CN107267017B - 一种底盘装甲涂料及其制备方法 - Google Patents

一种底盘装甲涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于汽车底盘装甲领域，涉及一种汽车底盘装甲使用的丙烯酸酯/氟化石墨烯复合乳液涂料及其制备方法。按照重量份数计，其成分包括：水性乳液20～50份、功能填料15～35份、去离子水15～45份、分散剂1～5份、防沉剂0.5～1.5份、润湿剂0.1～1.5份、流平剂0.1～1.5份、增稠剂0.5～1.5份、消泡剂0.1～1.5份、助溶剂2～10份、防锈剂0.5～2份、空心玻璃微珠10～15份。其中，水性乳液为原位聚合法制备的丙烯酸酯/氟化石墨烯乳液，该方法克服氟化石墨烯界面间难于任意相互扩散，分散性差等缺点，通过该水性乳液来制备的汽车底盘装甲具有防污、防水、防油以及自清洁防腐防霉等功能。

Description

一种底盘装甲涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于汽车底盘装甲领域，涉及一种汽车底盘装甲使用的丙烯酸酯/氟化石墨烯复合乳液涂料及其制备方法。
背景技术
底盘装甲可防止飞石和沙砾的撞击，避免潮气、酸雨、人工除雪剂等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，同时弹性保护层能够减轻驾驶时道路和轮胎的噪音，提高车主的加速舒适度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种底盘装甲涂料及其制备方法，通过原位聚合插层法制备的丙烯酸酯/氟化石墨烯复合改性聚酯分散体，使底盘装甲涂料的自洁防污防腐效果好，抗冲击性能优异。
本发明的技术方案是：
一种底盘装甲涂料，按照重量份数计，其成分包括：
Figure BDA0001370003460000011
所述的底盘装甲涂料，水性乳液为原位聚合法制备的丙烯酸酯/氟化石墨烯乳液。
所述的底盘装甲涂料，丙烯酸酯为纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液、环氧丙烯酸酯乳液、聚氨酯丙烯酸酯或带有丙烯酸官能团的其它乳液。
所述的底盘装甲涂料，氟化石墨烯的氟化度为0.2～0.9，氟化石墨烯为1～10层。
所述的底盘装甲涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将去离子水、1/2的消泡剂、润湿剂、分散剂、助溶剂、防锈剂混合搅拌，然后依次加入功能填料、防沉剂分散均匀；
(2)将步骤(1)中分散均匀的物料磨细至35～80μm后，边搅拌边加入水性乳液、空心玻璃微珠、流平剂、剩余1/2的消泡剂、增稠剂，搅拌均匀，调整pH值为7～8，静置，过滤，包装，得到底盘装甲涂料。
6.根据权利要求5所述的底盘装甲涂料的制备方法，其特征在于，水性乳液为原位聚合法制备的丙烯酸酯/氟化石墨烯乳液，其制备方法如下：
a.采用机械分散方法将氟化石墨烯和醇溶剂充分混合，配制氟化石墨烯-醇溶液；
b.按重量份数计，将氟化石墨烯-醇溶液0.01～10份、45～50份的去离子水和丙烯酸酯20～50份、壬基酚聚氧乙烯醚0.1～0.5份、十二烷基苯磺酸钠0.1～0.5份、乙烯基磺酸钠0.2～0.6份，加入到乳化容器中，进行乳化后，再加入碳酸氢钠0.2～0.5份，搅拌均匀，将剩余的去离子水10～20份置于乳化容器中，水浴加热，当温度在45～55℃时，加入部分过硫酸钾0.1～0.3份，升温至85～90℃，保温0.5～1.5h；将剩余的过硫酸钾0.1～0.2份滴加于乳化容器中，滴加速度为100～150L/h，滴加完毕后，再恒温0.5～1.5h，冷却至40℃以下；加入氨水0.1～0.2份，调节pH值为7～8之间，即获得丙烯酸酯/氟化石墨烯乳液。
