CN114656852A - 一种耐久性汽车漆的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及车用技术的领域，具体公开了一种耐久性汽车漆的制备工艺；其制备方法为：第一步，先将微胶化丙烯酸树脂、HDI三聚体以及对氯间二甲基苯酚进行混合形成乳胶液；第二步，将填料加入到乳胶液中；第三步，将第二步制得的乳胶液搅拌，然后加入水，降温获得水性乳胶液；第四步，将第三步制备好的水性乳胶液与抗氧化剂混合用球磨机中球磨得混合物；第五步，球磨完毕加入水搅拌即可得到耐久性汽车漆。本申请的耐久性汽车漆的制备工艺可用于汽车涂料的制备，其具有提高汽车涂料抗氧化以及抗紫外线优点。

Description

一种耐久性汽车漆的制备工艺

技术领域

本申请涉及车用技术的领域，更具体地说，它涉及一种耐久性汽车漆的制备工艺。

背景技术

目前巨大的汽车产销市场必将带动汽车涂料的迅速发展，庞大的汽车保有量，为车用涂料提供了一个广阔的发展空间，汽车涂料用量急剧增长，汽车漆的性能的主要特点：漆膜丰满度好，光泽高，硬度高，附着力好，漆膜具有优良的机械性能，有极好的光泽保持性、耐候性、耐磨性，具有良好的耐酸、耐碱、耐酒精、耐汽油性能。

汽车漆包括溶剂型涂料以及水性涂料。水性涂料以水作溶剂,节省大量资源；消除了施工时火灾危险性；降低了对大气污染；仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂，改善了作业环境条件。一般的水性涂料有机溶剂在5％～15％之间，而阴极电泳涂料已降至1.2％以下，对降低污染节省。水性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工；对材质表面适应性好,涂层附着力强。涂装工具可用水清洗,大大减少清洗溶剂的消耗,并有效减少对施工人员的伤害。电泳涂膜均匀、平整。展平性好；内腔、焊缝、棱角、棱边部位都能涂上一定厚度的涂膜,有很好的防护性；电泳涂膜有最好的耐腐蚀性。

然而，现有的汽车漆内含有水汽，如果汽车漆内含有水汽未挥发时，如受到天气气温及底层水汽膨胀的作用，将漆膜顶起，而形成漆泡，使漆膜发生破裂。

发明内容

为了解决现有的汽车漆易出现漆泡的问题，本申请提供一种耐久性汽车漆的制备工艺。

本申请提供的一种耐久性汽车漆的制备工艺采用如下的技术方案：

一种耐久性汽车漆的制备工艺，第一步，先将微胶化丙烯酸树脂、HDI三聚体、对氯间二甲基苯酚以及表面活性剂同时进行混合，充分搅拌形成乳胶液；第二步，将填料加入到乳胶液中搅拌，第一次抽真空；第三步，将第二步制得的乳胶液升温搅拌，第二次抽真空，第二次抽真空的负压值比第一次抽真空的负压值大，然后停止搅拌，然后加入水，降温冷却，第三次抽真空，第三次抽真空的负压值比第一次抽真空的负压值小，可获得外观为乳白不透明或半透明低粘度液体的水性乳胶液；第四步，将第三步制备好的水性乳胶液与抗氧化剂混合用球磨，得混合物；第五步，球磨完毕加入水搅拌得到耐久性汽车漆。

通过采用上述技术方案，第二步在乳胶液内加入填料，使乳胶液混入空气，进行第一次抽真空，负压值为-0.06MPA；乳胶液进行升温，乳胶液中的气泡会随着升温而逸出，进行第二次抽真空，相比之前的负压值增大，减少抽真空时发生倒吸的概率，此次的负压值为-0.08MPA；加水降温产品中继续混入空气，进行第三次抽负压，负压值为-0.04MPA，不断对产品进行抽真空，使产品混入的空气减少，增加产品的使用性能，减少产品中混入气泡的数量，增加漆膜的性能，使漆膜不易产生漆泡。

