CN111732856A - 一种可喷涂的多功能车用pvc塑溶胶组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可喷涂的多功能车用PVC塑溶胶组合物,它包括如下组分:8-15重量%均聚PVC糊树脂、5-13重量%氯醋共聚树脂、3-8重量%PVC掺混树脂、20-30重量%填料、30-35重量%增塑剂、3-7重量%饱和烷烃溶剂、3-6重量%空心玻璃微珠和10‑15重量%添加助剂,以车用塑溶胶组合物的总重量为基准。本发明车用PVC塑溶胶组合物是一种低密度、高强度和可喷涂的多功能车用涂料组合物。
Description
技术领域
本发明提供了一种多功能车用PVC涂料组合物,特别涉及一种可喷涂的多
功能车用PVC塑溶胶组合物。
背景技术
PVC塑溶胶作为目前汽车上使用量最大的胶黏剂产品,主要应用于车底涂料,门槛胶,粗密封和细密封。其不同应用位置,决定了其不同的性能要求。
CN 1982365A公开了一种用于车底喷涂的高触变性聚氯乙烯塑溶胶,该溶胶中含有20-30wt%的聚氯乙烯树脂,1.5-2wt%的二聚酸型聚酰胺、1.5-2wt%的封闭异氰酸酯,0.5-2wt%的触变剂,30-50wt%的填料和20-30wt%的增塑剂。
CN 101423685A提供了一种低成本的PVC防护涂料的制备方法,以涂料的总重量为基准,聚氯乙烯树脂的含量为5-15wt%、增塑剂含量为10-30wt%、触变剂含量为20-40wt%、填料含量为15-60wt%、增粘剂的含量为0.2-3wt%。
但是随着汽车工业的发展,对PVC塑溶胶的性能以及使用工艺提出了更高要求,该要求主要体现在对材料的轻量化需求,环保需求和多功能化需求三个方面。
CN 107841266A公开了一种汽车用低密度密封胶及其制备方法,该材料质量百分含量组成为邻苯二甲酸二异壬酯15-35%、环氧大豆油2-7%、分散剂0.5-1%,PVC共聚树脂8-15%、PVC均聚糊树脂10-25%、纳米碳酸钙5-18%,空心微球1-5%、聚酰胺促进剂0.5-10%、钛白粉0.2-5%、氧化钙2-6%、饱和烷烃溶剂1-15%。
普通车底抗石击涂料用量较大。降低其密度,对整车轻量化具有重大意义,CN1982365A和CN 101423685A所述材料,满足了车底抗石击涂料的各项性能指标,但其密度约为1.3-1.5g/cm3。
CN 107841266A所述材料,在传统密封胶的基础上降低了密度,但该材料施工性能较差,只能通过挤涂进行施工。不能实现喷涂作业,无法通过现有工艺作为车底抗石击涂料使用。
因此,本领域中迫切需要一种低密度、高强度和可喷涂的多功能车用涂料组合物。
发明内容
本发明的一个方面提供一种车用塑溶胶组合物,它包括如下组分:
以车用塑溶胶组合物的总重量为基准。
现有的车用塑溶胶,主要作为汽车焊缝密封胶和抗石击涂料两种功能材料使用,作为焊缝密封胶使用时,要求其具有良好的附着力,耐盐雾性和较高的强度;作为车底抗石击涂料使用时,要求其具有良好的附着力,抗石击能力和一定的强度。与现有车用焊缝密封胶相比,本发明的车用塑溶胶组合物以PVC掺混树脂替换了部分的PVC糊树脂,将其黏度由60000cp降低至10000cp以下,使其不仅可以进行挤涂,也可以满足喷涂工艺要求,在5000mpas压力下,其喷涂宽度可以达到28-36mm。同时,其强度也可以保持在1.5MPa以上,且具备300s以上的抗石击能力,该产品既可以作为焊缝密封胶使用,同时可以作为车底抗石击涂料使用。同时,由于掺混树脂的引入,本发明的车用塑溶胶组合物的粘度大幅降低,本发明的车用塑溶胶组合物中溶剂的配比也从15%降低到了7%以下,从而大大降低了VOC含量。
