車用碳納米管復(fù)合底漆及其制備、使用方法
【專利摘要】一種車用碳納米管復(fù)合底漆，包括汽車底漆及其內(nèi)均勻分散的碳納米管，碳納米管在復(fù)合底漆中的質(zhì)量百分比濃度是0.1–1.5wt.%，該復(fù)合底漆經(jīng)噴涂后形成的碳納米管復(fù)合涂層的面電阻為103–109Ω/□。制備時(shí)，先將碳納米管加入到汽車底漆中，再均勻分散即可得到碳納米管復(fù)合底漆，使用時(shí)，先將碳納米管復(fù)合底漆噴涂在非金屬零件上以得到碳納米管復(fù)合涂層，待涂層干燥后，再采用靜電噴涂的方式對該復(fù)合涂層噴涂面漆。本設(shè)計(jì)不僅能夠滿足靜定噴涂的需要、導(dǎo)電添加劑易在底漆中分散、添加量很少，而且生產(chǎn)成本較低、顏色的干擾性較弱、操作簡易、便于應(yīng)用。
【專利說明】車用碳納米管復(fù)合底漆及其制備、使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車用底漆，尤其涉及一種車用碳納米管復(fù)合底漆及其制備、使用方法，具體適用于實(shí)現(xiàn)非金屬零部件上靜電噴涂面漆的基礎(chǔ)上，減輕對底漆顏色的干擾，并降低成本。

【背景技術(shù)】
[0002]汽車面漆是汽車品質(zhì)的直觀表現(xiàn)，高端汽車面漆的價(jià)格很昂貴，為了提高面漆的使用效率，靜電噴涂是提高其使用效率的一種發(fā)展趨勢。靜電噴涂是使用高壓靜電場讓面漆在電場的作用下噴涂在指定零部件表面，能使面漆的使用率高達(dá)50% -70%，而空氣噴涂的使用效率就較低，一般只有20% -30%。實(shí)現(xiàn)靜電噴涂需零部件導(dǎo)電或?qū)ъo電，一般要求零部件的面電阻小于109Ω/ □，金屬材料導(dǎo)電優(yōu)良，而非金屬零部件大多為絕緣材料，面電阻一般大于1014Ω/ □，因此，非金屬零部件要實(shí)現(xiàn)靜電噴涂必須將其制成抗靜電材料或在非金屬材料表面噴抗靜涂料才行。有報(bào)道在非金屬零部件中添加導(dǎo)電添加劑以提高非金屬材料的電導(dǎo)率來實(shí)現(xiàn)靜電噴涂，也有在非金屬零部件表面噴涂一層導(dǎo)靜電的涂層來實(shí)現(xiàn)靜電噴涂，顯然，在非金屬零部件表面噴涂一層導(dǎo)靜電涂層所需導(dǎo)電劑量少，成本低，有更好的市場發(fā)展前景。
[0003]目前，應(yīng)用于非金屬零部件的表面涂層的導(dǎo)電劑主要是導(dǎo)電鈦白和炭黑，這些導(dǎo)電劑在涂料中含量一般在10 - 30wt.%才能達(dá)到抗靜電的效果，導(dǎo)電鈦白密度約為4g/cm3，而油漆密度一般約為lg/cm3，密度不同易分層，而1wt.%以上的炭黑，將導(dǎo)致油漆顏色太深,難滿足車用底漆使用要求。
[0004]中國專利，申請公布號為CN102277057A，申請公布日為2011年12月14日的發(fā)明專利申請公開了一種塑料底材靜電涂裝用導(dǎo)電底漆及其制備方法，原料包括熱固性丙烯酸樹脂20 - 30、熱塑性丙烯酸樹脂10 - 20、導(dǎo)電鈦白顏料20 - 40、碳黑顏料0.3 - 2、分散劑
1- 3、溶劑5 - 10、底材潤濕劑0.5 - 1、熱固性丙烯酸樹脂、分散劑，40 - 60wt%的溶劑、導(dǎo)電鈦白顏料、碳黑顏料攪拌研磨后加入到熱塑性丙烯酸樹脂、底材潤濕劑和剩余的溶劑中，混合均勻即得到塑料底材靜電涂裝用導(dǎo)電底漆。雖然該設(shè)計(jì)具有能實(shí)現(xiàn)靜電噴涂的優(yōu)點(diǎn)，但其仍舊具有以下缺陷:
[0005]首先，該設(shè)計(jì)采用的導(dǎo)電添加劑主要是導(dǎo)電鈦白顏料，其密度約為4g/cm3，而油漆密度一般約為lg/cm3，密度不同易分層，導(dǎo)致導(dǎo)電鈦白顏料在油漆中不易分散，難以混合均勻，不僅增加了操作難度，而且提高了使用量，需要添加很多的導(dǎo)電鈦白顏料才能實(shí)現(xiàn)靜電噴涂，加之導(dǎo)電鈦白顏料的單價(jià)較高，其生產(chǎn)成本較高。
