CN116239918A - 可刮涂低密度高强度膨胀型涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种可刮涂低密度高强度膨胀型涂料及其制备方法，该涂料至少包括如下组分，且各组分在涂料中的质量百分比分别为：PVC增塑剂10％～20％、增粘剂0.5％～2％、触变剂0.5％～1％、防潮剂3％～5％、抗氧化剂1％～2％、增韧改性树脂15％～20％、液体改性橡胶8％～15％、轻质填料12％～20％、PVC糊树脂30％～50％、环氧固化剂1％～3％、低温促进剂0.5％～1％、发泡剂0.3％～4％。该涂料通过添加质量百分比12％‑20％的轻质填料，使得烘烤后制备出来的涂料具有更低的密度，在满足车身膜厚的前提下，使得整车重量更轻，满足了整车的轻量化。另外，通过添加质量百分比15％‑20％的增韧改性树脂与质量百分比8％～15％的液体改性橡胶，使得车身涂料具有较高的整体强度，进而增强车身底板的抗石击性能。
Description
技术领域
本申请涉及汽车涂料技术领域，特别是涉及一种可刮涂低密度高强度膨胀型涂料及其制备方法。
背景技术
随着汽车产业的蓬勃发展，车身在生产制造的过程中对自身的防腐、NVH(噪声Noise、振动Vibration与声振粗糙度Harshness)、质量化越来越重视。车身在进入涂装车间时，通常在前处理后对整车底板进行防石击涂料的喷涂，以及对车身底板进行防腐处理。传统喷涂方式所喷涂的涂料有普通型PVC涂料、低密度PVC涂料以及发泡型PVC涂料。
在传统的车身底板涂料中，普通型PVC涂料由于其产品密度较大，在一定程度上影响了整车的轻量化，低密度PVC涂料烘烤后材质较硬，在一定程度上影响了车身底板的NVH，发泡型PVC涂料的整体强度较差，导致发泡型PVC涂料抗石击的性能不足。
因此，传统的车身底板涂料较难兼顾整车的轻量化以及抗石击性能。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提升车身底板的抗石击性能且能够满足车身轻量化的可刮涂低密度高强度膨胀型涂料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种可刮涂低密度高强度膨胀型涂料，所述涂料至少包括如下组分，且各组分在所述涂料中的质量百分比分别为：
PVC增塑剂10％～20％；
增粘剂0.5％～2％；
触变剂0.5％～1％；
防潮剂3％～5％；
抗氧化剂1％～2％；
增韧改性树脂15％～20％；
液体改性橡胶8％～15％；
轻质填料12％～20％；
PVC糊树脂30％～50％；
环氧固化剂1％～3％；
低温促进剂0.5％～1％；
发泡剂0.3％～4％。
在其中一个实施例中，所述PVC增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛酯、环氧大豆油中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述触变剂为气相二氧化硅、沉淀白炭黑、有机膨润土中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述增韧改性树脂为封闭异氰酸酯、聚氨酯改性树脂中的一种。
在其中一个实施例中，所述轻质填料为空心玻璃微珠，所述空心玻璃微珠的密度小于0.38g/cm3，抗压强度大于20兆帕。
在其中一个实施例中，所述PVC糊树脂为氯醋糊树脂、共聚糊树脂、掺混糊树脂中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述环氧固化剂为双氰胺、脂肪胺、芳香胺中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述发泡剂为具有5～7个碳原子的脂肪烃、卤代烃、芳烃中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述防潮剂为氧化钙，所述抗氧化剂为间接法氧化锌，所述液体改性橡胶为环氧丁腈预聚体，所述低温促进剂为取代脲促进剂，所述增粘剂为聚酰胺类增粘剂、聚氨酯类增粘剂中的一种或多种。
