CN107011777A - 水性环保型底盘装甲 - Google Patents

Abstract

本发明为解决汽车底盘装甲成膜时间较长，耐水性差，施工环境影响大的技术问题而提供一种水性环保型底盘装甲，主要由以下重量份原料制备而成：聚氨酯乳液40.0-60.0、中和胺0.1-0.3、分散剂0.3-1.0、消泡剂0.2-0.4、色浆0.1-0.5、功能填料40.0-50.0、阻燃剂0.3-5.0、防冻剂1.0-2.0、防锈剂0.5-2.0、流平剂0.2-1.5、增稠剂0.2-1.0；聚氨酯乳液是由脂肪族聚氨酯和芳香族聚氨酯通过IPN技术形成的互穿聚合物网络结构，使得本发明水性环保型底盘装甲对施工环境适应性强，在很宽温度范围均可成膜，且力学性能优异，还改善产品了耐水、耐磨、耐候和降噪等综合性能。

Description

水性环保型底盘装甲

技术领域

本发明属于汽车底盘装甲技术领域，特别是涉及一种水性环保型底盘装甲。

背景技术

汽车底盘装甲的学名是汽车底盘防撞防锈隔音底漆(UNDERCOATING)，一种高科技的涂层。可喷涂在车辆底盘、轮毂、油箱部位、行李箱等暴露部位，快速干燥后形成一层牢固的弹性保护层，可防止飞石和沙砾的撞击,避免潮气、酸雨、盐分对车辆底盘金属的侵蚀，防止底盘生锈和锈蚀，保护车主的行车安全。他具有高遮盖率，高附着性“底盘装甲”是近几年底盘防锈护理的新项目。虽然叫法不同，但都是在汽车底盘的下面喷涂一层2～4mm毫米厚的弹性密封材料，犹如给车的底盘穿上一层厚厚的铠甲。底盘装甲可以有效防护路面砂石对底盘的击打，防止轻微的拖底磨擦；预防酸、碱、盐对底盘铁板的腐蚀；防止底盘螺丝的松脱；降低行驶时噪音的传导，增加驾驶宁静感；阻止底盘铁板热传导，使驾驶室内冬暖夏凉。

目前，底盘装甲已经发展到四代产品，第一代为：“沥青型油性漆”；第二代为：“橡胶型油性漆”；第三代为：“高分子型水性漆”；第四代为：“复合高分子树脂漆”。前两者都为非环保型，正逐步退出市场，第三代为环保型，但由于施工受温度，湿度的影响较大，耗时较长。本发明属于第四代环底盘装甲，具有强防水、防腐性，强耐磨性，强降噪性，且施工时间短，不受湿度、温度的控制。市场产品良莠不齐，在维修点和汽车4S店较常见的是溶剂型底盘装甲，但这类产品含有甲苯、甲醛等有毒有害物质，会严重损害人体健康和环境保护。

市面上有售的水溶性的自干底涂胶以纯丙、苯丙等丙烯酸类底涂胶为主。现有水性底盘装甲配方，其质量按100份记，乳液30-50份，功能填料37-60份，成膜助剂5-15份，分散剂2-6份，润湿剂0.5-1.5份，防毒防霉剂0.5-1.0份，消泡剂0.5-1.0份；经过高速分散和机器研磨等工序制备成品，直接喷涂于汽车底盘、轮罩等部位，达到抗石击、防水、防锈、隔音等效果。该类产品具有低VOC(挥发性有机化合物)，无毒等优点，但其成膜时间较长，耐水性差，强度低，一般仅0.2-0.5Mpa左右；且丙烯酸乳液对温度非常敏感，因此该类产品受施工受温度和湿度影响较大。

发明内容

本发明为解决汽车底盘装甲成膜时间较长，耐水性差，施工受温度和湿度影响较大的技术问题而提供一种水性环保型底盘装甲。

本发明所采取的技术方案是：一种水性环保型底盘装甲，主要由以下重量份原料制备而成：

聚氨酯极性强，乳液易团聚破乳；本发明是经过无数次反复试验得到的由聚氨酯乳液调配而成的水性环保型底盘装甲，完全不含丙烯酸乳液，剪切强度可达5.0MPa，附着力可达3.0MPa；此外本发明的水性环保型底盘装甲对施工环境适应性强，在-40℃～-60℃下亦可成膜，并能保持优异的性能。

