车用油箱内壁涂料及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种车用油箱内壁涂料，它是由主剂和固化剂组成，其中主剂与固化剂的重量份数为100：20～100：50。本发明的车用油箱内壁涂料，通过使用环氧树脂、酚醛改性环氧树脂，添加表面活性剂：润湿剂、消泡剂、流平剂、附着力促进剂、抗溶剂渗透剂、稳定剂等材料，再配合酚醛胺和脂环胺或芳香胺固化剂制成“车用油箱内壁涂料”，经专用设备涂于车用油箱内表面，涂装漆膜厚度在10-30μm时，漆膜涂层平整、光亮、致密，具有优异的机械能和耐化学性能，对金属油箱起到防腐保护作用，具有极好的耐水性和抗汽油、乙醇汽油、柴油渗透性。用于各种车辆金属油箱的内壁涂装。
【专利说明】车用油箱内壁涂料及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001]本发明属于车用油箱内壁涂料【技术领域】，涉及环氧树脂、酚醛改性环氧树脂及改性胺固化的涂料，更具体的说是一种专用于车用油箱内壁涂料技术及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的持续、高速发展，我国汽车工业近几年来得到快速发展。我国汽车生产量已跃居世界前列，汽车部件的国产化越来越高。汽车燃油箱做为汽车的主要部件产品，燃油箱的产品质量和产品成本价格受到汽车零部件厂家高度重视。生产高质量、低成本的汽车部件，是未来汽车零部件厂家市场竞争与发展趋势。车用油箱内壁涂料是一种针对金属油箱特点和防腐要求而开发出的专业涂料产品。
[0003]车用燃油箱从材料分主要有两类:一类是塑料油箱；一类是铁质油箱。塑料油箱通常采用耐腐性强的高密度聚乙烯(HDPE) —次性吹塑成型，并采用复杂的多层设计，无论模具还是制造成本都高于铁质油箱。铁质油箱主要采用的是镀锌钢板，油箱内壁采用镀锌层，外部为防腐涂料及阻尼涂料，以防止钢板表面遭受腐蚀和减震作用，延长其使用寿命。其成本较低，只相当于塑料油箱价格的50-60%。其安全性两种材质油箱均可满足汽车安全设计要求，均符合我国《汽车燃油箱安全性能要求和试验方法》的技术标准。目前，国外品牌的轿车使用塑料油箱较多，国产轿车使用铁质油箱较多，重型车辆基本都使用铁质油箱。结合我国国情来看，我国钢铁行业发展规模大，钢铁产量过剩，钢铁价格低，在我国发展铁质油箱成本低、市场竞争力强，符合我国基本国情和国家产业政策。其最大优势在于即有成本效益；又有社会效益。开发的车用油箱内壁涂料具有很大的潜在市场和发展。
[0004]铁质燃油箱的防腐蚀与抗渗透是汽车油箱要考虑的一个重要问题。油箱内壁始终浸泡在燃油中，油中的水气和乙醇汽油使用，使得油箱内壁的防腐镀锌层在使用一定时长后仍会出现不同程度的腐蚀乃至锈蚀，这些锈蚀会影响油箱的使用寿命，油箱锈蚀及金属粒子的脱落会堵塞过滤网，甚至会进入发动机内损伤汽缸。另外，镀锌钢板的生产工艺对环境污染严重，随着环竟保护要求的不`断提高，一些地方的镀锌生产已经受到越来越多限制。这对铁质油箱的防腐层提出了更高的要求。开发一种具有环保、经济、防腐、耐化学性、抗汽油渗透性好、适用于浸涂工艺及流水线涂装要求的功能性车用油箱内壁涂料是汽车工业对涂料发展的要求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，解决现有铁质油箱内壁因汽油中水分和乙醇汽油导致腐蚀影响油箱使用寿命问题；解决由于腐蚀镀锌层脱落，金属粒子堵塞过滤器，甚至严重损伤发动机的问题；解决镀锌工艺污染严重，面临淘汰问题；解决塑料油箱价格高的问题。提供了一种车用油箱内壁涂料，该涂料由主剂和固化剂组成，其中主剂与固化剂的重量份数为100:20 ~100:50o