第二方面，本申请提供一种可刮涂低密度高强度膨胀型涂料的制备方法，用于制备本申请第一方面所述的可刮涂低密度高强度膨胀型涂料，所述方法包括：
将质量百分比10％～20％的PVC增塑剂加入双轴真空搅拌釜中，并开启转速为15转/分钟的低速搅拌；
在所述双轴真空搅拌釜搅拌时加入质量百分比0.5％～2％的增粘剂、质量百分比0.5％～1％的触变剂、质量百分比3％～5％的防潮剂与质量百分比1％～2％的抗氧剂，并使得所述双轴真空搅拌釜的搅拌时间超过3分钟，得到第一混合物；
在所述第一混合物中加入质量百分比10％～20％的增韧改性树脂、质量百分比8％～15％的液体改性橡胶以及质量百分比12％～20％的轻质填料，并控制所述双轴真空搅拌釜开启转速为50转/分钟的高速搅拌，得到第二混合物；
在所述第二混合物中加入质量百分比30％～50％的PVC糊树脂、质量百分比1％～3％的环氧固化剂、质量百分比0.5％～1％的低温促进剂以及质量百分比0.3％～4％的发泡剂，得到第三混合物；
当所述双轴真空搅拌釜中的温度超过35℃时，开启冷却水循环，并搅拌所述第三混合物超过15分钟，且抽真空时间超过10分钟，得到可刮涂低密度高强度膨胀型涂料。
上述可刮涂低密度高强度膨胀型涂料及其制备方法，通过添加质量百分比12％～20％的轻质填料，使得烘烤后制备出来的涂料具有更低的密度，在满足车身膜厚的前提下，使得整车重量更轻，满足了整车的轻量化。另外，通过添加质量百分比15％～20％的增韧改性树脂与质量百分比8％～15％的液体改性橡胶，使得车身涂料具有较高的整体强度，进而增强车身底板的抗石击性能。因此，该可刮涂低密度高强度膨胀型涂料能够提升车身底板的抗石击性能且能够满足车身轻量化。
附图说明
图1为本申请中第一个实施例的可刮涂低密度高强度膨胀型涂料的制备方法流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在一个实施例中，一种可刮涂低密度高强度膨胀型涂料，该涂料至少包括如下组分，且各组分在涂料中的质量百分比分别为：PVC增塑剂10％～20％、增粘剂0.5％～2％、触变剂0.5％～1％、防潮剂3％～5％、抗氧化剂1％～2％、增韧改性树脂15％～20％、液体改性橡胶8％～15％、轻质填料12％～20％、PVC糊树脂30％～50％、环氧固化剂1％～3％、低温促进剂0.5％～1％、发泡剂0.3％～4％。
其中，PVC增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛酯、环氧大豆油中的一种或多种。触变剂为气相二氧化硅、沉淀白炭黑、有机膨润土中的一种或多种。增韧改性树脂为封闭异氰酸酯、聚氨酯改性树脂中的一种。轻质填料为空心玻璃微珠，所述空心玻璃微珠的密度小于0.38g/cm3，抗压强度大于20兆帕。PVC糊树脂为氯醋糊树脂、共聚糊树脂、掺混糊树脂中的一种或多种。环氧固化剂为双氰胺、脂肪胺、芳香胺中的一种或多种。发泡剂为具有5～7个碳原子的脂肪烃、卤代烃、芳烃中的一种或多种。防潮剂为氧化钙，所述抗氧化剂为间接法氧化锌，液体改性橡胶为环氧丁腈预聚体，低温促进剂为取代脲促进剂，增粘剂为聚酰胺类增粘剂、聚氨酯类增粘剂中的一种或多种。
