CN116179054A - 一种用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层及其制备方法。所述复合涂层包括环氧自修复底漆层、环氧云铁中间漆层、及气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆层。所述制备方法包括以下步骤：环氧自修复底漆的制备；气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆的制备；气凝胶改性复合涂层的制备，即将环氧自修复底漆、环氧云铁中间漆、气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆在汽车底盘上自内而外进行逐层喷涂，制得用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层。本发明提供的技术方案，解决了传统汽车底盘单一涂层性能不稳定、防腐性能低等难题，有效地提高了涂层的抗撞击、耐腐蚀和耐候能力，同时具备优异的隔热保温和隔音降噪等功能，提高汽车乘坐舒适度。

Description

一种用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料制备技术领域，具体涉及一种气凝胶改性复合涂层及其制备方法，用于汽车底盘。
背景技术
汽车的保养维护，底盘是关键。汽车日常行驶路况复杂，易发生托底、异物撞击底盘情况，造成底盘损伤，影响汽车正常行驶；北方下雪时，路面喷洒融雪剂融化后，与雪混合在一起，对汽车底盘造成严重锈蚀。与燃油车相比，新能源汽车底盘一旦出现损伤或锈蚀时，遇水易导致汽车电池组短路，引发重大安全事故。因此，汽车底盘必须满足抗撞击、抗磨损、防腐蚀等防护要求。此外，为满足乘客日益增长的乘坐舒适度需求，汽车底盘还需同时具备隔热保温、隔音降噪等功能特性。
目前市场上的汽车底盘防护涂层，主要是将沥青型、水溶油漆型和橡胶树型涂料均匀的喷涂在汽车钢板或塑胶底盘表面上，形成单一保护涂层。涂层可分为沥青型涂层、水溶油漆型涂层、橡胶树脂型涂层。沥青型涂层价格低，但夏季易回粘、粘灰，冬季易裂缝。水溶油漆型涂层的溶剂是水，具有施工安全、弹性较好的特点，属环保型涂层，但水性油漆漆膜性能不稳定、防腐性能低。橡胶树脂型涂层综合了橡胶的弹性和树脂的固化性能，具有高弹性、高附着力、耐候性好、寿命长等优点，比较适合雨水较多的南方，但施工时需大量有机溶剂，环保性差。
黄学宏等（专利申请号CN202111143658.4）公开了一种汽车底盘防护剂及其制备方法，采用聚氨酯丙烯酸酯树脂作为成膜物质，配合蜡粉、防锈剂、改性蒙脱土作为填料，具有优异的高低温适应性、防锈性能以及耐磨性能。陆会杰等（专利申请号CN201911245695.9）公开了一种高强度水性汽车底盘防护漆及其制备方法，采用水性环氧酯作为成膜物质，配合填料和助剂组成，具有干燥速度快、强度高、抗石击性能好、耐盐雾性能优异、长效防腐等优点。环氧树脂成膜后往往比较脆，受到撞击时，涂层易发生开裂和脱落。此外，上述两个发明专利的技术方案局限于提高汽车底盘涂层的抗撞击、抗磨损、长效腐蚀等性能，未提及隔热保温、隔音降噪等改进方法。
本发明通过特定的方式将气凝胶粉末添加到汽车底盘防护复合涂层中，在满足汽车底盘抗撞击、抗磨损、防腐蚀要求基础上，利用气凝胶高热绝缘性、低声速等特性，同时具备隔热保温、隔音降噪等功能，提高汽车乘坐舒适度。目前上述工作还未见报道。
发明内容
为了解决现有技术中汽车底盘防护涂层性能不稳定、防腐性能低、功能性差等问题，本发明提供了提供一种气凝胶改性复合涂层及其制备方法，该复合涂层可同时满足汽车底盘防撞击、耐腐蚀、隔热保温、隔音降噪等要求。本发明是通过以下技术方案实现的。
首先，本发明提供了一种用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，包括在汽车底盘上自内而外依次喷涂的环氧自修复底漆层、环氧云铁中间漆层、及气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆层；其中，所述环氧云铁中间漆层中云铁粉的质量分数为30%~60%。
其次，本发明还提供了上述气凝胶改性复合涂层的制备方法，包括以下步骤。
S1:环氧自修复底漆的制备
首先，将缓蚀剂包埋于微胶囊中，作为自修复材料；其次，将自修复材料添加到环氧底漆中混合均匀，自修复材料在环氧底漆中的质量分数为1 %~3 %，制得环氧自修复底漆；
其中，所述缓蚀剂为咪唑啉、苯并三氮唑、巯基苯骈噻唑中的任一种；
其中，所述微胶囊为聚脲树脂、聚氨酯树脂、脲醛树脂中的任一种；
其中，环氧底漆为环氧磷酸锌底漆、环氧富锌底漆中的任一种。
S2:气凝胶改性聚天门酸冬胺酸酯弹性面漆的制备
S20: 气凝胶改性的聚天门冬氨酸酯树脂的制备
将气凝胶粉末加入到硅烷偶联剂与稀释剂的混合溶液中，在30 ℃-50 ℃的温度下，反应1-2 h，然后与聚天门冬氨酸酯树脂混合均匀，获得气凝胶改性聚天门冬氨酸树脂；
其中，所述气凝胶为二氧化硅气凝胶；
其中，所述的硅烷偶联剂为γ氨丙基三乙氧基硅烷、γ(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的任一种；
其中，所述稀释剂为甲苯缩水甘油醚、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸正丙酯中的任一种，其含水量 ≤0 .03%；