优选的，各原料的重量份分别为：微胶化丙烯酸树脂70份-100份，填料20份-40份，HDI三聚体0.1-0.5份，对氯间二甲基苯酚0.1-0.5份，表面活性剂0.1份-0.5份，抗氧化剂0.1份-0.5份，消泡剂0.1份-0.5份，水15份-20份。

通过采用上述技术方案，由于采用以微胶化丙烯酸树脂为基础的橡胶，使产品的耐油、耐热性较好；在产品中加入抗氧化剂，使产品具有抗氧化性，使产品不易因此氧化褪色；采用HDI三聚体作为固化剂，可以加速油漆干燥，促进油漆干燥速度；消泡剂采用GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚，消泡剂是在泡沫薄层形成阶段或之后起作用，分散均匀的消泡剂渗透进入泡沫薄层并且形成单分子膜，使其附着力降低，通过表面张力的降低导致薄层破裂，因此使产品中的气泡进行消除。

优选的，第一步中，对氯间二甲基苯酚与表面活性剂的混合物按质量比(4-6)：(6-10)。

通过采用上述技术方案，对氯间二甲基苯酚添加在产品中，具备防霉剂以及防腐剂的功能，防霉功能使产品不易发生受潮、生霉分解；防腐功能使产品不易受到包括真菌在内的多种微生物的侵害，可以延长产品的使用寿命；采用本申请优选的对氯间二甲基苯酚以及表面活性剂的添加量以及添加比例，表面活性剂溶解对氯间二甲基苯酚，不易产生缔合体，使产品不易发生团聚成粒，更好地对涂物进行均匀涂层；且产品中的各个原料相互溶解混合，不易发生缔合体，易于对产品中的气泡进行抽出，减少缔合体对产品内的气泡进行阻拦。

优选的，对氯间二甲基苯酚与表面活性剂的质量比为4:8。

通过采用上述技术方案，由下述实验数据可以得知，当对氯间二甲基苯酚与表面活性剂采用上述重量百分比时，在产品进行涂抹后不易产生漆泡，产品性能较优。

优选的，第一步中，表面活性剂采用阴离子聚丙烯酰胺。

通过采用上述技术方案，阴离子聚丙烯酰胺是水溶性的高分子聚合物，其分子链中含有一定数量的极性基团，同时在适当位置引入酰胺键，由于酰胺类表面活性剂中先拿件之间形成分子间氢键，分子间氢键的相互吸引作用抵消了带相同电荷头基的相互排斥作用，提高了吸附层的吸附密度，从而提高了产品表面活性，使产品的表面张力降低，更好地对产品中的气泡进行消除。

优选的，第二步中，填料包括邻羟基苯甲酸苯酯以及滑石粉其中的一种或几种。

通过采用上述技术方案，在产品中加入邻羟基苯甲酸苯酯或者滑石粉，使产品具有遮盖力，可以对光线产生散射和吸收；且产品的配料中含有抗氧化剂，邻羟基苯甲酸苯酯与抗氧化剂并用有优质的协同效应，可提高产品的耐候性和热氧稳定性，进一步加强漆膜的性能，减少漆膜氧化造成剥落发生的概率。

优选的，邻羟基苯甲酸苯酯与滑石粉的混合物按质量比(10-30)：(5-20)。

通过采用上述技术方案，采用本申请优选的邻羟基苯甲酸苯酯与滑石粉的添加量以及添加比例，使产品对紫外线光具有吸收屏蔽的作用，使产品具备高遮盖以及抗变色性，并且添加滑石粉作为填料可起到骨架作用，降低制造成本的同时提高漆膜的硬度。