除此之外,本发明的车用塑溶胶组合物中添加的空心微珠材料,其中空结构内部填充了稀薄气体,提高了隔音效果,较传统车用涂料组合物获得了更好的NVH性能。
本发明中的空心微球填料体系,与传统的填料体系所制备的车用涂料组合物物理施工性能相似,主机厂无需对设备进行施工参数调整,更无需采购新设备,也无需重新调整施工参数该材料既可应用于汽车底盘防石击涂料,即可实现原材料更换的平滑过渡。
本发明车用塑溶胶组合物既可以作为焊缝密封胶通过挤涂施工用于车身焊缝的密封,也可以作为车底抗石击涂料通过无气喷涂用于汽车底盘防护,与普通车底抗石击涂料相比,该材料降低了材料密度,从而为整车轻量化和降低VOC作出贡献,与现有的低密度焊缝密封胶相比,该材料降低了其粘度,使其可以进行喷涂,实现了车用涂料组合物的多功能化。
具体实施方式
在本发明的一个优选实施方式中,本发明中所用的均聚PVC糊树脂由乳液法或微悬浮法生产,平均颗粒直径5~30μm或更小。
在本发明的一个优选实施方式中,本发明中所用的氯醋共聚树脂由氯乙烯单体跟醋酸乙烯酯在自由基引发剂的作用下乳液共聚而得,氯乙烯与醋酸乙烯酯的重量比为70-97%:3-30%,聚合度为800-1400。
在本发明的一个优选实施方式中,本发明中所用的PVC掺混树脂为PVC均聚掺混树脂和PVC共聚掺混树脂中的至少一种。它的粘度范围优选在90-125ml/g,K值优选介于57-75,更优选介于65-73之间,表观密度优选>=0.5kg/L,平均颗粒直径优选为10~80μm。
在本发明的一个优选实施方式中,本发明中所用的增塑剂是邻苯类增塑剂或非邻苯类增塑剂中的一种或二种。增塑剂的具体例子例如包括邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁苄酯、均苯四甲酸四异辛酯、乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三丁酯、磷酸三辛酯和磷酸二苯辛酯中的一种或多种。最优选的增塑剂是邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)或Dinch中的一种。
在本发明的一个优选实施方式中,本发明中所用的填料具有良好的剪切稀化效应和良好的触变性能,同时需具有较高的屈服应力。其粒径范围一般介于10-150nm之间,优选介于50-120nm之间,更优选介于60-90nm之间。它的实例例如包括纳米碳酸钙、纳米碳酸镁、纳米碳酸钡、纳米硫酸钡、纳米硫酸钙、气相二氧化硅和有机膨润土中的一种或几种。最优选的填料是纳米碳酸钙。
在本发明的一个优选实施方式中,本发明中所用的饱和烷烃溶剂的沸点≥200℃,芳烃含量小于0.2。
在本发明的一个优选实施方式中,本发明中所用的空心玻璃微珠是碱石灰硼硅酸盐空心玻璃微珠,其抗压轻度应大于4000PSI,平均粒度为15-85微米密度0.35-0.45g/ml。
在本发明的一个优选实施方式中,本发明中所用的添加助剂包括吸湿剂、热稳定剂、增粘剂、颜料或它们的混合物。它们各自的用量以不影响本发明车用塑溶胶组合物的性能为宜,一般它们的总用量不超过本发明车用塑溶胶组合物总重量的20%,优选不超过15%。