[0006]根据选用不同固化剂比例组合的配方，油漆中树脂当量值不同，所确定的重量份数为100:25-45。特别优选的两组配比其重量份数分别为100:25 ；100:30 ;100:45。
[0007]本发明所述的主剂、固化剂包括下列重量份数的原料:
主剂:
环氧树脂40-62
高官能度环氧树脂5-8
酚醛改性环氧树脂5-25
流平剂0.5-1.0
润湿剂0.5-1.0
消泡剂0.3-0.5
附着力促进剂0.3-1.0
抗溶剂渗透剂2-5
溶剂 20-40
固化剂:
酚醛胺15-25
脂环胺60-75
芳香胺5-8
稳定剂1-3
本发明所述的车用油箱内壁涂料中的溶剂包括:二甲苯、正丁醇、异丙醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丁酮、二丙酮醇、环己酮、甲基异丁基甲酮等，优选:二甲苯、丁醇、异丙醇、丙二醇甲醚、甲基异丁基甲酮、二丙酮醇。其中优选的溶剂为下列重量份数的原料:
二甲苯50-70
丁醇20-30
异丙醇5-15
丙二醇甲醚1-5
甲基异丁基甲酮2-8
本发明所述的流平剂为:BYK-306聚醚改性硅氧烷、EFKA3239芳烷烃改性有机硅、EFKA3777氟碳改性聚丙烯酸酯、DISPARLON LHP-95丙烯酸均聚物或tegol484聚醚硅氧烷共聚物。优选EFKA3239芳烷烃改性有机硅、DISPARLON LHP-95丙烯酸均聚物。
[0008]消泡剂为:DISPARLON P-420丙烯酸共聚物、BYK-141聚合物和聚硅氧烷或tegoN含气相二氧化硅的聚硅氧烷。优选DISPARLON P-420丙烯酸共聚物、tego N含气相二氧化硅的聚硅氧烷。
[0009]润湿剂为:DISPARL0N DA325磷酸铵盐、tego260聚醚硅氧烷共聚物、tego280聚醚硅氧烷共聚物。优选tegO260聚醚硅氧烷共聚物。
[0010]附着力促进剂为:KH-550硅氧烷偶联剂、KH-560硅氧烷偶联剂。优选KH-560硅氧烷偶联剂.抗溶剂渗透剂为:BYK-333聚醚改性聚硅氧烷、BYK-Silclean 3700有机硅改性聚丙烯酸酯、EFKA3299聚醚改性有机硅或EFKA3600丙烯酸改性氟碳。优选BYK-Silclean3700有机硅改性聚丙烯酸酯。
[0011]固化剂为:酚醛胺JD-701、酚醛胺JD-911、酚醛胺Aradur3440。优选酚醛胺JD-701、酚醛胺JD-911 ;脂环胺KH813、ECX1222、脂环胺H3368S或脂环胺DH385。优选脂环胺 DH385、脂环胺 H3368S ;芳香胺 H-3360、TH-438 或 Aradur2969。优选芳香胺 H-3360、Aradur29690
[0012]稳定剂为:DBP或D0P。优选DBP。
[0013]本发明所述车用油箱内壁涂料的制备方法，包括如下步骤:
I.王剂制备:
A、树脂制备:将环氧树脂、高官能度环氧树脂、酚醛改性环氧树脂及配方中70%的溶剂加入反应釜内，拧紧釜盖，将冷凝器通入循环水，开启反应釜夹套蒸汽阀门加热，用1.5h-2h加热至90°C保持2-3h，在保持过程中间断点动搅拌数次，至树脂溶化开动搅拌，保持至工艺要求的时间后降温至50°C以下。用阿玛虑机过滤装通备用。透明度I级；细度20μπι以下。
[0014]B、制漆:加入制备好的树脂，分别加入消泡剂、流平剂、润湿剂、附着力促进剂、抗溶剂渗透剂。用溶剂调整至要求的粘度，用涂-4杯于23±2°C测定涂料粘度为15±2秒，固体含量为65±2% (低粘度涂料)，过滤包装(透明度I级；细度20μπι以下)。
[0015]2、固化剂制备:
将上述重量份数的酚醛胺、脂环胺树脂及芳香胺、稳定剂混合，搅拌均匀，过滤包装。
