，耐磨防断裂性能好，耐磨性能优异，附着力好，本发明制备的涂料，稳定性好，经过长时间使用仍能够具有较好的稳定性，并且不易出现裂纹，出现细微裂纹也不易扩展，能够具有较好的修复性，使得涂料本身强度和稳定性大大提高，寿命大大提高，本发明涂料经过各成分之间的协同配合作用，极大的提高了涂料形成涂膜的寿命，相较于普通聚氨酯乳液类涂料形成涂膜的寿命提高了400%。
具体实施方式
实施例1
一种钢圈车轮绿色环保涂料，按重量份计由以下成分制成，聚氨酯乳液76-78、醋酸丁酯4-6、乙烯基硅油2-4、纳米二氧化钛1-3、凹凸棒土1-2、云母粉1-2、乙酰胆碱2-3、水78-80、硼酸铝晶须1-3、乙酸薄荷酯1-2、植物胶4-6、植物提取液0.3-0.5、成膜助剂0.6-0.8；
所述聚氨酯乳液经过改性处理：将聚氨酯乳液添加到反应釜中，加热至50℃，保温25分钟后，添加其质量1.5%的丝胶蛋白和羟甲基壳聚糖混合物，以300r/min转速搅拌，同时以2℃/min的速度升高温度，30分钟后，停止搅拌并停止升温，保温静置20分钟后，自然冷却至室温，即可，其中丝胶蛋白和羟甲基壳聚糖按2：3质量比例混合；
所述成膜助剂按重量份计由以下成分制成：环氧树脂6、改性淀粉2、丙烯酰胺基异丙基磺酸钠0.5、松脂1；
所述植物提取液按重量份计由以下成分制成：荷叶15、桃花瓣12、栀子花瓣15、芦荟1。
进一步地，所述凹凸棒土的粒度为700目。
进一步地，所述植物提取液制备方法为：①按各自重量份称取荷叶、桃花瓣、栀子花瓣、芦荟均匀混合到一起，然后添加到质量浓度为15.5%的碳酸钠溶液中在32-34℃下浸泡2-3天后，过滤，得到混合物1；②将混合物1进行碾压榨汁，即得。
进一步地，所述纳米二氧化钛的粒度为20nm。
进一步地，所述植物胶为刺槐豆胶、香豆胶、瓜尔胶混合物与苏氨酸按7：3质量比例制成，其中刺槐豆胶、香豆胶、瓜尔胶混合物中刺槐豆胶、香豆胶、瓜尔胶按5：2：1质量比例混合而成。
进一步地，所述凹凸棒土、云母粉经过共混处理：将凹凸棒土、云母粉均匀混合后，先添加到质量浓度为3.1%的氢氧化钠溶液中，煮沸20分钟后，自然冷却，过滤，洗涤，烘干，然后在263℃温度下，煅烧15分钟，取出，冷却至82℃时，添加混合物质量1.4%的复配偶联剂，搅拌均匀后，保温30min，即可，所述复配偶联剂为聚二甲基硅氧烷、二丁锡基二月桂酸酯按2：3质量比例制成；所述纳米二氧化钛经过预处理：将纳米二氧化钛与其质量1%的偶联剂均匀混合，加热至69-72℃，保温20分钟，自然冷却至室温，即可，所述偶联剂为聚二甲基硅氧烷。
进一步地，所述成改性淀粉由藕淀粉改性而得，所述改性淀粉制备方法为：将藕淀粉与柠檬酸三乙酯按2：3质量比例混合后，密闭，加热至72℃，以150r/min速度搅拌30min后，自然冷却至室温，过滤，采用质量浓度为2.5%的氢氧化钠溶液在35-38℃下浸泡20分钟后，过滤，洗涤，然后烘干，再采用400W微波处理15s，即得所述改性淀粉。
实施例2
聚氨酯乳液78、醋酸丁酯6、乙烯基硅油4、纳米二氧化钛3、凹凸棒土2、云母粉2、乙酰胆碱3、水80、硼酸铝晶须3、乙酸薄荷酯2、植物胶6、植物提取液0.5、成膜助剂0.8；
