專利名稱：一種具有自修復(fù)功能的汽車防腐涂膜及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車防腐材料領(lǐng)域，特別涉及用于汽車工業(yè)具有自修復(fù)功能的汽車防腐涂膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
涂膜又稱漆膜。涂料施工于底材上的一道或多道涂層所形成的固態(tài)連續(xù)膜。通常涂膜由多道涂層組成，一般包括底漆層、中間涂層和面漆層。涂膜體現(xiàn)涂料配套使用的效果。汽車工業(yè)在發(fā)達國家的經(jīng)濟發(fā)展中，起著重要支柱的作用。汽車涂料按施工工序可分為底漆、中涂、漆(二道底漆)、面漆、罩光漆等。汽車涂料在長期的使用過程中由于受到物理沖擊、溫度交變、老化等因素的影響，容易在內(nèi)部形成微裂紋，裂紋逐漸延伸擴展使汽車金屬表面暴露于大氣的水汽和氧氣環(huán)境中，加劇涂層的剝落，降低了汽車的使用性能。近年來，具有自修復(fù)功能的微膠囊材料獲得廣泛關(guān)注，它能在無需任何外界人工介入的情況下自動檢測修復(fù)材料內(nèi)部產(chǎn)生的裂紋。微膠囊技術(shù)是一種在固體或液體顆粒表面包覆一層性能穩(wěn)定的高分子膜形成具有核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料技術(shù)。微膠囊技術(shù)將自修復(fù)微膠囊埋植于基體中，在基體產(chǎn)生微裂紋后，導(dǎo)致埋植于內(nèi)部的自修復(fù)微膠囊受外力破裂，釋放出芯材，在虹吸作用下與事先埋入基體中的催化劑發(fā)生交聯(lián)聚合反應(yīng)修復(fù)裂紋面，防止微裂紋進一步擴展，實現(xiàn)自修復(fù)。專利號CN101659719A，US6518330, US7108914公開的自修復(fù)微膠囊，在破裂時釋放出的芯材與催化劑的接觸具有隨機性，芯材不能全部發(fā)生聚合反應(yīng)，降低材料的自修復(fù)效率，增加了自修復(fù)材料的制備難度；同時高活性催化劑來源較窄，價格昂貴，不穩(wěn)定，易受環(huán)境影響而失活。另外，直接將微膠囊添加在涂料體系中再施工，由于微膠囊直接與金屬底材接觸，會影響涂層的附著力；同時微膠囊性能會受到涂料中溶劑的影響而下降，且采用高壓噴涂時由于壓力較大，可能會造成微膠囊的破裂，影響涂層的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點與不足，提供一種具有自修復(fù)功能的汽車防腐涂膜。本發(fā)明的另一目的在于提供上述具有自修復(fù)功能的汽車防腐涂膜的應(yīng)用。本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)
一種具有自修復(fù)功能的汽車防腐涂膜，其特征在于包括汽車涂料面漆、中間漆和底漆，在中間漆和底漆之間均勻分散一種自修復(fù)微膠囊，形成一種“三明治”結(jié)構(gòu)的防腐涂膜；自修復(fù)微膠囊采用一步原位聚合法制備，其壁材為脲醛樹脂，芯材為天然植物油。所述天然植物油為桐油、亞麻油、梓油、蘇子油、大麻油、豆油、紅花子油、葵花油、棉子油、椰子油、玉米油和米糠油的一種或幾種的混合物。所述自修復(fù)微膠囊由以下步驟制備第一步將乳化劑、脲加入去離子水中；第二步調(diào)節(jié)溶液pH為2. 00 3. 50，酸化30 180 min,加入消泡劑；
第三步在轉(zhuǎn)速為1500 10000 r/min條件下，加入天然植物油乳化5 50 min，形成穩(wěn)
定乳液；
第四步在4(T80°C機械攪拌下加入甲醛，反應(yīng)2 6 h ；將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)洗滌、抽濾、真空干燥后，得到自修復(fù)微膠囊產(chǎn)品；
所述乳化劑用量占總重量0.0廣3%;所述脲占總重量11%;所述甲醛用量占總重量 Γ2% ；所述消泡劑用量占總重量0. 0廣1%。所述汽車涂料面漆包括氨基樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、醇酸樹脂和聚酯樹脂中的一種或幾種的混合物。所述汽車涂料中間漆包括氨基樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、醇酸樹脂和聚酯樹脂中的一種或幾種的混合物。所述汽車涂料底漆包括酚醛樹脂、醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂和聚酰胺樹脂中的一種或幾種的混合物。所述的汽車防腐涂膜的應(yīng)用，其特征在于包括如下步驟