在本发明的一个特别优选实施方式中,本发明中所用的吸湿剂可以为氧化钙、氯化钙、三氧化二铁和硅胶中一种或多种。最优选的吸湿剂是氧化钙。吸湿剂的用量一般为0-8重量%,优选为0.2-5重量%,最优选为1-4重量%。
在本发明的一个特别优选实施方式中,本发明中所用的热稳定剂可以为二氧化钛、氧化锌、锌钡白、锑白中的一种或多种。最优选的热稳定剂是ZnO。热稳定剂的用量一般为0-8重量%,优选为0.2-5重量%,最优选为1-2重量%。
在本发明的一个特别优选实施方式中,本发明中所用的增粘剂可以为车用涂料中常用的各种增粘剂,如聚酰胺树脂和/或聚氨酯树脂。特别优选的增粘剂低分子量聚酰胺。增粘剂的用量一般为0-8重量%,优选为0.2-5重量%,最优选为1-2重量%。
在本发明的一个特别优选实施方式中,本发明中所用的颜料可以为车用涂料中常用的各种颜料。特别优选的颜料例如是炭黑。颜料的用量一般为0-8重量%,优选为0.2-5重量%,最优选为1-5重量%。
在本发明的一个特别优选实施方式中,本发明的车用塑溶胶组合物包括如下组分:
以车用塑溶胶组合物的总重量为基准。
在本发明的一个最优选实施方式中,本发明的车用塑溶胶组合物包括如下组分:
以车用塑溶胶组合物的总重量为基准。
本发明还提供了所述车用塑溶胶组合物的制备方法。将增塑剂加入反应罐中进行搅拌,在搅拌状态下分别加入饱和烷烃溶剂,增粘剂,吸湿剂,热稳定剂,填料,颜料、空心微珠,搅拌30分钟,期间保证罐内温度不超过35℃;继续保持搅拌状态下,分别加入PVC糊树脂,氯醋共聚树脂,PVC掺混树脂后,搅拌10-15分钟,期间保持罐内温度不高于35℃。
本发明车用塑溶胶组合物具有优异的可喷涂性、密封性、抗石击性、拉伸强度和断裂伸长率、附着性和耐候性。
实施例
如下的实施例仅用于说明和解释的目的,而不用于限制本发明保护范围的目的。
实施例1
按以下配方制备样品:按下表中所述的量将DINP加入实验分散砂磨机(型号:SDF400,佛山通广机电厂生产)中进行搅拌,在搅拌状态下分别按下表中所述的量加入D80,低分子量聚酰胺,CaO,ZnO,纳米碳酸钙,空心玻璃微珠,搅拌30分钟,期间保证罐内温度不超过35℃;继续保持搅拌状态下,分别按下表中所述的量加入均聚PVC糊树脂,氯醋共聚树脂,PVC掺混树脂后,搅拌10-15分钟,期间保持罐内温度不高于35℃。
实施例2
按与实施例1相同条件配制本实施例的车用塑溶胶组合物。
对比例1
按与实施例1相同条件配制本对比例的车用塑溶胶组合物。
性能测试实施例
测试上述样品的性能指标,检测结果及检测方法如下表所示:
本发明的车用塑溶胶组合物具有很好的抗石击性,常规施工条件下,PVC车底涂料的喷涂厚度为1.5-3mm,而其抗石击性能要求>300s。本发明车用塑溶胶组合物300μm厚度石击时间超过100s,500μm厚度石击时间超过300s,700μm厚度石击时间超过600s。(测试方法DIN EN 55996-1)。说明本发明车用塑溶胶组合物抗石击远远优于传统的抗石击涂料性能。
本发明的车用塑溶胶组合物具有很好的拉伸强度和断裂伸长率。普通焊缝密封胶和普通PVC车底涂料的拉伸强度要求大于1.0MPa,断裂伸长率要求大于100%,本发明车用塑溶胶组合物的拉伸强度在1.96MPa,断裂伸长率为230%,远大于标准值。
本发明车用塑溶胶组合物具有很好的附着性,与现有车用电泳材料如BASFCG800,PPG CR691,Axalta ES21等均能形成良好的粘接。
