CN116716031A - 一种免喷漆速干车身修复材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水性技术领域，且公开了一种免喷漆速干车身修复材料及其制备方法，本发明的有益的技术效果是：本发明以苯磺酸‑4,6‑二氨基均三嗪作为扩链剂，得到水性磺酸聚氨酯溶液，具有亲水性和水溶性好的优点，同时将刚性苯环的三嗪环引入到聚氨酯分子链，可以提高聚氨酯漆膜的耐摩擦性能和硬度。氨基改性纳米二氧化钛可以与聚氨酯分子链中的磺酸基团发生磺酸铵盐化反应，使纳米二氧化钛与聚氨酯分子链发生离子键键合，增强了两者之间的界面相容性，有利于纳米二氧化钛和聚氨酯形成均匀稳定的分散体系，使聚氨酯漆膜具有更好的耐摩擦性能和硬度等力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及水性技术领域，具体为一种免喷漆速干车身修复材料及其制备方法。
背景技术
传统的车身划痕修复一般包括刮原子灰和喷漆两个大步骤，修复过程耗时较长，使用的材料对人体和环境都不友好。很多车主在汽车发生剐蹭的时候，都希望车漆能够快速的修复，如果长时间去做普通的车漆修复，很影响近期的出行。
聚氨酯漆具有成本较低，弹性好等优点，在车身修复领域具有广阔的应用前景，传统的聚氨酯漆存在耐磨性，硬度较第等缺陷，限制了其在车身修复等领域的发展和应用。纳米二氧化钛的比表面积大、力学强度高，无毒无污染，在聚氨酯等材料中有着广泛的应用，但是纳米二氧化钛存在易团聚，与材料的相容性较差等问题，本发明以水性磺酸聚氨酯溶液和氨基改性纳米二氧化钛作为主要成为，得到的免喷漆速干车身修复材具有使用方便、配方简单、材料易得、耐磨性好，硬度大的特点。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供了一种免喷漆速干车身修复材料及其制备方法，解决了传统聚氨酯车身修复材料的耐磨性，硬度较差的问题。
本发明的技术方案是：
一种免喷漆速干车身修复材料的制备方法，所述免喷漆速干车身修复材料包括重量份数为5-25份的水性磺酸聚氨酯溶液、50-80份的氨基改性纳米二氧化钛、5-20份水分散色浆、0.2-3份的流平剂；所述制备方法如下：将氨基改性纳米二氧化钛加入到水性磺酸聚氨酯溶液，超声震荡，然后70-80℃的温度中搅拌，进行磺酸铵盐化反应2-6 h，冷却，加入流平剂、水分散色浆，分散均匀，得到免喷漆速干车身修复材料。
进一步的，所述水性磺酸聚氨酯的制备方法如下：
（1）将2-氯-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪、4-羟基苯磺酸钠加入到氢氧化钠溶液中，40-60℃的温度中搅拌反应4-10 h，冷却，加入盐酸溶液调节pH至3-4，加入乙酸乙酯，萃取分离，将有机相浓缩，正己烷洗涤，得到苯磺酸-4,6-二氨基均三嗪；反应式如下：
（2）将摩尔比n（OH）:n（NCO）=2:1的聚醚多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯在氮气气氛中混合均匀，75-85℃的温度中搅拌反应2-3 h，加入二月桂酸二丁基锡、苯磺酸-4,6-二氨基均三嗪、丙酮溶剂，50-60℃的温度中搅拌反应1-2 h，浓缩除去丙酮，加入水，分散均匀形成水性磺酸聚氨酯溶液。
进一步的，所述（1）中各反应物的摩尔比例为2-氯-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪:4-羟基苯磺酸钠的=1:（1-1.3）。
进一步的，所述（1）中氢氧化钠溶液的摩尔浓度为（2-5）mol/L。
进一步的，所述（2）中苯磺酸-4,6-二氨基均三嗪的用量是聚醚多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯总质量的2-6%。
进一步的，所述（2）中水性磺酸聚氨酯溶液的固含量为45-60%。