第一步利用空氣噴涂槍在金屬底材表面噴涂一層底漆，濕膜厚度為5(Γ300 μπι； 第二步將自修復(fù)微膠囊均勻分散在底漆上；
第三步干燥完全后，采用空氣噴槍噴涂一層中間漆，濕膜厚度為5(Γ300 μπι； 第四步固化完全后，噴涂一層面漆，濕膜厚度為5(Γ300 μπι。所述自修復(fù)微膠囊添加量為底漆干重的0. 5^30 %。所述自修復(fù)微膠囊芯壁比為1:5 5:1，粒徑為廣1000 μπι。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
本發(fā)明的各種原料來源廣泛，廉價易得。自修復(fù)微膠囊埋植于涂料內(nèi)部，不僅可以保持微膠囊的完整性，而且可以增加涂膜的韌性，在涂膜內(nèi)部出現(xiàn)損傷時，起到很好的自修復(fù)功能；當受外力破裂，釋放出來的芯材無需催化劑可直接與空氣中的氧氣發(fā)生交聯(lián)聚合反應(yīng)， 修補微裂紋以防止金屬表面的進一步腐蝕，可廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)防腐涂膜的自修復(fù)。


圖1是汽車防腐涂膜結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是汽車防腐涂膜自修復(fù)過程示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例1
采用空氣噴涂槍在金屬底材表面噴涂一層酚醛樹脂底漆(濕膜厚度約為150 ym)；將芯材為桐油、芯壁比為1:1、平均粒徑為26. 25 ym的自修復(fù)微膠囊均勻分散在底漆上；干燥完全后，采用空氣噴槍噴涂一層(濕膜厚度約為150 ym)酚醛樹脂中間漆；固化完全后， 再噴涂一層(濕膜厚度約為150 μ m)氨基樹脂面漆。其中酚醛樹脂底漆由上海振華造漆廠提供，型號F01-2 ；氨基樹脂面漆由上海振華造漆廠提供，型號A01-1。自修復(fù)微膠囊按以下方法制備將0. 78g乳化劑0P-10、5 g脲、溶解于沈0 ml去離子水中；調(diào)節(jié)溶液PH為2. 50，酸化90 min ；加入0. 05g消泡劑正辛醇；在轉(zhuǎn)速為3000 r/min條件下，加入9. 69 g桐油，乳化15 min，形成穩(wěn)定乳液；在70°C機械攪拌下加入4. 69 g甲醛，反應(yīng)4 h ；將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)洗滌，抽濾，真空干燥，得到自修復(fù)微膠囊產(chǎn)品。實施例2
采用空氣噴涂槍在金屬底材表面噴涂一層環(huán)氧樹脂底漆(濕膜厚度約為200 μ m)；將芯材為亞麻油、芯壁比為2 1、平均粒徑為20. 28 μ m的自修復(fù)微膠囊均勻分散在底漆上；干燥完全后，采用空氣噴槍噴涂一層(濕膜厚度約為200 μ m)環(huán)氧樹脂中間漆；固化完全后，再噴涂一層(濕膜厚度約為200 μ m)丙烯酸面漆。將0.97 g乳化劑十二烷基苯磺酸鈉、5 g脲、溶解于沈0 ml去離子水中；調(diào)節(jié)溶液PH為3. 00，酸化120 min ；加入0. Ig消泡劑正辛醇；在轉(zhuǎn)速為5000 rpm條件下，加入19.38 g亞麻油，乳化30 111^1，形成穩(wěn)定乳液；在701機械攪拌下加入4.69 g甲醛，反應(yīng)4
