专利名称：一种纳米水性汽车涂料及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米改性水性汽车漆的技术及其制备方法。
背景技术：
为保护人类生存环境，现今汽车涂装的发展趋势是低公害、无公害化。水性漆的最大优点是涂层质量堪与传统溶剂型漆相当，但VOC排放量小；其排放量约为溶剂型漆的三分之一，且是实现金属闪光漆低公害化的唯一途径。因此，采用水性漆具有重要意义。 近年来，国际上对VOC排放量的要求越来越严。如1995年德国大气净化法就规定，车身被涂面积的VOC排放量应小于35g / m2。在严格限制VOC排放量的环保要求促使下，国际上(特别是欧美国家)大力发展水性漆。目前，欧美汽车工业发达国家均实现了汽车涂装水性化，汽车涂装普遍采用水性漆，汽车用水性漆及其涂装技术也已成熟，水性漆在品种配套、涂层质量方面可与传统溶剂型漆相媲美。国际上大力发展的是水性漆技术，而不是溶剂型漆技术，我国如不用水性漆，将来在涂装技术方面的国际交流与合作会越来越困难，不利于我国汽车涂装技术水平的提高。目前我国正大力弘扬科学发展观，走可持续发展道路，可以预见对VOC排放量的要求会越来越严格。为了保护我们的生存环境，增强在涂装技术方面的国际交流与合作，提高我国汽车涂装技术水平。我国汽车公司应考虑用水性漆。实际上，国内几家大汽车公司，如上海大众、一汽大众等在近年新建的油漆车间里均有水性漆预留区，将来只要对设备稍加改造即可应用水性漆工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种纳米水性汽车涂料及制备方法，为汽车涂料提供一种经济、耐久、高性能的新型纳米改性水性汽车涂料，具体方案如下一种纳米水性汽车涂料，所述涂料为甲、乙两组分组成，甲组分以水性聚氨酯树月旨、纳米浆、颜填料、助剂与溶剂组成，乙组分为固化剂；按重量份数计，具体配方如下甲组分水性聚氨酯树脂50-55份；纳米浆1-5份；其中纳米二氧化钛聚合物分散剂丙二醇甲醚醋酸酯的质量比为1. O (0. 1-0. 2) : (O. 7-1. O)；PMA (丙二醇甲醚醋酸酯)7-11份水6-10份分散剂0.3-0.5 份消泡剂0.3-0.5 份流平剂0.1-0.3 份防沉剂0.5-0.8 份底材润湿剂0· 4-0. 7份
钛白粉R-960 15-22 份
1250目云母粉3-6份；
乙组分
固化剂14-18份
所述水性聚氨酯树脂为Bayhydrol XP2470树脂，所述聚合物分散剂为 Solsperse-4000。
所述分散剂为德国BYK-190、BYK_182。
所述流平剂为Acry sol RM8W 或 BYK-333。
所述防沉剂为BYK-E420。
所述底材润湿剂为气相白碳黑Aerosil 200。
所述消泡剂为BYK-093消泡剂。
所述固化为Bayhydur 3100固化剂。
本发明还公开了所述的纳米水性汽车涂料的制备方法，包括如下步骤
I)纳米浆的制备
按纳米二氧化钛聚合物分散剂丙二醇甲醚醋酸酯的质量比为1: (O. 1-0. 2): (2-3)的配比混合后进行纳米珠磨处理3-8遍，制得纳米浆；
2)纳米水性汽车漆的制备
将甲组分的水性聚氨酯树脂50-55份、纳米浆1-5份、PMA7-11份、水6_10份高速搅拌10分钟后，再加入以下物料分散剂0. 3-0.5份、消泡剂0. 3-0.5份、流平剂0. 1-0. 3份、防沉剂0. 5-0. 8份、气相白碳黑0. 4-0. 7份、钛白粉R-960 :15-22份、325 目云母粉3-6份，经过高速搅拌分散、研磨到细度为30 μ m以下，制成甲组分；再加入乙组分Bayhydur 3100固化剂,制备成纳米水性汽车漆。