其中，所述气凝胶粉末与聚天门冬氨酸酯树脂的质量比为1:10~20；
得到的气凝胶改性聚天门冬氨酸树脂粘度控制在25 ℃条件下为1000~1500mPa.s。
S21: A组分的制备
取气凝胶改性的聚天门冬氨酸酯树脂60~65份、颜填料30~35份、分散剂2份、消泡剂0.5份、基材润湿剂1份、紫外线吸收剂1.5份，混合均匀，加入到研磨机内进行研磨，过滤，得到A组分。
S22:B组分的制备
将六亚甲基二异氰酸酯三聚体（HDI三聚体）或异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）投入反应釜当中边加热边进行搅拌，同时加入聚醚多元醇，当温度达到70~75℃时停止搅拌并采取保温措施，让其自行进行预聚反应，反应完成后降低温度，取出反应物，得到B组分。B组分中异氰酸酯基（-NCO）的质量百分含量为10%~18%；
其中，所述聚醚多元醇由分子量为2000的聚醚多元醇和分子量为5000的聚醚多元醇组成，且两者的质量比为2~5:1。
S23: 气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆的制备
将A组分和B组分按照官能团摩尔比M-OH（羟基）:M-NCO（异氰酸酯基）=1:1.0~1.2混合均匀，得到气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆。
S3:气凝胶改性复合涂层的制备
将经由S1步制得的环氧自修复底漆、环氧云铁中间漆、和经由S2步制得的气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆在汽车底盘上自内而外进行逐层喷涂，制得用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层。
与现有技术相比，本发明具有以下突出特点及有益效果：本发明以环氧自修复底漆、环氧云铁中间漆、气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆制备复合涂层，解决了传统汽车底盘单一涂层性能不稳定、防腐性能低等难题，有效地提高了涂层的抗撞击、耐腐蚀和耐候能力。自修复材料的加入，提升了传统环氧涂层的防腐能力。通过气凝胶粉末的表面改性，获得气凝胶均匀分散、强界面结合的聚天门冬氨酸树脂面漆层，充分发挥气凝胶高热绝缘性、低声速率等独特性能，使复合涂层同时具备优异的隔热保温和隔音降噪等功能，提高汽车乘坐舒适度。本发明技术的应用可提升汽车的市场竞争力，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
本发明提供了一种用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明经由具体实施例进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供的一种用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，包括在汽车底盘上自内而外依次喷涂的环氧自修复底漆层、环氧云铁中间漆层、和气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆层。所述环氧云铁中间漆层中云铁粉的质量分数30%。
该气凝胶改性复合涂层的制备方法包括以下步骤：
S1:环氧自修复底漆的制备方法为：首先，将缓蚀剂咪唑啉包埋于聚脲树脂微胶囊中，作为自修复材料；其次，将自修复材料添加到环氧磷酸锌底漆中，混合均匀，自修复材料在环氧底漆中的质量分数为1 %，制得环氧自修复底漆。
S2：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆层由AB两组分组成，AB组分中官能团的摩尔比为M-OH（羟基）:M-NCO（异氰酸酯基）=1:1，包括如下制备步骤：
S20：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂的制备：将2份二氧化硅气凝胶粉末加入到γ氨丙基三乙氧基硅烷与甲苯缩水甘油醚溶液中混合均匀，在30 ℃的温度下，反应2 h，然后与40份聚天门冬氨酸酯混合均匀，得到气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂，上述树脂体系的粘度控制在25 ℃条件下为1000 mPa.s；
S21：A组分的配制：将气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂60份、颜填料35份、分散剂2份、消泡剂0.5份、润湿流平剂1份、紫外线吸收剂1.5份，加入到研磨机内进行研磨，过滤备用；
S22：B组分的配制：将六亚甲基二异氰酸酯三聚体（HDI三聚体）投入反应釜当中加温，在加温的同时进行搅拌，边搅拌边加入聚醚多元醇（分子量为2000的聚醚多元醇和分子量为5000的聚醚多元醇质量比2:1）；当温度达到70 ℃时，停止搅拌并采取保温措施，在两者自行进行反应完成后，即可降温下料，控制-NCO含量在10%。
S3：将以上环氧自修复底漆、环氧云铁中间漆、气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆在汽车底盘上自内而外进行逐层喷涂，制得用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，所得到的漆膜性能如下表1所示。
