CN109825171A - 一种汽车底盘防护用水性涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂料制备技术领域，具体涉及一种汽车底盘防护用水性涂料及其制备方法；由以下原料组分组成：水溶性环氧丙烯酸树脂、聚丙烯酸酯乳液、异辛酸锌、海藻酸钠、六亚甲基二异氰酸酯、纳米碳化硅、滑石粉、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、电气石粉、负离子粉、防锈颜料、分散剂、成膜助剂、流平剂、消泡剂和去离子水；本发明制备的涂料具有很好的耐腐蚀性能；在过硫酸钾的作用下使得羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯与环氧丙烯酸树脂、六亚甲基二异氰酸酯发生交联反应，生成结构更加稳定的三维网络结构，三者之间通过共价键相连接，通过接枝羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯使得涂料对金属的附着力显著增强，能减小漆膜脱落的现象。

Description

一种汽车底盘防护用水性涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料制备技术领域，具体涉及一种汽车底盘防护用水性涂料及其制备方法。

背景技术

涂料，是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。中国涂料界比较权威的《涂料工艺》一书的定义为：“涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。”涂料早期大多以植物油为主要原料，故被叫做“油漆”。不论是传统的以天然物质为原料的涂料产品，还是现代发展中的以合成化工产品为原料的涂料产品，都属于有机化工高分子材料，所形成的涂膜属于高分子化合物类型。按照现代通行的化工产品的分类，涂料属于精细化工产品。

汽车作为现在常见的交通工具实用十分便利，但是汽车底盘的底部经常会与路面的积水接触，因此汽车底盘表面经常需要喷涂一层涂料，以此来减缓其被锈蚀的速度。但是现有的汽车用涂料的磨损性、附着性和抗菌性均有待提高。基于此种情况，提供一种磨损性好、附着性优和抗菌性好的汽车底盘防护用水性涂料成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种汽车底盘防护用水性涂料及其制备方法，用于解决背景技术中所提出的技术问题。

为了达到上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种汽车底盘防护用水性涂料，由以下质量份数的原料组分组成：水溶性环氧丙烯酸树脂60-75份、聚丙烯酸酯乳液30-40份、异辛酸锌15-20份、海藻酸钠8-14份、六亚甲基二异氰酸酯12-18份、纳米碳化硅10-14份、滑石粉15-20份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯13-18份、电气石粉10-15份、负离子粉8-10份、防锈颜料5-7份、分散剂1.5-1.8份、成膜助剂1.8-2.4份、流平剂2.0-2.5份、消泡剂1.8-2.5份和去离子水17-25份。

更进一步地，所述防锈颜料选用磷酸锌或锌黄。

更进一步地，所述分散剂选用三乙基己基磷酸或脂肪酸聚乙二醇酯。

更进一步地，所述成膜助剂选用丙二醇甲醚醋酸酯。

更进一步地，所述流平剂选用乙二醇单丁醚或丙烯酸共聚物。

更进一步地，所述消泡剂选用聚氧丙烯甘油醚或聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。

一种汽车底盘防护用水性涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将海藻酸钠、滑石粉、电气石粉、负离子粉和防锈颜料分别置于研磨机中研磨成大小为150-300目的粉末；分别保存，备用；

S2、将水溶性环氧丙烯酸树脂和聚丙烯酸酯乳液置于反应釜内，并向其中加入过硫酸钾和异辛酸锌，并将温度设为50-65℃，预热 15-25min，然后向反应釜中加入六亚甲基二异氰酸酯、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯和二分之一分散剂，以200-300r/min的速度搅拌5min 后，调节反应釜内的温度至70-80℃，在此温度下反应200-240min，所得记为混合组分A；

S3、向S2中所得的混合组分中加入S1中所得的防锈颜料粉末，超声混合均匀后制得混合浆料，然后将所得的混合浆料转入砂磨机中进行研磨处理，所得记为混合B；

S4、向S3中所得的混合组分B中加入S1中所得的海藻酸钠粉末、纳米碳化硅、滑石粉末、电气石粉、负离子粉、余量的分散剂和去离子水，预混合搅拌均匀后，再依次将消泡剂、流平剂份和成膜助剂加入其中，超声混合25-40min，所得记为涂料粗产品；