作为优选方案，所述聚氨酯乳液是由脂肪族聚氨酯和芳香族聚氨酯通过IPN技术互溶形成的互穿聚合物网络结构的共混聚合物。IPN(interpenetrating PolymerNetwork)即是两种或两种以上的共混聚合物，分子链相互贯穿，并至少一种聚合物分子链以化学键的方式交链而形成的3D网络结构。本发明利用IPN技术，将脂肪族聚氨酯和芳香族聚氨酯相混而形成稳定的合金性质的物质，构成IPN结构的聚合物合金状态物质的脂肪族聚氨酯和芳香族聚氨酯本身均为连续相，这种相结构使得两相的玻璃化转变区发生偏移并变宽，这种结构特征决定了它兼具良好的静态和动态的力学性能，以及较宽的使用温度范围，因此本发明的水性环保型底盘装甲对施工环境适应性强，在很宽温度范围内均可成膜，且力学性能优异。此外，由于存在着化学交联点，IPN在任何溶剂中都只能溶胀，不能溶解，IPN也不会发生蠕变和流动，从而使得IPN具有更好的粘接力，因此本发明的水性环保型底盘装甲附着力也很强。

作为优选方案，所述脂肪族聚氨酯和芳香族聚氨酯质量比为1:0.8-1.2。实验表明，脂肪族聚氨酯与芳香族聚氨酯乳液以质量为1:0.8-1.2(接近1:1)的比例通过IPN技术形成网络结构得到的底盘装甲综合性能最好。

作为优选方案，所述功能填料为碳酸钙或云母。

作为优选方案，所述分散剂为丙烯酸类或丙烯酸酯类疏水共聚型分散剂。

作为优选方案，所述色浆为炭黑或氧化铁黑。

作为优选方案，所述消泡剂为矿物油消泡剂或有机硅消泡剂。

作为优选方案，所述防冻剂甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、二甘醇、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯、二氯甲烷的一种或几种。

作为优选方案，所述防锈剂为石油磺酸钠，石油磺酸钡，亚硝酸钠的一种或几种。

作为优选方案，所述流平剂为异佛尔酮或二丙酮醇流平剂。

作为优选方案，所述增稠剂为聚氨酯增稠剂，或无机增稠剂。

上述水性环保型底盘装甲的制备方法主要包括以下步骤：

将聚氨酯乳液、中和胺、分散剂、消泡剂、色浆、阻燃剂3g、防冻剂、防锈剂、流平剂、增稠剂共混，打开搅拌器，搅拌速度不超500rmp/min至搅拌均匀；再加入功能填料，继续搅拌，搅拌速度800rmp/min，搅拌均匀后根据需要加适量水微调粘度，再次搅拌均匀后过滤即得成品。

防锈、耐水性、耐磨性、耐候性等是底盘装甲技术关键点，本发明利用IPN技术将脂肪族聚氨酯和芳香族聚氨酯乳液形成互穿聚合物3D网络结构，构成IPN结构的脂肪族聚氨酯和芳香族聚氨酯本身均为连续相，这种相结构使得两相的玻璃化转变区发生偏移并变宽，这种结构特征决定了它兼具良好的静态和动态的力学性能，以及较宽的使用温度范围，因此本发明的水性环保型底盘装甲对施工环境适应性强，在很宽温度范围内均可成膜，且力学性能优异。本发明充分综合了脂肪族聚氨酯和芳香族聚氨酯的优良性能，不仅保留了脂肪族聚氨酯的高弹性性，还大大改善了产品的耐水、耐磨、耐候和降噪等综合性能。与国外产品相比不但具有比较明显的价格优势，还与同期的国内产品相比有弹性，抗石击性能卓越，减振降噪效果显著，施工温度湿度影响小等特点，是目前综合性能非常优秀的底盘装甲之一。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征所带来的优点，将在下文中作进一步详细的说明。

具体实施方式

实施例1

本实施例是一种水性环保型底盘装甲，由以下原料制备而成：

脂肪族聚氨酯乳液222g、芳香族聚氨酯乳液178g、中和胺1g、丙烯酸酯类疏水共聚型分散剂3g、矿物油消泡剂2g、氧化铁黑色浆1g、碳酸钙400g、阻燃剂3g、甲醇乙醇异丙醇混合防冻剂10g、石油磺酸钠与石油磺酸钡混合防锈剂5g、异佛尔酮流平剂2g、聚氨酯增稠剂2g。

本实施例水性环保型底盘装甲的制备方法为：将脂肪族聚氨酯乳液222g、芳香族聚氨酯乳液178g、中和胺1g、丙烯酸酯类疏水共聚型分散剂3g、矿物油消泡剂2g、氧化铁黑色浆1g、阻燃剂3g、甲醇乙醇异丙醇混合防冻剂10g、石油磺酸钠与石油磺酸钡混合防锈剂5g、异佛尔酮流平剂2g、聚氨酯增稠剂2g共混；打开搅拌器，搅拌速度不超500rmp/min至搅拌均匀；再加入碳酸钙400g，继续搅拌，搅拌速度800rmp/min，搅拌均匀后根据需要加适量水微调粘度，再次搅拌均匀后过滤即得成品。

