專利名稱：高強度、低遮蓋厚度高級車用納米面漆及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬面漆，尤其是高強度、低遮蓋厚度高級車用納米面漆及其生產(chǎn)方法，屬于金屬涂料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
通常在金屬面漆涂料中通過向高分子材料中填加不熔、不溶的無機、有機填料，可以起到提高高分子塊體材料的剛性、韌性及耐磨等力學(xué)性能。也可以提高高分子涂料與基體間的粘著力。例如，在樹脂中填加氧化物、碳酸鈣、金屬、碳黑等細粒度粉體(粒度一般在微米級)或玻璃纖維。前者雖然能夠在一定程度上提高高分子材料的硬度和耐磨性，并在一定程度上提高與無機基體的粘著力，但卻使高分子材料變脆，甚至一些填料(如未經(jīng)包敷或頓化處理的銅、鐵等金屬填料)加速了高分子材料的老化。后者雖然能提高高分子材料的抗拉強度，但難以明顯提高其硬度和耐磨性。兩者結(jié)合也不能明顯兼顧材料的多方面力學(xué)性能。并且如上制得的面漆還存在光澤和鮮映性不佳、遮蓋膜厚度指標(biāo)偏厚等弱點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開一種高強度、低遮蓋厚度高級車用納米面漆及其生產(chǎn)方法，解決了現(xiàn)有金屬面漆涂料存在的粘著力、材料力學(xué)及遮蓋膜厚度兼顧性差的問題。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下用納米粉體材料經(jīng)包覆劑包敷處理后按一定比例填加到傳統(tǒng)的丙烯酸型、聚胺脂型及丙烯酸-聚胺脂型車用金屬光澤漆或普通漆中，對其進行改性。
其配方基本組成如下(按重量份數(shù)比)
納米粉體1、包覆劑0.02～0.12、稀釋劑4～12、樹脂漆70～100。
包覆劑為有機硅偶聯(lián)劑與有機鈦偶聯(lián)劑按1∶1～3(重量比)配制；或有機鈦偶聯(lián)劑與有機鋁偶聯(lián)劑按1∶8～12(重量比)配制。
其中有機硅偶聯(lián)劑包括KH-570、KH-560，有機鈦偶聯(lián)劑包括KHT-203、KHT-301、KHT-303、KHT-305，有機鋁偶聯(lián)劑包括DL-411、XL-955。
稀釋劑由環(huán)己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯、丁醇、丙二醇單甲醚、甲基正戊基酮在室溫下均勻混合而成，配制比例(體積份數(shù))為環(huán)己酮10-20、乙酸乙酯10-20、乙酸丁酯5-10、二甲苯20-30、丁醇5-10、丙二醇單甲醚15-25、甲基正戊基酮10-20。
具體生產(chǎn)工藝包括以下步驟1、包覆劑的配制按上述比例稱取有機鹽偶聯(lián)劑將該比例液體在攪拌器中邊升溫邊攪拌，轉(zhuǎn)速為600-1000轉(zhuǎn)/分，升溫至50-90度后恒溫攪拌5-10分鐘，制成包覆劑。
2、以納米金屬為填料制作納米面漆將納米金屬粉體按比例兌入包覆劑和稀釋劑的混合液中，勾兌比例為每公斤納米金屬粉體兌0.02-0.12公斤包覆劑和4-12立升稀釋劑，將兌好的納米金屬粉體混合液體在室溫下進行砂磨分散處理6-10小時，以無納米金屬粉體的團聚為處理終點；將預(yù)處理后的納米金屬粉體分散液體按比例兌入樹脂漆中，勾兌比例為納米金屬粉體∶樹脂漆＝1-6∶100(重量比)。再把兌好的納米金屬-樹脂漆混合物在攪拌器中進行高速攪拌分散，轉(zhuǎn)速為1200-1600轉(zhuǎn)/分，攪拌分散時間為20-40分鐘，即成為以納米金屬粉體為填加組分的納米面漆。