所述的底盘装甲涂料的制备方法，氟化石墨烯与醇溶剂质量比为1:2～1:200，氟化石墨烯与丙烯酸酯类单体的重量比为0.01～10:100。
所述的底盘装甲涂料的制备方法，机械分散方法包括高速剪切、机械搅拌、超声波震荡、振荡器震荡中的一种或两种以上。
所述的底盘装甲涂料的制备方法，醇溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、叔丁醇、丙三醇及其衍生醇类中的一种或两种以上复配，醇溶剂与丙烯酸酯的重量比为1:1～9。
所述的底盘装甲涂料的制备方法，丙烯酸酯/氟化石墨烯乳液中，丙烯酸酯重量百分含量为40～70％。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果是：
1、本发明丙烯酸酯/氟化石墨烯乳液涂料的制备方法，该方法采用原位聚合法，克服氟化石墨烯界面间难于任意相互扩散，分散性差等缺点，通过该水性乳液来制备的汽车底盘装甲具有防污、防水、防油以及自清洁防腐防霉等功能。
2、本发明是采用原位聚合法将单体溶液与氟化石墨烯进行预先混合，使单体分子插入氟化石墨烯层间，然后投入引发剂聚合，使得聚合反应在氟化石墨烯片层间进行，得到的反应液经过处理即可得到复合材料。另外，由于层间聚合放热产生的膨胀作用使得氟化石墨烯片层之间的间距扩张，有利于进一步的剥离，使得氟化石墨烯在基体中的分散性更均匀。
具体实施方式
在具体实施过程中，本发明底盘装甲涂料，其主要成分按照重量份数计，包括：水性乳液20～50份，功能填料15～35份，去离子水15～45份，分散剂1～5份，防沉剂0.5～1.5份，润湿剂0.1～1.5份，流平剂0.1～1.5份，增稠剂0.5～1.5份，消泡剂0.1～1.5份，助溶剂2～10份，防锈剂0.5～2份，空心玻璃微珠10～15份。
其中，水性乳液为原位聚合法制备的丙烯酸酯/氟化石墨烯乳液，丙烯酸酯为纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液、环氧丙烯酸酯乳液、聚氨酯丙烯酸酯或带有丙烯酸官能团的其它乳液。所用的氟化石墨烯的氟化度(即氟碳化合物CFx中x的值)为0.2～0.9，氟化石墨烯为1～10层。
其中，消泡剂为有机硅消泡剂；功能填料为云母粉或滑石粉等；分散剂为三聚磷酸钠；防沉剂为有机膨润土或气相二氧化硅；润湿剂为丙二醇；流平剂为聚二甲基硅氧烷；增稠剂为聚丙烯酰胺；助溶剂为苯甲酸钠；防锈剂为石油磺酸钠。
上述丙烯酸酯/氟化石墨烯乳液的制备方法如下：
a.采用机械分散方法将氟化石墨烯和醇溶剂充分混合，配制氟化石墨烯-醇溶液；其中，氟化石墨烯与醇溶剂质量比为1:2～1:200；机械分散方法包括高速剪切、机械搅拌、超声波震荡、振荡器震荡中的一种或两种以上。
b.按重量份数计，将氟化石墨烯-醇溶液0.01～10份、45～50份的去离子水和丙烯酸酯20～50份、壬基酚聚氧乙烯醚(表面活性剂)0.1～0.5份、十二烷基苯磺酸钠(非离子型乳化剂)0.1～0.5份、乙烯基磺酸钠(反应性乳化剂)0.2～0.6份，加入到乳化容器中，进行乳化后，再加入碳酸氢钠(缓冲剂)0.2～0.5份，搅拌均匀，将剩余的去离子水10～20份置于乳化容器中，水浴加热，当温度在50℃时，加入部分过硫酸钾(引发剂)0.1～0.3份，升温至88℃之间，保温1h；将剩余的过硫酸钾0.1～0.2份滴加于乳化容器中，滴加速度为120L/h，滴加完毕后，再恒温1h，冷却至40℃以下；加入氨水0.1～0.2份，调节pH值为7～8之间，即获得丙烯酸酯/氟化石墨烯乳液。
上述底盘装甲涂料的制备方法如下：
(1)将去离子水、1/2的消泡剂、润湿剂、分散剂、助溶剂、防锈剂混合搅拌，然后依次加入功能填料、防沉剂分散均匀。
