本發(fā)明涉及水性防銹涂料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種汽車底盤防銹用納米碳化硅增強(qiáng)的改性水基氟碳涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：顧名思義，汽車底盤處于汽車底部，其一直處于較為陰暗的環(huán)境中，且在汽車行駛過程中會(huì)受到雨水、沙石的沖擊，導(dǎo)致表面出現(xiàn)破損，加速銹蝕，嚴(yán)重降低底盤的使用壽命，因此加強(qiáng)汽車底盤的防銹至關(guān)重要。最直接有效的底盤防銹措施是在底盤上噴涂防銹漆，傳統(tǒng)的底盤防銹漆主要為油性涂料，油性涂料的優(yōu)點(diǎn)在于其形成的涂層較厚，使用壽命較長，但是其致命的缺點(diǎn)在于污染較大，不符合現(xiàn)代環(huán)保的生產(chǎn)要求。反觀近幾年來廣為流行的水性涂料在環(huán)保性能方面能滿足要求，其機(jī)械性能在某些方面強(qiáng)于油性涂料，但是常規(guī)的水性防銹涂料容易脫落，與基材間的附著力較差，透水性大，封閉性不足，從而導(dǎo)致其防銹效果有限。水性氟碳樹脂因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，在耐久性、耐腐蝕性、耐污性等方面較之其它類水性涂料有突出的優(yōu)勢，在汽車底盤防銹方面有良好的應(yīng)用前景?！缎滦退苑挤栏苛系男阅苎芯俊芬晃囊苑既橐鹤鳛槌赡せ?，復(fù)合鐵鈦粉和改性磷酸鋅作為主要防腐顏料，制得的涂料表現(xiàn)出良好的密封效果和防腐蝕性能，但是氟碳樹脂也存在一些缺陷，如固化溫度較高、固化時(shí)間較長、附著性差、與填料的潤濕性較差、成本較高等等問題，需要做進(jìn)一步的改性處理，以提高其市場應(yīng)用價(jià)值。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種汽車底盤防銹用納米碳化硅增強(qiáng)的改性水基氟碳涂料及其制備方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種汽車底盤防銹用納米碳化硅增強(qiáng)的改性水基氟碳涂料，該涂料由以下重量份的原料制成：甲基丙烯酸三氟乙酯8-12、甲基丙烯酸-β-羥丙酯10-12、磷酸2-3、丙烯酸4-5、納米碳化硅4-5、十二烷基硫酸鈉0.1-0.2、烷基酚聚氧乙烯醚0.4-0.5、過硫酸鉀1-2、去離子水40-50、超支化聚醚乳液12-16、消泡劑0.4-0.5、防銹顏料3-6、十二碳醇酯1-2。所述的超支化聚醚乳液由以下重量份的原料制成：異佛爾酮二異氰酸酯8-12、二月桂酸二丁基錫0.1-0.2、N，N-二甲基甲酰胺12-16、環(huán)氧丙烷12-15、聚乙二醇單甲醚3-5、縮水甘油醚2-5、雙金屬氰化物催化劑0.8-1.2、去離子水40-50、十二烷基磺酸鈉0.4-0.5，制備方法為：（1）先取6-8重量份的異佛爾酮二異氰酸酯、雙金屬氰化物催化劑投入反應(yīng)釜中，真空脫水處理后在氮?dú)夥諊聰嚢枭郎刂?32-138℃，隨后滴加1/3重量份的環(huán)氧丙烷，繼續(xù)攪拌混合20-30min，隨后滴加縮水甘油醚及余量的環(huán)氧丙烷，邊滴加邊攪拌，添加完畢后繼續(xù)攪拌反應(yīng)2-3h，反應(yīng)結(jié)束后體系冷卻至室溫后靜置分層，除去未反應(yīng)單體，得端羥基超支化聚醚多元醇備用；（2）取余量的異佛爾酮二異氰酸酯，將其投入N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌混合均勻后加入二月桂酸二丁基錫，攪拌混合均勻后體系油浴加熱至35-40℃，保溫反應(yīng)2-3h，所得溶液備用；（3）將十二烷基磺酸鈉投入去離子水中配制成混合乳液，并將體系水浴加熱至75-80℃，隨后加入步驟（1）制得的端羥基超支化聚醚多元醇，與步驟（2）制備的物料混合均勻，體系加熱至75-80℃，在氮?dú)夥諊聰嚢杌旌戏磻?yīng)5-6h，反應(yīng)結(jié)束后加入去離子水、十二烷基磺酸鈉，超聲乳化40-50min，即得所述的超支化聚醚乳液。