步骤2)中制备甲组分的加料过程为将水性聚氨酯树脂加入到甲组分溶剂中进行溶解，在800-1000rpm高速搅拌分散30分钟后，加入步骤I)制备的纳米浆和颜填料、助剂，在球磨机中研磨24-28小时制得甲组分，再按比例使用时加入固化剂制得纳米水性汽车漆。
本发明的优点如下
1、本发明利用纳米粒子表面改性技术制备纳米二氧化钛浆，再将它们与水性聚氨酯树脂、颜填料、助剂等按比例配制备成纳米改性水性汽车漆。该漆具有硬度高、柔韧性好、 耐冲击、耐紫外线等优点。
2、本发明在工厂化使用条件下硬度超过4H、耐老化达到1500小时。
具体实施方式
实施例1
1、纳米浆的制备
按纳米二氧化钛、Solsperse-4000聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯按质量比1: O. 1:0. 8的配比混合后进行超声波分散30分钟；再在纳米珠磨机中研磨2小时制得纳米浆。
2、纳米改性水性汽车漆制备
本发明纳米水性汽车漆漆为甲、乙两组分组成，按重量份数计，具体配方如下甲组分Bayhydro I XP2470 树脂55 份；二氧化钛纳米浆I份；去离子水6份；PMA (丙二醇甲醚醋酸酯)7份；以上高速搅拌10分钟后，再加入以下物料
分散剂BYK-190 0. 4 份；消泡剂BYK-093 :0· 4 份；流平剂BYK-333:0. 3 份；防沉剂 BYK-E420 :0· 5 份；Aerosil 200 气相白碳黑0· 4 份；钛白粉R-960 :15 份；325目云母粉5份；乙组分固化剂Bayhydur 3100 :14 份将以上物料研磨到细度为20 μ m。本实施例可采用喷涂和刷涂施工，将甲组分和乙组分混合物在25°C下固化24小时制备成纳米水性汽车漆。实施例21、纳米浆的制备按纳米二氧化钛、Solsperse-4000聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯按质量比1:0. 2 :1. O的配比混合后进行超声波分散30分钟；再在球磨机中研磨2小时制得纳米衆;2、纳米改性水性汽车漆的制备本发明纳米水性汽车漆为甲、乙两组分组成，按重量份数计，具体配方如下甲组分BayhydroI XP2470 树脂50 份；二氧化钛纳米浆5份；去离子水8份；PMA (丙二醇甲醚醋酸酯)9份；以上高速搅拌10分钟后，再加入以下物料分散剂BYK-182:0. 5 份；消泡剂 BYK-093 :0· 5 份；流平剂BYK-380:0. 2 份；防沉剂BYK-E420 :0. 8 份；Aerosil 200 气相白碳黑0. 5 份钛白粉R-960 :20 份；325目云母粉3份；乙组分
Bayhydur 3100 固化剂16 份将以上物料研磨到细度为20 μ m。本实施例可采用喷涂和刷涂施工，使用时将甲组分和乙组分混合物在25°C下固化26小时制备成纳米改性水性汽车漆。实施例31、纳米浆的制备按纳米二氧化钛、Solsperse-4000聚合物分散剂、丙二醇甲醚醋酸酯按质量比1:0. 15 :0. 7的配比混合后进行超声波分散30分钟；再在球磨机中研磨 2小时制得纳米浆；2、纳米改性水性汽车漆的制备本发明纳米水性汽车漆为甲、乙两组分组成，按重量份数计，具体配方如下甲组分BayhydroI XP2470 树脂53 份；二氧化钛纳米浆2· 5份；去离子水10份；PMA (丙二醇甲醚醋酸酯)11份以上高速搅拌10分钟后，再加入以下物料分散剂BYK-182:0. 3 份；消泡剂BYK-093 :0· 3 份；流平剂BYK-380:0.1 份；防沉剂BYK-E420 :0· 7 份；Aerosil 200 气相白碳黑0· 7 份；钛白粉R-960 :22 份；325目云母粉6份；乙组分Bayhydur 3100 固化剂18 份将以上物料研磨到细度为30 μ m。本实施例可采用喷涂和刷涂施工，使用时将甲组分和乙组分混合物在25°C下固化28小时制备成纳米改性水性汽车漆。