(2)将步骤(1)中分散均匀的物料磨细后，边搅拌边加入水性乳液、空心玻璃微珠、流平剂、剩余1/2的消泡剂、增稠剂，搅拌均匀，调整pH值，静置，过滤，包装，得到所述底盘装甲涂料。
下面列举一部分具体实施例对本发明进行说明，有必要在此指出的是以下具体实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表对本发明保护范围的限制。在不脱离本发明原理的前提下，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1
本实施例中，水性乳液为原位聚合法制备的丙烯酸酯/氟化石墨烯乳液，其制备方法如下：
a.采用机械分散方法将氟化石墨烯和丙三醇溶剂充分混合，配制氟化石墨烯-醇溶液，氟化石墨烯与丙三醇溶液的质量比为1:20；
b.将氟化石墨烯-醇溶液5份、45份的去离子水和丙烯酸丁酯11份、甲基丙烯酸甲酯10份、壬基酚聚氧乙烯醚(表面活性剂)0.1份、十二烷基苯磺酸钠(非离子型乳化剂)0.1份、乙烯基磺酸钠(反应性乳化剂)0.2份，加入到乳化容器中，进行乳化后，再加入碳酸氢钠(缓冲剂)0.2份，搅拌均匀，将剩余的去离子水10份置于乳化容器中，水浴加热，当温度在50℃时，加入部分过硫酸钾(引发剂)0.1份，升温至88℃，保温1h；将剩余的过硫酸钾0.1份滴加于乳化容器中，滴加速度为120L/h，滴加完毕后，再恒温1h，冷却至40℃以下；加入氨水0.1份，调节pH值为8，即获得丙烯酸酯/氟化石墨烯乳液。
本实施例中，底盘装甲涂料的制备方法如下：
(1)按重量份数计，将去离子水20份、消泡剂0.05份、润湿剂0.1份、分散剂1份、助溶剂2份、防锈剂0.5份混合搅拌，然后依次加入功能填料15份、防沉剂0.5份分散均匀。
(2)按重量份数计，将步骤(1)中分散均匀的物料磨细后，边搅拌边加入水性乳液20份、空心玻璃微珠10份、流平剂0.1份、剩余消泡剂0.05份、增稠剂0.5份，搅拌均匀，调整pH值为8，静置，过滤，包装，得到所述底盘装甲涂料，其技术指标如下：
项目 技术指标 检测标准
期末外观 漆膜平整
VOC(g/L) ≤80 GB18582-2008
抗石击碎裂性试验 2kg压力，60min涂层不露底 ASTM D 3170
摆杆强度 ＞0.4 GB1730
附着力(级) 1 GB1720
柔韧性/mm 1 GB/T 1731
中性盐雾(240h) 无变化 GB/T1771-2007
冲击强度(kg·cm) 60 GB/T1732-93
实施例2
本实施例中，水性乳液为原位聚合法制备的丙烯酸酯/氟化石墨烯乳液，其制备方法如下：
a.采用机械分散方法将氟化石墨烯和丙三醇溶剂充分混合，配制氟化石墨烯-醇溶液，氟化石墨烯与丙三醇溶液的质量比为1:20；
b.将氟化石墨烯-醇溶液10份、50份的去离子水和丙烯酸丁酯12份、甲基丙烯酸甲酯11份、壬基酚聚氧乙烯醚(表面活性剂)0.2份、十二烷基苯磺酸钠(非离子型乳化剂)0.2份、乙烯基磺酸钠(反应性乳化剂)0.3份，加入到乳化容器中，进行乳化后，再加入碳酸氢钠(缓冲剂)0.2份，搅拌均匀，将剩余的去离子水10份置于乳化容器中，水浴加热，当温度在50℃时，加入部分过硫酸钾(引发剂)0.1份，升温至85℃，保温1h；将剩余的过硫酸钾0.1份滴加于乳化容器中，滴加速度为120L/h，滴加完毕后，再恒温1h，冷却至40℃以下；加入氨水0.1份，调节pH值为7.5，即获得丙烯酸酯/氟化石墨烯乳液。
本实施例中，底盘装甲涂料的制备方法如下：
(1)按重量份数计，将去离子水30份、消泡剂0.05份、润湿剂0.2份、分散剂1份、助溶剂2份、防锈剂0.5份混合搅拌，然后依次加入功能填料20份、防沉剂0.3份分散均匀。