[0006]其次，該設(shè)計(jì)需要使用很多的導(dǎo)電鈦白顏料，對底漆的顏色影響很大，顏色的干擾性較強(qiáng)，不利于面漆的使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的導(dǎo)電添加劑不易在底漆中分散、添加量較多，生產(chǎn)成本較高，顏色的干擾性較強(qiáng)的缺陷與問題，提供一種導(dǎo)電添加劑易在底漆中分散、添加量很少，生產(chǎn)成本較低，顏色的干擾性較弱的車用碳納米管復(fù)合底漆及其制備、使用方法。
[0008]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種車用碳納米管復(fù)合底漆，包括汽車底漆及其內(nèi)部摻雜的導(dǎo)電添加劑；
[0009]所述導(dǎo)電添加劑是碳納米管，該碳納米管在汽車底漆中均勻分散，且碳納米管在復(fù)合底漆中的質(zhì)量百分比濃度是0.1 - 1.5wt.% ；
[0010]所述復(fù)合底漆經(jīng)噴涂后形成的碳納米管復(fù)合涂層的面電阻為13- 109ω / 口。
[0011]所述碳納米管在復(fù)合底漆中的質(zhì)量百分比濃度是0.8wt.% ;所述復(fù)合底漆經(jīng)噴涂后形成的碳納米管復(fù)合涂層的面電阻為5Χ106Ω / 口。
[0012]所述碳納米管是單壁或多壁碳納米管；所述汽車底漆是環(huán)氧類樹脂或丙烯酸類樹脂。
[0013]一種上述車用碳納米管復(fù)合底漆的制備方法，所述制備方法依次包括以下步驟:
[0014]先將碳納米管加入到汽車底漆中以得到混合物，再對該混合物進(jìn)行分散操作以使碳納米管在汽車底漆中均勻分散，均勻分散后即可得到所述的碳納米管復(fù)合底漆，該復(fù)合底漆中碳納米管的質(zhì)量百分比濃度是0.1 - 1.5wt.%，且該復(fù)合底漆經(jīng)噴涂后形成的碳納米管復(fù)合涂層的面電阻為13 - 109Ω / 口。
[0015]所述分散操作指超聲分散或球磨分散。
[0016]所述分散操作是超聲分散時(shí)，超聲波的大小為20 - 25Hz，超聲時(shí)間為60min。
[0017]所述碳納米管加入到汽車底漆時(shí)的狀態(tài)為粉末狀或漿液狀。
[0018]一種上述車用碳納米管復(fù)合底漆的使用方法，所述使用方法依次包括以下步驟:
[0019]先將所述的碳納米管復(fù)合底漆噴涂在非金屬零件上以得到碳納米管復(fù)合涂層，待碳納米管復(fù)合涂層干燥后，再采用靜電噴涂的方式對該復(fù)合涂層噴涂面漆，以在非金屬零件上實(shí)現(xiàn)面漆的靜電噴涂。
[0020]所述碳納米管復(fù)合涂層的干燥方式是:在80°C下干燥lh。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0022]1、本發(fā)明一種車用碳納米管復(fù)合底漆及其制備、使用方法中，碳納米管作為導(dǎo)電添加劑在碳納米管復(fù)合底漆內(nèi)均勻分散，此時(shí)，碳納米管能夠在復(fù)合底漆中形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，不僅能夠提高復(fù)合底漆的電導(dǎo)率，使其面電阻滿足靜電噴涂的要求，同時(shí)還能提高復(fù)合底漆的熱導(dǎo)率，從而提高復(fù)合底漆的抗老化性能。因此，本發(fā)明不僅能夠滿足靜電噴涂的需要，而且抗老化性能較強(qiáng)。