优选的，第三步中，所述抗氧化剂包括肌醇六磷酸酯以及抗坏血酸棕榈酸酯其中的一种或几种。

通过采用上述技术方案，在产品中加入肌醇六磷酸酯，可作为金属螯合剂，在汽车表面进行涂层处理后，形成致密的钝化层，可以获得良好的防腐性能，有利于漆膜的使用寿命；肌醇六磷酸酯还具有抗氧化的功效，且肌醇六磷酸酯通过捕获自由基、分解氢、过氧化物和传递激发态分子的能量等多种途径来抑制光氧降解反应；抗坏血酸棕榈酸酯含有巯基的三肽，具有很强的抗氧化作用；肌醇六磷酸酯与抗坏血酸棕榈酸酯两者具有协同作用，因此产品获得较好的抗氧化性效果，减少漆膜受到氧化发生破裂，减少漆膜发生剥落的概率。

优选的，肌醇六磷酸酯与抗坏血酸棕榈酸酯的混合物按质量比(1-5)：(4-10)。

通过采用上述技术方案，采用本申请优选的肌醇六磷酸酯与抗坏血酸棕榈酸酯的添加量以及添加比例，在下述实验数据可得出，肌醇六磷酸酯与抗坏血酸棕榈酸酯在此混合比例情况下，抗氧化效果较优。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1.由于本申请采用邻羟基苯甲酸苯酯以及滑石粉，使油漆可以显现

颜色，赋予漆膜以遮盖力；同时获得油漆的流变性、保护性能、耐候性、耐化学品性、耐热性、涂膜的机械性质的效果；

2.本申请中抗氧化剂优选采用肌醇六磷酸酯，使产品获得了具备耐老化以及抗变色性的效果。

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

原料

本申请各原料组分的来源：微胶化丙烯酸树脂选CAS：9003-01-4；HDI三聚体CAS：822-06-0；对氯间二甲基苯酚选自济宁棠邑化工有限公司，CAS：88-04-0；阴离子聚丙烯酰胺选自安徽吴展环保科技有限公司，型号：HZ-1216；邻羟基苯甲酸苯酯选自武汉拉那白医药化工有限公司，CAS：118-55-8；滑石粉选自广东森新工贸有限公司，型号：SH-6085；肌醇六磷酸酯选自广州市德力化工有限公司，CAS：2019；抗坏血酸棕榈酸酯CAS：137-66-6；GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚，CAS：9082-00-2。

实施例

实施例1提供的一种耐久性汽车漆的制备工艺方法如下：

一种耐久性汽车漆的制备工艺，第一步，先将80g微胶化丙烯酸树脂、0.4gHDI三聚体，0.4g对氯间二甲基苯酚、0.2g GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚以及0.2g阴离子聚丙烯酰胺同时进行混合，用搅拌机充分搅拌均匀，搅拌30分钟，搅拌速度1000r/min，直至形成乳胶液；第二步，将乳胶液搅拌30分钟，搅拌速度1000r/min，第一次抽真空，负压值为-0.06MPA；第三步，将第二步制得的乳胶液和缓慢升温，保持反应温度在60℃，恒温搅拌反应2小时，搅拌速度为1000r/min，第二次抽真空，负压值为-0.08MPA，然后停止搅拌，然后加入水，降温冷却至25℃，第三次抽真空，负压值为-0.04MPA，可获得外观为乳白不透明或半透明低粘度液体的水性乳胶液；第四步，将第三步制备好的水性乳胶液用球磨机中球磨，球磨机转速为1000rpm，得混合物；第五步，球磨完毕加入水搅拌均匀即可得到耐久性汽车漆。

实施例2-3与实施例1的不同之处在于，实施例2-3的各原料配比有所区别，具体如表1所示。

表1实施例1-3中各原料及其配比表(g)

实施例4-5与实施例1的不同之处在于，实施例4-5的阴离子聚丙烯酰胺的配比有所不同，具体如表2所示。

表2实施例4-5中阴离子聚丙烯酰胺与其他表面活性剂的对比表(g)

实施例6-7与实施例1的不同之处在于，实施例6-7的对氯间二甲基苯酚的配比有所不同，具体如表4所示。

表3实施例6-7中对氯间二甲基苯酚与阴离子聚丙烯酰胺的配比表(g)

