CN107216802B - 水性汽车配件防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

水性汽车配件防腐涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水性汽车配件防腐涂料，包括以下重量份数的原料：纳米浆1‑5份，水性改性醇酸树脂25～29份，二甲基乙醇胺1～2份，三聚磷酸铝11～20份，碳酸钙8～7份，去离子水25～38份，消泡剂1.3～2.8份，分散剂2～2.5份，防腐蚀剂1～2份，所述纳米浆包含纳米二氧化钛和纳米氧化锌，所述水性改性醇酸树脂为有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂，本发明可改善涂料的抗老化性能，提高涂料耐磨性，并有效改善醇酸树脂涂层的抗紫外辐射性能，具有硬度高、柔韧性好、耐水性好等优点。

Description

水性汽车配件防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种水性汽车配件防腐涂料，同时，本发明还涉及该汽车配件防腐涂料的制备方法。
背景技术
汽车涂料代表涂料行业最高水平，包括原厂漆、修补漆、配件漆，其中配件漆比例约30％，主要应用在车桥、底盘、车架、传动轴、方向机等部位。而随着环保理念日益强烈，许多原来使用溶剂型防腐涂料的汽车零部件涂装线已开始换用水性防腐涂料。相比于溶剂型涂料而言，水性化涂料可以大量减少挥发性有机物的使用，这不仅可以减少对环境的污染，还可以减少涂料施工对操作人员的身体损害。
汽车零部件大部分应用环境复杂多变，使用条件苛刻(C2-C5)，且涂装工厂多为流水线作业，要求涂料干燥快，初期耐水好，温变附着力强，防腐性能优异。但是，水性涂料光泽较低，需要喷涂罩光面漆来提高装饰性，涂膜干燥速度慢，初期耐水性差，生产施工效率低。
醇酸树脂是涂料合成树脂中发展最早、用量最大、用途最广的品种之一，广泛应用于户外大型钢结构、汽车及轮船等的装饰与保护。醇酸树脂涂料易于涂装，形成的涂膜丰满、光亮；但是醇酸树脂存在漆膜的干燥速度缓慢、硬度低、耐水性能差、耐腐蚀性能和户外耐候性不佳等缺点。然而，可以经过化学改性方法的途径引入其它性能优异的分子结构，对醇酸树脂进行改性，以提高醇酸涂料的综合性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种硬度高、具有优异的耐水性和耐候性的水性汽车配件防腐涂料。
一种水性汽车配件防腐涂料，由以下重量份数的原料组成：
纳米浆 1-5份
水性改性醇酸树脂 25～29份
二甲基乙醇胺 1～2份
三聚磷酸铝 11～20份
碳酸钙 8～7份
去离子水 25～38份
消泡剂 1.3～2.8份
分散剂 2～2.5份
防腐蚀剂 1～2份
进一步的，所述纳米浆包含纳米二氧化钛。
进一步的，所述纳米浆包含纳米氧化锌。
进一步的，所述纳米浆由以下方法制备而成：
将纳米氧化锌：纳米二氧化钛：羟基丙烯酸酯：丙二醇甲醚醋酸酯按质量比为1：1：(0.1-0.2):(4.5-5)的比例用超声波搅拌分散20-30分钟。
进一步的，所述防腐蚀剂为法国先创COR CU。
进一步的，所述消泡剂为BYK-080A，所述分散剂为BYK-306。
进一步的，所述水性改性醇酸树脂为有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂。
进一步的，所述有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂由以下重量份数的原料制备而成：
进一步的，所述有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂由以下方法制备而成：
步骤a：在反应器中加入脱水蓖麻油酸、苯酐、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二甲苯，通入氮气，加热到200-230℃反应，每隔30min测一次酸值；
步骤b：酸值降至8-12mgKOH/g时，降温到80-100℃，加入IPDI，氨丙基三乙氧基硅烷,反应2h；
步骤c：升温到200-230℃后，加入偏苯三酸酐，每隔30min测一次酸值，待酸值降到15-30mgKOH/g时，降温至100℃以下加入丙二醇甲醚醋酸酯进行稀释；
步骤d：降温到50℃以下加入三乙胺中和，调节PH为7-8，搅拌10min，加入蒸馏水调节至所需固含量，搅拌15min后出料。
本发明所述的水性汽车配件防腐涂料具有以下有益效果：
(1)本发明选用三聚磷酸铝作为防锈颜料，替代铅、铬系有毒防锈材料，热稳定性好，三聚磷酸根离子能与各种金属离子有很强的螯合力，在被涂物表面形成卓越的钝化膜，对钢铁以及轻金属等的腐蚀具有极强的抑制作用。
(2)本发明利用纳米二氧化钛添加到涂料中可改善涂料的抗老化性能，提高涂料耐磨性，并有效改善醇酸树脂涂层的抗紫外辐射性能，具有硬度高、柔韧性好、耐冲击等优点。
(3)本发明在涂料配方中添加纳米氧化锌，使纳米醇酸树脂涂料的抗菌性能和耐酸耐碱性能均优于普通的醇酸树脂涂料。采用二氧化钛作为颜料，并加入羟基丙烯酸酯，保证颜料粒子的分散度和空间位阻的稳定性，避免颜料粒子凝聚。
(4)本发明采用有机硅改性醇酸树脂，既保留醇酸树脂涂料室温固化和涂膜物理、机械性能好的优点，又具有有机硅耐热、耐紫外线老化及耐水性好的特点，是一种综合性能优良的涂料，且选用高活性的IPDI作为中间体，采用聚氨酯有机硅复合改性醇酸树脂的方式，复合改性产生“协同"效应，使得醇酸树脂和有机硅氧烷之间形成“键桥"连接，解决了有机硅改性醇酸树脂稳定性差，易出现相分离的问题，同时解决了引入有机硅造成的漆膜附着力差的问题。采用聚氨酯改性醇酸树脂，可以改善醇酸树脂的机械性能，耐候性和抗化学腐蚀性。
上述的水性汽车配件防腐涂料的制备方法，包括以下内容：
按配方量加入水性改性醇酸树脂、纳米浆，1000-1200转/分钟搅拌10-15分钟，加入二甲基乙醇胺、三聚磷酸铝、碳酸钙、去离子水、分散剂、消泡剂、防腐蚀剂，1000-1200转/分钟搅拌15-20分钟，用砂磨机研磨至30um以下，出料。
具体实施方式
基于本发明的设计思想，下面，结合具体的实施例对本发明的水性汽车配件防腐涂料做进一步的详细描述：
实施例1-3
水性改性醇酸树脂的制备：
采用下表所示的配方重量组成，制备水性改性醇酸树脂a、水性改性醇酸树脂b、水性改性醇酸树脂c。
水性改性醇酸树脂的制备方法如下：
步骤a：按配方量在反应器中加入脱水蓖麻油酸、苯酐、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二甲苯，通入氮气，加热到200-230℃反应，每隔30min测一次酸值；
步骤b：酸值降至8-12mgKOH/g时，降温到80-100℃，加入IPDI，氨丙基三乙氧基硅烷,反应2h；
步骤c：升温到200-230℃后，加入偏苯三酸酐，每隔30min测一次酸值，待酸值降到15-30mgKOH/g时，降温至100℃以下加入丙二醇甲醚醋酸酯进行稀释；
步骤d：降温到50℃以下加入三乙胺中和，调节PH为7-8，搅拌10min，加入蒸馏水调节至固含量为45％，搅拌15min后出料。
将上述制备的水性改性醇酸树脂a、水性改性醇酸树脂b、水性改性醇酸树脂c添加到涂料中，制备水性汽车配件防腐涂料。
水性汽车配件防腐涂料的制备方法，包括以下内容：
按配方量加入水性改性醇酸树脂、纳米浆，1000-1200转/分钟搅拌10-15分钟，加入二甲基乙醇胺、三聚磷酸铝、碳酸钙、去离子水、分散剂、消泡剂、防腐蚀剂，1000-1200转/分钟搅拌15-20分钟，用砂磨机研磨至30um以下，出料。
实施例1-3按照下表所示的配方重量组成制备而成。
对实施例1-3制备得到的水性汽车配件防腐涂料进行性能测试，检测结果如下表所示：