表1：
导热系数/W/(m·K) ≤ 0.095
断裂伸长率/Mpa ≥ 300%
拉伸强度/Mpa ≥ 15
耐冲击性/cm 100
附着力（拉开法）/Mpa ≥ 8
耐人工气候老化性 2000 h，不起泡、不生锈、不开裂、不剥落、不粉化，变色≤2级、失光≤2级
耐盐雾性（大气腐蚀等级C4~C5）配套涂层测试 2000 h不起泡、不生锈、不开裂、不剥落
实施例2
本实施例提供的一种用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，包括在汽车底盘上自内而外依次喷涂的环氧自修复底漆层、环氧云铁中间漆层、和气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆层。所述环氧云铁中间漆层中云铁粉的质量分数30%。
该气凝胶改性复合涂层的制备方法包括以下步骤：
S1:环氧自修复底漆的制备方法为：首先，将咪唑啉包埋于聚脲树脂微胶囊中，作为自修复材料；其次，将自修复材料添加到环氧磷酸锌底漆中，混合均匀，自修复材料在环氧底漆中的质量分数为1 %，制得环氧自修复底漆。
S2：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂面漆层由AB两组分组成，AB组分中官能团的摩尔比为M-OH（羟基）:M-NCO（异氰酸酯基）=1:1.1，包括如下步骤：
S20：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂的制备：将2份二氧化硅气凝胶粉末加入到γ(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与醋酸丁酯溶液中混合均匀，在30 ℃的温度下，反应2h，然后与40份混合均匀，得到气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂，上述树脂体系的粘度控制在25 ℃条件下为1000 mPa.s；S21：A组分的配制：将气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂62份、颜填料33份、分散剂2份、消泡剂0.5份、润湿流平剂1份、紫外线吸收剂1.5份，加入到研磨机内进行研磨，过滤备用；
S22：B组分的配制：将六亚甲基二异氰酸酯三聚体（HDI三聚体）投入反应釜当中加温，在加温的同时进行搅拌，边搅拌边加入聚醚多元醇（分子量为2000的聚醚多元醇和分子量为5000的聚醚多元醇质量比2:1）；当温度达到70 ℃时，停止搅拌并采取保温措施，在两者自行进行反应完成后，即可降温下料，控制-NCO含量在15%。
S3：将以上环氧自修复底漆、环氧云铁中间漆、气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆在汽车底盘上自内而外进行逐层喷涂，制得用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，所得到的漆膜性能如下表2所示。
表2：
导热系数/W/(m·K) ≤ 0.095
断裂伸长率/Mpa ≥ 260%
拉伸强度/Mpa ≥ 18
耐冲击性/cm 80
附着力（拉开法）/Mpa ≥ 8
耐人工气候老化性 2000 h，不起泡、不生锈、不开裂、不剥落、不粉化，变色≤2级、失光≤2级
耐盐雾性（大气腐蚀等级C4~C5）配套涂层测试 2000 h不起泡、不生锈、不开裂、不剥落
实施例3
本实施例提供的一种用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，包括在汽车底盘上自内而外依次喷涂的环氧自修复底漆层、环氧云铁中间漆层、和气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆层。所述环氧云铁中间漆层中云铁粉的质量分数30%。
该气凝胶改性复合涂层的制备方法包括以下步骤：
S1: 环氧自修复底漆的制备方法为：首先，将咪唑啉包埋于脲醛树脂微胶囊中，作为自修复材料；其次，将自修复材料添加到环氧磷酸锌底漆中，混合均匀，自修复材料在环氧底漆中的质量分数为1 %，制得环氧自修复底漆。
S2：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂面漆层由AB两组分组成，AB组分中官能团的摩尔比为M-OH（羟基）:M-NCO（异氰酸酯基）=1:1.2，包括如下步骤：
S20：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂的制备：将2份二氧化硅气凝胶粉末加入到γ缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与甲丙二醇甲醚醋酸酯溶液中混合均匀，在30 ℃的温度下，反应2h，然后与40份混合均匀，得到气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂，上述树脂体系的粘度控制在25 ℃条件下为1000 mPa.s；
S21：A组分的配制：将气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂60份、颜填料35份、分散剂2份、消泡剂0.5份、润湿流平剂1份、紫外线吸收剂1.5份，加入到研磨机内进行研磨，过滤备用；
