CN114672214A - 一种抗紫外线汽车漆及制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及涂料的领域，具体公开了一种抗紫外线汽车漆，由包括以下重量份的原料制成：含羟基丙烯酸树脂55份‑75份；填料1份‑10份；硅藻10份‑20份；抗氧化剂0.1份‑0.5份；HDI三聚体0.1份‑5份，水余量；其制备方法包括以下步骤：第一步，先将含羟基丙烯酸树脂与硅藻进行混合；第二步，将HDI三聚体加入到硅藻乳胶漆中；第三步，将第二步制备好的硅藻乳胶漆搅拌，然后加入水，获得乳胶液；第四步，将第三步制备好的乳胶液与填料混合，用高速分散机进行高速分散，然后采用卧式砂磨机进行研磨；加入抗氧化剂和水搅拌得到抗紫外线汽车漆。本申请的抗紫外线汽车漆可用于汽车的漆膜，其具有抗紫外线以及抗氧化优点。

Description

一种抗紫外线汽车漆及制备方法

技术领域

本申请涉及涂料的领域，更具体地说，它涉及一种抗紫外线汽车漆及制备方法。

背景技术

随着我国汽车工业的不断发展，对货运汽车车桥涂装的要求也越来越高。汽车漆在汽车上形成牢固附着的连续薄膜层，可避免其表面与周为介质发生化学或电化学反应，阻止或延迟对汽车破坏现象的发生和发展。

对汽车漆应具备的条件有：一方面汽车车桥是组合好了以后一次性涂装，底材处理不到位，因而要求使用的涂料具有低表面处理的使用特性；另一方面，汽车车桥上的一些组合件不能高温烘烤，且下线后易于标识和搬运，因而要求涂膜的干燥速度快；第三，要求涂膜附着力好，耐盐雾性好。

针对上述技术方案，发明人认为，由于汽车长期处在外界环境下，所以汽车表面的汽车漆将持续受到光线照射，从而存在漆面容易氧化变色的缺陷。

发明内容

为了解决汽车长期处在外界环境下，受到紫外线长期照射，会使漆面微微氧化的问题，本申请提供一种抗紫外线汽车漆及制备方法。

第一方面，本申请提供一种抗紫外线汽车漆，采用如下的技术方案：一种抗紫外线汽车漆，包括以下重量份的原料制成：含羟基丙烯酸树脂55份-75份；填料1份-10份；硅藻10份-20份；抗氧化剂0.1份-0.5份；HDI三聚体0.1份-5份，水15份-20份。

通过采用上述技术方案，含羟基丙烯酸树脂作为原料，使涂膜光泽柔和，且耐候性、保光保色性优良、耐久性优异、透气性良好、渗透性及耐水性强；由于采用抗氧化剂，因此油漆在使用过程中可与紫外线吸收，防止受氧化还原作用而褪色老化，减少老化发生的概率；硅藻是一种纳米级的多孔材料能吸收有毒异味。且具有高绝缘性能，此性能主要是防紫外线。由于硅藻表面疏松多孔，利于产生漫反射，可以有效降低光的折射率，减少对紫外线的吸收；HDI三聚体粘度低，可以使涂料少用或不用溶剂，支撑高固含量的产品；以HDI三聚体固化的涂料层，能够很好的抗划以及耐候性。

优选的，所述填料为银云母珍珠、白珠以及滑石粉中的一种或几种。

通过采用上述技术方案，银云母珍珠、白珠以及滑石粉作为颜料，添加到配方中，构成涂料的次要成膜物质，不仅能使漆膜呈现想要的色彩，申请人发现，由于银云母珍珠研磨成粉后的平均粒径为10-80μm；在油漆应用体系中分散性较高，使油漆不易发生团聚成粒，使油漆在涂料过程中涂抹均匀，遮盖力强，提高抗紫外线效果。漆膜遮盖能力提高的同时，抗紫外线能力随之增加。