上述可刮涂低密度高强度膨胀型涂料，通过添加质量百分比12％～20％的轻质填料，使得烘烤后制备出来的涂料具有更低的密度，在满足车身膜厚的前提下，使得整车重量更轻，满足了整车的轻量化。另外，通过添加质量百分比15％～20％的增韧改性树脂与质量百分比8％～15％的液体改性橡胶，使得车身涂料具有较高的整体强度，进而增强车身底板的抗石击性能。因此，该可刮涂低密度高强度膨胀型涂料能够提升车身底板的抗石击性能且能够满足车身轻量化。
如图1所示，在一个实施例中，一种可刮涂低密度高强度膨胀型涂料的制备方法，用于制备可刮涂低密度高强度膨胀型涂料，包括以下步骤：
步骤S110，将质量百分比10％～20％的PVC增塑剂加入双轴真空搅拌釜中，并开启转速为15转/分钟的低速搅拌。
具体的，将质量百分比为10％～20％的PVC增塑剂加入到双轴真空搅拌釜中，并控制双轴真空搅拌釜开启转速15转/分钟的转速对其进行低速搅拌。
其中，质量百分比为各个组分占所制备涂料总质量的百分比。
步骤S120，在双轴真空搅拌釜搅拌时加入质量百分比0.5％～2％的增粘剂、质量百分比0.5％～1％的触变剂、质量百分比3％～5％的防潮剂与质量百分比1％～2％的抗氧剂，并使得双轴真空搅拌釜的搅拌时间超过3分钟，得到第一混合物。
具体的，在步骤S110的基础上，在双轴真空搅拌釜的搅拌过程中加入质量百分比0.5％～2％的增粘剂、质量百分比0.5％～1％的触变剂、质量百分比3％～5％的防潮剂与质量百分比1％～2％的抗氧剂，并控制双轴真空搅拌釜持续搅拌3分钟以上，得到第一混合物。
步骤S130，在第一混合物中加入质量百分比10％～20％的增韧改性树脂、质量百分比8％～15％的液体改性橡胶以及质量百分比12％～20％的轻质填料，并控制双轴真空搅拌釜开启转速为50转/分钟的高速搅拌，得到第二混合物。
具体的，在步骤S120的基础上，在具有第一混合物的双轴真空搅拌釜中加入质量百分比10％～20％的增韧改性树脂、质量百分比8％～15％的液体改性橡胶以及质量百分比12％～20％的轻质填料，并控制双轴真空搅拌釜开启转速为50转/分钟的高速搅拌对物料进行搅拌，此时双轴真空搅拌釜中的混合物料即为第二混合物。
步骤S140，在第二混合物中加入质量百分比30％～50％的PVC糊树脂、质量百分比1％～3％的环氧固化剂、质量百分比0.5％～1％的低温促进剂以及质量百分比0.3％～4％的发泡剂，得到第三混合物。
具体的，在步骤S130的基础上，在具有第二混合物的双轴真空搅拌釜中加入质量百分比30％～50％的PVC糊树脂、质量百分比1％～3％的环氧固化剂、质量百分比0.5％～1％的低温促进剂以及质量百分比0.3％～4％的发泡剂，完成所有投料，此时双轴真空搅拌釜中的混合物料即为第三混合物。
步骤S150，当双轴真空搅拌釜中的温度超过35℃时，开启冷却水循环，并搅拌第三混合物超过15分钟，且抽真空时间超过10分钟，得到可刮涂低密度高强度膨胀型涂料。
具体的，在步骤S140的基础上，当双轴真空搅拌釜中的温度超过35摄氏度时，控制双轴真空搅拌釜开启冷却水循环，并在双轴真空搅拌釜中搅拌第三混合物超过15分钟，且双轴真空搅拌釜中的抽真空时间超过10分钟，最终得到需要的可刮涂低密度高强度膨胀型涂料。
接下来，通过实施例1-4对本申请提供的可刮涂低密度高强度膨胀型涂料作详细说明。
实施例1：
首先将质量百分比18％的PVC增塑剂加入到双轴真空搅拌釜中，并开启转速为15转/分钟的低速搅拌，在搅拌过程中加入质量百分比1.5％的增粘剂、质量百分比0.8％的触变剂、质量百分比4％的防潮剂以及质量百分比1％的抗氧化剂，控制双轴真空搅拌釜的搅拌时间超过3分钟。随后，在双轴真空搅拌釜中加入质量百分比15％的增韧改性树脂、质量百分比10％的液体改性橡胶以及质量百分比12％的轻质填料，并控制双轴真空搅拌釜开启转速为50转/分钟的高速搅拌。然后，在双轴真空搅拌釜中加入质量百分比34％的PVC糊树脂、质量百分比1.2％的环氧固化剂、质量百分比0.5％的低温促进剂以及质量百分比2％的发泡剂，完成投料。当双轴真空搅拌釜内的温度高于35℃时，控制双轴真空搅拌釜开启冷却水循环，并控制双轴真空搅拌釜完成投料后持续对物料进行搅拌，搅拌时间超过15分钟，搅拌时的抽真空时间超过10分钟，最终得到可刮涂低密度高强度膨胀型涂料。