实施例8在第二步中加入填料，实施例8的填料为邻羟基苯甲酸苯酯。

实施例9与实施例8的不同之处在于，实施例9的填料为滑石粉。

实施例10与实施例8的不同之处在于，实施例10的填料为邻羟基苯甲酸苯酯以及滑石粉的混合物，邻羟基苯甲酸苯酯与滑石粉的重量比例为20：10。

实施例11与实施例8的不同之处在于，实施例11的填料为邻羟基苯甲酸苯酯以及滑石粉的混合物，邻羟基苯甲酸苯酯与滑石粉的重量比例为18：12。

实施例12与实施例8的不同之处在于，实施例12的填料为邻羟基苯甲酸苯酯以及滑石粉的混合物，邻羟基苯甲酸苯酯与滑石粉的重量比例为19：11。

实施例13与实施例8的不同之处在于，实施例13的填料为邻羟基苯甲酸苯酯以及滑石粉的混合物，邻羟基苯甲酸苯酯与滑石粉的重量比例为10：20。

实施例14与实施例8的不同之处在于，实施例14的填料为邻羟基苯甲酸苯酯以及滑石粉的混合物，邻羟基苯甲酸苯酯与滑石粉的重量比例为26：4。

实施例15在第三步中添加抗氧化剂，实施例15添加的抗氧化剂为肌醇六磷酸酯。

实施例16与实施例15的不同之处在于，实施例16的抗氧化剂为抗坏血酸棕榈酸酯。

实施例17与实施例15的不同之处在于，实施例17的抗氧化剂为肌醇六磷酸酯以及抗坏血酸棕榈酸酯的混合物，肌醇六磷酸酯与抗坏血酸棕榈酸酯的重量比例为0.06：0.14。

实施例18与实施例15的不同之处在于，实施例18的抗氧化剂为肌醇六磷酸酯以及抗坏血酸棕榈酸酯的混合物，肌醇六磷酸酯与抗坏血酸棕榈酸酯的重量比例为0.05：0.15。

实施例19与实施例15的不同之处在于，实施例19的抗氧化剂为肌醇六磷酸酯以及抗坏血酸棕榈酸酯的混合物，肌醇六磷酸酯与抗坏血酸棕榈酸酯的重量比例为0.1：0.1。

实施例20与实施例15的不同之处在于，实施例20的抗氧化剂为肌醇六磷酸酯以及抗坏血酸棕榈酸酯的混合物，肌醇六磷酸酯与抗坏血酸棕榈酸酯的重量比例为0.02：0.18。

实施例21与实施例15的不同之处在于，实施例21的抗氧化剂为肌醇六磷酸酯以及抗坏血酸棕榈酸酯的混合物，肌醇六磷酸酯与抗坏血酸棕榈酸酯的重量比例为0.12：0.08。

对比例

对比例1

与实施例1的不同之处在于，对比例2只添加微胶化丙烯酸树脂、HDI三聚体、GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚以及水。

对比例2

与实施例1的不同之处在于，对比例2只添加微胶化丙烯酸树脂、HDI三聚体、GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、对氯间二甲基苯酚以及水。

性能检测实验

检测方法

针对本申请实施例1-21和对比例1-2提供的耐久性汽车漆，进行如下的性能检测，检测数据见表2。其中，试验方法是按照GB/T1865色漆和清漆人工老化和人工辐射暴露。紫外辐射就是波长范围约200nm的光辐射。在这个波长范围内不同波长的紫外辐射有不同的效应，在研究和应用中，常把紫外辐射划分为：A波段(300nm)；B波段(290nm)；C波段(280nm)；真空紫外波段(200nm)。波长小于200nm的紫外辐射由于大气的吸收，所以在空气中不能传播。标准温度通常控制在(“士2)℃，当选择测试颜色项目试验时，则使用(55士2)℃；润湿周期为102min；润湿18min；相对湿度为(60-80)％。老化后的结果是按照GB/T1766色漆和清漆老化的评级方法。

