专利名称：：一种纳米隔热材料的汽车面漆的制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种纳米隔热材料的汽车面漆的制备方法。
背景技术：
：国内外对于提高汽车隔热效果进行了广泛的研究和尝试。目前市场上出现的主要是对于汽车前挡风玻璃所用的中空玻璃、镀膜热反射玻璃及各种隔热贴膜等。对于纳米隔热涂料的开发，国内外研究者主要是集中在将其作为隔热玻璃的应用上。研究发现，具有宽能隙的n-型纳米半导体材料如氧化铟锡(ITO)、氧化锡锑(ATO)等具有相类似的光学性能，即在红外光区具有高的反射率，在可见光区具有高的透过率，在紫外区具有高的吸收率，如美国雷朋汽车隔热膜其红外区的反射率达到70%80%，可见光透过率达到70%。因此n-型纳米半导体材料是一种理想的透明隔热材料。但是对于目前市面上的隔热涂料都是在汽车玻璃上涂覆一层高反射的隔热涂料，以减少对太阳辐射的吸收，降低传入车内的热量。但前挡风玻璃所占的汽车整体表面面积不足五分之一，可见它对汽车的隔热效果仅仅只体现在局部，而没有从汽车的整体上发挥隔热效果的作用。氧化锡锑纳米粒子是尺寸小于100nm的固体材料，具有特殊结构，使它具有常规微细粉体所不具备的四大效应，即量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、和宏观量子隧道效应，从而表现出许多奇特的光学、热学、电学、磁学、力学、物理、化学性能，可以用来改性传统的涂料。本发明利用纳米氧化锡锑具有的这种光学性能，用于汽车涂料中赋予涂料特殊的功能，满足隔热的需要。未见有文献提及采用纳米隔热材料制作汽车面漆涂料。
发明内容本发明针对目前市面上利用汽车面漆实现汽车整体隔热的空白，开发出一种实现汽车整体隔热，隔热效果优良的汽车面漆的制备工艺方法。本发明首先制备出适合用于反射红外能量的氧化锡锑，再以氧化锡锑浆料为主要原料，选用适用的树脂为成膜物，将二者与其它配套助剂混合制备隔热涂料，作为汽车面漆应用于汽车工业中，解决单一使用玻璃隔热薄膜来满足汽车隔热的局限性。本发明研制的这种纳米隔热涂料在保持汽车面漆涂料本身的高耐刮伤、耐腐蚀、美观多彩的性能之余，还使涂料在红外光区具有高反射率，具有良好隔热效果，大大地提高汽车整车的隔热性能，减少空调的使用，降低汽车油耗，满足节能型汽车的研制要求。一种应用于汽车涂料的纳米隔热材料的制备方法，包括以下步骤及其工艺条件-步骤一纳米氧化锡锑粉体的制备。本发明采用醇盐法制备纳米氧化锡锑粉体，按一定比例称取一定量的SnCU.5H20和SbCl3，用适量无水乙醇溶解，通入氨气促使反应向生成醇盐的方向进行。反应完成后，冷却，离心除掉沉淀，取上清液加入表面活性剂，然后加热。反应完成后陈化、洗涤、脱水、干燥、煅烧，最后得浅蓝色纳米氧化锡锑粉体。步骤二纳米氧化锡锑桨料的制备。首先把无水乙醇和分散剂均匀混合，然后把纳米氧化锡锑粉体加入其中，在一定转速下搅拌，加入pH值调节剂调节体系至适合的pH值，最后采用高速分散机和球磨机分散一定时间后制得纳米氧化锡锑分散体，其中纳米氧化锡锑粉体为步骤一所制得的纳米粉体，其粒径小于100nm。步骤三纳米氧化锡锑隔热汽车面漆涂料的制备。本发明纳米氧化锡锑隔热汽车面漆涂料，由纳米氧化锡锑浆料、成膜物质、颜填料、固化剂、催化剂、助剂组成，所述涂料固体分中，各组分固体所占比例为纳米氧化锡锑浆料占0.5%2%，成膜物质占10%30%，固化剂占12%30%，颜填料占20%60%，催化剂占0.1%3%,助剂占0.3%3%,以上均为重量百分比，其中纳米氧化锡锑浆料为步骤二中制备的纳米氧化锡锑分散体浆料，其固体份为10%15%，成膜物质为聚氨酯树脂，固化剂多异氰酸酯。本发明与现有技术相比还具有如下的优点a、本发明制备出可用于生产汽车隔热涂料的纳米氧化锡锑粉体，该纳米粉体的红外反射率达到75.2%~80.5%，使所获得的稳定分散纳米粒子浆料能够有效地使用到汽车涂料中，增加汽车涂料功能性，所制备的纳米氧化锡锑分散体的适用范围广；b、本发明采用高性能双组分汽车面漆和纳米氧化锡锑粒子成功制备得固体分高、性能优异的可满足汽车整体隔热的汽车面漆涂料，此种涂漆VOC含量低，仅为11%，其施工作业范围广，漆膜具有良好的物理机械性能，是一种制备环保适用型、隔热功能型的汽车面漆产品的新方法；c、本发明所制备的隔热涂料提高汽车整体隔热性能，极大地减轻了汽车行进中对空调的使用与依赖，从而降低汽车油耗，有效地节约了能源，降低大气污染。