一種高光澤度抗沖擊性環保水性汽車涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種汽車涂料，尤其是涉及一種高光澤度抗沖擊性環保水性汽車涂料 及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 汽車車身涂有一層漆膜，起到保護和裝飾作用，但在使用期間，車身常會與硬質物 體接觸碰撞，例如，汽車在行駛過程中，受到路上碎石子的撞擊；在洗刷車身時，水中雜質對 漆膜的沖刷，還要受到金屬、樹脂等物體的刮傷，從而影響了汽車車身的美觀。另外，汽車 長期暴露在各種惡劣的環境中，汽車表面容易老化、腐蝕、充滿細菌，造成光澤度降低。同 時，由于近年來人們對環境的日益重視，揮發性有機物（V0C)的排放正受到越來越嚴格的 限制，國內大部分大己、客車廠所使用的中涂漆，屬于溶劑型油漆，含有大量有害物質成分， 其V0C排放量為lOOg/m2,不符合綠色環保的要求，而且在噴涂過程中，產生大量揮發有害物 質，影響工人健康，送些都是汽車在使用過程中面臨的挑戰。涂料作為汽車的外衣，在汽車 的使用過程中起著至關重要的作用，但是傳統汽車涂料很難全面滿足汽車使用的復雜惡劣 環境，因此，開發具有高光澤度、耐刮擦、抗沖擊性、耐久性的環保水性汽車涂料成為汽車涂 料科研人員的一項重要課題。
[0003] 授權公告號為CN100554352C的專利公開了一種耐刮擦的納米水性汽車涂料的制 備方法，W聚氨醋為主體成膜樹脂，引入納米粉體，包括二氧化娃、二氧化鐵等，利用機械物 理分散的方法在交聯劑的作用下制備得到納米水性汽車涂料，但是該方法不能實現將二氧 化娃、二氧化鐵納米均勻分散在樹脂基體中，納米粉體容易團聚，難W長期穩定分散，最終 影響汽車的表觀質量，且該汽車涂料抗沖擊性能不強；授權公告號為CN101696321B的專 利公開了一種納米改性水性聚氨醋分散體的合成方法，在攬拌及一定溫度條件下，將上述 水合鐵離子溶液緩慢加入到新制備的水性聚氨醋分散體中，反應一段時間后，獲得納米二 氧化鐵原位改性的水性聚氨醋分散體，但該方法制備得到的水性聚氨醋分散體在噴涂于 汽車表面時，流平性差，容易造成外觀不良，且該分散體力學性能有待提高；授權公告號為 CN101067069B的專利公開了一種水性涂料組合物、復層涂膜的形成方法及涂裝物、申請公 布號為CN103013314A的專利公開了一種納米水性汽車涂料及制備方法，送些專利制備得 到的水性涂料同樣存在上述缺陷，因此沒有很好的應用前景。
[0004] 綜上所述，開發綜合性能優異例如具有高光澤度、耐刮擦、抗沖擊性、耐久性且投 入少、制備工藝簡單、加工過程綠色環保的水性汽車涂料及其制備方法勢在必行。
【發明內容】
[0005] 鑒于現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種高光澤度抗沖擊性環保水性汽 車涂料W及適合工業化生產、對環境友好的制備該環保水性汽車涂料的方法。
[0006] 為了實現本發明的目的，發明人通過大量試驗研究，獲得了如下技術方案：
[0007] -種高光澤度抗沖擊性環保水性汽車涂料，其特征在于：所述涂料由如下重量份 的各組分制備而成：
[0008] 改性水性聚氨酷 50~70份 納米氨基POSS ^10份 聚四氣立稀微粉蠟 2~4份 去離子水· 20~30份 顏填斜 10~15份 助劑 15~20份 交聯劑 30~60份