在本申请中，以0-5表示上述汽车漆的性能；

0-1：汽车漆的抗氧化以及抗紫外线能力极差，起泡数量极多，耐久性极差；1-2：汽车漆的抗氧化以及抗紫外线能力稍差，起泡数量较多，耐久性稍差；2-3：汽车漆的抗氧化以及抗紫外线能力稍好，起泡数量一般，耐久性稍好；3-4：汽车漆的抗氧化以及抗紫外线能力较好，起泡数量较少，耐久性较好；4-5：汽车漆的抗氧化以及抗紫外线能力极好，不易起泡，耐久性极好。

从表观上看，本申请提供的耐久性汽车漆，为外观为乳白不透明或半透明的水性乳液，且产品具有消泡、抗氧化以及抗紫外线效果。

表2性能检测检测数据表

以下结合表2提供的检测数据，详细说明本申请。

实施例1-3中针对在原料中添加不同剂量的阴离子聚丙烯酰胺、GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、HDI三聚体、对氯间二甲基苯酚以及不同剂量的微胶化丙烯酸树脂与对比例1进行了对比。结果发现，实施例1中，微胶化丙烯酸树脂、阴离子聚丙烯酰胺、GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、HDI三聚体以及对氯间二甲基苯酚的添加剂量，在该范围下使产品的耐久性较优。

实施例4-5中，对比实施例1，针对微胶化丙烯酸树脂选择最佳相同剂量，阴离子聚丙烯酰胺与其他表面活性剂作对比，实施例1中，添加阴离子聚丙烯酰胺使产品的耐久性较优，对产品中的气泡进行消除的能力较优。

实施例6-7中，对比实施例1，针对微胶化丙烯酸树脂以及阴离子聚丙烯酰胺添加最佳剂量，添加不同配比量的对氯间二甲基苯酚与阴离子聚丙烯酰胺。结果发现,实施例1中，添加对氯间二甲基苯酚与阴离子聚丙烯酰胺的配比量使产品的耐久性较优。

实施例8中，对比实施例1，在微胶化丙烯酸树脂、阴离子聚丙烯酰胺、GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚以及对氯间二甲基苯酚添加最佳剂量，在原料中添加邻羟基苯甲酸苯酯。结果发现，对比实施例1，添加邻羟基苯甲酸苯酯使产品的耐久性、抗紫外线较优。

实施例9中，对比实施例1，在微胶化丙烯酸树脂、阴离子聚丙烯酰胺、GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚以及对氯间二甲基苯酚添加最佳剂量，在原料中添加滑石粉。结果发现，对比实施例1与实施例8，添加邻羟基苯甲酸苯酯比添加滑石粉使产品的耐久性、抗紫外线较优。

实施例10-14中，在微胶化丙烯酸树脂、阴离子聚丙烯酰胺、GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚以及对氯间二甲基苯酚添加最佳剂量的情况下，添加不同配比的邻羟基苯甲酸苯酯和滑石粉。结果发现，在实施例10中，添加的邻羟基苯甲酸苯酯和滑石粉为最佳配比，使产品的耐久性与抗紫外线能力较优。

实施例15中，在微胶化丙烯酸树脂、阴离子聚丙烯酰胺、GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚以及对氯间二甲基苯酚添加最佳剂量、邻羟基苯甲酸苯酯和滑石粉为最佳配比的情况下，添加肌醇六磷酸酯，对比实施例1，使产品的耐久性与抗氧化能力较优。

实施例16中，在微胶化丙烯酸树脂、阴离子聚丙烯酰胺、GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚以及对氯间二甲基苯酚添加最佳剂量、邻羟基苯甲酸苯酯和滑石粉为最佳配比的情况下，对比实施例1与实施例15，添加抗坏血酸棕榈酸酯使产品的耐久性与抗氧化能力较优。

