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摻雜包覆納米鐵聚合物微球的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(zhǎng)，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(shì)，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(zhǎng)、附著性差、與填料的潤(rùn)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(chǎng)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摻雜包覆納米鐵聚合物微球的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摻雜包覆納米鐵聚合物微球的水基氟碳涂料，該涂料由以下重量份的原料制成：甲基丙烯酸三氟乙酯10-15、甲基丙烯酸羥乙酯10-12、丙烯酸3-5、納米零價(jià)鐵1-2、苯乙烯0.8-1.2、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯3-5、偶氮二異丁腈0.4-0.5、N，N-二甲基甲酰胺12-18、鹽酸多巴胺0.5-0.8、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30-40、超支化聚醚乳液12-15、消泡劑0.4-0.5、防銹顏料3-5、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摻雜包覆納米鐵聚合物微球的水基氟碳涂料的制備方法為：（1）先將N，N-二甲基甲酰胺投入反應(yīng)容器中，通入氮?dú)?，體系水浴加熱至50-60℃，隨后加入三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、苯乙烯、納米零價(jià)鐵，攪拌混合40-50min，隨后體系加熱至70-80℃，在攪拌狀態(tài)下加入偶氮二異丁腈，添加完畢后繼續(xù)攪拌反應(yīng)4-5h，反應(yīng)結(jié)束后體系冷卻是室溫，經(jīng)抽濾處理后所得產(chǎn)物醇洗后干燥，得聚合物包覆納米零價(jià)鐵微球備用；（2）取10-15重量份的去離子水，加入鹽酸多巴胺，攪拌至其完全溶解后投入步驟（1）制備的聚合物包覆納米零價(jià)鐵微球，超聲振蕩40-50min后靜置5-8h，隨后體系經(jīng)過濾、水洗、干燥，得聚多巴胺再次包覆的納米零價(jià)鐵微球備用；（3）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、1/3重量份的丙烯酸以及1/3重量份的甲基丙烯酸羥乙酯，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、甲基丙烯酸羥乙酯、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；（4）將超支化聚醚乳液與步驟（2）制備的物料以及防銹顏料混合球磨處理，至料漿粒度＜50μm，隨后將所得漿料與步驟（3）制備的改性氟碳樹脂乳液混合，攪拌50-60min后加入其它剩余物料，繼續(xù)攪拌混合40-50min，最后用去離子水調(diào)節(jié)粘度，過濾后即得產(chǎn)品。本發(fā)明制備了一種摻雜包覆納米零價(jià)鐵聚合物微球的水性氟碳樹脂乳液，原料中的納米零價(jià)鐵具有良好的還原性，其經(jīng)過三羥甲基丙烷三丙烯酸酯-苯乙烯聚合物包覆處理后在環(huán)境中的穩(wěn)定性得到提高，同時(shí)在其表面進(jìn)一步包覆聚多巴胺薄膜，最終獲得了具有高穩(wěn)定性和分散性的納米零價(jià)鐵微球，其可有效的延緩金屬材料表面的銹蝕，對(duì)材料表面有一定的修復(fù)能力，使得該氟碳樹脂涂料較之傳統(tǒng)的水性涂料具有更為長(zhǎng)效的防銹周期，應(yīng)用前景良好。具體實(shí)施方式一種汽車底盤防銹用摻雜包覆納米鐵聚合物微球的水基氟碳涂料，該涂料由以下重量份的原料制成：甲基丙烯酸三氟乙酯10、甲基丙烯酸羥乙酯10、丙烯酸3、納米零價(jià)鐵1、苯乙烯0.8、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯3、偶氮二異丁腈0.4、N，N-二甲基甲酰胺12、鹽酸多巴胺0.5、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30、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N，N-二甲基甲酰胺投入反應(yīng)容器中，通入氮?dú)?，體系水浴加熱至50℃，隨后加入三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、苯乙烯、納米零價(jià)鐵，攪拌混合40min，隨后體系加熱至70℃，在攪拌狀態(tài)下加入偶氮二異丁腈，添加完畢后繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后體系冷卻是室溫，經(jīng)抽濾處理后所得產(chǎn)物醇洗后干燥，得聚合物包覆納米零價(jià)鐵微球備用；（2）取10重量份的去離子水，加入鹽酸多巴胺，攪拌至其完全溶解后投入步驟（1）制備的聚合物包覆納米零價(jià)鐵微球，超聲振蕩40min后靜置5h，隨后體系經(jīng)過濾、水洗、干燥，得聚多巴胺再次包覆的納米零價(jià)鐵微球備用；（3）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、1/3重量份的丙烯酸以及1/3重量份的甲基丙烯酸羥乙酯，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、甲基丙烯酸羥乙酯、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；（4）將超支化聚醚乳液與步驟（2）制備的物料以及防銹顏料混合球磨處理，至料漿粒度＜50μm，隨后將所得漿料與步驟（3）制備的改性氟碳樹脂乳液混合，攪拌50min后加入其它剩余物料，繼續(xù)攪拌混合40min，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(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：項(xiàng)目性能指標(biāo)漆膜外觀正常粘度（25℃/s）30表干時(shí)間（h）＜1.5實(shí)干時(shí)間（h）＜30耐沖擊性/cm42漆膜附著力（級(jí)）一級(jí)耐鹽水性1048h無變化耐鹽霧性1130h無異常耐酸性858h無變化耐堿性920h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