3、以納米金剛石或納米金剛石-無定形碳混合物為填料制作納米面漆選用納米碳粉體如納米金剛石或納米金剛石-無定形碳混合物(以下簡稱混合粉)，混合粉中納米金剛石含量為30％-40％，余量為無定形碳，混合粉經(jīng)酸處理提純得到純納米金剛石粉。納米金剛石的顆粒尺寸范圍為6-12納米。
將納米金剛石或混合粉置于真空加熱爐中，抽真空至小于5Pa，加熱溫度為120～140℃，在真空狀態(tài)下保溫2～4小時進行去濕處理。隨爐冷，待溫度降至室溫后取出，按比例兌入包覆劑和稀釋劑的混合液。勾兌比例為每公斤納米金剛石粉或混合粉兌0.8-1.2公斤包覆劑和18-22立升稀釋劑。將兌好的液體在室溫下進行砂磨分散處理10-12小時，以無團聚為處理終點。將處理后的納米金剛石粉或混合粉分散液體按比例兌入樹脂漆中，勾兌比例為納米金剛石粉或混合粉∶樹脂漆＝1-5∶100(重量比)。再把兌好的納米金剛石或混合粉-樹脂漆混合物在攪拌器中進行高速攪拌分散，轉(zhuǎn)速為1400-1800轉(zhuǎn)/分，攪拌時間為20-40分鐘，即成為以納米金剛石或混合粉為填加組分的納米面漆。
本發(fā)明的積極效果在于用納米鈦粉或納米鎳粉或(和)納米鋁粉或納米金剛石粉或(和)未經(jīng)分離的納米金剛石與無定形碳混合粉作為填加組分，經(jīng)偶聯(lián)劑包敷處理后按一定比例填加到傳統(tǒng)的丙烯酸型、聚胺脂型及丙烯酸-聚胺脂型車用金屬光澤漆或普通漆中，對其進行改性。制成硬度高、耐磨、抗沖擊、漆膜附著力強、耐候性好、光澤和鮮映性好、遮蓋膜厚度指標(biāo)減薄的高級車用納米面漆。不僅各項性能優(yōu)異，而且經(jīng)濟性好。
具體實施例方式實施例1將1公斤有機硅偶聯(lián)劑KH-570與2公斤有機鈦偶聯(lián)劑KHT-203放入攪拌器中邊升溫邊攪拌，轉(zhuǎn)速為600-1000轉(zhuǎn)/分，升溫至50-70度后恒溫攪拌5-10分鐘，制成納米金屬粉體包覆劑。
實施例2將1公斤有機鈦偶聯(lián)劑KHT-203與10公斤有機鋁偶聯(lián)劑DL-411混合，在攪拌器中邊升溫邊攪拌，轉(zhuǎn)速為600-1000轉(zhuǎn)/分，升溫至80-90度后恒溫攪拌5-10分鐘，制成納米碳粉體包覆劑。
實施例3取環(huán)己酮15kg、乙酸乙酯15kg、乙酸丁酯7kg、二甲苯25kg、丁醇7kg、丙二醇單甲醚20kg、甲基正戊基酮15kg混合攪拌均勻制成稀釋液。
實施例4將3公斤納米鈦粉兌入0.15公斤實施例1包覆劑和27立升實施例3稀釋劑的混合液，將兌好的納米鈦金屬粉混合液體在室溫下進行砂磨分散處理10小時，用400倍光學(xué)顯微鏡對處理物進行觀察，以無納米金屬粉的團聚為處理終點。
將處理后的納米鈦金屬粉分散液體兌入100kg的丙烯酸金屬光澤樹脂漆中，在攪拌器中進行高速攪拌分散，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分，攪拌分散時間為35分鐘，即成為以納米金屬粉為填加組分的納米面漆。
該配方按工藝過程制得的納米面漆的性能指標(biāo)如下(括號內(nèi)為標(biāo)準指標(biāo))絮凝 無 (無)硬度 0.9(≥0.65)附著力1mm 100/100(100/100)抗沖擊Kg·cm 45 (≥20)光澤(60度)％ 103(≥92)遮蓋膜厚度μm 11 (15-20)實施例5將3公斤納米鎳粉兌入0.075公斤實施例1包覆劑和15立升實施例3稀釋劑的混合液，將兌好的納米鈦金屬粉混合液體在室溫下進行砂磨分散處理8小時，用400倍光學(xué)顯微鏡對處理物進行觀察，以無納米金屬粉的團聚為處理終點。
