CN109880496A - 一种汽车保险杠快干型涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂料制备技术领域，具体涉及一种汽车保险杠快干型涂料及其制备方法；由以下原料组分组成：醇酸树脂乳液、钛酸四丁酯、异丁基三乙氧基硅烷、除蜡水、2‑羟基‑4‑正辛氧基二苯甲酮、偏苯三酸酐、三甲基已二胺、马来酸酐、砂纹粉、纳米硫酸钡、环烷酸锌、丁酮肟、填料、颜料、分散剂、成膜助剂、流平剂、消泡剂和去离子水；偏苯三酸酐和三甲基已二胺相互协同不仅能在室温的条件下加速涂料的固化，还能显著地提高涂料的附着性和耐热性，从而有效地避免了涂料在炎热夏季由于温度过高而出现脱落的现象；通过控制偏苯三酸酐和三甲基已二胺的加入量，再配合丁酮肟的使用，能减小涂料在贮存过程中发生结皮的几率，减少了涂料的浪费。

Description

一种汽车保险杠快干型涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料制备技术领域，具体涉及一种汽车保险杠快干型涂料及其制备方法。

背景技术

我们平常所说的油漆只是涂料中的一种。指涂布于物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起保护、装饰或其他特殊功能(绝缘、防锈、防霉、耐热等)的一类液体或固体材料。因早期的涂料大多以植物油为主要原料，故又称作油漆。现在合成树脂已取代了植物油，故称为涂料。涂料并非液态，粉末涂料是涂料品种一大类。涂料属于有机化工高分子材料，所形成的涂膜属于高分子化合物类型。按照现代通行的化工产品的分类，涂料属于精细化工产品。现代的涂料正在逐步成为一类多功能性的工程材料，是化学工业中的一个重要行业。

汽车作为现在常见的交通工具实用十分便利，但是汽车表面经常需要喷涂一层涂料，以此来减缓其表面的金属结构被锈蚀的速度。但是现有的汽车用涂料的快干性、耐老化性和附着性均有待提高。基于此种情况，提供一种快干性、耐老化性和附着性好的汽车保险杠用涂料成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种汽车保险杠快干型涂料及其制备方法，用于解决背景技术中所提出的技术问题。

为了达到上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种汽车保险杠快干型涂料，由以下质量份数的原料组分组成：醇酸树脂乳液65-80份、钛酸四丁酯16-20份、异丁基三乙氧基硅烷 20-25份、除蜡水4-7份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮8-13份、偏苯三酸酐6-9份、三甲基已二胺8-10份、马来酸酐11-15份、砂纹粉8-12份、纳米硫酸钡6-8份、环烷酸锌7-10份、丁酮肟6-9份、填料9-12份、颜料5-8份、分散剂2.2-2.8份、成膜助剂2.5-3.5 份、流平剂1.8-2.4份、消泡剂1.6-2.0份和去离子水20-25份。

更进一步地，所述填料由碳酸钙和滑石粉按照质量比2:1混合而成。

更进一步地，所述颜料选用铬黄或钛白粉。

更进一步地，所述分散剂选用三硬脂酸甘油酯、乙撑基双硬脂酰胺中的一种或者两种组合。

更进一步地，所述成膜助剂选用丙二醇甲醚醋酸酯。

更进一步地，所述流平剂选用醋酸丁酯纤维素或有机硅类流平剂。

更进一步地，所述消泡剂选用聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚或聚二甲基硅氧烷。

一种汽车保险杠快干型涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将钛酸四丁酯和异丁基三乙氧基硅烷置于反应器内，然后向其中加入2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、二分之一的除蜡水和体积为除蜡水20％、浓度为0.5mol/L的稀盐酸，再向其中逐滴滴加与除蜡水等体积的去离子水，升温45-55℃并在此温度下反应5-7h，并用浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7-8，减压抽滤、浓缩后得物料A；

S2、向醇酸树脂乳液中加入S1中所得的物料A、偏苯三酸酐和三甲基已二胺，并在温度为80-90℃的条件下反应180-200min，并加入剩余除蜡水混合搅拌均匀后降温至60-75℃，再向其中加入余量去离子水并进行超声分散处理20-30min，所得记为混合组分B；

