本发明涉及涂层材料技术领域，具体涉及一种阻燃、耐冲击汽车涂层材料。
背景技术：
2004年中国的汽车产量已经达到500万辆，但是从世界范围内看我国的汽车保有量仍然较低，根据我国的具体情况分析我国汽车保有量应该在1.4亿辆，因此我国汽车行业仍然有非常大的市场空间。如此大的汽车市场也相应的需求大量的汽车漆，而且这种需求还将长期保持并逐步增大。目前，汽车漆行业有很大部分使用进口油漆企业的产品，国产品牌占有量很小。造成这种局面的原因有很大一部分是因为客户对油漆性能、环保等方面的要求不能够得到满足，客户不得不使用进口产品。由于使用进口产品给利润空间造成了很大压力同时也大大降低了企业在国际上的竞争实力。此外，汽车的安全性能是评价一辆汽车的重要指标，对应的我们对汽车涂层材料也有很高的安全要求。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种散热性能优异、耐冲击、抗拉伸，对汽车有较强保护能力，安全性能高的涂层材料。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种阻燃、耐冲击汽车涂层材料，由以下原料组成：
改性环氧树脂40-50kg、三聚氰胺甲醛树脂30-40kg、聚乙二醇10-15kg、树脂合金聚苯醚10-15kg、改性石墨烯5-10kg、促进剂tmtd1-5kg、铝合金粉末1-3kg、防老剂sp1-2kg、二聚甘油二油酸酯0.5-1kg。
所述改性环氧树脂的制备方法如下：将三元乙丙橡胶加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌5-10min，然后加入丙烯酸和链增长剂回流搅拌0.5-2h，接着加入环氧树脂回流搅拌0.5-4h，降温至50-60℃继续搅拌20-40min，静置自然冷却至25-30℃，过滤，所得沉淀用无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃烘干箱中，干燥至恒重，即得到改性环氧树脂。
所述环氧树脂、三元乙丙橡胶、丙烯酸、链增长剂的质量比为30-50：30-50：5-10：1-5。
所述链增长剂选自甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇中的一种。
所述改性石墨烯的制备方法为：将石墨烯加入到去离子水中，20-30℃搅拌5-10min，然后加入质量分数为5-10％的盐酸溶液，在超声波清洗器中振荡15-30min，接着加入钛酸酯偶联剂和对羟基苯甲酸甲酯，加热至50-60℃，超声搅拌0.5-2h，超声功率为300-500w，搅拌速度为200-300rpm，过滤，所得沉淀用去离子水洗至中性，用丙酮洗去未反应的杂质，50℃真空干燥至恒重，即得到改性石墨烯。
所述石墨烯、盐酸溶液、钛酸酯偶联剂、对羟基苯甲酸甲酯的质量比为20-30：10-15：1-3：5-10。
所述铝合金粉末中各元素所占质量分数为：碳元素1-5％、铜元素1-5％、镁元素5-10％，其余为铝元素。该铝合金粉末可以增强涂层的导热散热能力，同时能够提升涂层的机械强度。
石墨烯是一种由碳原子按照六边形进行排布并相互连接而成的碳分子，其结构非常稳定，是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。
树脂合金聚苯醚无毒、透明、相对密度小，具有优良的机械强度、耐应力松弛、抗蠕变性、耐热性、耐水性、耐水蒸汽性、尺寸稳定性。在本发明的涂层材料中，能够显著降低涂层中的孔隙率，提高涂层的密实度，从而使涂层的抗冲击和抗剥落能力显著提高。
改性环氧树脂的反应原理为：丙烯酸中的双键在链增长剂的作用下，会和三元乙丙橡胶侧链中的不饱和键发生加成聚合反应，使反应后三元乙丙橡胶与环氧树脂的溶解度参数相近，两者可以更加充分的混合在一起，提高改性效率；同时丙烯酸中的羧基能够与环氧树脂中的环氧基团发生反应形成嵌端结构，进而显著的提升了树脂的散热能力和耐冲击性能。
涂层材料的制备方法为：
(1)将聚乙二醇加热至65-75℃使其溶解，保温搅拌5-10min，然后加入改性石墨烯、促进剂tmtd、铝合金粉末、防老剂sp继续保温搅拌5-10min，然后加入二聚甘油二油酸酯并送入胶体磨中，反应0.5-2h，得到混合胶体；
(2)预热密炼机至70-75℃，然后加入改性环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂以220rpm的搅拌速度搅拌20-50min，然后升温至80-85℃，加入树脂合金聚苯醚、步骤1中的混合胶体继续搅拌0.5-2h，静置10-30min，降温至65-70℃继续搅拌0.5-1h，降温出料，即得到涂层材料。
本发明的有益效果是：
(1)本发明用丙烯酸、三元乙丙橡胶对环氧树脂进行改性处理，提高了环氧树脂的散热和耐冲击性能，同时自身的拉伸、弯曲强度得到显著增强，能有效的对汽车进行保护；
