本发明属于涂料领域，具体涉及一种耐磨抗刮的水性汽车涂料。
背景技术：
：汽车在行驶过程中易受到路上石子的撞击、树枝栏杆的摩擦，以及在雨天或洗涮车身时水中杂质的冲刷，这些都会对车身造成一定的伤害并影响汽车车身的美观，因此汽车车身需要涂刷涂料，而耐磨抗刮的涂料尤为需要。目前国内外的汽车涂料主要还是以溶剂型涂料为主，这些体系中大量的挥发性有机化合物不仅会对环境造成严重污染，也会对人体造成伤害，同时挥发到空气中的这些有机化合物也是对资源的一种严重浪费。汽车涂料向水性、高固体分及粉末涂料方向发展是大势所趋。与溶剂型涂料相比，水性汽车涂料不仅环保，同时还拥有更多不可替代的优势，如出色的流平性、附着力、耐磨性、鲜映性以及丰满度，色泽与功效等都比较接近原厂品质。因此，环境友好型、资源节约型水性汽车涂料是当前汽车涂料的研发热点之一。中国专利(CN100554352C)公开了一种耐刮擦、抗石击的水性纳米汽车涂料及其制备方法。其水性涂料具有以下的组成及重量百分比：涂料成膜基料60～70％，纳米粉体5～15％，溶剂水20～25％，助剂0.5～1.0％；助剂有增稠剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂；另外采用交联剂，其用量以纳米复合乳液为基准，其比例为0.9∶1～1∶1；交联剂主要为三聚氰胺系的化学物质，制备得到的涂料涂层的耐刮伤指标可达96～99％。而水性涂料以水为溶剂，由于水的表面张力较大，蒸发速度缓慢，使水性涂料在涂装过程中对环境的温湿度变化比较敏感，容易产生气泡、缩边、流挂等各种涂膜缺陷，所以水性汽车涂料的应用仍有许多问题有待解决。环氧树脂改性水性聚氨酯是用环氧树脂取代低聚物多元醇软段，具有力学强度高、粘附性强、易固化、成型收缩率低、耐化学品性好等优点，因此用环氧树脂改性后的水性聚氨酯的力学性能、粘接强度、热稳定性、耐水、耐溶剂等性能都会得到提高。水性聚氨酯与环氧树脂复合涂料广泛地应用于汽车底漆、中涂漆和面漆等，这提供了一条开发成本低且具有WPU特性的产品的新途径。技术实现要素：为解决上述问题，本发明提供了一种耐磨抗刮的水性汽车涂料。本发明汽车涂料抗刮性能优良，光泽保持率可达97％以上。同时本发明涂料属于水性涂料，环保且使用方便。本发明通过以下技术方案实现的：一种耐磨抗刮的水性汽车涂料，该水性汽车涂料由以下的组分及重量百分比组成：环氧树脂改性水性聚氨酯40-50％，醇酸树脂1-5％，聚氨酯丙烯酸酯5-10％，1,2-二甲氧基乙烷3-5％，纳米钛白粉1-5％，纳米氢氧化镁5-15％，硫酸钡2.5-4.5％，二氧化硅1-3％，氢氧化铝1-5％，三乙胺5-10％，增稠剂1-5％，去离子水20-30％；所述环氧树脂改性水性聚氨酯由以下方法制备得到：在装有回流冷凝管、搅拌器和温度计的四口烧瓶中，加入一定量的甲苯二异氰酸酯和脱过水后的聚醚，升温至75-80℃反应2-3h后，降温至70-75℃，加入扩链剂1,4-丁二醇，反应60-90min，然后加入环氧树脂和二羟甲基丙酸，溶于N-甲基吡咯烷酮中，在65-70℃下反应2.5-3.5h，并加人适量的丙酮以控制反应体系的粘度；加入丙烯酸羟丙酯、对苯二酚、叔丁基邻苯二酚，在60-65℃下反应；然后降温至40℃，加入三乙胺中和后，在蒸馏水中快速搅拌进行分散，用乙二胺扩链，最后将丙酮减压蒸馏出去，即得。优选地，所述耐磨抗刮的水性汽车涂料由以下的组分及重量百分比组成：环氧树脂改性水性聚氨酯45％，醇酸树脂3％，聚氨酯丙烯酸酯6％，1,2-二甲氧基乙烷3.5％，纳米钛白粉2.5％，纳米氢氧化镁8％，硫酸钡3.5％，二氧化硅2％，氢氧化铝2％，三乙胺3.5％，羟乙基纤维素4％，去离子水17％。