S5、通过涂-4杯测量方法对S4中所得的涂料粗产品的粘度值进行测量，并使涂料粗产品的粘度控制在120-150s；然后用细目滤网对涂料粗产品进行过滤处理，并将其温度升至60-70℃，同时，通过超声震荡处理，将涂料内的气泡充分赶出，其中超声波震荡的时间为 40-50min；

S6、对S5所得的涂料粗产品的各项理化性能进行检测，检测合格后进行封装，即得汽车底盘防护用水性涂料。

采用上述的技术方案，本发明达到的有益效果是：

1、本发明中以水溶性环氧丙烯酸树脂、聚丙烯酸酯乳液、异辛酸锌、六亚甲基二异氰酸酯和羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯作为制备水性涂料的原料；使得制备的涂料不仅具有很好的耐腐蚀性能；同时在过硫酸钾的作用下使得羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯与环氧丙烯酸树脂、六亚甲基二异氰酸酯发生交联反应，生成结构更加稳定的三维网络结构，三者之间通过共价键相连接，通过接枝羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯使得涂料对金属的附着力显著增强，能减小漆膜脱落的现象。再者，异辛酸锌能促进六亚甲基二异氰酸酯和羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯之间的交联，缩短了交联的时间，即缩短了涂料的生产时间，提高了涂料的生产效率。

2、防锈颜料能在一定程度上减缓汽车底盘被锈蚀的速度；而且，电气石粉和负离子粉的配合使用能显著地提高涂料的杀菌性能，避免了微生物在涂料薄膜表面滋生，减小其对涂料薄膜的破坏。通过防锈颜料、电气石粉和负离子粉三者之间的相互配合能显著延长涂料薄膜的使用寿命。

3、纳米碳化硅的使用不仅提高了涂料的耐磨性能，而且还使得涂料的热膨胀系数减小；其与羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯之间相互配合，使得即使在炎热的夏季涂料也不会因温度过高而发生起皮的现象，有效地延长涂料对汽车底盘的保护作用，同时也延长汽车底盘的使用寿命。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种汽车底盘防护用水性涂料，由以下质量份数的原料组分组成：水溶性环氧丙烯酸树脂65份、聚丙烯酸酯乳液30份、异辛酸锌 17份、海藻酸钠8份、六亚甲基二异氰酸酯14份、纳米碳化硅10 份、滑石粉17份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯13份、电气石粉12 份、负离子粉8份、防锈颜料5.5份、分散剂1.5份、成膜助剂2.0 份、流平剂2.0份、消泡剂2.0份和去离子水17份。

防锈颜料选用磷酸锌。

分散剂选用三乙基己基磷酸。

成膜助剂选用丙二醇甲醚醋酸酯。

流平剂选用乙二醇单丁醚。

消泡剂选用聚氧丙烯甘油醚。

一种汽车底盘防护用水性涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将海藻酸钠、滑石粉、电气石粉、负离子粉和防锈颜料分别置于研磨机中研磨成大小为150目的粉末；分别保存，备用；

S2、将水溶性环氧丙烯酸树脂和聚丙烯酸酯乳液置于反应釜内，并向其中加入过硫酸钾和异辛酸锌，并将温度设为50℃，预热15min，然后向反应釜中加入六亚甲基二异氰酸酯、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯和二分之一分散剂，以200r/min的速度搅拌5min后，调节反应釜内的温度至70℃，在此温度下反应200min，所得记为混合组分A；

S3、向S2中所得的混合组分中加入S1中所得的防锈颜料粉末，超声混合均匀后制得混合浆料，然后将所得的混合浆料转入砂磨机中进行研磨处理，所得记为混合B；

S4、向S3中所得的混合组分B中加入S1中所得的海藻酸钠粉末、纳米碳化硅、滑石粉末、电气石粉、负离子粉、余量的分散剂和去离子水，预混合搅拌均匀后，再依次将消泡剂、流平剂份和成膜助剂加入其中，超声混合25min，所得记为涂料粗产品；