(2)采用钛酸酯偶联剂和对羟基苯甲酸甲酯对石墨烯进行改性处理，利用对羟基苯甲酸甲酯的羟基活性位点，使石墨烯能与树脂中的活性基团发生反应，提升了树脂的散热、耐冲击能力；同时在保证石墨烯自身结构性能不变的情况下解决了其自身易凝、分散不均匀，以及和有机原料结合不紧密的问题；
(3)本发明制备工艺高效、环保、成本低，不会产生环境污染，适合工业化生产。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
涂层材料的制备：
(1)将10kg聚乙二醇加热至75℃使其溶解，保温搅拌5min，然后加入5kg改性石墨烯、2kg促进剂tmtd、1kg铝合金粉末、1kg防老剂sp继续保温搅拌10min，然后加入0.5kg二聚甘油二油酸酯并送入胶体磨中，反应1h，得到混合胶体；
(2)预热密炼机至75℃，然后加入40kg改性环氧树脂、35kg三聚氰胺甲醛树脂以220rpm的搅拌速度搅拌30min，然后升温至85℃，加入10kg树脂合金聚苯醚、步骤1中的混合胶体继续搅拌1h，静置10min，降温至65℃继续搅拌0.5h，降温出料，即得到涂层材料。
改性环氧树脂的制备：将30kg三元乙丙橡胶加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌5min，然后加入6kg丙烯酸和2kg三羟甲基丙烷回流搅拌1h，接着加入30kg双酚a环氧树脂回流搅拌2h，降温至50℃继续搅拌20min，静置自然冷却至25℃，过滤，所得沉淀用无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃烘干箱中，干燥至恒重，即得到改性环氧树脂。
改性石墨烯的制备：将20kg石墨烯加入到去离子水中，25℃搅拌5min，然后加入10kg质量分数为5％的盐酸溶液，在超声波清洗器中振荡15min，接着加入1kg钛酸酯偶联剂和6kg对羟基苯甲酸甲酯，加热至50℃，超声搅拌0.5h，超声功率为300w，搅拌速度为250rpm，过滤，所得沉淀用去离子水洗至中性，用丙酮洗去未反应的杂质，50℃真空干燥至恒重，即得到改性石墨烯。
实施例2
涂层材料的制备：
(1)将10kg聚乙二醇加热至75℃使其溶解，保温搅拌5min，然后加入5kg改性石墨烯、2kg促进剂tmtd、1kg铝合金粉末、1kg防老剂sp继续保温搅拌10min，然后加入0.5kg二聚甘油二油酸酯并送入胶体磨中，反应1h，得到混合胶体；
(2)预热密炼机至75℃，然后加入45kg改性环氧树脂、30kg三聚氰胺甲醛树脂以220rpm的搅拌速度搅拌30min，然后升温至85℃，加入12kg树脂合金聚苯醚、步骤1中的混合胶体继续搅拌1h，静置10min，降温至65℃继续搅拌0.5h，降温出料，即得到涂层材料。
改性环氧树脂的制备：将30kg三元乙丙橡胶加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌5min，然后加入6kg丙烯酸和2kg三羟甲基丙烷回流搅拌1h，接着加入30kg双酚a环氧树脂回流搅拌2h，降温至50℃继续搅拌20min，静置自然冷却至25℃，过滤，所得沉淀用无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃烘干箱中，干燥至恒重，即得到改性环氧树脂。
改性石墨烯的制备：将20kg石墨烯加入到去离子水中，25℃搅拌5min，然后加入10kg质量分数为5％的盐酸溶液，在超声波清洗器中振荡15min，接着加入1kg钛酸酯偶联剂和6kg对羟基苯甲酸甲酯，加热至50℃，超声搅拌0.5h，超声功率为300w，搅拌速度为250rpm，过滤，所得沉淀用去离子水洗至中性，用丙酮洗去未反应的杂质，50℃真空干燥至恒重，即得到改性石墨烯。
对照例1
涂层材料的制备：
(1)将10kg聚乙二醇加热至75℃使其溶解，保温搅拌5min，然后加入5kg改性石墨烯、2kg促进剂tmtd、1kg铝合金粉末、1kg防老剂sp继续保温搅拌10min，然后加入0.5kg二聚甘油二油酸酯并送入胶体磨中，反应1h，得到混合胶体；
(2)预热密炼机至75℃，然后加入40kg改性环氧树脂、35kg三聚氰胺甲醛树脂以220rpm的搅拌速度搅拌30min，然后升温至85℃，加入10kg树脂合金聚苯醚、步骤1中的混合胶体继续搅拌1h，静置10min，降温至65℃继续搅拌0.5h，降温出料，即得到涂层材料。
改性环氧树脂的制备：将30kg三元乙丙橡胶加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌5min，然后加入2kg三羟甲基丙烷回流搅拌1h，接着加入30kg双酚a环氧树脂回流搅拌2h，降温至50℃继续搅拌20min，静置自然冷却至25℃，过滤，所得沉淀用无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃烘干箱中，干燥至恒重，即得到改性环氧树脂。