所述聚氨酯乳液经过改性处理：将聚氨酯乳液添加到反应釜中，加热至50℃，保温25分钟后，添加其质量1.5%的丝胶蛋白和羟甲基壳聚糖混合物，以300r/min转速搅拌，同时以2℃/min的速度升高温度，30分钟后，停止搅拌并停止升温，保温静置20分钟后，自然冷却至室温，即可，其中丝胶蛋白和羟甲基壳聚糖按2：3质量比例混合；
所述成膜助剂按重量份计由以下成分制成：环氧树脂6、改性淀粉2、丙烯酰胺基异丙基磺酸钠0.5、松脂1；
所述植物提取液按重量份计由以下成分制成：荷叶15、桃花瓣12、栀子花瓣15、芦荟1。
进一步地，所述凹凸棒土的粒度为800目。
进一步地，所述植物提取液制备方法为：①按各自重量份称取荷叶、桃花瓣、栀子花瓣、芦荟均匀混合到一起，然后添加到质量浓度为15.5%的碳酸钠溶液中在32-34℃下浸泡2-3天后，过滤，得到混合物1；②将混合物1进行碾压榨汁，即得。
进一步地，所述纳米二氧化钛的粒度为24nm。
进一步地，所述植物胶为刺槐豆胶、香豆胶、瓜尔胶混合物与苏氨酸按7：3质量比例制成，其中刺槐豆胶、香豆胶、瓜尔胶混合物中刺槐豆胶、香豆胶、瓜尔胶按8：2：1质量比例混合而成。
进一步地，所述凹凸棒土、云母粉经过共混处理：将凹凸棒土、云母粉均匀混合后，先添加到质量浓度为3.1%的氢氧化钠溶液中，煮沸20分钟后，自然冷却，过滤，洗涤，烘干，然后在263℃温度下，煅烧15分钟，取出，冷却至82℃时，添加混合物质量1.4%的复配偶联剂，搅拌均匀后，保温30min，即可，所述复配偶联剂为聚二甲基硅氧烷、二丁锡基二月桂酸酯按2：3质量比例制成；所述纳米二氧化钛经过预处理：将纳米二氧化钛与其质量1%的偶联剂均匀混合，加热至69-72℃，保温20分钟，自然冷却至室温，即可，所述偶联剂为聚二甲基硅氧烷。
进一步地，所述成改性淀粉由藕淀粉改性而得，所述改性淀粉制备方法为：将藕淀粉与柠檬酸三乙酯按2：3质量比例混合后，密闭，加热至72℃，以150r/min速度搅拌30min后，自然冷却至室温，过滤，采用质量浓度为2.5%的氢氧化钠溶液在35-38℃下浸泡20分钟后，过滤，洗涤，然后烘干，再采用400W微波处理15s，即得所述改性淀粉。
实施例3
一种钢圈车轮绿色环保涂料，按重量份计由以下成分制成，聚氨酯乳液76、醋酸丁酯5、乙烯基硅油2、纳米二氧化钛1、凹凸棒土1、云母粉1、乙酰胆碱3、水79、硼酸铝晶须2、乙酸薄荷酯2、植物胶5、植物提取液1.4、成膜助剂0.7；
所述聚氨酯乳液经过改性处理：将聚氨酯乳液添加到反应釜中，加热至50℃，保温25分钟后，添加其质量1.5%的丝胶蛋白和羟甲基壳聚糖混合物，以300r/min转速搅拌，同时以2℃/min的速度升高温度，30分钟后，停止搅拌并停止升温，保温静置20分钟后，自然冷却至室温，即可，其中丝胶蛋白和羟甲基壳聚糖按2：3质量比例混合；
所述成膜助剂按重量份计由以下成分制成：环氧树脂6、改性淀粉2、丙烯酰胺基异丙基磺酸钠0.5、松脂1；
所述植物提取液按重量份计由以下成分制成：荷叶15、桃花瓣12、栀子花瓣15、芦荟1。