S5、通过涂-4杯测量方法对S4中所得的涂料粗产品的粘度值进行测量，并使涂料粗产品的粘度控制在120s；然后用细目滤网对涂料粗产品进行过滤处理，并将其温度升至60℃，同时，通过超声震荡处理，将涂料内的气泡充分赶出，其中超声波震荡的时间为40min；

S6、对S5所得的涂料粗产品的各项理化性能进行检测，检测合格后进行封装，即得汽车底盘防护用水性涂料。

实施例2：

一种汽车底盘防护用水性涂料，由以下质量份数的原料组分组成：水溶性环氧丙烯酸树脂60份、聚丙烯酸酯乳液35份、异辛酸锌 15份、海藻酸钠10份、六亚甲基二异氰酸酯12份、纳米碳化硅12 份、滑石粉15份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯15份、电气石粉10 份、负离子粉8.5份、防锈颜料5份、分散剂1.6份、成膜助剂1.8 份、流平剂2.2份、消泡剂1.8份和去离子水20份。

防锈颜料选用锌黄。

分散剂选用脂肪酸聚乙二醇酯。

成膜助剂选用丙二醇甲醚醋酸酯。

流平剂选用丙烯酸共聚物。

消泡剂选用聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。

一种汽车底盘防护用水性涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将海藻酸钠、滑石粉、电气石粉、负离子粉和防锈颜料分别置于研磨机中研磨成大小为200目的粉末；分别保存，备用；

S2、将水溶性环氧丙烯酸树脂和聚丙烯酸酯乳液置于反应釜内，并向其中加入过硫酸钾和异辛酸锌，并将温度设为55℃，预热20min，然后向反应釜中加入六亚甲基二异氰酸酯、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯和二分之一分散剂，以240r/min的速度搅拌5min后，调节反应釜内的温度至75℃，在此温度下反应220min，所得记为混合组分A；

S3、向S2中所得的混合组分中加入S1中所得的防锈颜料粉末，超声混合均匀后制得混合浆料，然后将所得的混合浆料转入砂磨机中进行研磨处理，所得记为混合B；

S4、向S3中所得的混合组分B中加入S1中所得的海藻酸钠粉末、纳米碳化硅、滑石粉末、电气石粉、负离子粉、余量的分散剂和去离子水，预混合搅拌均匀后，再依次将消泡剂、流平剂份和成膜助剂加入其中，超声混合30min，所得记为涂料粗产品；

S5、通过涂-4杯测量方法对S4中所得的涂料粗产品的粘度值进行测量，并使涂料粗产品的粘度控制在130s；然后用细目滤网对涂料粗产品进行过滤处理，并将其温度升至65℃，同时，通过超声震荡处理，将涂料内的气泡充分赶出，其中超声波震荡的时间为45min；

S6、对S5所得的涂料粗产品的各项理化性能进行检测，检测合格后进行封装，即得汽车底盘防护用水性涂料。

实施例3：

一种汽车底盘防护用水性涂料，由以下质量份数的原料组分组成：水溶性环氧丙烯酸树脂75份、聚丙烯酸酯乳液38份、异辛酸锌 20份、海藻酸钠12份、六亚甲基二异氰酸酯18份、纳米碳化硅13 份、滑石粉20份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯17份、电气石粉15 份、负离子粉9份、防锈颜料7份、分散剂1.7份、成膜助剂2.4份、流平剂2.4份、消泡剂2.5份和去离子水23份。

防锈颜料选用磷酸锌。

分散剂选用三乙基己基磷酸。

成膜助剂选用丙二醇甲醚醋酸酯。

流平剂选用乙二醇单丁醚。

消泡剂选用聚氧丙烯甘油醚。

一种汽车底盘防护用水性涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将海藻酸钠、滑石粉、电气石粉、负离子粉和防锈颜料分别置于研磨机中研磨成大小为250目的粉末；分别保存，备用；

S2、将水溶性环氧丙烯酸树脂和聚丙烯酸酯乳液置于反应釜内，并向其中加入过硫酸钾和异辛酸锌，并将温度设为60℃，预热25min，然后向反应釜中加入六亚甲基二异氰酸酯、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯和二分之一分散剂，以280r/min的速度搅拌5min后，调节反应釜内的温度至75℃，在此温度下反应230min，所得记为混合组分A；