实施例2：
首先将质量百分比18％的PVC增塑剂加入到双轴真空搅拌釜中，并开启转速为15转/分钟的低速搅拌，在搅拌过程中加入质量百分比1.5％的增粘剂、质量百分比0.8％的触变剂、质量百分比4％的防潮剂以及质量百分比1％的抗氧化剂，控制双轴真空搅拌釜的搅拌时间超过3分钟。随后，在双轴真空搅拌釜中加入质量百分比17％的增韧改性树脂、质量百分比10％的液体改性橡胶以及质量百分比12％的轻质填料，并控制双轴真空搅拌釜开启转速为50转/分钟的高速搅拌。然后，在双轴真空搅拌釜中加入质量百分比32％的PVC糊树脂、质量百分比1.2％的环氧固化剂、质量百分比0.5％的低温促进剂以及质量百分比2％的发泡剂，完成投料。当双轴真空搅拌釜内的温度高于35℃时，控制双轴真空搅拌釜开启冷却水循环，并控制双轴真空搅拌釜完成投料后持续对物料进行搅拌，搅拌时间超过15分钟，搅拌时的抽真空时间超过10分钟，最终得到可刮涂低密度高强度膨胀型涂料。
实施例3：
首先将质量百分比18％的PVC增塑剂加入到双轴真空搅拌釜中，并开启转速为15转/分钟的低速搅拌，在搅拌过程中加入质量百分比1.5％的增粘剂、质量百分比0.8％的触变剂、质量百分比4％的防潮剂以及质量百分比1％的抗氧化剂，控制双轴真空搅拌釜的搅拌时间超过3分钟。随后，在双轴真空搅拌釜中加入质量百分比15％的增韧改性树脂、质量百分比12％的液体改性橡胶以及质量百分比12％的轻质填料，并控制双轴真空搅拌釜开启转速为50转/分钟的高速搅拌。然后，在双轴真空搅拌釜中加入质量百分比32％的PVC糊树脂、质量百分比1.2％的环氧固化剂、质量百分比0.5％的低温促进剂以及质量百分比2％的发泡剂，完成投料。当双轴真空搅拌釜内的温度高于35℃时，控制双轴真空搅拌釜开启冷却水循环，并控制双轴真空搅拌釜完成投料后持续对物料进行搅拌，搅拌时间超过15分钟，搅拌时的抽真空时间超过10分钟，最终得到可刮涂低密度高强度膨胀型涂料。
实施例4：
首先将质量百分比18％的PVC增塑剂加入到双轴真空搅拌釜中，并开启转速为15转/分钟的低速搅拌，在搅拌过程中加入质量百分比1.5％的增粘剂、质量百分比0.8％的触变剂、质量百分比4％的防潮剂以及质量百分比1％的抗氧化剂，控制双轴真空搅拌釜的搅拌时间超过3分钟。随后，在双轴真空搅拌釜中加入质量百分比15％的增韧改性树脂、质量百分比12％的液体改性橡胶以及质量百分比14％的轻质填料，并控制双轴真空搅拌釜开启转速为50转/分钟的高速搅拌。然后，在双轴真空搅拌釜中加入质量百分比30％的PVC糊树脂、质量百分比1.2％的环氧固化剂、质量百分比0.5％的低温促进剂以及质量百分比2％的发泡剂，完成投料。当双轴真空搅拌釜内的温度高于35℃时，控制双轴真空搅拌釜开启冷却水循环，并控制双轴真空搅拌釜完成投料后持续对物料进行搅拌，搅拌时间超过15分钟，搅拌时的抽真空时间超过10分钟，最终得到可刮涂低密度高强度膨胀型涂料。
实施例1-4的分析测试结果如表1所示：
表1
由表1结合实施例1-4可知，涂料的强度与增韧改性树脂的比例成正比，但当增韧改性树脂的比例大于15％时，涂料的干膜密度开始增大。涂料的干膜密度与液体改性橡胶的比例成正比，但当液体改性橡胶的比例大于10％时，涂料的剪切强度具有明显下降。另外，涂料的干湿膜密度与轻质材料的比例成正比，但当轻质材料的比例大于12％时，涂料的剪切强度具有明显下降。