进一步地，所述凹凸棒土的粒度为800目。
进一步地，所述植物提取液制备方法为：①按各自重量份称取荷叶、桃花瓣、栀子花瓣、芦荟均匀混合到一起，然后添加到质量浓度为15.5%的碳酸钠溶液中在32-34℃下浸泡2-3天后，过滤，得到混合物1；②将混合物1进行碾压榨汁，即得。
进一步地，所述纳米二氧化钛的粒度为22nm。
进一步地，所述植物胶为刺槐豆胶、香豆胶、瓜尔胶混合物与苏氨酸按7：3质量比例制成，其中刺槐豆胶、香豆胶、瓜尔胶混合物中刺槐豆胶、香豆胶、瓜尔胶按6：2：1质量比例混合而成。
进一步地，所述凹凸棒土、云母粉经过共混处理：将凹凸棒土、云母粉均匀混合后，先添加到质量浓度为3.1%的氢氧化钠溶液中，煮沸20分钟后，自然冷却，过滤，洗涤，烘干，然后在263℃温度下，煅烧15分钟，取出，冷却至82℃时，添加混合物质量1.4%的复配偶联剂，搅拌均匀后，保温30min，即可，所述复配偶联剂为聚二甲基硅氧烷、二丁锡基二月桂酸酯按2：3质量比例制成；所述纳米二氧化钛经过预处理：将纳米二氧化钛与其质量1%的偶联剂均匀混合，加热至69-72℃，保温20分钟，自然冷却至室温，即可，所述偶联剂为聚二甲基硅氧烷。
进一步地，所述成改性淀粉由藕淀粉改性而得，所述改性淀粉制备方法为：将藕淀粉与柠檬酸三乙酯按2：3质量比例混合后，密闭，加热至72℃，以150r/min速度搅拌30min后，自然冷却至室温，过滤，采用质量浓度为2.5%的氢氧化钠溶液在35-38℃下浸泡20分钟后，过滤，洗涤，然后烘干，再采用400W微波处理15s，即得所述改性淀粉。
通过实验对比涂料的性能：
最低成膜温度/℃ 涂膜附着力/MPa 断裂强度/MPa
实施例1 2 4.10 9.98
实施例2 2 4.11 9.97
实施例3 1 4.13 10.01
普通聚氨酯涂料 18 3.15 4.24
表1
由表1可以看出，本发明涂料相较于普通聚氨酯涂料拥有更低的最低成膜温度和更好的附着力和极高的断裂强度。
各组的裂纹自修复对比：
取50g实施例1-3、对比例1-2以及普通聚氨酯涂料分别涂于5cm2弹性板上，保持涂刷厚度约为4mm，涂刷之后进行风干。
试验方法：在各组涂料的涂刷表面划一条长 0.65cm的细长纹，放置24小时后观察。对比结果见表 2。
表2
其中，对比例1为将实施例3中不添加植物提取液，其它成分与处理方法不变；
对比例2为将实施例3中植物提取液，只采用荷叶制备得到，添加量不变，其它成分与处理方法不变；
通过表2可以看出，本发明制备的涂料，稳定性好，经过长时间使用仍能够具有较好的稳定性，并且不易出现裂纹，出现细微裂纹也不易扩展，能够具有较好的修复性，如果不添加本发明制备的植物提取液，或者植物提取液只采用荷叶制备，会极大降低自修复效果。

Claims (8)

1.一种钢圈车轮绿色环保涂料，其特征在于，按重量份计由以下成分制成，聚氨酯乳液76-78、醋酸丁酯4-6、乙烯基硅油2-4、纳米二氧化钛1-3、凹凸棒土1-2、云母粉1-2、乙酰胆碱2-3、水78-80、硼酸铝晶须1-3、乙酸薄荷酯1-2、植物胶4-6、植物提取液0.3-0.5、成膜助剂0.6-0.8；