S3、向S2中所得的混合组分中加入S1中所得的防锈颜料粉末，超声混合均匀后制得混合浆料，然后将所得的混合浆料转入砂磨机中进行研磨处理，所得记为混合B；

S4、向S3中所得的混合组分B中加入S1中所得的海藻酸钠粉末、纳米碳化硅、滑石粉末、电气石粉、负离子粉、余量的分散剂和去离子水，预混合搅拌均匀后，再依次将消泡剂、流平剂份和成膜助剂加入其中，超声混合35min，所得记为涂料粗产品；

S5、通过涂-4杯测量方法对S4中所得的涂料粗产品的粘度值进行测量，并使涂料粗产品的粘度控制在140s；然后用细目滤网对涂料粗产品进行过滤处理，并将其温度升至65℃，同时，通过超声震荡处理，将涂料内的气泡充分赶出，其中超声波震荡的时间为50min；

S6、对S5所得的涂料粗产品的各项理化性能进行检测，检测合格后进行封装，即得汽车底盘防护用水性涂料。

实施例4：

一种汽车底盘防护用水性涂料，由以下质量份数的原料组分组成：水溶性环氧丙烯酸树脂70份、聚丙烯酸酯乳液40份、异辛酸锌 18份、海藻酸钠14份、六亚甲基二异氰酸酯16份、纳米碳化硅14 份、滑石粉19份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯18份、电气石粉14 份、负离子粉10份、防锈颜料6份、分散剂1.8份、成膜助剂2.2 份、流平剂2.5份、消泡剂2.3份和去离子水25份。

防锈颜料选用锌黄。

分散剂选用脂肪酸聚乙二醇酯。

成膜助剂选用丙二醇甲醚醋酸酯。

流平剂选用丙烯酸共聚物。

消泡剂选用聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。

一种汽车底盘防护用水性涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将海藻酸钠、滑石粉、电气石粉、负离子粉和防锈颜料分别置于研磨机中研磨成大小为300目的粉末；分别保存，备用；

S2、将水溶性环氧丙烯酸树脂和聚丙烯酸酯乳液置于反应釜内，并向其中加入过硫酸钾和异辛酸锌，并将温度设为65℃，预热25min，然后向反应釜中加入六亚甲基二异氰酸酯、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯和二分之一分散剂，以300r/min的速度搅拌5min后，调节反应釜内的温度至80℃，在此温度下反应240min，所得记为混合组分A；

S3、向S2中所得的混合组分中加入S1中所得的防锈颜料粉末，超声混合均匀后制得混合浆料，然后将所得的混合浆料转入砂磨机中进行研磨处理，所得记为混合B；

S4、向S3中所得的混合组分B中加入S1中所得的海藻酸钠粉末、纳米碳化硅、滑石粉末、电气石粉、负离子粉、余量的分散剂和去离子水，预混合搅拌均匀后，再依次将消泡剂、流平剂份和成膜助剂加入其中，超声混合40min，所得记为涂料粗产品；

S5、通过涂-4杯测量方法对S4中所得的涂料粗产品的粘度值进行测量，并使涂料粗产品的粘度控制在150s；然后用细目滤网对涂料粗产品进行过滤处理，并将其温度升至70℃，同时，通过超声震荡处理，将涂料内的气泡充分赶出，其中超声波震荡的时间为50min；