[000引優選地，所述氨基P0SS為八聚（Y-丙基氨基P0SS)，粒徑為1~10皿。
[0010] 優選地，所述聚四氣己帰微粉蠟粒徑為5~8μm。
[0011] 優選地，所述助劑包括增稠劑、分散劑、消泡劑、成膜助劑中的水性汽車涂料Η種 或者Η種W上。
[0012] 優選地，所述交聯劑為了基化Η聚氯胺、甲基化Η聚氯胺、異了基化Η聚氯胺中的 一種或兩種。
[0013] 優選地，所述改性水性聚氨醋由如下方法制備，步驟如下：
[0014] (1)將150份去離子水加入裝有攬拌器、冷凝器、溫度計的反應蓋中，控制反應蓋 的溫度為20~3(TC，在750~1500r/min速率攬拌條件下，加入氨基丙帰酸醋60~70份、 甲基丙帰酸甲醋50~60份、六亞甲基二異氯酸醋2~10份、環氧己焼二醇2~4份、純丙 乳液0. 5~1份、己二醇0. 2~0. 5份、2, 2-二居甲基丙酸1~2份；
[0015] (2)在500~lOOOr/min速率攬拌條件下，將1~2份壬基酪聚氧己帰離加入到 反應蓋中，再加入過硫酸鐘4~6份，升溫至80~90°C后，保溫3~4小時后冷卻至20~ 45°C，調節反應蓋內液體抑為7~8,得到水性聚氨醋。
[0016] (3)在500~lOOOr/min速率攬拌條件下，分別將10~20份二氧化鐵前驅體、 10~20份二氧化娃前驅體與20~60份無水己醇混合，攬拌均勻后，緩慢加入30~40份 水，繼續攬拌，向溶液中加入酸性水溶液，調節溶液的PH值為5~6,得到水合鐵、娃離子溶 液；
[0017] (4)在500~lOOOr/min速率攬拌條件下，將步驟（3)所述的水合鐵、娃離子溶液 緩慢加入到步驟（2)所述的水性聚氨醋中，在30~6(TC條件下反應2~15h，得到納米二 氧化鐵、納米二氧化娃改性的水性聚氨醋。
[0018] 進一步優選地，步驟（3)中所述的二氧化鐵前驅體選自如下的一種或多種：鐵酸 四己醋、鐵酸四了醋、鐵酸異丙醋、鐵酸丙醋和四氯化鐵。
[0019] 進一步優選地，步驟（3)中所述的二氧化娃前驅體為四己氧基娃焼。
[0020] 進一步優選地，步驟（3)中所述酸性水溶液為硫酸、鹽酸、硝酸中的一種或幾種。
[0021] 本發明的第二個目的在于提供一種高光澤度抗沖擊性環保水性汽車涂料制備方 法，包括如下步驟：
[0022] (1)將所述重量份的納米氨基P0SS、聚四氣己帰微粉蠟、顏填料放入燒杯中，加入 部分去離子水、消泡劑、分散劑，在1000~2000;r/min速率攬拌條件下，攬拌15~30min，然 后用高速震蕩機震蕩30~60min，得到分散添加液；
[0023] (2)在750~1500r/min速率攬拌條件下，將步驟（1)所述制得的分散添加液加入 到所述重量份的改性水性聚氨醋中，隨后加入所述重量份的成膜助劑和余下的消泡劑，攬 拌30~60min，制得復合乳液；
[0024] (3)在1000~1500r/min速率攬拌條件下，將所述重量份的交聯劑加入到步驟 (2)所述的復合乳液中，在室溫下攬拌混合，并隨時加入余下的去離子水，調節液體粘度為 18~25s，得到所述高光澤度抗沖擊性環保水性汽車涂料。