[0016]3.车用油箱内壁涂料配比: 使用时将分别包装的主剂与固化剂以100:20~100:50的重量份数比混合，搅拌均匀，熟化5分钟后即可进行涂装施工。
[0017]本发明进一步公开了车用油箱内壁涂料在制备车用金属然油箱中的应用。其中车用然油箱包括:大、中、小轿型车；各种卡车；拖拉机及农用车；装甲车和坦克等。
[0018]本发明通过使用环氧树脂、高官能度环氧树脂、酚醛改性环氧树脂，选用酚醛胺、脂环胺或芳香胺复合使用，利用环氧树脂和改性胺固化剂的多种特性。使其漆膜交联均匀、致密，形成三维网状结构。具有极好的附着力和抗汽油渗透性；优异的耐化学性、耐热性和耐水性；良好的防腐性和极佳的施工性能。是一种高固体份的浸涂工艺涂装涂料，适用于流水线连续涂装完成。
[0019]本发明重点解决了汽油、乙醇汽油、柴油对漆膜的渗透与溶胀问题，有效解决了镀锌工艺污染严重、镀锌层脱落和塑料油箱成本高的问题。
[0020]本发明的车用油箱内壁涂料，通过复合使用环氧树脂和酚醛改性环氧树脂提高漆膜的耐化学性、耐热性和耐水性。有效解决了涂膜刚性与韧性的矛盾，降低了涂膜内应力，有效解决了金属底材与油漆涂层因收缩率不同而对漆膜的影响，从而提高了涂膜的附着力和抗汽油的渗透性。
[0021]本发明的车用油箱内壁涂料，通过选用低粘度环氧树脂和配以适量多官能度酚醛改性环氧树脂，提高了交联密度，增加了涂膜的抗汽油渗透性。同时又具有较低的树脂粘度和较高的树脂固体份，制得施工粘度下具有高固体份的浸涂涂料，是一种符合环保要求的涂料产品。
[0022]本发明的车用油箱内壁涂料，通过选用酚醛胺、脂环胺或芳香胺复合使用，提高了涂膜的耐化学性、耐热性、耐水性和耐烃类溶剂的性能，可有效抵御汽油的渗透性。
[0023]本发明的车用油箱内壁涂料，通过对润湿剂、消泡剂、流平剂、附着力促进剂、抗汽油渗透助剂的合理复配使用，有效解决了涂膜附着力和抗汽油渗透性及适应流水线连续浸涂涂装工艺的要求。
[0024]本发明的车用油箱内壁涂料，采用环氧树脂、多官能度酚醛改性环氧树脂配以润湿剂剂、消泡剂、流平剂、附着力促进剂、抗汽油渗透剂等材料，与酚醛胺和脂环胺或芳香胺固化剂制成“车用油箱内壁涂料”，采用浸涂工艺施工，用于流水线车用油箱内壁涂料的涂装，涂装漆膜厚度可控制在10-30 μ m，油箱内壁漆膜平整光亮，无气泡，具有优异的抗汽油渗透性、耐腐蚀性和良好的机械性能，对金属油箱起到极佳的保护作用。
【具体实施方式】
[0025]为了简单和清楚的目的，下文恰当的省略了公知技术的描述，以免那些不必要的细节影响对本技术方案的描述。以下结合较佳实施例，对本发明做进一步的描述。
[0026]特别加以说明的是:EFKA3239、DISPARLONLHP-95,DISPARLON P-420丙烯酸共聚物、BYK-Silclean 3700、tego N、tego260、KH-560 等助剂，其中 EFKA 代表埃夫卡公司(现属BASF公司)、DISPARLON代表楠本株式会社、BYK代表毕克化学公司、tego代表degussa德固萨公司迪高子公司、KH-560国内多家公司生产。其他所用到的试剂如没有特别的说明均有市售。就是说制备本发明的化学试剂均可以从市场上买到或容易地通过已知的方法制得。本发明所指的份数可以是克、千克，主要以生产的实际需要加以选定。
[0027]实施例1 主要原料配比:
主剂:固化剂=100份:25份。
[0028]主剂:
环氧树脂50.0份
高官能度环氧树脂MY05007.2份
酚醛改性环氧树脂EPNl 1387.8份
润湿剂tego 2600.7份
消泡剂 DISPARLON P-4200.4 份
流平剂EFKA32390.5份
附着力促进剂KH-5600.7份