S3、将颜料加入S2中所得的混合组分中，超声混合均匀后制得拌合色浆，然后将所得拌合色浆转入砂磨机中进行研磨处理；

S4、向S3中所得的研磨后的拌合色浆中加入剩余原料，混合搅拌均匀后通过涂-4杯测量方法测量其粘度值，使涂料的粘度控制在 120-140s，所得记为涂料粗产品；

S5、用细目滤网对S4中所得的涂料粗产品进行过滤处理，并将其温度升至65-80℃，通过超声震荡处理，将涂料内的气泡充分赶出；

S6、对S5中的涂料的各项理化性能进行检测，检测合格后进行封装，即得汽车保险杠快干型涂料成品。

采用上述的技术方案，本发明达到的有益效果是：

1、本发明中同时使用了偏苯三酸酐和三甲基已二胺作为制备涂料的原料，两者之间相互协同不仅能在室温的条件下加速涂料的固化，而且还能显著地提高涂料的附着性和耐热性，从而有效地避免了涂料在炎热夏季由于温度过高而出现脱落的现象。

2、本发明通过异丁基三乙氧基硅烷对醇酸树脂的表面进行修饰，两者之间通过作用力较强的共价键相连接，从而拓展了醇酸树脂的拓扑空间结构，提高了涂料的耐磨性能。再者，异丁基三乙氧基硅烷作为连接醇酸树脂和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的媒介，三者之间通过键能较大的分子键向连接，显著的提高了涂料抗紫外性能，从而能显著地减弱太阳光中的紫外线对涂料薄膜的损坏，有效地延长了涂料的使用寿命。

3、本发明中的砂纹粉、环烷酸锌和除蜡水之间的配合作用，能将各组分均匀地分散在涂料中，减小涂料发生“团聚”的现象，保证涂料的质量。再者，砂纹粉、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和纳米硫酸钡三者的配合使用，不仅能增强涂料的反射紫外线的能力，还能显著地改善涂料的耐温性能和耐磨性能。

4、通过控制偏苯三酸酐和三甲基已二胺的加入量，再配合丁酮肟的使用，能减小涂料在贮存过程中发生结皮的几率，减少了涂料的浪费。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种汽车保险杠快干型涂料，由以下质量份数的原料组分组成：醇酸树脂乳液70份、钛酸四丁酯16份、异丁基三乙氧基硅烷22份、除蜡水4份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮10份、偏苯三酸酐6份、三甲基已二胺8.5份、马来酸酐11份、砂纹粉9份、纳米硫酸钡6 份、环烷酸锌8份、丁酮肟6份、填料10份、颜料5份、分散剂2.5 份、成膜助剂2.5份、流平剂2.0份、消泡剂1.6份和去离子水20 份。

填料由碳酸钙和滑石粉按照质量比2:1混合而成。

颜料选用铬黄。

分散剂选用三硬脂酸甘油酯。

成膜助剂选用丙二醇甲醚醋酸酯。

流平剂选用醋酸丁酯纤维素。

消泡剂选用聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。

一种汽车保险杠快干型涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将钛酸四丁酯和异丁基三乙氧基硅烷置于反应器内，然后向其中加入2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、二分之一的除蜡水和体积为除蜡水20％、浓度为0.5mol/L的稀盐酸，再向其中逐滴滴加与除蜡水等体积的去离子水，升温45℃并在此温度下反应5h，并用浓度为 0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7，减压抽滤、浓缩后得物料A；

S2、向醇酸树脂乳液中加入S1中所得的物料A、偏苯三酸酐和三甲基已二胺，并在温度为80℃的条件下反应180min，并加入剩余除蜡水混合搅拌均匀后降温至60℃，再向其中加入余量去离子水并进行超声分散处理20min，所得记为混合组分B；