优选的，所述填料为银云母珍珠以及滑石粉的混合物。

通过采用上述技术方案，采用银云母珍珠对紫外线具有吸收屏蔽的作用，使油漆具备白度高、高遮盖、化学性能稳定、耐老化以及抗变色性；增强漆膜的机械强度、附着力，调节漆膜的光泽等效果，提高漆膜的表面光洁度。同时提高涂料的流变性、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；由于滑石粉具有润滑性、抗黏、助流、耐火性、绝缘性、熔点高、化学性不活波、遮盖力良好、吸附力强等特性，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。主要能增加产品的张力强度。滑石粉作为填料，不仅能减少涂料固化时的体积收缩，提高涂层的耐磨性、粘结性，降低成本，还能使涂料具有良好的贮存稳定性和耐热性；银云母珍珠与滑石粉混用，在涂料中分散性能较好，提高涂料的应用性能，增强涂膜的光泽度以及机械强度，涂膜均匀性较好，共同赋予涂料的遮盖力，进一步增强了涂料的抗变色性以及进一步增强了涂料的保护性能，提高涂料抗老化以及抗紫外线效果。

优选的，银云母珍珠与滑石粉的混合物按照质量比(40-60)：(20-30)。

通过采用上述技术方案，由下述实验可以看出，当银云母珍珠与滑石粉采用上述添加比例时，本产品的抗紫外线效果较优。

优选的，所述抗氧化剂为受阻胺、抗坏血酸棕榈酸酯以及三氧化二铝中的一种或几种。

通过采用上述技术方案，在热、光或氧的作用下，涂料的化学键发生断裂，生成活泼的自由基和氢过氧化物。氢过氧化物发生分解反应，也生成烃氧自由基和羟基自由基。抗氧剂的作用是消除刚刚产生的自由基，或者促使氢过氧化物的分解，阻止链式反应的进行。本申请中的这几种抗氧化剂混合使用具有协同作用，其抗氧化效果增加。不同抗氧化剂可以分别在不同的阶段终止油脂氧化的链锁反应。从而提高涂料的抗氧化能力。

优选的，所述抗氧化剂为受阻胺以及抗坏血酸棕榈酸酯的混合物。

通过采用上述技术方案，受阻胺官能团属脂环胺类结构，在有氧状态下吸收光能后，可以转变为氮氧自由基，这些氮氧自由基不仅可以捕获活性自由基，而且在光稳定化过程中具有再生功能，从而抑制连锁反应达到防护目的；受阻胺光稳定剂中的氮具有与金属配位的孤对电子，能强烈地与金属离子配位，从而使涂料达到保护汽车涂层的目的；抗坏血酸棕榈酸酯一个重要用途是作为油脂的抗氧化剂，而产品中含有含羟基丙烯酸树脂，在产品中加入抗坏血酸棕榈酸酯可以使含羟基丙烯酸树脂进行油脂氧化，由于自由基进攻油脂分子产生烷基自由基引发的，在抗坏血酸棕榈酸酯存在的情况下，可优先与自由基结合，使油脂氧化反应在引发阶段终止，进而使抗坏血酸棕榈酸酯具有抗氧化性。

优选的，受阻胺与抗坏血酸棕榈酸酯按照质量比(20-40)：(7-13)。

通过采用上述技术方案，本申请采用优选范围内受阻胺以及抗坏血酸棕榈酸酯的添加量以及添加比例。受阻胺以及抗坏血酸棕榈酸酯协同，共同进攻活性自由基，共同增加抗氧化效果，提高漆膜的抗氧化性。受阻胺与紫外稳定剂的作用方式不同，而是通过捕获自由基、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。

第二方面，本申请提供一种抗紫外线汽车漆及制备方法，采用如下技术方案：

第一步，先将含羟基丙烯酸树脂与硅藻进行混合，混合均匀后，直至形成硅藻乳胶漆；

第二步，将HDI三聚体加入到硅藻乳胶漆中，进行搅拌；

第三步，将第二步制备好的硅藻乳胶漆缓慢升温，恒温加入填料进行搅拌，然后停止搅拌，然后加入水，进行降温，可获得外观为乳白不透明或半透明的水性硅藻乳胶液；

第四步，将第三步制备好的水性硅藻乳胶液与抗氧化剂搅拌，然后采用卧式砂磨机进行研磨；研磨完毕加入水搅拌均匀即可得到抗紫外线丙烯酸酯乳胶汽车漆。

通过采用上述技术方案，含羟基丙烯酸树脂预先和硅藻进行混合，制备得到的硅藻乳胶漆具有物理吸附性能和离子交换性能。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用银云母珍珠以及滑石粉，使油漆可以显现颜色，赋予漆膜以遮盖力，提高油漆的抗紫外线的效果；