h ；將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)洗滌，抽濾，真空干燥后，得到自修復(fù)微膠囊產(chǎn)品。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包括在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有自修復(fù)功能的汽車防腐涂膜，其特征在于包括汽車涂料面漆、中間漆和底漆，在中間漆和底漆之間均勻分散一種自修復(fù)微膠囊，形成一種“三明治”結(jié)構(gòu)的防腐涂膜；自修復(fù)微膠囊的壁材為脲醛樹脂，芯材為天然植物油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自修復(fù)功能的汽車防腐涂膜，其特征在于所述天然植物油為桐油、亞麻油、梓油、蘇子油、大麻油、豆油、紅花子油、葵花油、棉子油、椰子油、玉米油和米糠油的一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自修復(fù)功能的汽車防腐涂膜，其特征在于所述自修復(fù)微膠囊由以下步驟制備第一步將乳化劑、脲加入去離子水中；第二步調(diào)節(jié)溶液pH為2. 00 3. 50，酸化30 180 min,加入消泡劑；第三步在轉(zhuǎn)速為1500 10000 r/min條件下，加入天然植物油乳化5 50 min，形成穩(wěn)定乳液；第四步在4(T80 °C機械攪拌下加入甲醛，反應(yīng)2 6 h ；將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)洗滌、抽濾、真空干燥后，得到自修復(fù)微膠囊產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有自修復(fù)功能的汽車防腐涂膜，其特征在于所述乳化劑用量占總重量0. 0Γ3% ；所述脲用量占總重量；所述消泡劑用量占總重量0. 0Γ1% ； 所述天然植物油用量占總重量0. 59Γ15% ；所述甲醛用量占總重量；余量為去離子水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自修復(fù)功能的汽車防腐涂膜，其特征在于所述汽車涂料面漆包括氨基樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、醇酸樹脂和聚酯樹脂中的一種或幾種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自修復(fù)功能的汽車防腐涂膜，其特征在于所述汽車涂料中間漆包括氨基樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、醇酸樹脂和聚酯樹脂中的一種或幾種的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自修復(fù)功能的汽車防腐涂膜，其特征在于所述汽車涂料底漆包括酚醛樹脂、醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂和聚酰胺樹脂中的一種或幾種的混合物。
8.權(quán)利要求廣7之一所述的汽車防腐涂膜的應(yīng)用，其特征在于包括如下步驟第一步利用空氣噴涂槍在金屬底材表面噴涂一層底漆，濕膜厚度為5(T300 ym；第二步將自修復(fù)微膠囊均勻分散在底漆上；第三步干燥完全后，采用空氣噴槍噴涂一層中間漆，濕膜厚度為5(T300 ym；第四步固化完全后，噴涂一層面漆，濕膜厚度為5(Γ300 μπι。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽車防腐涂膜的應(yīng)用，其特征在于所述自修復(fù)微膠囊添加量為底漆干重的0. 5 30 %。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有自修復(fù)功能的汽車防腐涂膜及其應(yīng)用，屬于汽車防腐材料領(lǐng)域。本發(fā)明的汽車防腐涂膜是將自修復(fù)微膠囊均勻分散在汽車涂料中間漆與底漆之間，形成一種類似“三明治”結(jié)構(gòu)的防腐涂膜。汽車涂膜在長期的使用過程中由于受到物理沖擊、溫度交變、老化等因素的影響，容易在內(nèi)部形成微裂紋，埋植于涂料內(nèi)部的自修復(fù)微膠囊受外力破裂，釋放出來的芯材無需催化劑可直接與空氣中的氧氣發(fā)生交聯(lián)聚合反應(yīng)，修補微裂紋以防止金屬表面的進一步腐蝕，可廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)防腐涂膜的自修復(fù)。
文檔編號B32B33/00GK102390147SQ20111026168
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者張會平, 梅燕, 鄢瑛 申請人:華南理工大學(xué)