本发明的车用塑溶胶组合物具有很好的耐候性,经标准盐雾条件720小时后,产品附着力无明显下降,粘接电泳板划痕位置锈蚀<1mm。
本发明的车用塑溶胶组合物在低温条件下同样具有良好的附着力,经-40℃放置24小时,取出马上进行弯曲测试,产品与电泳板仍然有良好的附着力。
本发明的车用塑溶胶组合物具有较低的VOC排放量,其VOC排放量仅为2-5%,低于普通焊缝密封胶的5%和普通抗石击涂料的10%。
本发明的车用塑溶胶组合物,具有良好的施工性能,既可以进行挤涂,也可以进行喷涂,克服了传统焊缝密封胶粘度大只能通过挤涂进行施工的缺点。使其可同时满足焊缝密封胶和车底抗石击涂料两种材料的施工要求。
1.有益效果
本发明车用塑溶胶组合物具有如下优势效果:
1)本发明车用塑溶胶组合物同时满足焊缝密封胶和车底抗石击涂料的性能要求,通过以掺混树脂代替部分糊树脂,克服了传统焊缝密封胶粘度大难以进行喷涂的缺点。在5000mpas压力下,其喷涂宽度可以达到28-36mm。该产品既可以作为焊缝密封胶使用,同时可以作为车底抗石击涂料使用。实现了焊缝密封胶与彻底抗石击涂料的互通使用。
2)本发明克服了传统可喷涂车底涂料密度较大的缺点,使用空心微球填充体系,降低产品密度,有效降低单车使用量,最高可降低40%的使用量。达到整车降重目的,很好的满足了现有整车厂的车型减重需求。
3)本发明使用的空心微球填充体系,因微球的中空结构,可起到比现有技术产品更好的隔音作用,提高了整车NVH性能。
4)本发明以PVC掺混树脂替代了部分PVC糊树脂,由于PVC掺混树脂的引入,本发明车用塑溶胶组合物的粘度大幅降低,该车用塑溶胶组合物中溶剂的配比也从15%降低到了5%,从而大大降低了VOC含量
5)本发明充分利用了空心微球填料体系与活性纳米钙,重钙等填料体系物理施工性能相近的特点,无需整车厂对设备进行施工参数调整,更无需整车厂采购新设备,实现平滑过渡。
Claims (10)
2.如权利要求1所述的车用塑溶胶组合物,其特征在于,所述的均聚PVC糊树脂由乳液法或微悬浮法生产,平均颗粒直径5~30μm或更小。
3.如权利要求1所述的车用塑溶胶组合物,其特征在于,所述的氯醋共聚树脂由氯乙烯单体跟醋酸乙烯酯在自由基引发剂的作用下乳液共聚而得,氯乙烯与醋酸乙烯酯的重量比为70-97%:3-30%,聚合度为800-1400。
4.如权利要求1所述的车用塑溶胶组合物,其特征在于,所述的PVC掺混树脂是PVC均聚掺混树脂和PVC共聚掺混树脂中的至少一种,它的平均颗粒直径为10~80μm,K值为57-75之间。
5.如权利要求1所述的车用塑溶胶组合物,其特征在于,所述的增塑剂是邻苯类增塑剂或非邻苯类增塑剂中的一种或二种。
6.如权利要求1所述的车用塑溶胶组合物,其特征在于,所述的填料是纳米碳酸钙,粒径范围介于50-120nm之间。
7.如权利要求1所述的车用塑溶胶组合物,其特征在于,所述饱和烷烃溶剂的沸点≥200℃,芳烃含量小于0.2。
8.如权利要求1所述的车用塑溶胶组合物,其特征在于,所述的空心玻璃微珠是碱石灰硼硅酸盐空心玻璃微珠,其抗压轻度应大于4000PSI,平均粒度为。
9.如权利要求1所述的车用塑溶胶组合物,其特征在于,所述的添加助剂包括吸湿剂、热稳定剂、增粘剂、颜料或它们的混合物。
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