2、本申请中填料优选采用银云母珍珠，由于银云母珍珠对紫外线具

有吸收屏蔽的作用，使油漆获得了具备白度高、高遮盖、化学性能稳定、耐老化以及抗变色性的效果；

3、HDI三聚体粘度低，可以使涂料少用或不用溶剂，支撑高固含量的产品，以HDI三聚体固化的涂料层，能够很好的抗划以及耐候性。

具体实施方式

为了克服汽车长期处在外界环境下，受到紫外线长期照射，会使漆面微微褪色、氧化，甚至出现龟裂的问题，研究者在配方中添加了以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请中各原料组分的来源：银云母珍珠CAS：12001-26-2；含羟基丙烯酸树脂CAS：37956-57-3；硅藻选用山东程晖节能环保科技有限公司，CAS：61790-53-2；HDI三聚体CAS：822-06-0；白珠CAS号：15101-26-2；滑石粉选用灵寿县勇琪矿产品有限公司，CAS：14807-96-6；受阻胺选用上海凯茵化工有限公司，CAS：52829-07-9；抗坏血酸棕榈酸酯选用西安浩天生物工程有限公司，CAS：625-98-7；三氧化二铝选用巩义市亿洋水处理材料有限公司，型号：WHA-402，CAS：1344-28-1。

实施例1

一种抗紫外线丙烯酸酯乳胶汽车漆的制备方法如下:

第一步，先将60g含羟基丙烯酸树脂与15g硅藻进行混合，搅拌速度500r/min，混合时间30min，直至形成硅藻乳胶漆；

第二步，将HDI三聚体2g加入到硅藻乳胶漆中，搅拌10分钟，搅拌速度为500r/min，直至形成硅藻乳胶液；

第三步，将第二步制备好的硅藻乳胶液进行升温，保持反应温度在50度，恒温搅拌反应2小时，搅拌速度为500r/min，然后停止搅拌，然后加入水，降温冷却至20℃，可获得外观为乳白不透明或半透明的水性硅藻乳胶液；

第四步，将第三步制备好的水性硅藻乳胶液加入银云母珍珠进行搅拌，搅拌时间为20分钟，搅拌速度500r/min，并且调节冷却水使研磨物料温度不超过60度，加入15g水搅拌均匀即可得到抗紫外线丙烯酸酯乳胶汽车漆。

实施例2-26

与实施例1的不同之处在于，各原料的配比有所不同，具体如表1所示。

表1实施例1-26中各原料及其配比表(g)

性能检测

针对本申请实施例1-26和对比例1-2提供的抗紫外线汽车漆，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10～400nm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(400～320nm)；B波段(320～280nm)；C波段(280～200nm)；真空紫外波段(200～10nm)。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)％。老化后的结果是参照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：汽车漆的性能极差；1-2：汽车漆的性能稍差；2-3：汽车漆的性能稍好；3-4：汽车漆的性能较好；4-5：汽车漆的性能极好。

从表观上看，本申请提供的抗紫外线汽车漆，为外观为水性乳胶液，不结团、不成粒，且产品具有抗紫外线以及抗氧化效果。

表2性能检测数据表

以下结合表2提供的检测数据，详细说明本申请。

需要说明的是，检测抗紫外线汽车漆中耐人工气候老化各项指标所产生的效果不明显。

实施例1-3中针对含羟基丙烯酸树脂、硅藻、HDI三聚体以及银云母珍珠的添加比例进行了对比。在对比例1中，原料只添加含羟基丙烯酸树脂、硅藻以及HDI三聚体。结果发现，与对比例1进行对比，在原料中添加银云母珍珠使产品的性能提高，具有抗紫外线效果，使产品进行涂层后，不易发生变色。证明银云母珍珠具有抗紫外线效果。

实施例4-6中，在原料选用最佳配比的情况下，选用不同剂量的银云母珍珠，与实施例1进行对比，随着银云母珍珠的添加剂量增大，产品抗紫外线效果逐渐增加。

实施例7-8，以实施例1为对照，在原料选用最佳配比的情况下，在原料中加入银云母珍珠、白珠以及滑石粉，在加入同等剂量的情况下，加入银云母珍珠，产品抗紫外线效果较优。