S22：B组分的配制：将六亚甲基二异氰酸酯三聚体投入反应釜当中加温，在加温的同时进行搅拌，边搅拌边加入聚醚多元醇（分子量为2000的聚醚多元醇和分子量为5000的聚醚多元醇质量比2:1）；当温度达到70 ℃时，停止搅拌并采取保温措施，在两者自行进行反应完成后，即可降温下料，控制-NCO含量在18%。
S3：将以上环氧自修复底漆、环氧云铁中间漆、气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆在汽车底盘上自内而外进行逐层喷涂，制得用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，所得到的漆膜性能如下表3所示。
表3：
导热系数/W/(m·K) ≤ 0.095
断裂伸长率/Mpa ≥ 240%
拉伸强度/Mpa ≥ 20
耐冲击性/cm 70
附着力（拉开法）/Mpa ≥ 8
耐人工气候老化性 2000 h，不起泡、不生锈、不开裂、不剥落、不粉化，变色≤2级、失光≤2级
耐盐雾性（大气腐蚀等级C4~C5）配套涂层测试 2600 h不起泡、不生锈、不开裂、不剥落
实施例4
本实施例提供的一种用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，包括在汽车底盘上自内而外依次喷涂的环氧自修复底漆层、环氧云铁中间漆层、和气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆层。所述环氧云铁中间漆层中云铁粉的质量分数45%。
该气凝胶改性复合涂层的制备方法包括以下步骤：
S1:环氧自修复底漆的制备方法为：首先，将三氮唑包埋于聚脲树脂微胶囊中，作为自修复材料；其次，将自修复材料添加到环氧磷酸锌底漆中，混合均匀，自修复材料在环氧底漆中的质量分数为2 %，制得环氧自修复底漆。
S2：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂面漆层由AB两组分组成，AB组分中官能团的摩尔比为M-OH（羟基）:M-NCO（异氰酸酯基）=1:1，包括如下步骤：
S20：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂的制备：将3份二氧化硅气凝胶粉末加入到γ氨丙基三乙氧基硅烷与醋酸正丙酯溶液中混合均匀，在40 ℃的温度下，反应1.5 h，然后与39份聚天门冬氨酸酯混合均匀，得到气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂，上述树脂体系的粘度1200 mPa.s（25 ℃）；
S21：A组分的配制：将气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂65份、颜填料30份、分散剂2份、消泡剂0.5份、润湿流平剂1份、紫外线吸收剂1.5份，加入到研磨机内进行研磨，过滤备用；
S22：B组分的配制：将六亚甲基二异氰酸酯三聚体投入反应釜当中加温，在加温的同时进行搅拌，边搅拌边加入聚醚多元醇（分子量为2000的聚醚多元醇和分子量为5000的聚醚多元醇质量比4:1）；当温度达到72 ℃时，停止搅拌并采取保温措施，在两者自行进行反应完成后，即可降温下料，控制-NCO含量在10 %。
S3：将以上环氧自修复底漆、环氧云铁中间漆、气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆在汽车底盘上自内而外进行逐层喷涂，制得用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，所得到的漆膜性能如下表4所示。
表4：
导热系数/W/(m·K) ≤ 0.073
断裂伸长率/Mpa ≥ 300%
拉伸强度/Mpa ≥ 15
耐冲击性/cm 100
附着力（拉开法）/Mpa ≥ 8
耐人工气候老化性 2000 h，不起泡、不生锈、不开裂、不剥落、不粉化，变色≤2级、失光≤2级
耐盐雾性（大气腐蚀等级C4~C5）配套涂层测试 2600 h不起泡、不生锈、不开裂、不剥落
实施例5
本实施例提供的一种用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，包括在汽车底盘上自内而外依次喷涂的环氧自修复底漆层、环氧云铁中间漆层、和气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆层。所述环氧云铁中间漆层中云铁粉的质量分数45%。
该气凝胶改性复合涂层的制备方法包括以下步骤：
S1:环氧自修复底漆的制备方法为：首先，将三氮唑包埋于聚氨酯树脂微胶囊中，作为自修复材料；其次，将自修复材料添加到环氧磷酸锌底漆中，混合均匀，自修复材料在环氧底漆中的质量分数为2 %，制得环氧自修复底漆。
S2：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂面漆层由AB两组分组成，AB组分中官能团的摩尔比为M-OH（羟基）:M-NCO（异氰酸酯基）=1:1.1，包括如下步骤：