[0023]2、本發(fā)明一種車用碳納米管復(fù)合底漆及其制備、使用方法中，碳納米管的密度與汽車底漆的密度很接近，碳納米管的密度約為1.4g/cm3，汽車底漆的密度一般lg/cm3，密度的接近能確保碳納米管在汽車底漆中不易分層，便于碳納米管在汽車底漆中的均勻分散，從而在提高復(fù)合底漆導(dǎo)電性的基礎(chǔ)上，降低碳納米管的單位使用量，這不僅能夠降低成本，而且能避免過多碳納米管對底漆顏色的干擾。因此，本發(fā)明不僅導(dǎo)電添加劑易在底漆中分散、添加量很少，而且生產(chǎn)成本較低、顏色的干擾性較弱。
[0024]3、本發(fā)明一種車用碳納米管復(fù)合底漆及其制備、使用方法中，在制備復(fù)合底漆時(shí)，只需要將碳納米管加入到汽車底漆中，再進(jìn)行均勻分散即可，步驟少，操作簡易，能夠節(jié)省大量的時(shí)間與人力。因此，本發(fā)明不僅便于操作，而且生產(chǎn)成本較低。
[0025]4、本發(fā)明一種車用碳納米管復(fù)合底漆及其制備、使用方法中，在使用復(fù)合底漆時(shí)，只需將復(fù)合底漆噴涂在非金屬零件上，再干燥后即可采用靜電噴涂的方式對該復(fù)合涂層噴涂面漆，從而提高面漆的使用效率，不僅操作簡易，而且不會對面漆的顏色造成干擾，應(yīng)用范圍較廣。因此，本發(fā)明不僅操作簡易，而且便于應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是碳納米管的質(zhì)量百分比濃度是0.1wt.%時(shí)，本發(fā)明制得的復(fù)合底漆經(jīng)噴涂后形成的碳納米管復(fù)合涂層的外觀圖片。
[0027]圖2是圖1中碳納米管復(fù)合涂層的掃描圖片。
[0028]圖3是碳納米管的質(zhì)量百分比濃度是1.5wt.%時(shí)，本發(fā)明制得的復(fù)合底漆經(jīng)噴涂后形成的碳納米管復(fù)合涂層的掃描圖片。

【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0030]參見圖1、圖2與圖3，一種車用碳納米管復(fù)合底漆，包括汽車底漆及其內(nèi)部摻雜的導(dǎo)電添加劑；
[0031]所述導(dǎo)電添加劑是碳納米管，該碳納米管在汽車底漆中均勻分散，且碳納米管在復(fù)合底漆中的質(zhì)量百分比濃度是0.1 - 1.5wt.% ；
[0032]所述復(fù)合底漆經(jīng)噴涂后形成的碳納米管復(fù)合涂層的面電阻為13 - 109Ω / 口。
[0033]所述碳納米管在復(fù)合底漆中的質(zhì)量百分比濃度是0.8wt.% ;所述復(fù)合底漆經(jīng)噴涂后形成的碳納米管復(fù)合涂層的面電阻為5Χ106Ω / 口。
[0034]所述碳納米管是單壁或多壁碳納米管；所述汽車底漆是環(huán)氧類樹脂或丙烯酸類樹脂。
[0035]一種上述車用碳納米管復(fù)合底漆的制備方法，所述制備方法依次包括以下步驟:
[0036]先將碳納米管加入到汽車底漆中以得到混合物，再對該混合物進(jìn)行分散操作以使碳納米管在汽車底漆中均勻分散，均勻分散后即可得到所述的碳納米管復(fù)合底漆，該復(fù)合底漆中碳納米管的質(zhì)量百分比濃度是0.1 - 1.5wt.%，且該復(fù)合底漆經(jīng)噴涂后形成的碳納米管復(fù)合涂層的面電阻為103 - 109 Ω/口。
[0037]所述分散操作指超聲分散或球磨分散。
[0038]所述分散操作是超聲分散時(shí)，超聲波的大小為20 - 25Hz，超聲時(shí)間為60min。
[0039]所述碳納米管加入到汽車底漆時(shí)的狀態(tài)為粉末狀或漿液狀。
[0040]一種上述車用碳納米管復(fù)合底漆的使用方法，所述使用方法依次包括以下步驟:
[0041]先將所述的碳納米管復(fù)合底漆噴涂在非金屬零件上以得到碳納米管復(fù)合涂層，待碳納米管復(fù)合涂層干燥后，再采用靜電噴涂的方式對該復(fù)合涂層噴涂面漆，以在非金屬零件上實(shí)現(xiàn)面漆的靜電噴涂。