S3、将颜料加入S2中所得的混合组分中，超声混合均匀后制得拌合色浆，然后将所得拌合色浆转入砂磨机中进行研磨处理；

S4、向S3中所得的研磨后的拌合色浆中加入剩余原料，混合搅拌均匀后通过涂-4杯测量方法测量其粘度值，使涂料的粘度控制在 120s，所得记为涂料粗产品；

S5、用细目滤网对S4中所得的涂料粗产品进行过滤处理，并将其温度升至65℃，通过超声震荡处理，将涂料内的气泡充分赶出；

S6、对S5中的涂料的各项理化性能进行检测，检测合格后进行封装，即得汽车保险杠快干型涂料成品。

实施例2：

一种汽车保险杠快干型涂料，由以下质量份数的原料组分组成：醇酸树脂乳液65份、钛酸四丁酯18份、异丁基三乙氧基硅烷20份、除蜡水5份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮8份、偏苯三酸酐7份、三甲基已二胺8份、马来酸酐12份、砂纹粉8份、纳米硫酸钡6.5 份、环烷酸锌7份、丁酮肟7份、填料9份、颜料6份、分散剂2.2 份、成膜助剂3.0份、流平剂1.8份、消泡剂1.8份和去离子水22 份。

填料由碳酸钙和滑石粉按照质量比2:1混合而成。

颜料选用钛白粉。

分散剂选用乙撑基双硬脂酰胺。

成膜助剂选用丙二醇甲醚醋酸酯。

流平剂选用有机硅类流平剂。

消泡剂选用聚二甲基硅氧烷。

一种汽车保险杠快干型涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将钛酸四丁酯和异丁基三乙氧基硅烷置于反应器内，然后向其中加入2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、二分之一的除蜡水和体积为除蜡水20％、浓度为0.5mol/L的稀盐酸，再向其中逐滴滴加与除蜡水等体积的去离子水，升温50℃并在此温度下反应6h，并用浓度为 0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7，减压抽滤、浓缩后得物料A；

S2、向醇酸树脂乳液中加入S1中所得的物料A、偏苯三酸酐和三甲基已二胺，并在温度为85℃的条件下反应190min，并加入剩余除蜡水混合搅拌均匀后降温至65℃，再向其中加入余量去离子水并进行超声分散处理25min，所得记为混合组分B；

S3、将颜料加入S2中所得的混合组分中，超声混合均匀后制得拌合色浆，然后将所得拌合色浆转入砂磨机中进行研磨处理；

S4、向S3中所得的研磨后的拌合色浆中加入剩余原料，混合搅拌均匀后通过涂-4杯测量方法测量其粘度值，使涂料的粘度控制在 130s，所得记为涂料粗产品；

S5、用细目滤网对S4中所得的涂料粗产品进行过滤处理，并将其温度升至70℃，通过超声震荡处理，将涂料内的气泡充分赶出；

S6、对S5中的涂料的各项理化性能进行检测，检测合格后进行封装，即得汽车保险杠快干型涂料成品。

实施例3：

一种汽车保险杠快干型涂料，由以下质量份数的原料组分组成：醇酸树脂乳液80份、钛酸四丁酯19份、异丁基三乙氧基硅烷25份、除蜡水6份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮13份、偏苯三酸酐8份、三甲基已二胺10份、马来酸酐14份、砂纹粉12份、纳米硫酸钡7.5 份、环烷酸锌10份、丁酮肟8份、填料12份、颜料7份、分散剂2.8份、成膜助剂3.2份、流平剂2.4份、消泡剂1.9份和去离子水 24份。

填料由碳酸钙和滑石粉按照质量比2:1混合而成。

颜料选用钛白粉。

分散剂选用三硬脂酸甘油酯和乙撑基双硬脂酰胺等质量混合。

成膜助剂选用丙二醇甲醚醋酸酯。

流平剂选用醋酸丁酯纤维素。

消泡剂选用聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。

一种汽车保险杠快干型涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将钛酸四丁酯和异丁基三乙氧基硅烷置于反应器内，然后向其中加入2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、二分之一的除蜡水和体积为除蜡水20％、浓度为0.5mol/L的稀盐酸，再向其中逐滴滴加与除蜡水等体积的去离子水，升温50℃并在此温度下反应6h，并用浓度为 0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至8，减压抽滤、浓缩后得物料A；

S2、向醇酸树脂乳液中加入S1中所得的物料A、偏苯三酸酐和三甲基已二胺，并在温度为90℃的条件下反应190min，并加入剩余除蜡水混合搅拌均匀后降温至70℃，再向其中加入余量去离子水并进行超声分散处理25min，所得记为混合组分B；

