专利名称：一种高硬度、抗划伤性纳米汽车油漆的制备技术的制作方法
技术领域：
本发明是一种高硬度、抗划伤性的纳米汽车油漆的制备技术。该技术将纳米 α -Al2O3应用到到汽车油漆中，可明显提高漆膜的抗划痕性能以及涂层硬度。
背景技术：
汽车工业是我国支柱产业之一，到目前为止，汽车保有量已达到2000万辆，其中 轿车占了 40%以上。随着汽车工业的迅速发展，汽车油漆的需求也在不断增加。汽车油漆 在我国油漆生产中占有越来越重要的地位，汽车表面需要油漆的保护和装饰，漆膜质量是 对汽车质量的直观评价，它将直接影响汽车的市场竞争力。汽车的发展变化对油漆提出了 高品质、低成本和绿色技术的要求，进一步开发抗划伤、抗石击、耐腐蚀、高硬度、美观多彩 的多功能汽车油漆势在必行。纳米材料具有特殊的抗紫外线、抗老化、高强度和韧性、良好的静电屏蔽效应、色 泽变换效应及抗菌消臭等功能，将其用于汽车油漆中，可使漆膜传统性能得到提高并赋予 其新的功能，因此，纳米汽车油漆具有广阔的应用和发展前景。
发明内容
本发明提出一种高硬度、抗划伤性纳米汽车油漆的制备技术。该技术将纳米 α-Al2O3颗粒分散到丙烯酸树脂中作为承受负荷的填料，有助于提高材料的硬度、抗划伤等 力学性能。具体做法是按照一定的比例依次将纳米α-Al2O3、分散剂、表面活性剂、防沉剂 等助剂加入到水溶液中，搅拌均勻后用氨水调节溶液至所需的PH值；然后将上述溶液和固 化剂加入水溶性丙烯酸树脂中，得到一种相对稳定分散、高硬度、抗耐划伤性优异的纳米汽 车油漆。其成分是纳米α -Al2O3、丙烯酸树脂、分散剂、表面活性剂、防沉剂、固化剂。一种高硬度、抗耐划伤性的纳米汽车油漆，其特征是由质量含量为丙烯酸树脂 0. 5 8 %的粒径为50 150nm的纳米α -Al2O3，质量含量为60 80 %的丙烯酸树脂，质量 含量为20 40%的水，质量含量为添加物5 30%的分散剂SN-5040或聚乙二醇20000， 质量含量为添加物5 30%的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，质量含量为添加物5 20% 的防沉剂膨润土，质量含量为1 15%的固化剂苯二甲胺或三乙胺组成。
具体实施例方式实施例1 将1. 6g纳米α -Al2O3,即添加量为丙烯酸树脂的4%，分散到IOg水中，磁力搅拌 均勻后用氨水调节溶液的PH为9 ；然后依次加入0. 24g(含量为纳米添加物的15% )聚乙 二醇20000、0. 32g(含量为纳米添加物的20% )十二烷基苯磺酸钠、0. 16g(含量为纳米添 加物的10% )膨润土，经过超声搅拌处理后制成纳米水浆料；最后将0. 08g(含量为纳米添 加物的5 % )苯二甲胺和纳米水浆料一起加入40g丙烯酸树脂中，充分搅拌至均勻后得到纳米汽车油漆A，喷漆涂膜，90 V下烘干。实施例2 将0.2g纳米α-Al2O3，即添加量为丙烯酸树脂的0.5%，分散至IJ IOg水中，磁力搅 拌均勻后用氨水调节溶液的PH为9 ；然后依次加入0. 04g(含量为纳米添加物的20% )聚 乙二醇20000、0.04g(含量为纳米添加物的20%)十二烷基苯磺酸钠、0.02g(含量为纳米 添加物的10% )膨润土，经过超声搅拌处理后制成纳米水浆料；最后将0. Olg (含量为纳米 添加物的5 % )苯二甲胺和纳米水浆料一起加入40g丙烯酸树脂中，充分搅拌均勻后得到纳 米汽车油漆A，喷漆涂膜，80°C下烘干。实施例3:将2. 4g(添加量为丙烯酸树脂的8% )纳米α -Al2O3在搅拌状态下分散到IOg水 中，均勻后用氨水调节溶液的PH为9 然后依次加入0. 48g(含量为纳米添加物的20%)聚 乙二醇20000、0. 48g(含量为纳米添加物的20% )十二烷基苯磺酸钠、0. 24g(含量为纳米 添加物的10% )膨润土，经过超声搅拌处理后制成纳米水浆料；最后将0. 