Claims (5)

1.一种水性汽车配件防腐涂料，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：
纳米浆 1-5份 水性改性醇酸树脂 25～29份 二甲基乙醇胺 1～2份 三聚磷酸铝 11～20份 碳酸钙 8～7份 去离子水 25～38份 消泡剂 1.3～2.8份 分散剂 2～2.5份 防腐蚀剂 1～2份
所述纳米浆包含纳米二氧化钛，所述纳米浆包含纳米氧化锌，所述纳米浆由以下方法制备而成：将纳米氧化锌：纳米二氧化钛：羟基丙烯酸酯：丙二醇甲醚醋酸酯按质量比为1：1：(0.1-0.2):(4.5-5)的比例用超声波搅拌分散20-30分钟；所述水性改性醇酸树脂为有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂；所述有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂由以下重量份数的原料制备而成：
脱水蓖麻油酸 25-29份 IPDI 5-8份 氨丙基三乙氧基硅烷 0.8-1.5份 二甲苯 5-8份 三羟甲基丙烷 18～20份 季戊四醇 7～8份 苯酐 15～20份 偏苯三酸酐 6～10份 丙二醇甲醚醋酸酯 18～22份
。
2.根据权利要求1所述的水性汽车配件防腐涂料，其特征在于：所述防腐蚀剂为法国先创COR CU。
3.根据权利要求1所述的水性汽车配件防腐涂料，其特征在于：所述消泡剂为BYK-080A，所述分散剂为BYK-306。
4.根据权利要求1所述的水性汽车配件防腐涂料，其特征在于：所述有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂由以下方法制备而成：
步骤a：在反应器中加入脱水蓖麻油酸、苯酐、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二甲苯，通入氮气，加热到200-230℃反应，每隔30min测一次酸值；
步骤b：酸值降至8-12mgKOH/g时，降温到80-100℃，加入IPDI，氨丙基三乙氧基硅烷,反应2h；
步骤c：升温到200-230℃后，加入偏苯三酸酐，每隔30min测一次酸值，待酸值降到15-30mgKOH/g时，降温至100℃以下加入丙二醇甲醚醋酸酯进行稀释；
步骤d：降温到50℃以下加入三乙胺中和，调节pH 为7-8，搅拌10min，加入蒸馏水调节至所需固含量，搅拌15min后出料。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的水性汽车配件防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下内容：
按配方量加入水性改性醇酸树脂、纳米浆，1000-1200转/分钟搅拌10-15分钟，加入二甲基乙醇胺、三聚磷酸铝、碳酸钙、去离子水、分散剂、消泡剂、防腐蚀剂，1000-1200转/分钟搅拌15-20分钟，用砂磨机研磨至30μ m 以下，出料。
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Denomination of invention: Waterborne anti-corrosion coating for automotive parts and its preparation method

Granted publication date: 20191115

License type: Common License

Record date: 20230814

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