具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但并不局限于此。实施例中的数量均为重量份。所用的原料均为市售品。实施例一步骤一纳米氧化锡锑粉体的制备。按一定7%的Sb/Sn比例称取一定量的SnCU'5H20和SbCl3，用适量无水乙醇溶解，待完全溶解后混合至于三口烧瓶中加热搅拌至温度大约80。C，回流5h，并通入氨气促使反应向生成醇盐的方向进行。氨气的通入量以不再产生NH4Cl白烟为止。反应完成后，冷却止室温，离心除掉沉淀，取上清液制成0.1mo1/1的醇盐溶液，加入1%表面活性剂，然后加热，滴入浓度为8%的氨水溶液调整pH值进行水解水解反应，制得浅黄色氧化锡锑前驱体胶状沉淀。反应完成后陈化、蒸馏水洗涤至无Cr、于6(TC干燥、再经60(TC煅烧，最后经粉体后处理得浅蓝色纳米氧化锡锑粉体。步骤二纳米氧化锡锑浆料的制备。首先把无水乙醇和分散剂均匀混合，然后按固体分为10%称取纳米氧化锡锑粉体加入其中，在一定转速下搅拌，加入pH值调节剂调节体系至pH7，最后采用高速分散机以5000rpm速度分散2h，再用球磨机分散2h后制得纳米氧化锡锑分散体，其中纳米氧化锡锑粉体为步骤一所制得的纳米粉体，其粒径小于100nm。步骤三纳米隔热材料的汽车面漆制备以白色色漆为例，配方见表l。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>将表l中的成膜物质与颜填料、部分助剂一起研磨至细度为15Mm，加入纳米氧化锡锑浆料分散均匀，加入固化剂、催化剂、剩余助剂充分搅拌均匀过滤，该涂料固体分为65±2%，其中有机溶剂含量为5%。然后用蒸馏水调节粘度约40秒(涂一4杯)，制备样板检测隔热性能和涂膜性能结果见表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>实施例二步骤一纳米氧化锡锑粉体的制备。按一定7^的Sb/Sn比例称取一定量的SnCl(5H20和SbCl3，用适量无水乙醇溶解，待完全溶解后混合至于三口烧瓶中加热搅拌至温度大约80'C，回流5h，并通入氨气促使反应向生成醇盐的方向进行。氨气的通入量以不再产生NH4Cl白烟为止。反应完成后，冷却止室温，离心除掉沉淀，取上清液制成0.1mo1/1的醇盐溶液，加入1%表面活性剂，然后加热，滴入浓度为8%的氨水溶液调整pH值进行水解水解反应，制得浅黄色氧化锡锑前驱体胶状沉淀。反应完成后陈化、蒸馏水洗涤至无Cr、于6(TC干燥、再经60(TC煅烧，最后经粉体后处理得浅蓝色纳米氧化锡锑粉体。步骤二纳米氧化锡锑浆料的制备。首先把无水乙醇和分散剂均匀混合，然后按固体分为15%称取纳米氧化锡锑粉体加入其中，在一定转速下搅拌，加入pH值调节剂调节体系至pH7，最后采用高速分散机以5000ipm速度分散2h，再用球磨机分散2h后制得纳米氧化锡锑分散体，其中纳米氧化锡锑粉体为步骤一所制得的纳米粉体，其粒径小于IOO腦。步骤三汽车面漆纳米隔热材料的制备以红色色漆为例，配方见表3。表3原料名称用量(％)纳米氧化锡锑浆料(固体分15%)0.8成膜物质30.5颜填料47.2固化剂20.6催化剂0.3助剂0.6将表3中的成膜物质与颜填料、部分助剂一起研磨至细度为15nm，加入氧化锡锑桨料分散均匀，加入固化剂、催化剂、剩余助剂及水充分搅拌均匀过滤，该涂料固体分为58±2%，其中有机溶剂含量为9%。然后用蒸馏水调节粘度约40秒(涂一4杯)，制备样板检测隔热性能和涂膜性能结果见表4。