进一步的，所述（2）中氨基改性纳米二氧化钛的制备方法如下：利用KH560对纳米二氧化钛进行改性，然后将KH560改性纳米二氧化钛分散到四氢呋喃中，加入三(2-氨乙基)胺，反应后离心分离，乙醇洗涤，得到氨基改性纳米二氧化钛。
进一步的，所述三(2-氨乙基)胺的质量是KH560改性纳米二氧化钛15-60%。
进一步的，所述反应在40-65 ℃的温度中进行6-18 h。
本发明的有益的技术效果是：本发明以苯磺酸-4,6-二氨基均三嗪作为扩链剂，得到新型的水性磺酸聚氨酯溶液，具有亲水性和水溶性好的优点，以水作为溶剂，环保污染小，减少了车身划痕修复的成本和化学溶剂对人体的伤害，最大程度上保持车身的原车漆，同时将刚性苯环的三嗪环引入到聚氨酯分子链，可以提高聚氨酯漆膜的耐摩擦性能和硬度。
本发明利用含有多氨基的三(2-氨乙基)胺的氨基与KH560改性纳米二氧化钛的环氧基团进行反应，得到氨基改性纳米二氧化钛，利用三(2-氨乙基)胺作为改性剂，有利于提高了纳米二氧化钛表面的氨基接枝率，得到高氨基含量的改性纳米二氧化钛，其引入的氨基可以与聚氨酯分子链中的磺酸基团发生磺酸铵盐化反应，使纳米二氧化钛与聚氨酯分子链发生离子键键合，增强了两者之间的界面相容性，有利于纳米二氧化钛和聚氨酯形成均匀稳定的分散体系，使聚氨酯漆膜具有更好的耐摩擦性能和硬度等力学性能。
本发明制备的免喷漆速干车身修复材料可以代替原子灰和油漆来快速修复车身划痕，具有固化速度快，降低修复工时，漆膜的耐摩擦性能和硬度高等优点。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
（1）将纳米二氧化钛加入到乙醇和水中，超声震荡，加入纳米二氧化钛质量5%的KH560，80 ℃回流1 h，离心分离，乙醇洗涤，得到KH560改性纳米二氧化钛，然后将其分散到四氢呋喃中，加入KH560改性纳米二氧化钛质量15%的三(2-氨乙基)胺，反应后离心分离，在65 ℃的温度中进行12 h，乙醇洗涤，得到氨基改性纳米二氧化钛。
（2）将8 mmol的2-氯-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪、9 mol的4-羟基苯磺酸钠加入到摩尔浓度为2mol/L氢氧化钠溶液中，60℃的温度中搅拌反应4 h，冷却，加入盐酸溶液调节pH至4，加入乙酸乙酯，萃取分离，将有机相浓缩，正己烷洗涤，得到苯磺酸-4,6-二氨基均三嗪。
（3）将摩尔比n（OH）:n（NCO）=2:1的聚醚多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯在氮气气氛中混合均匀，85℃的温度中搅拌反应3 h，加入聚醚多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯总质量的0.2%的二月桂酸二丁基锡、2%的苯磺酸-4,6-二氨基均三嗪，以及丙酮溶剂，55℃的温度中搅拌反应1 h，浓缩除去丙酮，加入水，分散均匀形成固含量为4%的水性磺酸聚氨酯溶液。
（4）将78份的氨基改性纳米二氧化钛加入到5份的水性磺酸聚氨酯溶液，超声震荡，然后70-80℃的温度中搅拌，进行磺酸铵盐化反应6 h，冷却，加入2份的流平剂STA-3184、15份水分散大红色浆G-11，分散均匀，得到免喷漆速干车身修复材料。
实施例2
（1）将纳米二氧化钛加入到乙醇和水中，超声震荡，加入纳米二氧化钛质量5%的KH560，80 ℃回流1 h，离心分离，乙醇洗涤，得到KH560改性纳米二氧化钛，然后将其分散到四氢呋喃中，加入KH560改性纳米二氧化钛质量15-60%的三(2-氨乙基)胺，反应后离心分离，在55 ℃的温度中进行12 h，乙醇洗涤，得到氨基改性纳米二氧化钛。
（2）将8 mmol的2-氯-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪、8 mol的4-羟基苯磺酸钠加入到摩尔浓度为2-5mol/L氢氧化钠溶液中，45℃的温度中搅拌反应6 h，冷却，加入盐酸溶液调节pH至4，加入乙酸乙酯，萃取分离，将有机相浓缩，正己烷洗涤，得到苯磺酸-4,6-二氨基均三嗪。