抗溶剂渗透剂BYK-Silclean 37001.3份
溶剂31.4份；
其中的溶剂为:
二甲苯20.41份
丁醇6.28份
异丙醇3.14份
丙二醇甲醚0.942份
甲基异丁基甲酮0.628份
固化剂:
酚醛胺(JD-911)5.0份
脂环胺(DH385)17.5份
芳香胺(H-3360)1.75份稳定剂(DBP)0.75份。
[0029]实施例2
主要原料配比:主剂:固化剂=100份:45份 主剂:
环氧树脂52.0份
高官能度环氧树脂MY05005.0份
酚醛改性环氧树脂EPNl 1388.0份
润湿剂 deggusa2600.85 份
消泡剂 DISPARLON P-4200.5 份
流平剂EFKA32390.62份
附着力促进剂KH-5600.86份
抗溶剂渗透剂BYK-Silclean 37002.6份
溶剂29.57份；其中的溶剂为:
二甲苯19.22份
丁醇5.91份
异丙醇2.96份
丙二醇甲醚0.88份
甲基异丁基甲酮0.60份 固化剂:
酚醛胺JD-7017.67份
脂环胺DH38532.4份
芳香胺胺H-33603.60份
稳定剂DBP1.35份。
[0030]实施例3
主要原料配比:主剂:固化剂=100份:30份 主剂:
环氧树脂53.5份
高官能度环氧树脂MY05006.0份
酚醛改性环氧树脂EPNl 1385.5份
润湿剂 deggusa2600.7 份
消泡剂 DISPARLON P-4200.4 份
流平剂EFKA32390.5份
附着力促进剂KH-5600.7份
抗溶剂渗透剂BYK-Silclean37001.3份
溶剂31.4份其中的溶剂为:
二甲苯20.41份
丁醇 6.28份异丙醇3.14份
丙二醇甲醚0.94份
甲基异丁基甲酮0.63份
固化剂:
酚醛胺JD-7016.6份
脂环胺DH38520.1份
芳香胺H-33602.4份
稳定剂DBP0.9份。
[0031]实施例1-3车用油箱内壁涂料的制备方法，包括如下步骤:
I.王剂制备:
A、树脂制备:将环氧树脂、高官能度环氧树脂、酚醛改性环氧树脂及配方中70%的溶剂加入反应釜内，拧紧釜盖，将冷凝器通入循环水，开启反应釜夹套蒸汽阀门加热，用1.5h-2h加热至90°C保持2-3h，在保持过程中间断点动搅拌数次，至树脂溶化开动搅拌，保持至工艺要求的时间后降温至50°C以下。用阿玛虑机过滤装通备用。透明度I级；细度20μπι以下。
[0032]B、制漆:加入制备好的树脂，分别加入消泡剂、流平剂、润湿剂、附着力促进剂、抗溶剂渗透剂。用溶剂调整至要求的粘度，用涂-4杯于23±2°C测定涂料粘度为15±2秒，固体含量为65±2%，过滤包装(透明度I级；细度20 μ m以下)。
`[0033]2、固化剂制备:将上述重量份数的酚醛胺、脂环胺、芳香胺及稳定剂，混合搅拌均匀，过滤包装。
[0034]3.车用油箱内壁涂料配比:使用时将分别包装的主剂与固化剂以100:20~100:50的重量份数比混合，搅拌均匀，熟化5分钟后即可进行涂装施工。
[0035]实施例4
实际使用:
将实施例1制备的分别包装的主剂与固化剂以100:25的重量份数比混合，搅拌均匀，过200目罗网，熟化5分钟后。使用浸涂工艺于流水线上涂装，经过脱脂、水洗、防锈、烘干处理、浸涂旋转、放净闪蒸、烘烤、检验后的油箱。油漆膜厚在10-20μπι之间，其结果漆膜外观平整光滑、附着力(划格法)mm O级；硬度:3H,柔韧性:1 mm ;冲击:50cm ;耐水性(乙法)Ih:漆膜不开裂、不脱落、硬度3H ;耐油性(93#汽油):1500h漆膜不开裂、不脱漆、硬度3H ；耐盐雾性:72h小时，漆膜不起泡、不锈蚀、漆膜完好，产品达到设计要求。
[0036]本发明制备的车用油箱内壁涂料检测的各项指标如下(制备方法:GB/T1727-1992):