12g(含量为纳米 添加物的5% )苯二甲胺和纳米水浆料一起加入30g丙烯酸树脂中，充分搅拌至均勻后得到 纳米汽车油漆C，喷漆涂膜，80°C下烘干。实施例4:操作步骤如实施例1中所述，只将聚乙二醇20000改为SN-5040，其他条件不变，记 为D。实施例5:操作步骤如实施例1中所述，只将聚乙二醇20000含量改为0. 08g,为纳米添加物 的5%，记为E。实施例6:操作步骤如实施例1中所述，只将聚乙二醇20000含量改为0. 48g，为纳米添加物 的30%，记为F。实施例7:操作步骤如实施例1中所述，只将十二烷基苯磺酸钠含量改为0. 08g，为纳米添加 物的5%，记为G。实施例8:操作步骤如实施例1中所述，只将十二烷基苯磺酸钠含量改为0. 48g，为纳米添加 物的30%，记为H。实施例9 操作步骤如实施例1中所述，只将膨润土含量改为0. 08g，为纳米添加物的5 %，记 为I。实施例10 操作步骤如实施例1中所述，只将膨润土含量改为0. 32g，为纳米添加物的20%， 记为J。实施例11 操作步骤如实施例1中所述，只将苯二甲胺改为三乙胺，记为K。实施例12
操作步骤如实施例1中所述，只将苯二甲胺含量改为0.016g，为纳米添加物的 1%，记为L。实施例13 操作步骤如实施例1中所述，只将苯二甲胺含量改为0. 24g，为纳米添加物的 15%，记为M0实施例14 操作步骤如实施例1中所述，将溶液的pH改为8，其他条件不变，记为0。实施例15 操作步骤如实施例1中所述，将溶液的pH改为10，其他条件不变，记为P。实施例16操作步骤如实施例1中所述，漆膜的烘干温度改为70°C，其他条件不变，记为Q。实施例17操作步骤如实施例1中所述，漆膜的烘干温度改为100°C，其他条件不变，记为R。性能测试 注硬度是由摆杆式漆膜硬度计测得，抗划伤性由QHZ型涂膜划痕测试仪测得，光 泽度由KGZ-I型便携式光泽度仪测得。
权利要求
本发明提出一种高硬度、抗划伤性纳米汽车油漆的制备技术。该技术采用纳米α Al2O3为添加物。按照一定的比例依次将纳米α Al2O3、分散剂、表面活性剂、防沉剂加入到水溶液中，搅拌均匀后用氨水调节溶液至所需的pH值；然后将上述溶液和固化剂加入到汽车油漆中，搅拌均匀后喷漆涂膜，一定温度下烘干。
2.根据权利要求1所述的纳米α-Al2O3是采用专利200610014389. 0中所用的纳米拟 薄水铝石经过130(TC焙烧4h后制得；后经行星式高能球磨机湿磨、硅烷偶联剂KH550改 性、超声处理，粒径为50 150nm，添加量为油漆的0. 5 8%。
3.根据权利要求1所述的汽车油漆采用水溶性的丙烯酸树脂。
4.根据权利要求1所述溶液的pH值为8 10。
5.根据权利要求1所述的分散剂分别为SN-5040或聚乙二醇20000，质量含量为添加 物的5 30%。
6.根据权利要求1所述的表面活性剂为阴离子型的十二烷基苯磺酸钠，质量含量为添 加物的5 30%。
7.根据权利要求1所述的防沉剂为膨润土，质量含量为添加物的5 20%。
8.根据权利要求1所述的固化剂为苯二甲胺或三乙胺，质量含量为添加物的1 15%。
9.根据权利要求1所述，漆膜烘干温度为70 100°C。
全文摘要
本发明涉及化工涂料领域。本发明是一种高硬度、抗划伤性的纳米汽车油漆的制备技术。采用纳米α-Al2O3作为添加物，对其进行行星式高能球磨机湿磨，超声分散等预处理，然后按照一定的使用比例加入各种助剂，如分散剂、表面活性剂、固化剂、防沉剂，制备出一种分散稳定性较好、高硬度、抗耐划伤性优越的纳米汽车油漆，明显提高了汽车油漆的抗划痕性能以及涂层硬度。
文档编号C09D7/12GK101914319SQ20101024834
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月9日 优先权日2010年8月9日
发明者李伟, 王晖 申请人:南开大学