（3）将摩尔比n（OH）:n（NCO）=2:1的聚醚多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯在氮气气氛中混合均匀，80℃的温度中搅拌反应3 h，加入聚醚多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯总质量的0.25%的二月桂酸二丁基锡、3%的苯磺酸-4,6-二氨基均三嗪，以及丙酮溶剂，50℃的温度中搅拌反应1-2 h，浓缩除去丙酮，加入水，分散均匀形成固含量为60%的水性磺酸聚氨酯溶液。
（4）将78份的氨基改性纳米二氧化钛加入到10份的水性磺酸聚氨酯溶液，超声震荡，然后75℃的温度中搅拌，进行磺酸铵盐化反应4 h，冷却，加入2份的流平剂STA-3184、10份水分散大红色浆G-11，分散均匀，得到免喷漆速干车身修复材料。
实施例3
（1）将纳米二氧化钛加入到乙醇和水中，超声震荡，加入纳米二氧化钛质量5%的KH560，80 ℃回流1 h，离心分离，乙醇洗涤，得到KH560改性纳米二氧化钛，然后将其分散到四氢呋喃中，加入KH560改性纳米二氧化钛质量60%的三(2-氨乙基)胺，反应后离心分离，在65 ℃的温度中进行12 h，乙醇洗涤，得到氨基改性纳米二氧化钛。
（2）将8 mmol的2-氯-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪、10.4 mol的4-羟基苯磺酸钠加入到摩尔浓度为5mol/L氢氧化钠溶液中，50℃的温度中搅拌反应8 h，冷却，加入盐酸溶液调节pH至3-4，加入乙酸乙酯，萃取分离，将有机相浓缩，正己烷洗涤，得到苯磺酸-4,6-二氨基均三嗪。
（3）将摩尔比n（OH）:n（NCO）=2:1的聚醚多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯在氮气气氛中混合均匀，75℃的温度中搅拌反应3 h，加入聚醚多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯总质量的0.2%的二月桂酸二丁基锡、4%的苯磺酸-4,6-二氨基均三嗪，以及丙酮溶剂，55℃的温度中搅拌反应1 h，浓缩除去丙酮，加入水，分散均匀形成固含量为60%的水性磺酸聚氨酯溶液。
（4）将65份的氨基改性纳米二氧化钛加入到18份的水性磺酸聚氨酯溶液，超声震荡，然后75℃的温度中搅拌，进行磺酸铵盐化反应6 h，冷却，加入2份的流平剂STA-3184、15份水分散大红色浆G-11，分散均匀，得到免喷漆速干车身修复材料。
实施例4
（1）将纳米二氧化钛加入到乙醇和水中，超声震荡，加入纳米二氧化钛质量5%的KH560，80 ℃回流1 h，离心分离，乙醇洗涤，得到KH560改性纳米二氧化钛，然后将其分散到四氢呋喃中，加入KH560改性纳米二氧化钛质量15-60%的三(2-氨乙基)胺，反应后离心分离，在40-65 ℃的温度中进行6-18 h，乙醇洗涤，得到氨基改性纳米二氧化钛。
（2）将8 mmol的2-氯-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪、9 mol的4-羟基苯磺酸钠加入到摩尔浓度为2-5mol/L氢氧化钠溶液中，45℃的温度中搅拌反应10 h，冷却，加入盐酸溶液调节pH至3，加入乙酸乙酯，萃取分离，将有机相浓缩，正己烷洗涤，得到苯磺酸-4,6-二氨基均三嗪。
（3）将摩尔比n（OH）:n（NCO）=2:1的聚醚多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯在氮气气氛中混合均匀，80℃的温度中搅拌反应2 h，加入聚醚多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯总质量的0.3%的二月桂酸二丁基锡、6%的苯磺酸-4,6-二氨基均三嗪，以及丙酮溶剂，60℃的温度中搅拌反应1 h，浓缩除去丙酮，加入水，分散均匀形成固含量为60%的水性磺酸聚氨酯溶液。