[0042]所述碳納米管復(fù)合涂層的干燥方式是:在80°C下干燥lh。
[0043]本發(fā)明的原理說明如下:
[0044]目前，應(yīng)用于非金屬零部件的表面涂層的導(dǎo)電添加劑主要是導(dǎo)電鈦白和炭黑，這些導(dǎo)電添加劑在底漆中的含量一般在10 - 30wt.%才能達(dá)到抗靜電的效果，使用量很大，不僅提高了生產(chǎn)成本(尤其是導(dǎo)電鈦白，其單價(jià)較高)，更關(guān)鍵的是過多的導(dǎo)電添加劑會影響底漆的顏色，從而限制底漆上噴涂的面漆的顏色，面漆的顏色必須要能壓住底漆的顏色才能使用，大大縮小了其應(yīng)用范圍。此外，導(dǎo)電鈦白密度約為4g/cm3，而底漆密度一般約為Ig/cm3，密度不同易分層，導(dǎo)致導(dǎo)電鈦白在底漆中不易分散，難以混合均勻，不僅增加了操作難度，而且提高了使用量，需要添加很多的導(dǎo)電鈦白才能實(shí)現(xiàn)靜電噴涂，導(dǎo)電鈦白越多，其對底漆顏色的影響就越大，顏色的干擾性就越強(qiáng)，越會限制面漆的使用。
[0045]為克服以上缺陷，本發(fā)明提供一種車用碳納米管復(fù)合底漆及其制備、使用方法，其核心是在底漆中添加碳納米管作為導(dǎo)電添加劑，添加后，碳納米管能夠在復(fù)合底漆中形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，該種三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)不僅能夠提高復(fù)合底漆的電導(dǎo)率，使其面電阻滿足靜電噴涂的要求，同時(shí)還能提高復(fù)合底漆的熱導(dǎo)率，從而提高復(fù)合底漆的抗老化性能。此外，碳納米管的密度與底漆密度接近，碳納米管在底漆中不易分層，這便于碳納米管在底漆中的均勻分散，越容易均勻分散，碳納米管的單位添加量就越少，添加量越少，就越能降低成本、越能避免對底漆的顏色形成干擾，也就越不會妨礙面漆的使用，畢竟其對面漆的顏色不會形成妨礙。
[0046]實(shí)施例1:
[0047]一種車用碳納米管復(fù)合底漆，包括汽車底漆及其內(nèi)部摻雜的導(dǎo)電添加劑；所述導(dǎo)電添加劑是碳納米管，該碳納米管在汽車底漆中均勻分散，且碳納米管在復(fù)合底漆中的質(zhì)量百分比濃度是0.1wt.% ;所述復(fù)合底漆經(jīng)噴涂后形成的碳納米管復(fù)合涂層的面電阻為109Ω / 口。
[0048]一種上述車用碳納米管復(fù)合底漆的制備方法，所述制備方法依次包括以下步驟:先將碳納米管加入到汽車底漆中以得到混合物，再對該混合物進(jìn)行分散操作以使碳納米管在汽車底漆中均勻分散，均勻分散后即可得到所述的碳納米管復(fù)合底漆，該復(fù)合底漆中碳納米管的質(zhì)量百分比濃度是0.1wt.%。
[0049]一種上述車用碳納米管復(fù)合底漆的使用方法，所述使用方法依次包括以下步驟:先將所述的碳納米管復(fù)合底漆噴涂在非金屬零件上以得到碳納米管復(fù)合涂層(參見圖1)，待碳納米管復(fù)合涂層干燥后，用表面電阻儀測得碳納米管復(fù)合涂層的面電阻為109ω/ 口，符合靜電噴涂要求，碳納米管復(fù)合涂層表面光滑，未見明顯的團(tuán)簇顆粒，顯示復(fù)合涂層中碳納米管分散較好。以SEM觀察碳納米管復(fù)合涂層，涂層中碳納米管分散均勻(圖2)，涂層表面未見碳納米管，再采用靜電噴涂的方式對該復(fù)合涂層噴涂面漆，從而在非金屬零件上實(shí)現(xiàn)面漆的靜電噴涂。
[0050]實(shí)施例2:
[0051]基本內(nèi)容同實(shí)施例1，不同之處在于:所述碳納米管在復(fù)合底漆中的質(zhì)量百分比濃度是0.8wt.% ;所述復(fù)合底漆經(jīng)噴涂后形成的碳納米管復(fù)合涂層的面電阻為5Χ106Ω / 口。