表4检测本发明结果隔热性能(红外光反射率)78%外观平整、光滑硬度》0.6抗石击性，级1柔韧性，mm《1耐冲击性，cm55耐湿热性，h28010<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>权利要求1、一种纳米隔热材料的汽车面漆的制备方法，其特征在于步骤一纳米氧化锡锑粉体的制备采用醇盐法制备纳米氧化锡锑粉体，按一定比例称取一定量的SnCl4·5H2O和SbCl3，用适量无水乙醇溶解，通入氨气促使反应向生成醇盐的方向进行；反应完成后，冷却，离心除掉沉淀，取上清液加入表面活性剂，然后加热；反应完成后陈化、洗涤、脱水、干燥、煅烧，最后得浅蓝色纳米氧化锡锑粉体；步骤二纳米氧化锡锑浆料的制备首先把无水乙醇和分散剂均匀混合，然后把纳米氧化锡锑粉体加入其中，在一定转速下搅拌，加入pH值调节剂调节体系至适合的pH值，最后采用高速分散机和球磨机分散一定时间后制得纳米氧化锡锑分散体，其中纳米氧化锡锑粉体为步骤一所制得的纳米粉体，其粒径小于100nm；步骤三纳米隔热材料的汽车面漆涂料的制备纳米氧化锡锑隔热汽车面漆涂料，由纳米氧化锡锑浆料、成膜物质、颜填料、固化剂、催化剂、助剂组成，所述涂料固体分中，各组分固体所占比例为纳米氧化锡锑浆料占0.5％～2％，成膜物质占10％～30％，固化剂占12％～30％，颜填料占20％～60％，催化剂占0.1％～3％，助剂占0.3％～3％，以上均为重量百分比，其中纳米氧化锡锑浆料为步骤二中制备的纳米氧化锡锑分散体浆料，其固体份为10％～15％，成膜物质为聚氨酯树脂，固化剂多异氰酸酯。2、根据权利要求l所述的一种含有纳米隔热材料的汽车面漆涂料的制备方法，其特征在于步骤一和步骤二中一般采用的配方和工艺为步骤一中按一定7X的Sb/Sn比例称取一定量的SnCU'5H20和SbCl3，用适量无水乙醇溶解，待完全溶解后混合至于三口烧瓶中加热搅拌至温度大约8(TC，回流5h，并通入氨气促使反应向生成醇盐的方向进行。氨气的通入量以不再产生NH4C1白烟为止。反应完成后，冷却止室温，离心除掉沉淀，取上清液制成0.1mol/l的醇盐溶液，加入1%表面活性剂，然后加热，滴入浓度为8%的氨水溶液调整pH值进行水解水解反应，制得浅黄色氧化锡锑前驱体胶状沉淀。反应完成后陈化、蒸馏水洗涤至无Cr、于60'C干燥、再经600'C煅烧，最后经粉体后处理得浅蓝色纳米氧化锡锑粉体；步骤二中纳米氧化锡锑浆料的制备首先把无水乙醇和分散剂均匀混合，然后按固体分为10%称取纳米氧化锡锑粉体加入其中，在一定转速下搅拌，加入pH值调节剂调节体系至pH7，最后采用高速分散机以5000rpm速度分散2h，再用球磨机分散2h后制得纳米氧化锡锑分散体，其中纳米氧化锡锑粉体为步骤一所制得的纳米粉体，其粒径小于IOO亂3、根据权利要求l所述的一种含有纳米隔热材料的汽车面漆涂料的制备方法，其特征在于步骤三中纳米隔热材料的汽车面漆制备的具体配方和工艺是以白色色漆为例，配方见表l表l<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>将表1中的成膜物质与颜填料、部分助剂一起研磨至细度为15jxm，加入纳米氧化锡锑浆料分散均匀，加入固化剂、催化剂、剩余助剂充分搅拌均匀过滤，该涂料固体分为65±2%，其中有机溶剂含量为5%，即可制备完成纳米隔热材料的汽车白色面漆；以红色色漆为例，配方见表3表3<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>将表3中的成膜物质与颜填料、部分助剂一起研磨至细度为15pm，加入氧化锡锑浆料分散均匀，加入固化剂、催化剂、剩余助剂及水充分搅拌均匀过滤，该涂料固体分为58±2%，其中有机溶剂含量为9%，即可制备完成纳米隔热材料的汽车红色面漆；表1和表3中的成膜物质、颜填料、固化剂、催化剂、助剂的选用，没有特别的要求，与普通汽车面漆所采用的成膜物质、颜填料、固化剂、催化剂、助剂一样即可。全文摘要本发明涉及一种纳米隔热材料的汽车面漆的制备方法。步骤一纳米氧化锡锑粉体的制备。步骤二纳米氧化锡锑浆料的制备。步骤三纳米氧化锡锑隔热汽车面漆涂料的制备。本发明制备出的纳米隔热材料的汽车面漆除具有良好的物理机械性能外，更大大提高汽车整体隔热性能，极大地减轻了汽车行进中对空调的使用与依赖，从而降低汽车油耗，有效地节约了能源，降低大气污染。文档编号C09D5/18GK101538443SQ200810026858公开日2009年9月23日申请日期2008年3月19日优先权日2008年3月19日发明者匡同春,弘向,尹诗衡,斌朱,汤汉良申请人:汤汉良;朱斌