S3、将颜料加入S2中所得的混合组分中，超声混合均匀后制得拌合色浆，然后将所得拌合色浆转入砂磨机中进行研磨处理；

S4、向S3中所得的研磨后的拌合色浆中加入剩余原料，混合搅拌均匀后通过涂-4杯测量方法测量其粘度值，使涂料的粘度控制在 130s，所得记为涂料粗产品；

S5、用细目滤网对S4中所得的涂料粗产品进行过滤处理，并将其温度升至75℃，通过超声震荡处理，将涂料内的气泡充分赶出；

S6、对S5中的涂料的各项理化性能进行检测，检测合格后进行封装，即得汽车保险杠快干型涂料成品。

实施例4：

一种汽车保险杠快干型涂料，由以下质量份数的原料组分组成：醇酸树脂乳液75份、钛酸四丁酯20份、异丁基三乙氧基硅烷24份、除蜡水7份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮11份、偏苯三酸酐9份、三甲基已二胺9.5份、马来酸酐15份、砂纹粉10份、纳米硫酸钡8 份、环烷酸锌9份、丁酮肟9份、填料11份、颜料8份、分散剂2.6 份、成膜助剂3.5份、流平剂2.2份、消泡剂2.0份和去离子水25 份。

填料由碳酸钙和滑石粉按照质量比2:1混合而成。

颜料选用铬黄。

分散剂选用三硬脂酸甘油酯和乙撑基双硬脂酰胺等质量混合。

成膜助剂选用丙二醇甲醚醋酸酯。

流平剂选用有机硅类流平剂。

消泡剂选用聚二甲基硅氧烷。

一种汽车保险杠快干型涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将钛酸四丁酯和异丁基三乙氧基硅烷置于反应器内，然后向其中加入2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、二分之一的除蜡水和体积为除蜡水20％、浓度为0.5mol/L的稀盐酸，再向其中逐滴滴加与除蜡水等体积的去离子水，升温55℃并在此温度下反应7h，并用浓度为 0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至8，减压抽滤、浓缩后得物料A；

S2、向醇酸树脂乳液中加入S1中所得的物料A、偏苯三酸酐和三甲基已二胺，并在温度为90℃的条件下反应200min，并加入剩余除蜡水混合搅拌均匀后降温至75℃，再向其中加入余量去离子水并进行超声分散处理30min，所得记为混合组分B；