实施例9-10，在原料选用最佳配比的情况下，实施例9中在原料中加入银云母珍珠与白珠为同等配比，实施例10中在原料中加入银云母珍珠与滑石粉为同等配比，实施例9与实施例10作对比，结果发现，在产品中加入银云母珍珠与滑石粉使产品的抗紫外线效果较优。

实施例11-14，在原料选用最佳配比的情况下，在产品中分别加入不同混合比例的银云母珍珠与滑石粉，在实施例11中，产品的抗紫外线效果较优。

实施例15-17，在原料选用最佳配比、银云母珍珠以及滑石粉最佳配比的情况下，加入不同剂量的受阻胺，与实施例11作对比，随着在产品中加入受阻胺的剂量增加，使产品的抗紫外线以及抗氧化效果增加。

在实施例18-19中，以实施例15作对照，在原料选用最佳配比、银云母珍珠以及滑石粉最佳配比的情况下，在产品中分别加入同等剂量的受阻胺、抗坏血酸棕榈酸酯以及三氧化二铝，实施例18中，产品中加入抗坏血酸棕榈酸酯，产品的抗氧化能力较优。

在实施例20-21中，在原料选用最佳配比、银云母珍珠以及滑石粉最佳配比的情况下，实施例20在产品中加入配比相同的受阻胺以及抗坏血酸棕榈酸酯，在实施例21中，在产品中加入配比相同的受阻胺和三氧化二铝，结果发现，产品中加入抗坏血酸棕榈酸酯与受阻胺混合物的抗氧化效果较优。

在实施例22-26中，在原料选用最佳配比、银云母珍珠以及滑石粉最佳配比的情况下，在产品中分别入不同混合比例的抗坏血酸棕榈酸酯与受阻胺，在实施例24中，加入抗坏血酸棕榈酸酯与受阻胺的混合比例使产品的抗氧化效果较优。

对比例1与实施例1作对比，结果发现，在原料选用最佳配比的情况下，实施例1中在原料中加入银云母珍珠，使产品抗紫外线效果较优。

对比例1与对比例2作对比，对比例1只添加原料，原料选用最佳配比，对比例2原料选用最佳配比的情况下加入受阻胺，结果发现，在原料中加入抗氧化剂，可以提高产品的性能，使产品具有抗氧化能力。

对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 (8)

1.一种抗紫外线汽车漆及制备方法，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：含羟基丙烯酸树脂55份-75份；填料1份-10份；硅藻10份-20份；抗氧化剂0.1份-0.5份；HDI三聚体0.1份-5份，水15份-20份。

2.根据权利要求1所述的一种抗紫外线汽车漆及制备方法，其特征在于，所述填料为银云母珍珠、白珠以及滑石粉中的一种或几种的混合物。

3.根据权利要求2所述的一种抗紫外线汽车漆及制备方法，其特征在于，所述填料为银云母珍珠以及滑石粉的混合物。

4.根据权利要求1 所述的一种抗紫外线汽车漆及制备方法，其特征在于，银云母珍珠与滑石粉的质量比为（40-60）：（20-30）。

5.根据权利要求1 所述的一种抗紫外线汽车漆及制备方法，其特征在于，所述抗氧化剂为受阻胺、抗坏血酸棕榈酸酯以及三氧化二铝中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种抗紫外线汽车漆及制备方法，其特征在于，所述抗氧化剂为受阻胺以及抗坏血酸棕榈酸酯的混合物。

7.根据权利要求1所述的一种抗紫外线汽车漆及制备方法，其特征在于，受阻胺与抗坏血酸棕榈酸酯的质量比为（20-40）：（7-13）。

8.一种权利要求1-7所述的一种抗紫外线汽车漆及制备方法的制备法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，先将含羟基丙烯酸树脂与硅藻进行混合，混合均匀后，直至形成硅藻乳胶漆；

第二步，将HDI三聚体加入到硅藻乳胶漆中，进行搅拌；

第三步，将第二步制备好的硅藻乳胶漆缓慢升温，恒温加入填料进行搅拌，然后停止搅拌，然后加入水，进行降温，可获得外观为乳白不透明或半透明的水性硅藻乳胶液；

第四步，将第三步制备好的水性硅藻乳胶液与抗氧化剂搅拌，然后加入水搅拌均匀即可得到抗紫外线丙烯酸酯乳胶汽车漆。