將處理后的納米鎳金屬粉分散液體兌入100kg的丙烯酸金屬光澤樹脂漆中，在攪拌器中進行高速攪拌分散，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分，攪拌分散時間為35分鐘，即成為以納米金屬粉為填加組分的納米面漆。
該配方按工藝過程制得的納米面漆的性能指標(biāo)如下(括號內(nèi)為標(biāo)準指標(biāo))絮凝 無 (無)硬度 0.88 (≥0.65)附著力1mm100/100 (100/100)抗沖擊Kg·cm 45 (≥20)光澤(60度)％ 102 (≥92)
遮蓋膜厚度μm 12 (15-20)實施例6將5公斤納米鋁粉兌入0.5公斤實施例1包覆劑和55立升實施例3稀釋劑的混合液，將兌好的納米鈦金屬粉混合液體在室溫下進行砂磨分散處理8小時，用400倍光學(xué)顯微鏡對處理物進行觀察，以無納米金屬粉的團聚為處理終點。
將處理后的納米鋁金屬粉分散液體兌入100kg的丙烯酸金屬光澤樹脂漆中，在攪拌器中進行高速攪拌分散，轉(zhuǎn)速為1200轉(zhuǎn)/分，攪拌分散時間為35分鐘，即成為以納米鋁金屬粉為填加組分的納米面漆。
該配方按工藝過程制得的納米面漆的性能指標(biāo)如下(括號內(nèi)為標(biāo)準指標(biāo))絮凝 無 (無)硬度 0.87(≥0.65)附著力1mm100/100 (100/100)沖擊Kg·cm 40 (≥20)光澤(60度)％ 99 (≥92)遮蓋膜厚度μm11 (15-20)實施例7將3公斤納米鋁粉和3公斤納米鎳粉兌入0.4公斤實施例1包覆劑和37立升實施例3稀釋劑的混合液，將兌好的納米鈦金屬粉混合液體在室溫下進行砂磨分散處理8小時，用400倍光學(xué)顯微鏡對處理物進行觀察，以無納米金屬粉的團聚為處理終點。
將處理后的納米鋁粉和鎳粉分散液體兌入100kg的丙烯酸-聚胺脂金屬光澤樹脂漆中，在攪拌器中進行高速攪拌分散，轉(zhuǎn)速為1600轉(zhuǎn)/分，攪拌分散時間為35分鐘，即成為以納米鋁納米鎳粉為填加組分的納米面漆。
該配方按工藝過程制得的納米面漆的性能指標(biāo)如下(括號內(nèi)為標(biāo)準指標(biāo))絮凝 無 (無)硬度 0.91 (≥0.65)
附著力1mm100/100 (100/100)抗沖擊Kg·cm 45 (≥20)光澤(60度)％ 102 (≥92)遮蓋膜厚度μm10 (15-20)實施例8納米金剛石的顆粒尺寸范圍為6-12納米。
將納米金剛石3公斤置于真空加熱爐中，抽真空至小于5Pa，加熱溫度為120～140℃，在真空狀態(tài)下保溫2～4小時進行去濕處理。隨爐冷，待溫度降至室溫后取出，按比例兌入3公斤包覆劑和60立升稀釋劑的混合液。將兌好的液體在室溫下進行砂磨分散處理10小時，以無團聚為處理終點。將處理后的納米金剛石粉液體按比例兌入100公斤丙烯酸金屬光澤樹脂漆中進行高速攪拌分散，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分，攪拌時間為30分鐘，即成為以納米金剛石為填加組分的納米面漆。
該配方按工藝過程制得的納米面漆的性能指標(biāo)如下(括號內(nèi)為標(biāo)準指標(biāo))絮凝 無 (無)硬度 0.98 (≥0.65)附著力1mm 100/100 (100/100)抗沖擊Kg·cm ＞50 (≥20)光澤(60度)％ 107 (≥92)遮蓋膜厚度μm 13 (15-20)實施例9將金剛石混合粉4公斤置于真空加熱爐中，抽真空至小于5Pa，加熱溫度為120～140℃，在真空狀態(tài)下保溫4小時進行去濕處理。隨爐冷，待溫度降至室溫后取出，按比例兌入4公斤包覆劑和80立升稀釋劑的混合液。將兌好的液體在室溫下進行砂磨分散處理12小時，以無團聚為處理終點。將處理后的納米金剛石粉或混合粉分散液體按比例兌入100公斤丙烯酸金屬光澤樹脂漆中進行高速攪拌分散，轉(zhuǎn)速為1600轉(zhuǎn)/分，攪拌時間為350分鐘，即成為以納米金剛石或混合粉為填加組分的納米面漆。