实施例17-21中，在微胶化丙烯酸树脂、阴离子聚丙烯酰胺、GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚以及对氯间二甲基苯酚添加最佳剂量、添加邻羟基苯甲酸苯酯和滑石粉为最佳配比的情况下，添加的肌醇六磷酸酯以及抗坏血酸棕榈酸酯为不同配比。结果发现，在实施例17中，添加的肌醇六磷酸酯以及抗坏血酸棕榈酸酯为最佳配比，使产品的耐久性以及抗氧化能力较优。

具体地，在肌醇六磷酸酯与抗坏血酸棕榈酸酯的重量比例分别为0.02：0.18、0.05：0.15以及0.06：0.14时，产品的耐久性以及抗氧化能力逐渐上升；在肌醇六磷酸酯与抗坏血酸棕榈酸酯的重量比例为0.1：0.1以及0.12：0.08时，产品的耐久性以及抗氧化能力逐渐下降。

对比例1与实施例1作对比，在原料中只添加微胶化丙烯酸树脂以及GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、水，使产品的耐久性较差、产品进行涂膜后易起泡。

对比例2与对比例1作对比，在原料中添加微胶化丙烯酸树脂、GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、对氯间二甲基苯酚以及水，使产品的耐久性较优、不易产生缔合物、产品进行涂膜后起泡数量较少。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种耐久性汽车漆的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：第一步，先将微胶化丙烯酸树脂、HDI三聚体、对氯间二甲基苯酚以及表面活性剂同时进行混合，充分搅拌形成乳胶液；第二步，将填料加入到乳胶液中搅拌，第一次抽真空； 第三步，将第二步制得的乳胶液升温搅拌，第二次抽真空，第二次抽真空的负压值比第一次抽真空的负压值大，然后停止搅拌，然后加入水，降温冷却，第三次抽真空，第三次抽真空的负压值比第一次抽真空的负压值小，可获得外观为乳白不透明或半透明低粘度液体的水性乳胶液；第四步，将第三步制备好的水性乳胶液与抗氧化剂混合用球磨，得混合物；第五步，球磨完毕加入水搅拌得到耐久性汽车漆。

2.根据权利要求1所述的一种耐久性汽车漆的制备工艺，其特征在于，各原料的重量份分别为：微胶化丙烯酸树脂70份-100份，填料20份-40份，HDI三聚体0.1-0.5份，对氯间二甲基苯酚0.1-0.5份，表面活性剂0.1份-0.5份，抗氧化剂0.1份-0.5份，消泡剂0.1份-0.5份，水15份-20份。

3.根据权利要求1所述的一种耐久性汽车漆的制备工艺，其特征在于，第一步中，对氯间二甲基苯酚与表面活性剂的质量比为（4-6）：（6-10）。

4.根据权利要求3所述的一种耐久性汽车漆的制备工艺，其特征在于，对氯间二甲基苯酚与表面活性剂的质量比为4:8。

5.根据权利要求1所述的一种耐久性汽车漆制备工艺，其特征在于，第一步中，表面活性剂采用阴离子聚丙烯酰胺。

6.根据权利要求1所述的一种耐久性汽车漆制备工艺，其特征在于，第二步中，填料包括邻羟基苯甲酸苯酯以及滑石粉其中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求5所述的一种耐久性汽车漆制备工艺，其特征在于，邻羟基苯甲酸苯酯与滑石粉的质量比为（10-30）：（5-20）。

8.根据权利要求1所述的一种耐久性汽车漆制备工艺，其特征在于，第三步中，所述抗氧化剂包括肌醇六磷酸酯以及抗坏血酸棕榈酸酯其中的一种或几种的混合物。

9.一种根据权利要求7所述的一种耐久性汽车漆制备工艺，其特征在于，肌醇六磷酸酯与抗坏血酸棕榈酸酯的质量比（1-5）：（4-10）。

10.根据权利要求8所述的一种耐久性汽车漆制备工艺，其特征在于，肌醇六磷酸酯与抗坏血酸棕榈酸酯的质量比为4:8。