权利要求
1.一种纳米水性汽车涂料，其特征在于所述涂料为甲、乙两组分组成，甲组分以水性聚氨酯树脂、纳米浆、颜填料、助剂与溶剂组成，乙组分为固化剂；按重量份数计，具体配方如下 甲组分 水性聚氨酯树脂50-55份； 纳米浆1_5份；其中纳米二氧化钛聚合物分散剂丙二醇甲醚醋酸酯的质量比为1.O (0. 1-0. 2) : (O. 7-1. O)； PMA:7-1I份 水:6-10份 分散剂0. 3-0. 5份 消泡剂0. 3-0. 5份 流平剂0. 1-0. 3份 防沉剂0. 5-0. 8份 底材润湿剂0. 4-0. 7份 钛白粉R-960 :15-22份 1250目云母粉3-6份； 乙组分 固化剂14-18份。
2.按照权利要求1所述的纳米水性汽车涂料，其特征在于所述水性聚氨酯树脂为BayhydroI XP2470树脂，所述聚合物分散剂为Solsperse-4000。
3.按照权利要求1所述的纳米水性汽车涂料，其特征在于所述分散剂为德国BYK-190、BYK-182。
4.按照权利要求1所述的纳米水性汽车涂料，其特征在于所述流平剂为AcrysolRM8W 或 BYK-333。
5.按照权利要求1所述的纳米水性汽车涂料，其特征在于所述防沉剂为BYK-E420。
6.按照权利要求1所述的纳米水性汽车涂料，其特征在于所述底材润湿剂为气相白碳黑 Aerosil 200。
7.按照权利要求1所述的纳米水性汽车涂料，其特征在于所述消泡剂为BYK-093消泡剂。
8.按照权利要求1所述的纳米水性汽车涂料，其特征在于所述固化剂为Bayhydur 3100固化剂。
9.一种权利要求1-8所述的任一纳米水性汽车涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤 O纳米浆的制备 按纳米二氧化钛聚合物分散剂丙二醇甲醚醋酸酯的质量比为1: (O. 1-0. 2) : (2-3)的配比混合后进行纳米珠磨处理3-8遍，制得纳米浆； 2)纳米水性汽车漆的制备 将甲组分的水性聚氨酯树脂50-55份、纳米浆1-5份、PMA7-11份、水6_10份高速搅拌10分钟后，再加入以下物料分散剂0. 3-0. 5份、消泡剂0. 3-0. 5份、流平剂0. 1-0. 3份、防沉剂0. 5-0. 8份、气相白碳黑0. 4-0. 7份、钛白粉R-960 :15-22份、325目云母粉3_6份，经过高速搅拌分散、研磨到细度为30μπι以下，制成甲组分；再加入乙组分Bayhydur 3100固化剂，制备成纳米水性汽车漆。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤2)中制备甲组分的加料过程为将水性聚氨酯树脂加入到甲组分溶剂中进行溶解，在800-1000rpm高速搅拌分散30分钟后，加入步骤I)制备的纳米浆和颜填料、助剂，在球磨机中研磨24-28小时制得甲组分，再按比例使用时加入固化剂制得纳米水性汽车漆。
全文摘要
本发明公开一种纳米水性汽车涂料及制备方法。涂料配方如下水性聚氨酯树脂45-55份；纳米二氧化钛浆:1-5份；助剂2-4份；颜料15-20份；填料5-10份；溶剂(水)8-15份；将其按比例配好，分散、研磨至细度20微米以下，配制成甲组分；亲水性聚异氰酸酯类固化剂配制成乙组分；再将甲组分与乙组分混合固化制备成水性纳米汽车涂料，其是具有光泽鲜艳，耐冲击，抗紫外线环保、经济、节省能源的作用。
文档编号C09D7/12GK103013314SQ201210496230
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者金少波, 邱再明 申请人:大连裕祥科技集团有限公司