S20：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂的制备：将3份二氧化硅气凝胶粉末加入到γ氨丙基三乙氧基硅烷与甲苯缩水甘油醚溶液中混合均匀，在40 ℃的温度下，反应1.5h，然后与39份聚天门冬氨酸酯混合均匀，得到气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂，上述树脂体系的粘度1200 mPa.s（25 ℃）；
S21：A组分的配制：将气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂62份、颜填料33份、分散剂2份、消泡剂0.5份、润湿流平剂1份、紫外线吸收剂1.5份，加入到研磨机内进行研磨，过滤备用；
S22：B组分的配制：将六亚甲基二异氰酸酯三聚体投入反应釜当中加温，在加温的同时进行搅拌，边搅拌边加入聚醚多元醇（分子量为2000的聚醚多元醇和分子量为5000的聚醚多元醇质量比4:1）；当温度达到72 ℃时，停止搅拌并采取保温措施，在两者自行进行反应完成后，即可降温下料，控制-NCO含量在15 %。
S3：将以上环氧自修复底漆、环氧云铁中间漆、气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆在汽车底盘上自内而外进行逐层喷涂，制得用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，所得到的漆膜性能如下表5所示。
表5：
导热系数/W/(m·K) ≤ 0.073
断裂伸长率/Mpa ≥ 260%
拉伸强度/Mpa ≥ 18
耐冲击性/cm 80
附着力（拉开法）/Mpa ≥ 8
耐人工气候老化性 2000 h，不起泡、不生锈、不开裂、不剥落、不粉化，变色≤2级、失光≤2级
耐盐雾性（大气腐蚀等级C4~C5）配套涂层测试 2600 h不起泡、不生锈、不开裂、不剥落
实施例6
本实施例提供的一种用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，包括在汽车底盘上自内而外依次喷涂的环氧自修复底漆层、环氧云铁中间漆层、和气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆层。所述环氧云铁中间漆层中云铁粉的质量分数45%。
该气凝胶改性复合涂层的制备方法包括以下步骤：
S1:环氧自修复底漆的制备方法为：首先，将三氮唑包埋于脲醛树脂微胶囊中，作为自修复材料；其次，将自修复材料添加到环氧磷酸锌底漆中，混合均匀，自修复材料在环氧底漆中的质量分数为2 %，制得环氧自修复底漆。
S2：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂面漆层由AB两组分组成，AB组分中官能团的摩尔比为M-OH（羟基）:M-NCO（异氰酸酯基）=1:1.1，包括如下步骤：
S20：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂的制备：将3份二氧化硅气凝胶粉末加入到γ(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与醋酸丁酯中混合均匀，在40 ℃的温度下，反应1.5h，然后与39份混合均匀，得到气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂，上述树脂体系的粘度1200mPa.s（25 ℃）；
S21：A组分的配制：将气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂65份、颜填料30份、分散剂2份、消泡剂0.5份、润湿流平剂1份、紫外线吸收剂1.5份，加入到研磨机内进行研磨，过滤备用；
S22：B组分的配制：将异佛尔酮二异氰酸酯投入反应釜当中加温，在加温的同时进行搅拌，边搅拌边加入聚醚多元醇（分子量为2000的聚醚多元醇和分子量为5000的聚醚多元醇质量比4:1）；当温度达到72 ℃时 ，停止搅拌并采取保温措施，在两者自行进行反应完成后，即可降温下料，控制-NCO含量在15 %。
S3：将以上环氧自修复底漆、环氧云铁中间漆、气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆在汽车底盘上自内而外进行逐层喷涂，制得用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，所得到的漆膜性能如下表6所示。
表6：
导热系数/W/(m·K) ≤ 0.073
断裂伸长率/Mpa ≥ 260%
拉伸强度/Mpa ≥ 18
耐冲击性/cm 80
附着力（拉开法）/Mpa ≥ 8
耐人工气候老化性 2000 h，不起泡、不生锈、不开裂、不剥落、不粉化，变色≤2级、失光≤2级
耐盐雾性（大气腐蚀等级C4~C5）配套涂层测试 3500 h不起泡、不生锈、不开裂、不剥落
实施例7
本实施例提供的一种用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层法，包括在汽车底盘上自内而外依次喷涂的环氧自修复底漆层、环氧云铁中间漆层、和气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆层。所述环氧云铁中间漆层中云铁粉的质量分数45%。
该气凝胶改性复合涂层的制备方法包括以下步骤：