1、漆I吴性能指标:
【权利要求】
1.一种车用油箱内壁涂料，其特征在于该涂料由主剂和固化剂组成，其中主剂与固化剂的重量份数为100:20~100:50 ;涂装漆膜厚度在10-30 μ m。
2.权利要求1所述的车用油箱内壁涂料，其中主剂与固化剂的重量份数为100:25-45。
3.权利要求1-2任一项所述的车用油箱内壁涂料，其中主剂、固化剂分别由下列重量份数的原料组成: 主剂:环氧树脂40-62 高官能度环氧树脂5-8 酚醛改性环氧树脂5-25 流平剂0.5-1.0 润湿剂0.5-1.0 消泡剂0.3-0.5 附着力促进剂0.3-1.0抗溶剂渗透剂2-5溶剂20-40 固化剂:酚醛胺15-25脂环胺60-75芳香胺5-8稳定剂1-3。
4.权利要求3所述的车用油箱内壁涂料，其中主剂中流平剂为:BYK-306、EFKA3239、EFKA3777、DISPARLON LHP-95 或 tegol484 ；消泡剂 DISPARLON P-420、BYK-141 或 tegoN ;润湿剂为:DISPARLON DA325、tego260或tego265 ;附着力促进剂为:偶联剂KH-550或KH-560 ;抗溶剂渗透剂 BYK-333、BYK-Silclean 3700、EFKA3299 或EFKA3600 ;高官能度环氧树脂指的是MY0500、YH-325 ;酚醛改性环氧树脂指的是EPN1138。
5.权利要求3任一项所述的车用油箱内壁涂料，其中的溶剂为下列重量份数的原料: 二甲苯50-70丁醇20-30异丙醇5-15丙二醇甲醚1-5 甲基异丁基甲酮2-8。
6.权利要求3所述的车用油箱内壁涂料，其中固化剂的酚醛胺树脂为:酚醛胺JD-701、酚醛胺JD-911、或酚醛胺Aradur3440 ;脂环胺树脂为:脂环胺KH813、ECXl222、脂环胺H3368S或脂环胺DH385 ;芳香胺树脂为:芳香胺H-3360、TH_438或Aradur2969 ;稳定剂为:DBP 或 DOP。
7.一种制备权利要求1-6任一项所述车用油箱内壁涂料的方法，其特征在于按如下的步骤进行:: (I)主剂制备: A、树脂制备:将环氧树脂、高官能度环氧树脂、酚醛改性环氧树脂及配方中70%的溶剂加入反应釜内，拧紧釜盖，将冷凝器通入循环水，开启反应釜夹套蒸汽阀门加热，用1.5h-2h加热至90°C保持2-3h，在保持过程中间断点动搅拌数次，至树脂溶化开动搅拌，保持至工艺要求的时间后降温至50°C以下，用阿玛虑机过滤装通备用，透明度I级；细度20μπι以下； B、制漆:加入制备好的树脂，分别加入消泡剂、流平剂、润湿剂、附着力促进剂、抗溶剂渗透剂，用溶剂调整至要求的粘度，用涂-4杯于23±2°C测定涂料粘度为15±2秒，固体含量为65±2% (低粘度涂料)，在透明度I级；细度20 μ m以下过滤包装； (2)固化剂制备:将上述重量份数的酚醛胺、脂环胺、芳香胺及稳定剂混合，搅拌均匀，过滤包装； (3)车用油箱内壁涂料配比:使用时将分别包装的主剂与固化剂以100:20~100:50的重量份数比混合，搅拌均匀，熟化5分钟后即可进行涂装施工。
8.权利要求1-7任一项所述车用油箱内壁涂料在制备作为车用金属燃油箱产品内壁涂装中应用。
9.权利要求8所述应用，其中所述的车用燃油箱包括:大、中、小轿车；各种卡车；拖拉机和农用车；装甲车和坦克的金属燃油`箱。
【文档编号】C09D163/04GK103694853SQ201310676169
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】李建杰, 李华宁, 邓焜, 姚学民, 赵琳, 董贤伟, 熊联富 申请人:天津科瑞达涂料化工有限公司