S6、对S5所得的涂料粗产品的各项理化性能进行检测，检测合格后进行封装，即得汽车底盘防护用水性涂料。

检测结果：

对市售某品牌汽车底盘防护用水性涂料(对比例)和本发明制备的汽车底盘防护用水性涂料(实施例)进行性能测定，结果见下表：

注：

1、根据国标GB/T 1768-2006对其耐冲击性和耐磨损性进行检测。

2、附着力测定按GB/T 1720的规定执行。

从表格中的数据可以看出，通过本发明制备的汽车底盘防护用水性涂料的耐磨损性、附着性和抗菌性均优于市售某品牌汽车底盘防护用水性涂料。

从检测结果表格可知：不抗菌的涂料会造成微生物滋生，微生物滋生不仅会损伤喷涂在汽车车身的涂料薄膜，这样会使得汽车车身直接暴露在空气中，加速汽车车身锈蚀的速度，而且微生物还会对汽车车身进行损坏，因此，本发明通过接枝羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯使得涂料对金属的附着力显著增强，能减小漆膜脱落的现象。再者，异辛酸锌能促进六亚甲基二异氰酸酯和羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯之间的交联，缩短了交联的时间，即缩短了涂料的生产时间，提高了涂料的生产效率。且防锈颜料能在一定程度上减缓汽车底盘被锈蚀的速度；而且，电气石粉和负离子粉的配合使用能显著地提高涂料的杀菌性能，避免了微生物在涂料薄膜表面滋生，减小其对涂料薄膜的破坏。通过防锈颜料、电气石粉和负离子粉三者之间的相互配合，提高了本涂料的抗菌性能，进一步延长了涂料薄膜的使用寿命。

上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种汽车底盘防护用水性涂料，其特征在于，由以下质量份数的原料组分组成：水溶性环氧丙烯酸树脂60-75份、聚丙烯酸酯乳液30-40份、异辛酸锌15-20份、海藻酸钠8-14份、六亚甲基二异氰酸酯12-18份、纳米碳化硅10-14份、滑石粉15-20份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯13-18份、电气石粉10-15份、负离子粉8-10份、防锈颜料5-7份、分散剂1.5-1.8份、成膜助剂1.8-2.4份、流平剂2.0-2.5份、消泡剂1.8-2.5份和去离子水17-25份。

2.根据权利要求1所述的一种汽车底盘防护用水性涂料，其特征在于：所述防锈颜料选用磷酸锌或锌黄。

3.根据权利要求1所述的一种汽车底盘防护用水性涂料，其特征在于：所述分散剂选用三乙基己基磷酸或脂肪酸聚乙二醇酯。

4.根据权利要求1所述的一种汽车底盘防护用水性涂料，其特征在于：所述成膜助剂选用丙二醇甲醚醋酸酯。

5.根据权利要求1所述的一种汽车底盘防护用水性涂料，其特征在于：所述流平剂选用乙二醇单丁醚或丙烯酸共聚物。

6.根据权利要求1所述的一种汽车底盘防护用水性涂料，其特征在于：所述消泡剂选用聚氧丙烯甘油醚或聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。

7.根据权利要求1所述的一种汽车底盘防护用水性涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将海藻酸钠、滑石粉、电气石粉、负离子粉和防锈颜料分别置于研磨机中研磨成大小为150-300目的粉末；分别保存，备用；

S2、将水溶性环氧丙烯酸树脂和聚丙烯酸酯乳液置于反应釜内，并向其中加入过硫酸钾和异辛酸锌，并将温度设为50-65℃，预热15-25min，然后向反应釜中加入六亚甲基二异氰酸酯、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯和二分之一分散剂，以200-300r/min的速度搅拌5min后，调节反应釜内的温度至70-80℃，在此温度下反应200-240min，所得记为混合组分A；

S3、向S2中所得的混合组分中加入S1中所得的防锈颜料粉末，超声混合均匀后制得混合浆料，然后将所得的混合浆料转入砂磨机中进行研磨处理，所得记为混合B；

S4、向S3中所得的混合组分B中加入S1中所得的海藻酸钠粉末、纳米碳化硅、滑石粉末、电气石粉、负离子粉、余量的分散剂和去离子水，预混合搅拌均匀后，再依次将消泡剂、流平剂份和成膜助剂加入其中，超声混合25-40min，所得记为涂料粗产品；

S5、通过涂-4杯测量方法对S4中所得的涂料粗产品的粘度值进行测量，并使涂料粗产品的粘度控制在120-150s；然后用细目滤网对涂料粗产品进行过滤处理，并将其温度升至60-70℃，同时，通过超声震荡处理，将涂料内的气泡充分赶出，其中超声波震荡的时间为40-50min；

S6、对S5所得的涂料粗产品的各项理化性能进行检测，检测合格后进行封装，即得汽车底盘防护用水性涂料。