S1：环氧自修复底漆的制备方法为：首先，将苯并三氮唑包埋于脲醛树脂微胶囊中，作为自修复材料；其次，将自修复材料添加到环氧磷酸锌底漆中，混合均匀，自修复材料在环氧底漆中的质量分数为2.5 %，制得环氧自修复底漆。
S2：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂面漆层由AB两组分组成，AB组分中官能团的摩尔比为M-OH（羟基）:M-NCO（异氰酸酯基）=1:1.2，包括如下步骤：
S20：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂的制备：将3份二氧化硅气凝胶粉末加入到γ缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与丙二醇甲醚醋酸酯溶液中混合均匀，在40 ℃的温度下，反应1.5h，然后与39份聚天门冬氨酸酯混合均匀，得到气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂，上述树脂体系的粘度1200 mPa.s（25 ℃）；
S21：A组分的配制：将气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂62份、颜填料33份、分散剂2份、消泡剂0.5份、润湿流平剂1份、紫外线吸收剂1.5份，加入到研磨机内进行研磨，过滤备用；
S22：B组分的配制：将异佛尔酮二异氰酸酯投入反应釜当中加温，在加温的同时进行搅拌，边搅拌边加入聚醚多元醇（分子量为2000的聚醚多元醇和分子量为5000的聚醚多元醇质量比4:1）；当温度达到72 ℃时，停止搅拌并采取保温措施，在两者自行进行反应完成后，即可降温下料，控制-NCO含量在18%。
S3：将以上环氧自修复底漆、环氧云铁中间漆、气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆在汽车底盘上自内而外进行逐层喷涂，制得用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，所得到的漆膜性能如下表7所示。
表7：
导热系数/W/(m·K) ≤ 0.073
断裂伸长率/Mpa ≥ 240%
拉伸强度/Mpa ≥ 20
耐冲击性/cm 70
附着力（拉开法）/Mpa ≥ 8
耐人工气候老化性 2000 h，不起泡、不生锈、不开裂、不剥落、不粉化，变色≤2级、失光≤2级
耐盐雾性（大气腐蚀等级C4~C5）配套涂层测试 3500 h不起泡、不生锈、不开裂、不剥落
实施例8
本实施例提供的一种用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，包括在汽车底盘上自内而外依次喷涂的环氧自修复底漆层、环氧云铁中间漆层、和气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆层。所述环氧云铁中间漆层中云铁粉的质量分数60%。
该气凝胶改性复合涂层的制备方法包括以下步骤：
S1：环氧自修复底漆的制备方法为：首先，将苯并巯基苯骈噻唑包埋于聚脲树脂微胶囊中，作为自修复材料；其次，将自修复材料添加到环氧磷酸锌底漆中，混合均匀，自修复材料在环氧底漆中的质量分数为3 %，制得环氧自修复底漆。
S2：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂面漆层由AB两组分组成，AB组分中官能团的摩尔比为M-OH（羟基）:M-NCO（异氰酸酯基）=1:1，包括如下步骤：
S20：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂的制备：将4.2份二氧化硅气凝胶粉末加入到γ氨丙基三乙氧基硅烷与醋酸正丙酯溶液中混合均匀，在50 ℃的温度下，反应1 h，然后与42份聚天门冬氨酸酯混合均匀，得到气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂，上述树脂体系的粘度1500 mPa.s（25 ℃）；
S21：A组分的配制：将气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂65份、颜填料30份、分散剂2份、消泡剂0.5份、润湿流平剂1份、紫外线吸收剂1.5份，加入到研磨机内进行研磨，过滤备用；
S22：B组分的配制：将异佛尔酮二异氰酸酯投入反应釜当中加温，在加温的同时进行搅拌，边搅拌边加入聚醚多元醇（分子量为2000的聚醚多元醇和分子量为5000的聚醚多元醇质量比5:1）；当温度达到75 ℃时，停止搅拌并采取保温措施，在两者自行进行反应完成后，即可降温下料，控制-NCO含量在10%。
S3：将以上环氧自修复底漆、环氧云铁中间漆、气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆在汽车底盘上自内而外进行逐层喷涂，制得用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，所得到的漆膜性能如下表8所示。
表8：
导热系数/W/(m·K) ≤ 0.064
断裂伸长率/Mpa ≥ 300%
拉伸强度/Mpa ≥ 15
耐冲击性/cm 100
附着力（拉开法）/Mpa ≥ 8
耐人工气候老化性 2000 h，不起泡、不生锈、不开裂、不剥落、不粉化，变色≤2级、失光≤2级
耐盐雾性（大气腐蚀等级C4~C5）配套涂层测试 3000 h不起泡、不生锈、不开裂、不剥落