表1实施例1性能测试

续表1

将所得成品进行性能测试，所得结果如表1所示。

实施例2

本实施例是一种水性环保型底盘装甲，由以下原料制备而成：

脂肪族聚氨酯乳液273g、芳香族聚氨酯乳液327g、中和胺3g、丙烯酸类疏水共聚型分散剂10g、矿物油消泡剂4g、氧化铁黑色浆5g、云母500g、阻燃剂50g、乙二醇丙二醇二甘醇混合防冻剂20g、石油磺酸钠防锈剂20g、二丙酮醇流平剂15g、无机增稠剂10g。

本实施例水性环保型底盘装甲的制备方法为：将脂肪族聚氨酯乳液273g、芳香族聚氨酯乳液327g、中和胺3g、丙烯酸类疏水共聚型分散剂10g、矿物油消泡剂4g、氧化铁黑色浆5g、阻燃剂5g、乙二醇丙二醇二甘醇混合防冻剂20g、石油磺酸钠防锈剂20g、二丙酮醇流平剂15g、无机增稠剂10g共混，打开搅拌器，搅拌速度不超500rmp/min至搅拌均匀；再加入云母500g，继续搅拌，搅拌速度800rmp/min，搅拌均匀后根据需要加适量水微调粘度，再次搅拌均匀后过滤即得成品。

将所得成品进行性能测试，所得结果如表2所示。

表2实施例2性能测试

续表2

实施例3

本实施例是一种水性环保型底盘装甲，由以下原料制备而成：

脂肪族聚氨酯乳液225g、芳香族聚氨酯乳液225g、中和胺1.8g、丙烯酸类疏水共聚型分散剂5g、矿物油消泡剂2g、炭黑色浆2.5g、碳酸钙430g、阻燃剂8g、乙二醇丁醚与丙二醇丁醚混合防冻剂12g、石油磺酸钡防锈剂10g、异佛尔酮流平剂5g、聚氨酯增稠剂4g。

本实施例水性环保型底盘装甲的制备方法为：将脂肪族聚氨酯乳液225g、芳香族聚氨酯乳液225g、中和胺1.8g、丙烯酸类疏水共聚型分散剂5g、矿物油消泡剂2g、炭黑色浆2.5g、阻燃剂4g、乙二醇丁醚与丙二醇丁醚混合防冻剂12g、石油磺酸钡防锈剂10g、异佛尔酮流平剂5g、聚氨酯增稠剂4g共混，打开搅拌器，搅拌速度不超500rmp/min至搅拌均匀；再加入碳酸钙430g，继续搅拌，搅拌速度800rmp/min，搅拌均匀后根据需要加适量水微调粘度，再次搅拌均匀后过滤即得成品。

将所得成品进行性能测试，所得结果如表3所示。

表3实施例3性能测试

续表3

实施例4

本实施例是一种水性环保型底盘装甲，由以下原料制备而成：

脂肪族聚氨酯乳液275g、芳香族聚氨酯乳液275g、中和胺2.5g、丙烯酸酯类疏水共聚型分散剂8g、有机硅消泡剂3.6g、炭黑色浆4g、碳酸钙480g、阻燃剂40g、乙二醇丁醚醋酸酯防冻剂18g、亚硝酸钠防锈剂17g、二丙酮醇流平剂11g、无机增稠剂7g。

本实施例水性环保型底盘装甲的制备方法为：脂肪族聚氨酯乳液275g、芳香族聚氨酯乳液275g、中和胺2.5g、丙烯酸酯类疏水共聚型分散剂8g、有机硅消泡剂3.6g、炭黑色浆4g、阻燃剂5g、乙二醇丁醚醋酸酯防冻剂18g、亚硝酸钠防锈剂17g、二丙酮醇流平剂11g、无机增稠剂7g共混，打开搅拌器，搅拌速度不超500rmp/min至搅拌均匀；再加入碳酸钙480g，继续搅拌，搅拌速度800rmp/min，搅拌均匀后根据需要加适量水微调粘度，再次搅拌均匀后过滤即得成品。

将所得成品进行性能测试，所得结果如表4所示。

表4实施例4性能测试

实施例5

本实施例是一种水性环保型底盘装甲，由以下原料制备而成：

脂肪族聚氨酯乳液250g、芳香族聚氨酯乳液250g、中和胺2g、丙烯酸类疏水共聚型分散剂6g、有机硅消泡剂3g、炭黑色浆3g、云母450g、阻燃剂15g、二氯甲烷防冻剂15g、石油磺酸钠防锈剂15g、异佛尔酮流平剂9g、聚氨酯增稠剂6g。