（4）将63份的氨基改性纳米二氧化钛加入到25份的水性磺酸聚氨酯溶液，超声震荡，然后70-80℃的温度中搅拌，进行磺酸铵盐化反应6 h，冷却，加入2份的流平剂STA-3184、10份水分散大红色浆G-11，分散均匀，得到免喷漆速干车身修复材料。
对比例1：与实施例1的区别在于，免喷漆速干车身修复材料中不加入氨基改性纳米二氧化钛。
对比例2：与实施例1的区别在于，只加入纳米二氧化钛，不加入氨基改性纳米二氧化钛。
对比例3：与实施例1的区别在于，制备聚氨酯溶液时，用1,4-丁二醇作为扩链剂，代替苯磺酸-4,6-二氨基均三嗪，得到聚氨酯溶液。
将免喷漆速干车身修复材料60 ℃中干燥固化，采用铅笔硬度计测试固化膜的铅笔硬度。采用平面磨耗试验机测试固化的耐磨性能，施加负荷300 N。采用光学接触角测试仪测试固化膜的水接触角。固化膜的耐磨性能参考GB/T1768-2006进行测试。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种免喷漆速干车身修复材料的制备方法，其特征在于，所述免喷漆速干车身修复材料包括重量份数为5-25份的水性磺酸聚氨酯溶液、50-80份的氨基改性纳米二氧化钛、5-20份水分散色浆、0.2-3份的流平剂；所述制备方法如下：将氨基改性纳米二氧化钛加入到水性磺酸聚氨酯溶液，超声震荡，然后70-80℃的温度中搅拌，进行磺酸铵盐化反应2-6 h，冷却，加入流平剂、水分散色浆，分散均匀，得到免喷漆速干车身修复材料。
2.根据权利要求1所述的免喷漆速干车身修复材料的制备方法，其特征在于，所述水性磺酸聚氨酯的制备方法如下：
（1）将2-氯-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪、4-羟基苯磺酸钠加入到氢氧化钠溶液中，40-60℃的温度中搅拌反应4-10 h，冷却，加入盐酸溶液调节pH至3-4，加入乙酸乙酯，萃取分离，将有机相浓缩，正己烷洗涤，得到苯磺酸-4,6-二氨基均三嗪；
（2）将摩尔比n（OH）:n（NCO）=2:1的聚醚多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯在氮气气氛中混合均匀，75-85℃的温度中搅拌反应2-3 h，加入二月桂酸二丁基锡、苯磺酸-4,6-二氨基均三嗪、丙酮溶剂，50-60℃的温度中搅拌反应1-2 h，浓缩除去丙酮，加入水，分散均匀形成水性磺酸聚氨酯溶液。
3.根据权利要求2所述的免喷漆速干车身修复材料的制备方法，其特征在于，所述（1）中各反应物的摩尔比例为2-氯-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪:4-羟基苯磺酸钠的=1:（1-1.3）。
4.根据权利要求2所述的免喷漆速干车身修复材料的制备方法，其特征在于，所述（1）中氢氧化钠溶液的摩尔浓度为（2-5）mol/L。
5.根据权利要求2所述的免喷漆速干车身修复材料的制备方法，其特征在于，所述（2）中苯磺酸-4,6-二氨基均三嗪的用量是聚醚多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯总质量的2-6%。
6.根据权利要求2所述的免喷漆速干车身修复材料的制备方法，其特征在于，所述（2）中水性磺酸聚氨酯溶液的固含量为45-60%。
7.根据权利要求2所述的免喷漆速干车身修复材料的制备方法，其特征在于，所述（2）中氨基改性纳米二氧化钛的制备方法如下：利用KH560对纳米二氧化钛进行改性，然后将KH560改性纳米二氧化钛分散到四氢呋喃中，加入三(2-氨乙基)胺，反应后离心分离，乙醇洗涤，得到氨基改性纳米二氧化钛。
8.根据权利要求7所述的免喷漆速干车身修复材料的制备方法，其特征在于，所述三(2-氨乙基)胺的质量是KH560改性纳米二氧化钛15-60%。
9.根据权利要求7所述的免喷漆速干车身修复材料的制备方法，其特征在于，所述反应在40-65 ℃的温度中进行6-18 h。
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