实施例9
本实施例提供的一种用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，包括在汽车底盘上自内而外依次喷涂的环氧自修复底漆层、环氧云铁中间漆层、和气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆层。所述环氧云铁中间漆层中云铁粉的质量分数60%。
该气凝胶改性复合涂层的制备方法包括以下步骤：
S1：环氧自修复底漆的制备方法为：首先，将巯基苯骈噻唑包埋于聚氨酯树脂微胶囊中，作为自修复材料；其次，将自修复材料添加到环氧磷酸锌底漆中，混合均匀，自修复材料在环氧底漆中的质量分数为3 %，制得环氧自修复底漆。
S2：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂面漆层由AB两组分组成，AB组分中官能团的摩尔比为M-OH（羟基）:M-NCO（异氰酸酯基）=1:1.1，包括如下步骤：
S20：凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂的制备：将4.2份二氧化硅气凝胶粉末加入到γ(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与甲苯缩水甘油醚溶液中混合均匀，在50 ℃的温度下，反应1 h，然后与42份聚天门冬氨酸酯混合均匀，得到气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂，上述树脂体系的粘度1500 mPa.s（25 ℃）；S21：A组分的配制：将气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂62份、颜填料33份、分散剂2份、消泡剂0.5份、润湿流平剂1份、紫外线吸收剂1.5份，加入到研磨机内进行研磨，过滤备用；
S22：B组分的配制：将异佛尔酮二异氰酸酯投入反应釜当中加温，在加温的同时进行搅拌，边搅拌边加入聚醚多元醇（分子量为2000的聚醚多元醇和分子量为5000的聚醚多元醇质量比5:1）；当温度达到75 ℃时，停止搅拌并采取保温措施，在两者自行进行反应完成后，即可降温下料，控制-NCO含量在15%。
S3：将以上环氧自修复底漆、环氧云铁中间漆、气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆在汽车底盘上自内而外进行逐层喷涂，制得用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，所得到的漆膜性能如下表9所示。
表9：
导热系数/W/(m·K) ≤ 0.064
断裂伸长率/Mpa ≥ 260%
拉伸强度/Mpa ≥ 18
耐冲击性/cm 80
附着力（拉开法）/Mpa ≥ 8
耐人工气候老化性 2000 h，不起泡、不生锈、不开裂、不剥落、不粉化，变色≤2级、失光≤2级
耐盐雾性（大气腐蚀等级C4~C5）配套涂层测试 3000 h不起泡、不生锈、不开裂、不剥落
实施例10
本实施例提供的一种用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，包括在汽车底盘上自内而外依次喷涂的环氧自修复底漆层、环氧云铁中间漆层、和气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆层。所述环氧云铁中间漆层中云铁粉的质量分数60%。
该气凝胶改性复合涂层的制备方法包括以下步骤：
S1：环氧自修复底漆的制备方法为：首先，将巯基苯骈噻唑缓蚀剂包埋于脲醛树脂微胶囊中，作为自修复材料；其次，将自修复材料添加到环氧磷酸锌底漆中，混合均匀，自修复材料在环氧底漆中的质量分数为3 %，制得环氧自修复底漆。
S2：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂面漆层由AB两组分组成，AB组分中官能团的摩尔比为M-OH（羟基）:M-NCO（异氰酸酯基）=1:1.2，包括如下步骤：
S20：气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂的制备：将4.2份二氧化硅气凝胶粉末加入到γ缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与醋酸丁酯溶液中混合均匀，在50 ℃的温度下，反应1 h，然后与42份聚天门冬氨酸酯混合均匀，得到气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂，上述树脂体系的粘度1500 mPa.s（25 ℃）；
S21：A组分的配制：将气凝胶改性聚天门冬氨酸酯树脂60份、颜填料35份、分散剂2份、消泡剂0.5份、润湿流平剂1份、紫外线吸收剂1.5份，加入到研磨机内进行研磨，过滤备用；
S22：B组分的配制：将异佛尔酮二异氰酸酯投入反应釜当中加温，在加温的同时进行搅拌，边搅拌边加入聚醚多元醇（分子量为2000的聚醚多元醇和分子量为5000的聚醚多元醇质量比5:1）；当温度达到75 ℃时，停止搅拌并采取保温措施，在两者自行进行反应完成后，即可降温下料，控制-NCO含量在18%。