(2)按重量份数计，将步骤(1)中分散均匀的物料磨细后，边搅拌边加入水性乳液20份、空心玻璃微珠12份、流平剂0.1份、剩余消泡剂0.05份、增稠剂0.5份，搅拌均匀，调整pH值为7.5，静置，过滤，包装，得到所述底盘装甲涂料，其技术指标如下：
项目 技术指标 检测标准
期末外观 漆膜平整
VOC(g/L) ≤80 GB18582-2008
抗石击碎裂性试验 2kg压力，60min涂层不露底 ASTM D 3170
摆杆强度 ＞0.4 GB1730
附着力(级) 1 GB1720
柔韧性/mm 1 GB/T 1731
中性盐雾(240h) 无变化 GB/T1771-2007
冲击强度(kg·cm) 60 GB/T1732-93
实施例结果表明，氟化石墨烯是一种二维平面结构，其中碳原子和氟原子是以共价键的形式结合的。作为石墨烯的新型衍生物，氟化石墨烯具有表面能低、疏水性强及带隙宽等优异的物理化学性能。丙烯酸酯/氟化石墨烯乳液涂料制作的底盘装甲具备很强的防腐隔绝，声学阻尼作用，同时增加的疏水性，提高底盘装甲的抗污、抗结冰等功能。

Claims (6)

1.一种底盘装甲涂料，其特征在于，按照重量份数计，其成分包括：
水性乳液为原位聚合法制备的丙烯酸酯/氟化石墨烯乳液，其制备方法如下：
a.采用机械分散方法将氟化石墨烯和醇溶剂充分混合，配制氟化石墨烯-醇溶液；
b.按重量份数计，将氟化石墨烯-醇溶液0.01～10份、45～50份的去离子水和丙烯酸酯20～50份、壬基酚聚氧乙烯醚0.1～0.5份、十二烷基苯磺酸钠0.1～0.5份、乙烯基磺酸钠0.2～0.6份，加入到乳化容器中，进行乳化后，再加入碳酸氢钠0.2～0.5份，搅拌均匀，将剩余的去离子水10～20份置于乳化容器中，水浴加热，当温度在45～55℃时，加入部分过硫酸钾0.1～0.3份，升温至85～90℃，保温0.5～1.5h；将剩余的过硫酸钾0.1～0.2份滴加于乳化容器中，滴加速度为100～150L/h，滴加完毕后，再恒温0.5～1.5h，冷却至40℃以下；加入氨水0.1～0.2份，调节pH值为7～8之间，即获得丙烯酸酯/氟化石墨烯乳液；
丙烯酸酯为纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液、环氧丙烯酸酯乳液、聚氨酯丙烯酸酯或带有丙烯酸官能团的其它乳液；
氟化石墨烯的氟化度为0.2～0.9，氟化石墨烯为1～10层。
2.一种权利要求1所述的底盘装甲涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将去离子水、1/2的消泡剂、润湿剂、分散剂、助溶剂、防锈剂混合搅拌，然后依次加入功能填料、防沉剂分散均匀；
(2)将步骤(1)中分散均匀的物料磨细至35～80μm后，边搅拌边加入水性乳液、空心玻璃微珠、流平剂、剩余1/2的消泡剂、增稠剂，搅拌均匀，调整pH值为7～8，静置，过滤，包装，得到底盘装甲涂料。
3.根据权利要求2所述的底盘装甲涂料的制备方法，其特征在于，氟化石墨烯与醇溶剂质量比为1:2～1:200，氟化石墨烯与丙烯酸酯类单体的重量比为0.01～10:100。
4.根据权利要求2所述的底盘装甲涂料的制备方法，其特征在于，机械分散方法包括高速剪切、机械搅拌、超声波震荡、振荡器震荡中的一种或两种以上。
5.根据权利要求2所述的底盘装甲涂料的制备方法，其特征在于，醇溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、叔丁醇、丙三醇及其衍生醇类中的一种或两种以上复配，醇溶剂与丙烯酸酯的重量比为1:1～9。
6.根据权利要求2所述的底盘装甲涂料的制备方法，其特征在于，丙烯酸酯/氟化石墨烯乳液中，丙烯酸酯重量百分含量为40～70％。
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