該配方按工藝過程制得的納米面漆的性能指標(biāo)如下(括號內(nèi)為標(biāo)準指標(biāo))絮凝 無 (無)硬度 0.98 (≥0.65)附著力1mm 100/100(100/100)抗沖擊Kg·cm ＞50 (≥20)光澤(60度)％ 104.5 (≥92)遮蓋膜厚度μm 7 (15-20)實施例10將金剛石混合粉2公斤置于真空加熱爐中，抽真空至小于5Pa，加熱溫度為140℃，在真空狀態(tài)下保溫4小時進行去濕處理。隨爐冷，待溫度降至室溫后取出，按比例兌入2公斤包覆劑和40立升稀釋劑的混合液。將兌好的液體在室溫下進行砂磨分散處理12小時，以無團聚為處理終點。將處理后的納米金剛石粉或混合粉分散液體按比例兌入100公斤丙烯酸金屬光澤樹脂漆中進行高速攪拌分散，轉(zhuǎn)速為1600轉(zhuǎn)/分，攪拌時間為350分鐘，即成為以納米金剛石或混合粉為填加組分的納米面漆。
該配方按工藝過程制得的納米面漆的性能指標(biāo)如下(括號內(nèi)為標(biāo)準指標(biāo))絮凝 無 (無)硬度 0.95 (≥0.65)附著力1mm 100/100 (100/100)抗沖擊Kg·cm ＞50 (≥20)光澤(60度)％ 103.5(≥92)遮蓋膜厚度μm 9(15-20)
權(quán)利要求
1.一種高強度、低遮蓋厚度高級車用納米面漆，是由以下物質(zhì)按重量份數(shù)比組成制成的納米面漆納米粉體1、包覆劑0.02～0.12、稀釋劑4～12、樹脂漆70～100。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米面漆，其特征在于納米粉體包括金屬粉體和納米碳粉體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米面漆，其特征在于金屬粉體包括納米鈦粉、納米鎳粉、納米鋁粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米面漆，其特征在于納米碳粉體包括金剛石或納米金剛石-無定形碳混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米面漆，其特征在于包覆劑為有機鈦偶聯(lián)劑與有機硅偶聯(lián)劑按1∶1～3重量份數(shù)配制而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米面漆，其特征在于包覆劑為有機鈦偶聯(lián)劑與有機鋁偶聯(lián)劑按1∶8～12重量份數(shù)配制而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米面漆，其特征在于有機鈦偶聯(lián)劑包括KHT-203、KHT-301、KHT-303、KHT-305。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米面漆，其特征在于有機硅偶聯(lián)劑包括KH-570、KH-560。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米面漆，其特征在于有機鋁偶聯(lián)劑包括DL-441、XL-955。