CN1208411C - 聚合物/无机复合纳米粉体的汽车面漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种聚合物/无机纳米复合粉体的汽车面漆，其特点是将聚合物树脂45.0～55.0份中取一部分加入稀释剂7.0～14.0份的混合釜中，搅拌稀释。在搅拌下依次加入无机复合纳米粉0.5～4.5份、钛白粉15.0～25.0份和助剂1.25～3.75份，用砂磨机砂磨30～50分钟，经过滤得到浆料。然后在搅拌下将余量树脂加入到上述浆料中，高速搅拌下加入固化剂8.0～15.0份，稀释剂6.0～12.0份，将粘度调到适合程度，再喷涂，可获得表面光洁、耐老化的汽车面漆，它可使汽车面漆的抗老化性能提高10～50%，硬度提高5.0～15.0%。
Description
一、技术领域
本发明涉及到一种聚合物/无机复合纳米粉体的汽车面漆及其制备方法。
二、背景技术
汽车面漆是汽车外观的最终体现。汽车表面的平滑性、光泽赋予汽车高级、稳重、透明度和鲜映度等，这些都与油漆的性质有直接的关系。汽车长期暴露在空气中，因此汽车面漆必须具备优良的抗老化性能，才能够经受长时间太阳光的照射和风吹雨打等自然变化带来的破坏。汽车行驶过程中难免会发生一些碰撞或者摩擦事件。因此，汽车面漆还必须具备优良的力学性能。
由于纳米粒子具有表面效应、宏观量子隧道效应、界面效应和小尺寸效应等特殊性能，使得纳米材料有广阔的应用前景。中国专利97104320.5提到一种纳米金属汽车面漆，它具有优异的抗磨、抗刮等力学性能，还具有一定的吸收有害射线的能力，中国专利01109714.0提到一种适合作汽车面漆的纳米蒙脱土改性涂料，中国专利00125489提到一种加入了纳米TiO2和纳米SiO2的水性外墙漆。左美祥、乔健等，纳米TiO2的制备及在涂料中的应用，现代涂料与涂装，2002.04：P43，提到纳米TiO2对200nm以上的紫外线的屏蔽率高达99.99％以上，因此它能提高涂料的抗老化性能。柯博、黄志杰等，纳米SiO2在涂料中的应用，涂料工业，1998，(12)：P29提到纳米SiO2添加到涂料中能够吸收70％以上的紫外线。目前，还没有发现关于添加纳米TiO2和纳米SiO2无机复合纳米材料的汽车面漆的相关专利的报道。
三、发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种聚合物/无机纳米复合粉体的汽车面漆及其制备方法。其特点是将无机纳米复合粉体引入到汽车面漆中，以便提高汽车面漆的抗老化性能和力学性能，从而得到一种具有耐气候变化、硬度高、耐摩擦、光泽好、附着力强的新型汽车面漆。
本发明者发现纳米颗粒特别是纳米TiO2分散在有机聚合物骨架中，作承受负载的填料，以其大的表面积与骨架材料相互作用，有助于提高材料的韧度和其他力学性能，特别是抗划痕性能可以大幅度提高。纳米SiO2分散在油漆中后可以形成网状结构，可以同时提高汽车面漆的强度和降低粗糙度。复合的纳米TiO2、纳米SiO2和/或纳米ZnO的协同作用，充分利用它的优异性能，使其在增加抗老化性能和提高力学性能上都具有更加优越效果，可以大大提高汽车面漆的抗老化性能。
本发明的目的由以下技术方案实施，其中所述的原料份数除特殊说明外均为重量份数。
聚合物/无机复合纳米粉体的汽车面漆的配方组分为：
A组分
聚合物树脂 45.0～55.0份
钛白粉 15.0～25.0份
无机复合纳米粉粒径10～100nm 0.5～4.5份
偶联剂 0.05～0.5份
助剂 1.25～3.75份
稀释剂 7.0～14.0份
B组分
固化剂 8.0～15.0份
稀释剂 6.0～12.0份
聚合物树脂是醇酸树脂、氨基树脂、丙烯酸树脂和/或纤维树脂中至少一种。
无机纳米粉是纳米TiO2、纳米SiO2和/或纳米ZnO中的至少一种。
偶联剂硅烷偶联剂、酞酸酯偶联剂和/或铝酸酯偶联剂中的至少一种。
稀释剂是用醋酸丁酯、甲苯、二甲苯、乙醇、丙二醇甲醚乙酸酯和/或乙二醇乙醚乙酸酯中的至少一种。
固化剂是芳香族异氰酸酯预聚物或者环氧树脂。
本发明中所用的助剂是防沉剂、流平剂、消泡剂和分散剂都是本领域技术人员公知的技术，可以配合使用，其前提条件是这些助剂对本发明对本发明的目的的实现以及本发明优良效果的取得不产生不利影响。
聚合物/无机复合纳米粉体的汽车面漆的制备方法：
1、制备浆料
(1)将上述配方中的聚合物树脂45.0～55.0份中取一部分加入稀释剂7.0～14.0份到混合釜中进行搅拌。
(2)搅拌下依次加入纳米粉0.5～4.5份，钛白15.0～25.0份和助剂1.25～3.75份。
(3)用砂磨机砂磨30min。
(4)过滤得到浆料即A组分。
(5)将固化剂8.0～15.0份用6.0～12.0份的稀释剂稀释后得到B组分。
2、配漆
(1)高速搅拌下将B组分15～25份加入到A组分75～85份中。