所述的一種汽車底盤防銹用納米碳化硅增強(qiáng)的改性水基氟碳涂料的制備方法為：（1）先將甲基丙烯酸-β-羥丙酯投入反應(yīng)容器中，進(jìn)行冰水浴，高速攪拌20-30min后分三次加入等量的磷酸，邊加邊攪拌，磷酸添加完畢后將體系升溫至60-70℃，攪拌反應(yīng)5-6h，反應(yīng)結(jié)束后停止攪拌保溫3-5h，隨后加入20-25重量份的去離子水，加熱至80-90℃，保溫水解2-3h，反應(yīng)結(jié)束靜置分層，除去上層清液，產(chǎn)物水洗2-3次后得磷酸酯單體備用；（2）將余量去離子水投入反應(yīng)容器中，接著加入十二烷基硫酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚、1/3重量份的過硫酸鉀，攪拌使其完全溶解混合，隨后加入1/3重量份的甲基丙烯酸三氟乙酯、1/4重量份的丙烯酸以及1/3重量份的磷酸酯單體，攪拌混合均勻后體系升溫至50-60℃，反應(yīng)20-30min后依次加入余量的甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸、磷酸酯單體、過硫酸鉀，邊加邊攪拌，添加完畢后保溫反應(yīng)20-30min，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，過濾，得改性氟碳樹脂乳液備用；（3）將超支化聚醚乳液、防銹顏料、納米碳化硅混合球磨處理，至料漿粒度＜50μm，隨后將所得漿料與步驟（2）制備的改性氟碳樹脂乳液混合，攪拌40-50min后加入其它剩余物料，繼續(xù)攪拌混合20-30min，最后用去離子水調(diào)節(jié)粘度，過濾后即得產(chǎn)品。本發(fā)明制備了一種高環(huán)保的汽車底盤防銹用水基改性氟碳樹脂涂料，其中改性的氟碳樹脂乳液是以磷酸酯功能性單體與甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸共聚反應(yīng)制得具有良好的穩(wěn)定性和潤濕性的乳液，改善了傳統(tǒng)氟碳樹脂不易潤濕的缺陷，還具有一定的防銹性能；另外，原料中加入的水性超支化聚醚乳液有助分散、潤濕、乳化等功效，可改善體系間各原料的親和性，并能有效降低改性氟碳樹脂的結(jié)晶度，加快體系固化速度，將其與防銹顏料、納米碳化硅共混研磨，有效的提高了填料在體系中的分散性；納米碳化硅的加入極大的提高了涂層的抗沖擊性，漆面更為堅(jiān)固，不易破損腐蝕。本發(fā)明制備的防銹涂料無毒無味，以水作為溶劑，與底盤金屬材料具有良好的附著力，其堅(jiān)固致密耐磨的膜層可有效防止汽車行駛過程中外界環(huán)境對(duì)底盤的沖擊，延緩腐蝕，較之常規(guī)的水性漆防銹時(shí)間更長，且制備過程和使用方法簡單高效，成品易于長期保存，應(yīng)用前景良好。具體實(shí)施方式一種汽車底盤防銹用納米碳化硅增強(qiáng)的改性水基氟碳涂料，該涂料由以下重量份的原料制成：甲基丙烯酸三氟乙酯8、甲基丙烯酸β羥丙酯10、磷酸2、丙烯酸4、納米碳化硅4、十二烷基硫酸鈉0.1、烷基酚聚氧乙烯醚0.4、過硫酸鉀1、去離子水40、超支化聚醚乳液12、消泡劑0.4、防銹顏料3、十二碳醇酯1。