所述聚氨酯乳液经过改性处理：将聚氨酯乳液添加到反应釜中，加热至50℃，保温25分钟后，添加其质量1.5%的丝胶蛋白和羟甲基壳聚糖混合物，以300r/min转速搅拌，同时以2℃/min的速度升高温度，30分钟后，停止搅拌并停止升温，保温静置20分钟后，自然冷却至室温，即可，其中丝胶蛋白和羟甲基壳聚糖按2：3质量比例混合；
所述成膜助剂按重量份计由以下成分制成：环氧树脂6、改性淀粉2、丙烯酰胺基异丙基磺酸钠0.5、松脂1；
所述植物提取液按重量份计由以下成分制成：荷叶15、桃花瓣12、栀子花瓣15、芦荟1。
2.根据权利要求1所述的一种钢圈车轮绿色环保涂料，其特征在于，按重量份计由以下成分制成，聚氨酯乳液76、醋酸丁酯5、乙烯基硅油2、纳米二氧化钛1、凹凸棒土1、云母粉1、乙酰胆碱3、水79、硼酸铝晶须2、乙酸薄荷酯2、植物胶5、植物提取液1.4、成膜助剂0.7。
3.根据权利要求1所述的一种钢圈车轮绿色环保涂料，其特征在于，所述凹凸棒土的粒度为700-800目，优选800目。
4.根据权利要求1所述的一种钢圈车轮绿色环保涂料，其特征在于，所述植物提取液制备方法为：①按各自重量份称取荷叶、桃花瓣、栀子花瓣、芦荟均匀混合到一起，然后添加到质量浓度为15.5%的碳酸钠溶液中在32-34℃下浸泡2-3天后，过滤，得到混合物1；②将混合物1进行碾压榨汁，即得。
5.根据权利要求1所述的一种钢圈车轮绿色环保涂料，其特征在于，所述纳米二氧化钛的粒度为20-24nm，优选22nm。
6.根据权利要求1所述的一种钢圈车轮绿色环保涂料，其特征在于，所述植物胶为刺槐豆胶、香豆胶、瓜尔胶混合物与苏氨酸按7：3质量比例制成，其中刺槐豆胶、香豆胶、瓜尔胶混合物中刺槐豆胶、香豆胶、瓜尔胶按5-8：2：1质量比例混合而成，优选6：2：1的质量比。
7.根据权利要求1所述的一种钢圈车轮绿色环保涂料，其特征在于，所述凹凸棒土、云母粉经过共混处理：将凹凸棒土、云母粉均匀混合后，先添加到质量浓度为3.1%的氢氧化钠溶液中，煮沸20分钟后，自然冷却，过滤，洗涤，烘干，然后在263℃温度下，煅烧15分钟，取出，冷却至82℃时，添加混合物质量1.4%的复配偶联剂，搅拌均匀后，保温30min，即可，所述复配偶联剂为聚二甲基硅氧烷、二丁锡基二月桂酸酯按2：3质量比例制成；所述纳米二氧化钛经过预处理：将纳米二氧化钛与其质量1%的偶联剂均匀混合，加热至69-72℃，保温20分钟，自然冷却至室温，即可，所述偶联剂为聚二甲基硅氧烷。
8.根据权利要求1所述的一种钢圈车轮绿色环保涂料，其特征在于，所述成改性淀粉由藕淀粉改性而得，所述改性淀粉制备方法为：将藕淀粉与柠檬酸三乙酯按2：3质量比例混合后，密闭，加热至72℃，以150r/min速度搅拌30min后，自然冷却至室温，过滤，采用质量浓度为2.5%的氢氧化钠溶液在35-38℃下浸泡20分钟后，过滤，洗涤，然后烘干，再采用400W微波处理15s，即得所述改性淀粉。
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