S3、将颜料加入S2中所得的混合组分中，超声混合均匀后制得拌合色浆，然后将所得拌合色浆转入砂磨机中进行研磨处理；

S4、向S3中所得的研磨后的拌合色浆中加入剩余原料，混合搅拌均匀后通过涂-4杯测量方法测量其粘度值，使涂料的粘度控制在 140s，所得记为涂料粗产品；

S5、用细目滤网对S4中所得的涂料粗产品进行过滤处理，并将其温度升至80℃，通过超声震荡处理，将涂料内的气泡充分赶出；

S6、对S5中的涂料的各项理化性能进行检测，检测合格后进行封装，即得汽车保险杠快干型涂料成品。

检测结果：

对市售某品牌汽车保险杠快干型涂料(对比例)和本发明制备的汽车保险杠快干型涂料(实施例)进行性能测定，结果见下表：

注：

1、隔热性能测定按JG/T235-2008标准中所述的方法进行隔热温差效果测试，以纤维增强硅酸钙板作为隔热温差实验的空白板。

2、耐人工加速老化性测定按GB/T 1865-2009的规定执行。

3、附着力测定按GB/T 1720的规定执行。

从表格中的数据可以看出，通过本发明制备的汽车保险杠快干型涂料的快干性、隔热性能、耐老化性和附着性均优于市售某品牌汽车保险杠快干型涂料。本发明中同时使用了偏苯三酸酐和三甲基已二胺作为制备涂料的原料，两者之间相互协同不仅能在室温的条件下加速涂料的固化，而且还能显著地提高涂料的附着性和耐热性，从而有效地避免了涂料在炎热夏季由于温度过高而出现脱落的现象；通过异丁基三乙氧基硅烷对醇酸树脂的表面进行修饰，两者之间通过作用力较强的共价键相连接，从而拓展了醇酸树脂的拓扑空间结构，提高了涂料的耐磨性能。再者，异丁基三乙氧基硅烷作为连接醇酸树脂和2- 羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的媒介，三者之间通过键能较大的分子键向连接，显著的提高了涂料抗紫外性能，从而能显著地减弱太阳光中的紫外线对涂料薄膜的损坏，有效地延长了涂料的使用寿命；利用砂纹粉、环烷酸锌和除蜡水之间的配合作用，能将各组分均匀地分散在涂料中，减小涂料发生“团聚”的现象，保证涂料的质量。再者，砂纹粉、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和纳米硫酸钡三者的配合使用，不仅能增强涂料的反射紫外线的能力，还能显著地改善涂料的耐温性能和耐磨性能；通过控制偏苯三酸酐和三甲基已二胺的加入量，再配合丁酮肟的使用，能减小涂料在贮存过程中发生结皮的几率，减少了涂料的浪费。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种汽车保险杠快干型涂料，其特征在于，由以下质量份数的原料组分组成：醇酸树脂乳液65-80份、钛酸四丁酯16-20份、异丁基三乙氧基硅烷20-25份、除蜡水4-7份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮8-13份、偏苯三酸酐6-9份、三甲基已二胺8-10份、马来酸酐11-15份、砂纹粉8-12份、纳米硫酸钡6-8份、环烷酸锌7-10份、丁酮肟6-9份、填料9-12份、颜料5-8份、分散剂2.2-2.8份、成膜助剂2.5-3.5份、流平剂1.8-2.4份、消泡剂1.6-2.0份和去离子水20-25份。

2.根据权利要求1所述的一种汽车保险杠快干型涂料，其特征在于：所述填料由碳酸钙和滑石粉按照质量比2:1混合而成。

3.根据权利要求1所述的一种汽车保险杠快干型涂料，其特征在于：所述颜料选用铬黄或钛白粉。

4.根据权利要求1所述的一种汽车保险杠快干型涂料，其特征在于：所述分散剂选用三硬脂酸甘油酯、乙撑基双硬脂酰胺中的一种或者两种组合。

5.根据权利要求1所述的一种汽车保险杠快干型涂料，其特征在于：所述成膜助剂选用丙二醇甲醚醋酸酯。

6.根据权利要求1所述的一种汽车保险杠快干型涂料，其特征在于：所述流平剂选用醋酸丁酯纤维素或有机硅类流平剂。

7.根据权利要求1所述的一种汽车保险杠快干型涂料，其特征在于：所述消泡剂选用聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚或聚二甲基硅氧烷。

8.根据权利要求1所述的一种汽车保险杠快干型涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将钛酸四丁酯和异丁基三乙氧基硅烷置于反应器内，然后向其中加入2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、二分之一的除蜡水和体积为除蜡水20％、浓度为0.5mol/L的稀盐酸，再向其中逐滴滴加与除蜡水等体积的去离子水，升温45-55℃并在此温度下反应5-7h，并用浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7-8，减压抽滤、浓缩后得物料A；

S2、向醇酸树脂乳液中加入S1中所得的物料A、偏苯三酸酐和三甲基已二胺，并在温度为80-90℃的条件下反应180-200min，并加入剩余除蜡水混合搅拌均匀后降温至60-75℃，再向其中加入余量去离子水并进行超声分散处理20-30min，所得记为混合组分B；

S3、将颜料加入S2中所得的混合组分中，超声混合均匀后制得拌合色浆，然后将所得拌合色浆转入砂磨机中进行研磨处理；

S4、向S3中所得的研磨后的拌合色浆中加入剩余原料，混合搅拌均匀后通过涂-4杯测量方法测量其粘度值，使涂料的粘度控制在120-140s，所得记为涂料粗产品；

S5、用细目滤网对S4中所得的涂料粗产品进行过滤处理，并将其温度升至65-80℃，通过超声震荡处理，将涂料内的气泡充分赶出；

S6、对S5中的涂料的各项理化性能进行检测，检测合格后进行封装，即得汽车保险杠快干型涂料成品。