S3：将以上环氧自修复底漆、环氧云铁中间漆、气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆在汽车底盘上自内而外进行逐层喷涂，制得用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，所得到的漆膜性能如下表10所示。
表10
导热系数/W/(m·K) ≤ 0.064
断裂伸长率/Mpa ≥ 240%
拉伸强度/Mpa ≥ 20
耐冲击性/cm 70
附着力（拉开法）/Mpa ≥ 8
耐人工气候老化性 2000 h，不起泡、不生锈、不开裂、不剥落、不粉化，变色≤2级、失光≤2级
耐盐雾性（大气腐蚀等级C4~C5）配套涂层测试 3000 h不起泡、不生锈、不开裂、不剥落

Claims (12)

1.一种用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层，包括在汽车底盘上自内而外依次喷涂的环氧自修复底漆层、环氧云铁中间漆层、及气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆层；其中，所述环氧云铁中间漆层中云铁粉的质量分数为30%~60%。
2.一种权利要求1所述的气凝胶改性复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
S1:环氧自修复底漆的制备
首先，将缓蚀剂包埋于微胶囊中，作为自修复材料；其次，将自修复材料添加到环氧底漆中混合均匀，自修复材料在环氧底漆中的质量分数为1 %~3 %，制得环氧自修复底漆；
S2:气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆的制备
S20: 气凝胶改性的聚天门冬氨酸酯树脂的制备
将气凝胶粉末加入到硅烷偶联剂与稀释剂的混合溶液中，在30 ℃-50 ℃的温度下，反应1-2 h，然后与聚天门冬氨酸酯树脂混合均匀，获得气凝胶改性聚天门冬氨酸树脂；
S21: A组分的制备
取气凝胶改性的聚天门冬氨酸酯树脂60~65份、颜填料30~35份、分散剂2份、消泡剂0.5份、基材润湿剂1份、紫外线吸收剂1.5份，混合均匀，加入到研磨机内进行研磨，过滤，得到A组分；
S22:B组分的制备
将六亚甲基二异氰酸酯三聚体或异佛尔酮二异氰酸酯投入反应釜当中边加热边进行搅拌，同时加入聚醚多元醇，当温度达到70~75℃时停止搅拌并采取保温措施，让其自行进行预聚反应，反应完成后降低温度，取出反应物，得到B组分；
S23: 气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆的制备
将A组分和B组分按照官能团摩尔比羟基:异氰酸酯基=1:1.0~1.2混合均匀，得到气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆；
S3:气凝胶改性复合涂层的制备
将经由S1步制得的环氧自修复底漆、环氧云铁中间漆、和经由S2步制得的气凝胶改性聚天门冬氨酸酯弹性面漆在汽车底盘上自内而外进行逐层喷涂，制得用于汽车底盘的气凝胶改性复合涂层。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述缓蚀剂为咪唑啉、苯并三氮唑、巯基苯骈噻唑中的任一种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述微胶囊为聚脲树脂、聚氨酯树脂、脲醛树脂中的任一种。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述环氧底漆为环氧磷酸锌底漆、环氧富锌底漆中的任一种。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S20中，所述气凝胶为二氧化硅气凝胶。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S20中，所述的硅烷偶联剂为γ氨丙基三乙氧基硅烷、γ(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的任一种。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S20中，所述稀释剂为甲苯缩水甘油醚、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸正丙酯中的任一种；所述稀释剂的含水量 ≤0.03%。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S20中，所述气凝胶粉末与聚天门冬氨酸酯树脂的质量比为1:10~20。
10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S20中，得到的气凝胶改性聚天门冬氨酸树脂粘度控制在25 ℃条件下为1000~1500 mPa.s。
11.根据权利要求2所述的制备方法，其特 征在于，步骤S22中，所述B组分中异氰酸酯基的质量百分含量为10%~18%。
12.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S22中，所述聚醚多元醇由分子量为2000的聚醚多元醇和分子量为5000的聚醚多元醇组成，且两者的质量比为2~5:1。
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