其中超支化聚醚乳液由以下重量份的原料制成：異佛爾酮二異氰酸酯8、二月桂酸二丁基錫0.1、N，N-二甲基甲酰胺12、環(huán)氧丙烷12、聚乙二醇單甲醚3、縮水甘油醚2、雙金屬氰化物催化劑0.8、去離子水40、十二烷基磺酸鈉0.4，其制備方法為：（1）先取6重量份的異佛爾酮二異氰酸酯、雙金屬氰化物催化劑投入反應(yīng)釜中，真空脫水處理后在氮?dú)夥諊聰嚢枭郎刂?32℃，隨后滴加1/3重量份的環(huán)氧丙烷，繼續(xù)攪拌混合20min，隨后滴加縮水甘油醚及余量的環(huán)氧丙烷，邊滴加邊攪拌，添加完畢后繼續(xù)攪拌反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后體系冷卻至室溫后靜置分層，除去未反應(yīng)單體，得端羥基超支化聚醚多元醇備用；（2）取余量的異佛爾酮二異氰酸酯，將其投入N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌混合均勻后加入二月桂酸二丁基錫，攪拌混合均勻后體系油浴加熱至35℃，保溫反應(yīng)2h，所得溶液備用；（3）將十二烷基磺酸鈉投入去離子水中配制成混合乳液，并將體系水浴加熱至75℃，隨后加入步驟（1）制得的端羥基超支化聚醚多元醇，與步驟（2）制備的物料混合均勻，體系加熱至75℃，在氮?dú)夥諊聰嚢杌旌戏磻?yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后加入去離子水、十二烷基磺酸鈉，超聲乳化40min，即得所述的超支化聚醚乳液。該實(shí)施例涂料的制備方法為：（1）先將甲基丙烯酸β羥丙酯投入反應(yīng)容器中，進(jìn)行冰水浴，高速攪拌20min后分三次加入等量的磷酸，邊加邊攪拌，磷酸添加完畢后將體系升溫至60℃，攪拌反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后停止攪拌保溫3h，隨后加入20重量份的去離子水，加熱至80℃，保溫水解2h，反應(yīng)結(jié)束靜置分層，除去上層清液，產(chǎn)物水洗2次后得磷酸酯單體備用；（2）將余量去離子水投入反應(yīng)容器中，接著加入十二烷基硫酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚、1/3重量份的過硫酸鉀，攪拌使其完全溶解混合，隨后加入1/3重量份的甲基丙烯酸三氟乙酯、1/4重量份的丙烯酸以及1/3重量份的磷酸酯單體，攪拌混合均勻后體系升溫至50℃，反應(yīng)20min后依次加入余量的甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸、磷酸酯單體、過硫酸鉀，邊加邊攪拌，添加完畢后保溫反應(yīng)20min，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，過濾，得改性氟碳樹脂乳液備用；（3）將超支化聚醚乳液、防銹顏料、納米碳化硅混合球磨處理，至料漿粒度＜50μm，隨后將所得漿料與步驟（2）制備的改性氟碳樹脂乳液混合，攪拌40min后加入其它剩余物料，繼續(xù)攪拌混合20min，最后用去離子水調(diào)節(jié)粘度，過濾后即得產(chǎn)品。制備的涂料遵照防銹漆標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果如下：項(xiàng)目性能指標(biāo)漆膜外觀正常粘度（25℃/s）45表干時(shí)間（h）＜1.5實(shí)干時(shí)間（h）＜28耐沖擊性/cm55漆膜附著力（級(jí)）一級(jí)耐鹽水性1430h無變化耐鹽霧性1250h無異常耐酸性1020h無變化耐堿性1050h無變化戶外耐候性（24個(gè)月）未發(fā)生明顯變化當(dāng)前第1頁1 2 3