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米面漆，其特征在于稀釋劑由環(huán)己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯、丁醇、丙二醇單甲醚、甲基正戊基酮在室溫下均勻混合而成，配制比例(體積份數(shù))為環(huán)己酮10-20、乙酸乙酯10-20、乙酸丁酯5-10、二甲苯20-30、丁醇5-10、丙二醇單甲醚15-25、甲基正戊基酮10-20。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米面漆的生產(chǎn)方法，是將納米粉體材料經(jīng)包覆劑包敷處理后按一定比例填加到樹脂漆中制成的，具體生產(chǎn)工藝包括以下步驟1)包覆劑的配制按上述比例稱取有機鹽偶聯(lián)劑將該比例液體在攪拌器中邊升溫邊攪拌，轉(zhuǎn)速為600-1000轉(zhuǎn)/分，升溫至50-90度后恒溫攪拌5-10分鐘，制成包覆劑；2)以納米金屬為填料制作納米面漆將納米金屬粉體按比例兌入包覆劑和稀釋劑的混合液中，勾兌比例為每公斤納米金屬粉體兌0.02-0.12公斤包覆劑和4-12立升稀釋劑，將兌好的納米金屬粉體混合液體在室溫下進行砂磨分散處理6-10小時，以無納米金屬粉體的團聚為處理終點；將預(yù)處理后的納米金屬粉體分散液體按比例兌入樹脂漆中，勾兌比例為納米金屬粉體∶樹脂漆＝1-6∶100(重量比)；再把兌好的納米金屬-樹脂漆混合物在攪拌器中進行高速攪拌分散，轉(zhuǎn)速為1200-1600轉(zhuǎn)/分，攪拌分散時間為20-40分鐘，即成為以納米金屬粉體為填加組分的納米面漆；3)以納米金剛石或納米金剛石-無定形碳混合物為填料制作納米面漆將納米金剛石或混合粉置于真空加熱爐中，抽真空至小于5Pa，加熱溫度為120～140℃，在真空狀態(tài)下保溫2～4小時進行去濕處理。隨爐冷，待溫度降至室溫后取出，按比例兌入包覆劑和稀釋劑的混合液；勾兌比例為每公斤納米金剛石粉或混合粉兌0.8-1.2公斤包覆劑和18-22立升稀釋劑；將兌好的液體在室溫下進行砂磨分散處理10-12小時，以無團聚為處理終點，將處理后的納米金剛石粉或混合粉分散液體按比例兌入樹脂漆中，勾兌比例為納米金剛石粉或混合粉∶樹脂漆＝1-5∶100(重量比)，再把兌好的納米金剛石或混合粉-樹脂漆混合物在攪拌器中進行高速攪拌分散，轉(zhuǎn)速為1400-1800轉(zhuǎn)/分，攪拌時間為20-40分鐘，即成為以納米金剛石或混合粉為填加組分的納米面漆。
全文摘要
本發(fā)明公開一種高強度、低遮蓋厚度高級車用納米面漆及其生產(chǎn)方法,是將納米粉體材料經(jīng)包覆劑包敷處理后按一定比例填加到樹脂漆中制成的納米面漆。用納米鈦粉或納米鎳粉或(和)納米鋁粉或納米金剛石粉或(和)未經(jīng)分離的納米金剛石與無定形碳混合粉作為填加組分,經(jīng)偶聯(lián)劑包敷處理后按一定比例填加到傳統(tǒng)的丙烯酸型、聚胺酯型及丙烯酸－聚胺酯型車用金屬光澤漆或普通漆中,對其進行改性。制成硬度高、耐磨、抗沖擊、漆膜附著力強、耐候性好、光澤和鮮映性好、遮蓋膜厚度指標(biāo)減薄的高級車用納米面漆。不僅各項性能優(yōu)異,而且經(jīng)濟性好。
文檔編號C09D7/12GK1386800SQ0210981
公開日2002年12月25日 申請日期2002年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月22日
發(fā)明者姜荃, 杜良 申請人:姜荃