[0052]實(shí)施例3:
[0053]基本內(nèi)容同實(shí)施例1，不同之處在于:所述碳納米管在復(fù)合底漆中的質(zhì)量百分比濃度是1.5wt.% ;所述復(fù)合底漆經(jīng)噴涂后形成的碳納米管復(fù)合涂層的面電阻為103Ω / 口。以SEM觀察碳納米管復(fù)合涂層，涂層中碳納米管分散均勻(圖3)，涂層表面未見碳納米管。
【權(quán)利要求】
1.一種車用碳納米管復(fù)合底漆，包括汽車底漆及其內(nèi)部摻雜的導(dǎo)電添加劑，其特征在于: 所述導(dǎo)電添加劑是碳納米管，該碳納米管在汽車底漆中均勻分散，且碳納米管在復(fù)合底漆中的質(zhì)量百分比濃度是0.1 - 1.5wt.% ； 所述復(fù)合底漆經(jīng)噴涂后形成的碳納米管復(fù)合涂層的面電阻為13 - 109Ω/ 口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車用碳納米管復(fù)合底漆，其特征在于:所述碳納米管在復(fù)合底漆中的質(zhì)量百分比濃度是0.8wt.% ;所述復(fù)合底漆經(jīng)噴涂后形成的碳納米管復(fù)合涂層的面電阻為5X 106Ω/ 口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種車用碳納米管復(fù)合底漆，其特征在于:所述碳納米管是單壁或多壁碳納米管；所述汽車底漆是環(huán)氧類樹脂或丙烯酸類樹脂。
4.一種權(quán)利要求1所述的車用碳納米管復(fù)合底漆的制備方法，其特征在于所述制備方法依次包括以下步驟: 先將碳納米管加入到汽車底漆中以得到混合物，再對該混合物進(jìn)行分散操作以使碳納米管在汽車底漆中均勻分散，均勻分散后即可得到所述的碳納米管復(fù)合底漆，該復(fù)合底漆中碳納米管的質(zhì)量百分比濃度是0.1 - 1.5wt.%，且該復(fù)合底漆經(jīng)噴涂后形成的碳納米管復(fù)合涂層的面電阻為103 - 109 Ω/口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種車用碳納米管復(fù)合底漆的制備方法，其特征在于:所述分散操作指超聲分散或球磨分散。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種車用碳納米管復(fù)合底漆的制備方法，其特征在于:所述分散操作是超聲分散時(shí)，超聲波的大小為20 - 25Hz，超聲時(shí)間為60min。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種車用碳納米管復(fù)合底漆的制備方法，其特征在于:所述碳納米管加入到汽車底漆時(shí)的狀態(tài)為粉末狀或衆(zhòng)液狀。
8.—種權(quán)利要求1所述的車用碳納米管復(fù)合底漆的使用方法，其特征在于所述使用方法依次包括以下步驟: 先將所述的碳納米管復(fù)合底漆噴涂在非金屬零件上以得到碳納米管復(fù)合涂層，待碳納米管復(fù)合涂層干燥后，再采用靜電噴涂的方式對該復(fù)合涂層噴涂面漆，以在非金屬零件上實(shí)現(xiàn)面漆的靜電噴涂。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種車用碳納米管復(fù)合底漆的使用方法，其特征在于:所述碳納米管復(fù)合涂層的干燥方式是:在80°C下干燥lh。
【文檔編號】B05D7/26GK104403397SQ201410692570
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】鐘小華, 李衛(wèi), 王睿, 劉安心, 田小龍, 張鑫明 申請人:東風(fēng)商用車有限公司