(3)加入稀释剂0.5～5.0份，将粘度调节至合适的粘度。
(4)喷涂获得表面光洁、耐老化性能好的汽车面漆。
四、具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明作进一步的说明，但不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练的人员可以根据上述的发明内容做出一些非本质的改进和调整。
实施例一：按照以下配方制备聚合物/无机复合纳米粉体汽车面漆。
A组分
丙烯酸多元醇酸树脂 48.0kg
钛白粉 18.0kg
纳米TiO2粒径为30nm 1.0kg
纳米SiO2粒径为20nm 0.5kg
纳米ZnO粒径为20nm 0.5kg
硅基偶联剂 0.02kg
助剂 1.23kg
二甲苯 10.0kg
B组分
芳香族异氰酸酯预聚物 11.0kg
二甲苯 9.0kg
实施例二：按照以下配方制备聚合物/无机复合纳米粉体汽车面漆。
A组分
氨基树脂 45.5kg
钛白粉 18.5kg
纳米TiO2粒径为30nm 0.5kg
纳米SiO2粒径为20nm 0.5kg
纳米ZnO粒径为20nm 0.5kg
酞酸酯偶联剂 0.01kg
助剂 2.4kg
醋酸丁酯 12.0kg
B组分
环氧树酯 10.0kg
醋酸丁酯 10.0kg
实施例三：按照以下配方制备聚合物/无机复合纳米粉体汽车面漆。
A组分
纤维树脂 46.0kg
钛白粉 18.0kg
纳米TiO2粒径为30nm 2.0kg
纳米SiO2粒径为20nm 1.5kg
铝酸酯偶联剂 0.04kg
助剂 2.46kg
稀释剂 10.0kg
B组分
芳香族异氰酸酯预聚物 10.5kg
乙二醇乙醚乙酸酯 9.5kg
聚合物/无机复合纳米粉体的汽车面漆制备方法：
1、制备浆料
(1)将上述各实施例中的配方组分，分别称取物料，将聚合物树脂中取一部分加入稀释剂到混合釜中进行搅拌。
(2)搅拌下依次加入纳米粉，钛白和助剂。
(3)用砂磨机砂磨30～50min。
(4)过滤得到浆料即A组分。
(5)将固化剂用6.0～12.0份的稀释剂稀释后得到B组分。
2、配漆
(1)高速搅拌下将B组分15～25份加入到A组分75～85份中。
(3)加入稀释剂，将粘度调节至合适的粘度。
(4)喷涂获得表面光洁、耐老化性能好的汽车面漆。
Claims (7)
1、聚合物/无机纳米复合粉体的汽车面漆，其特征在于该汽车面漆的配方组分按重量计为：
A组份
聚合物树脂 45.0～55.0份
钛白粉 15.0～25.0份
无机纳米复合粉10～100nm 0.5～4.5份
偶联剂 0.05～0.5份
助剂 1.25～3.75份
流平剂 0.2～0.6份
稀释剂 7.0～14.0份
B组份
固化剂 8.0～15.0份
稀释剂 6.0～12.0份
其中无机复合纳米粉为SiO2、TiO2、ZnO中的至少一种；
A、B组分按A∶B＝75～85∶15～25比例配漆。
2、按照权利要求1所述聚合物/无机纳米复合粉体的汽车面漆，其特征在于聚合物树脂为醇酸树脂、氨基树脂、丙烯酸树脂、纤维树脂中的至少一种。
3、按照权利要求1所述聚合物/无机纳米复合粉体的汽车面漆，其特征在于偶联剂为硅烷偶联剂、酞酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。
4、按照权利要求1所述聚合物/无机纳米复合粉体的汽车面漆，其特征在于其流平剂为氰改性丙烯酸、聚醚改性甲醛聚硅氧烷、溶剂性有机硅流平剂中的至少一种。
5、按照权利要求1所述聚合物/无机纳米复合粉体的汽车面漆，其特征在于固化剂为芳香族异氰酸酯预聚物或者环氧树脂。
6、按照权利要求1所述聚合物/无机纳米复合粉体的汽车面漆，其特征在于稀释剂为稀释剂是用醋酸丁酯、甲苯、二甲苯、乙醇、丙二醇甲醚乙酸酯和/或乙二醇乙醚乙酸酯中的至少一种。
7、按照权利要求1～6所述聚合物/无机纳米复合粉体的汽车面漆的制备方法，其特征在于：
(1)制备浆料
a、将上述配方中的聚合物树脂45.0～55.0重量份中取一部分加入稀释剂7.0～14.0重量份到混合釜中进行搅拌；
b、搅拌下依次加入粒径为10～100nm无机纳米粉0.5～4.5重量份，钛白粉15.0～25.0重量份和助剂1.25～3.75重量份；
C、用砂磨机砂磨30min；
d、过滤得到浆料即A组分；
e、将固化剂8.0～15.0重量份用6.0～12.0重量份的稀释剂稀释后得到B组分；
(2)配漆
a、高速搅拌下将B组分15～25重量份加入到A组分75～85重量份中；
b、加入稀释剂0.5～5.0重量份，将粘度调节至合适的粘度；
c、喷涂获得表面光洁、耐老化性能好的汽车面漆。
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