综上所述，当增韧改性树脂的质量百分比在15％，液体改性橡胶的质量百分比在10％，轻质填料的质量百分比在12％时，所制备的涂料的干湿膜密度和剪切强度处于最佳值。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种可刮涂低密度高强度膨胀型涂料，其特征在于，所述涂料至少包括如下组分，且各组分在所述涂料中的质量百分比分别为：
PVC增塑剂10％～20％；
增粘剂0.5％～2％；
触变剂0.5％～1％；
防潮剂3％～5％；
抗氧化剂1％～2％；
增韧改性树脂15％～20％；
液体改性橡胶8％～15％；
轻质填料12％～20％；
PVC糊树脂30％～50％；
环氧固化剂1％～3％；
低温促进剂0.5％～1％；
发泡剂0.3％～4％。
2.根据权利要求1所述的可刮涂低密度高强度膨胀型涂料，其特征在于，所述PVC增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛酯、环氧大豆油中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的可刮涂低密度高强度膨胀型涂料，其特征在于，所述触变剂为气相二氧化硅、沉淀白炭黑、有机膨润土中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的可刮涂低密度高强度膨胀型涂料，其特征在于，所述增韧改性树脂为封闭异氰酸酯、聚氨酯改性树脂中的一种。
5.根据权利要求1所述的可刮涂低密度高强度膨胀型涂料，其特征在于，所述轻质填料为空心玻璃微珠，所述空心玻璃微珠的密度小于0.38g/cm3，抗压强度大于20兆帕。
6.根据权利要求1所述的可刮涂低密度高强度膨胀型涂料，其特征在于，所述PVC糊树脂为氯醋糊树脂、共聚糊树脂、掺混糊树脂中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的可刮涂低密度高强度膨胀型涂料，其特征在于，所述环氧固化剂为双氰胺、脂肪胺、芳香胺中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的可刮涂低密度高强度膨胀型涂料，其特征在于，所述发泡剂为具有5～7个碳原子的脂肪烃、卤代烃、芳烃中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的可刮涂低密度高强度膨胀型涂料，其特征在于，所述防潮剂为氧化钙，所述抗氧化剂为间接法氧化锌，所述液体改性橡胶为环氧丁腈预聚体，所述低温促进剂为取代脲促进剂，所述增粘剂为聚酰胺类增粘剂、聚氨酯类增粘剂中的一种或多种。
10.一种可刮涂低密度高强度膨胀型涂料的制备方法，用于制备权利要求1至9中任一项所述的可刮涂低密度高强度膨胀型涂料，其特征在于，所述方法包括：
将质量百分比10％～20％的PVC增塑剂加入双轴真空搅拌釜中，并开启转速为15转/分钟的低速搅拌；
在所述双轴真空搅拌釜搅拌时加入质量百分比0.5％～2％的增粘剂、质量百分比0.5％～1％的触变剂、质量百分比3％～5％的防潮剂与质量百分比1％～2％的抗氧剂，并使得所述双轴真空搅拌釜的搅拌时间超过3分钟，得到第一混合物；
在所述第一混合物中加入质量百分比10％～20％的增韧改性树脂、质量百分比8％～15％的液体改性橡胶以及质量百分比12％～20％的轻质填料，并控制所述双轴真空搅拌釜开启转速为50转/分钟的高速搅拌，得到第二混合物；
在所述第二混合物中加入质量百分比30％～50％的PVC糊树脂、质量百分比1％～3％的环氧固化剂、质量百分比0.5％～1％的低温促进剂以及质量百分比0.3％～4％的发泡剂，得到第三混合物；
当所述双轴真空搅拌釜中的温度超过35℃时，开启冷却水循环，并搅拌所述第三混合物超过15分钟，且抽真空时间超过10分钟，得到可刮涂低密度高强度膨胀型涂料。
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