本实施例水性环保型底盘装甲的制备方法为：将脂肪族聚氨酯乳液250g、芳香族聚氨酯乳液250g、中和胺5g、丙烯酸类疏水共聚型分散剂6g、有机硅消泡剂3g、炭黑色浆3g、阻燃剂4g、二氯甲烷防冻剂15g、石油磺酸钠防锈剂15g、异佛尔酮流平剂9g、聚氨酯增稠剂6g共混，打开搅拌器，搅拌速度不超500rmp/min至搅拌均匀；再加入云母450g，继续搅拌，搅拌速度800rmp/min，搅拌均匀后根据需要加适量水微调粘度，再次搅拌均匀后过滤即得成品。

将所得成品进行性能测试，所得结果如表5所示。

表5实施例5性能测试

对比例1

本对比例是一种水性环保型底盘装甲，由以下原料制备而成：

纯丙乳液400g、功能填料400g、成膜助剂100g、分散剂40g、润湿剂1g、防毒防霉剂8g、消泡剂8g。

本对比例水性环保型底盘装甲的制备方法为：将纯丙乳液400g、成膜助剂100g、分散剂40g、润湿剂1g、防毒防霉剂8g、消泡剂8g共混，打开搅拌器，搅拌速度不超500rmp/min至搅拌均匀；加入功能填料400g，继续搅拌，搅拌速度800rmp/min，搅拌均匀后根据需要加适量水微调粘度，再次搅拌均匀后过滤即得成品。

将所得成品进行性能测试，所得结果如表6所示。

表6对比例1性能测试

作为水性涂料，耐水性是一直困扰的问题。从表6可以看出，现有技术中水性底盘装甲耐水性差，不能满足质量要求，且耐盐雾性与抗石击破裂性也难以达标。

本发明将聚氨酯作为底材，聚氨酯中含有大量氨基甲酸酯键外，还有醚键，脲键，脲基甲酸酯键，缩二脲键等；利用IPN技术将脂肪族聚氨酯和芳香族聚氨酯乳液形成互穿聚合物网络结构，充分综合了二者的优良性能。从表1-5可以看出，本发明水性环保型底盘装甲不仅保留了脂肪族聚氨酯的高弹性性，还大大提高了耐水性能，且其有耐磨，耐酸碱，耐水买化学性也有了较大提高，同时具有施工温度范围广等多种优异的性能，此外实验表明本发明在-40℃～-60℃下亦可成膜，且-40℃下冷冻24h后依然能保持优异的性能，是目前综合性能较好的树脂之一。

以上对本发明的几个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种水性环保型底盘装甲，其特征在于：主要由以下重量份原料制备而成：

2.根据权利要求1所述的水性环保型底盘装甲，其特征在于：主要由以下重量份原料制备而成：

3.根据权利要求1所述的水性环保型底盘装甲，其特征在于：主要由以下重量份原料制备而成：

4.根据权利要求1-3任一项所述的水性环保型底盘装甲，其特征在于：所述聚氨酯乳液是由脂肪族聚氨酯和芳香族聚氨酯通过IPN技术互溶形成的互穿聚合物网络结构的共混聚合物。

5.根据权利要求4所述的水性环保型底盘装甲，其特征在于：所述脂肪族聚氨酯和芳香族聚氨酯质量比为1:0.8-1.2。

6.根据权利要求1-3任一项所述的水性环保型底盘装甲，其特征在于：所述分散剂为丙烯酸类或丙烯酸酯类疏水共聚型分散剂。

7.根据权利要求1-3任一项所述的水性环保型底盘装甲，其特征在于：所述消泡剂为矿物油消泡剂或有机硅消泡剂。

8.根据权利要求1-3任一项所述的水性环保型底盘装甲，其特征在于：所述防冻剂甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、二甘醇、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯、二氯甲烷的一种或几种。

9.根据权利要求1-3任一项所述的水性环保型底盘装甲，其特征在于：所述流平剂为异佛尔酮或二丙酮醇流平剂。

10.一种如权利要求1所述的水性环保型底盘装甲的制备方法，其特征在于：主要包括以下步骤：

将聚氨酯乳液、中和胺、分散剂、消泡剂、色浆、阻燃剂3g、防冻剂、防锈剂、流平剂、增稠剂共混，打开搅拌器，搅拌速度不超500rmp/min至搅拌均匀；再加入功能填料，继续搅拌，搅拌速度800rmp/min，搅拌均匀后根据需要加适量水微调粘度，再次搅拌均匀后过滤即得成品。