改性石墨烯的制备：将20kg石墨烯加入到去离子水中，25℃搅拌5min，然后加入10kg质量分数为5％的盐酸溶液，在超声波清洗器中振荡15min，接着加入1kg钛酸酯偶联剂和6kg对羟基苯甲酸甲酯，加热至50℃，超声搅拌0.5h，超声功率为300w，搅拌速度为250rpm，过滤，所得沉淀用去离子水洗至中性，用丙酮洗去未反应的杂质，50℃真空干燥至恒重，即得到改性石墨烯。
对照例2
涂层材料的制备：
(1)将10kg聚乙二醇加热至75℃使其溶解，保温搅拌5min，然后加入5kg改性石墨烯、2kg促进剂tmtd、1kg铝合金粉末、1kg防老剂sp继续保温搅拌10min，然后加入0.5kg二聚甘油二油酸酯并送入胶体磨中，反应1h，得到混合胶体；
(2)预热密炼机至75℃，然后加入40kg双酚a环氧树脂、35kg三聚氰胺甲醛树脂以220rpm的搅拌速度搅拌30min，然后升温至85℃，加入10kg树脂合金聚苯醚、步骤1中的混合胶体继续搅拌1h，静置10min，降温至65℃继续搅拌0.5h，降温出料，即得到涂层材料。
改性石墨烯的制备：将20kg石墨烯加入到去离子水中，25℃搅拌5min，然后加入10kg质量分数为5％的盐酸溶液，在超声波清洗器中振荡15min，接着加入1kg钛酸酯偶联剂和6kg对羟基苯甲酸甲酯，加热至50℃，超声搅拌0.5h，超声功率为300w，搅拌速度为250rpm，过滤，所得沉淀用去离子水洗至中性，用丙酮洗去未反应的杂质，50℃真空干燥至恒重，即得到改性石墨烯。
对照例3
涂层材料的制备：
(1)将10kg聚乙二醇加热至75℃使其溶解，保温搅拌5min，然后加入5kg改性石墨烯、2kg促进剂tmtd、1kg铝合金粉末、1kg防老剂sp继续保温搅拌10min，然后加入0.5kg二聚甘油二油酸酯并送入胶体磨中，反应1h，得到混合胶体；
(2)预热密炼机至75℃，然后加入40kg改性环氧树脂、35kg三聚氰胺甲醛树脂以220rpm的搅拌速度搅拌30min，然后升温至85℃，加入10kg树脂合金聚苯醚、步骤1中的混合胶体继续搅拌1h，静置10min，降温至65℃继续搅拌0.5h，降温出料，即得到涂层材料。
改性环氧树脂的制备：将30kg三元乙丙橡胶加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌5min，然后加入6kg丙烯酸和2kg三羟甲基丙烷回流搅拌1h，接着加入30kg双酚a环氧树脂回流搅拌2h，降温至50℃继续搅拌20min，静置自然冷却至25℃，过滤，所得沉淀用无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃烘干箱中，干燥至恒重，即得到改性环氧树脂。
改性石墨烯的制备：将20kg石墨烯加入到去离子水中，25℃搅拌5min，然后加入10kg质量分数为5％的盐酸溶液，在超声波清洗器中振荡15min，接着加入1kg钛酸酯偶联剂，加热至50℃，超声搅拌0.5h，超声功率为300w，搅拌速度为250rpm，过滤，所得沉淀用去离子水洗至中性，用丙酮洗去未反应的杂质，50℃真空干燥至恒重，即得到改性石墨烯。
对照例4
涂层材料的制备：
(1)将10kg聚乙二醇加热至75℃使其溶解，保温搅拌5min，然后加入5kg石墨烯、2kg促进剂tmtd、1kg铝合金粉末、1kg防老剂sp继续保温搅拌10min，然后加入0.5kg二聚甘油二油酸酯并送入胶体磨中，反应1h，得到混合胶体；
(2)预热密炼机至75℃，然后加入40kg改性环氧树脂、35kg三聚氰胺甲醛树脂以220rpm的搅拌速度搅拌30min，然后升温至85℃，加入10kg树脂合金聚苯醚、步骤1中的混合胶体继续搅拌1h，静置10min，降温至65℃继续搅拌0.5h，降温出料，即得到涂层材料。
改性环氧树脂的制备：将30kg三元乙丙橡胶加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌5min，然后加入6kg丙烯酸和2kg三羟甲基丙烷回流搅拌1h，接着加入30kg双酚a环氧树脂回流搅拌2h，降温至50℃继续搅拌20min，静置自然冷却至25℃，过滤，所得沉淀用无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃烘干箱中，干燥至恒重，即得到改性环氧树脂。
实施例3
以实施例1为基础，设置不添加丙烯酸的对照例1、不对环氧树脂进行改性的对照例2、不添加对羟基苯甲酸甲酯的对照例3、不对石墨烯进行改性的对照例4。
利用实施例1-2、对照例1-4进行涂层材料的制备，并对涂层材料的性能进行检测，结果如表1所示。
表1涂层材料的性能检测
测试方法：拉伸强度astmd638；冲击强度iso179-2000(e)。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。