[0025] 與現有技術相比，本發明涉及的一種高光澤度抗沖擊性環保水性汽車涂料及其制 備方法具有如下優點和進步：（1)本發明通過將抗沖擊成分氨基P0SS引入涂料中，當將涂 料作為面漆噴涂于汽車表面時，使得烘干后的汽車表面漆層的牢度大大增強；（2)本發明 將納米二氧化鐵、納米二氧化娃通過原位改性的方法引入水性聚氨醋主體樹脂中，使納米 粒子定向排列均勻分散于聚氨醋乳液中，涂料流平性好、納米顆粒對制備的汽車漆膜外觀 沒有任何不良影響，制得的汽車涂料漆膜平整光亮、附著力好，光澤度高、耐老化抗紫外線 性能優異；（3)本發明方法采用聚氨醋作為汽車涂料主體成膜樹脂，制得的汽車涂料具有 優異的耐刮擦性，其耐刮擦性用保光率表示，可高達99% ;(4)本發明制得的水性涂料V0C 含量低，大大降低了對環境的污染程度，且無有機溶劑殘留，符合汽車涂料的環保要求，具 有很好的工業應用前景。
【具體實施方式】
[0026] 實施例1
[0027] (1)將150份去離子水加入裝有攬拌器、冷凝器、溫度計的反應蓋中，控制反應蓋 的溫度為3(TC，在lOOOr/min速率攬拌條件下，加入氨基丙帰酸醋70份、甲基丙帰酸甲醋 55份、六亞甲基二異氯酸醋10份、環氧己焼二醇2份、純丙乳液1份、己二醇0. 5份、2, 2-二 居甲基丙酸1份；
[0028] (2)在lOOOr/min速率攬拌條件下，將1份壬基酪聚氧己帰離加入到反應蓋中，再 加入過硫酸鐘6份，升溫至9(TC后，保溫3小時后冷卻至45°C，調節反應蓋內液體抑為7， 得到水性聚氨醋。
[0029] (3)在lOOOr/min速率攬拌條件下，分別將10份二氧化鐵前驅體、20份二氧化娃 前驅體與50份無水己醇混合，攬拌均勻后，緩慢加入40份水，繼續攬拌，向溶液中加入酸性 水溶液，調節溶液的PH值為5,得到水合鐵、娃離子溶液；
[0030] (4)在50化/min速率攬拌條件下，將步驟（3)所述的水合鐵、娃離子溶液緩慢加入 到步驟（2)所述的水性聚氨醋中，在5(TC條件下反應lOh，得到納米二氧化鐵、納米二氧化 娃改性的水性聚氨醋；
[0031] (5)將所述重量份的納米氨基P0SS、聚四氣己帰微粉蠟、顏填料放入燒杯中，加入 部分去離子水、消泡劑、分散劑，在lOOOr/min速率攬拌條件下，攬拌30min，然后用高速震 蕩機震蕩60min，得到分散添加液；
[0032] (6)在1500r/min速率攬拌條件下，將步驟（1)所述制得的分散添加液加入到 所述重量份的改性水性聚氨醋中，隨后加入所述重量份的成膜助劑和余下的消泡劑，攬拌 60min，制得復合乳液；
[0033] (7)在lOOOr/min速率攬拌條件下，將所述重量份的交聯劑加入到步驟（2)所述的 復合乳液中，在室溫下攬拌混合，并隨時加入余下的去離子水，調節液體粘度為25s，得到所 述高光澤度抗沖擊性環保水性汽車涂料。
[0034] 實施例2
[0035] (1)將150份去離子水加入裝有攬拌器、冷凝器、溫度計的反應蓋中，控制反應蓋 的溫度為2(TC，在1500r/min速率攬拌條件下，加入氨基丙帰酸醋60份、甲基丙帰酸甲醋 60份、六亞甲基二異氯酸醋2份、環氧己焼二醇4份、純丙乳液0. 8份、己二醇0. 3份、2， 2-二居甲基丙酸2份；
[0036] (2)在50化/min速率攬拌條件下，將2份壬基酪聚氧己帰離加入到反應蓋中，再加 入過硫酸鐘5份，升溫至9(TC后，保溫4小時后冷卻至2(TC，調節反應蓋內液體抑為7. 5， 得到水性聚氨醋。
[0037] (3)在50化/min速率攬拌條件下，分別將15份二氧化鐵前驅體、15份二氧化娃前 驅體與50份無水己醇混合，攬拌均勻后，緩慢加入30份水，繼續攬拌，向溶液中加入酸性水 溶液，調節溶液的PH值為6,得到水合鐵、娃離子溶液；
[0038] (4)在lOOOr/min速率攬拌條件下，將步驟（3)所述的水合鐵、娃離子溶液緩慢加 入