本发明采用环氧树脂改性水性聚氨酯，醇酸树脂，聚氨酯丙烯酸酯为基料，以去离子水为溶剂；本发明技术人员发现三种基料只有按一定配比混合，三者才能发生协同作用，共同增强涂料漆膜的抗刮伤能力。本发明耐磨抗刮的水性汽车涂料的制备方法，包括以下步骤：S1：环氧树脂改性水性聚氨酯的制备：在装有回流冷凝管、搅拌器和温度计的四口烧瓶中，加入一定量的甲苯二异氰酸酯和脱过水后的聚醚，升温至75-80℃反应2-3h后，降温至70-75℃，加入扩链剂1,4-丁二醇，反应60-90min，然后加入环氧树脂和溶于N-甲基吡咯烷酮中的二羟甲基丙酸，在65-70℃下反应2.5-3.5h，并加人适量的丙酮以控制反应体系的粘度；加入丙烯酸羟丙酯、对苯二酚、叔丁基邻苯二酚，在60-65℃下反应；然后降温至40℃，加入三乙胺中和后，在蒸馏水中快速搅拌进行分散，用乙二胺扩链，最后将丙酮减压蒸馏出去，即得；S2：将上述制备得到的环氧树脂改性水性聚氨酯与醇酸树脂，聚氨酯丙烯酸酯和1,2-二甲氧基乙烷混合，搅拌均匀后加入羟乙基纤维素，1200-1500r/min高速搅拌30min，得A液；S3：将纳米钛白粉，纳米氢氧化镁，硫酸钡，二氧化硅和氢氧化铝粉末混合，搅拌均匀后加三乙胺和水，1200-1500r/min高速搅拌30min，得B液；S4：将A液和B液混合，1000r/min搅拌1h，即得。优选地，在所述环氧树脂改性水性聚氨酯的制备过程中，环氧树脂的添加量为6.5％，丙烯酸羟丙酯添加量为14％。本发明与现有技术相比具有以下技术优点：(1)本发明汽车涂料抗刮性能优良，光泽保持率可达97％以上；(2)本发明涂料以环氧树脂改性水性聚氨酯为主要基料，是一种水溶性涂料，环保且使用方便。具体实施方式以下通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。本发明各组分均为常规市售产品，例如：环氧树脂，CAS号：.1675-54-3，购于广州市利厚贸易有限公司；羟乙基纤维素，CAS号：9004-62-0，购于上海麦克林生化科技有限公司；醇酸树脂，CAS号：63148-69-6，购于上海朝宇化工材料有限公司；三乙胺，CAS号：121-44-8，购于赛默飞世尔科技(中国)有限公司。实施例1一种耐磨抗刮的水性汽车涂料一种耐磨抗刮的水性汽车涂料由以下的组成及重量百分比组成：环氧树脂改性水性聚氨酯45％，醇酸树脂3％，聚氨酯丙烯酸酯6％，1,2-二甲氧基乙烷3.5％，纳米钛白粉2.5％，纳米氢氧化镁8％，硫酸钡3.5％，二氧化硅2％，氢氧化铝2％，三乙胺3.5％，羟乙基纤维素4％，去离子水17％。耐磨抗刮的水性汽车涂料的制备方法，包括以下步骤：S1：环氧树脂改性水性聚氨酯的制备：在装有回流冷凝管、搅拌器和温度计的四口烧瓶中，加入一定量的甲苯二异氰酸酯和脱过水后的聚醚，升温至80℃反应2.5h后，降温至70℃，加入扩链剂1,4-丁二醇，反应80min，然后加入环氧树脂，含量为6.5％和溶于N-甲基吡咯烷酮中的二羟甲基丙酸，在68℃下反应3h，并加人适量的丙酮以控制反应体系的粘度；加入丙烯酸羟丙酯，含量为14％、对苯二酚、叔丁基邻苯二酚，在60-65℃下反应；然后降温至40℃，加入三乙胺中和后，在蒸馏水中快速搅拌进行分散，用乙二胺扩链，最后将丙酮减压蒸馏出去，即得；S2：将上述制备得到的环氧树脂改性水性聚氨酯与醇酸树脂，聚氨酯丙烯酸酯和1,2-二甲氧基乙烷混合，搅拌均匀后加入羟乙基纤维素，1300r/min高速搅拌30min，得A液；S3：将纳米钛白粉，纳米氢氧化镁，硫酸钡，二氧化硅和氢氧化铝粉末混合，搅拌均匀后加三乙胺和水，1300r/min高速搅拌30min，得B液；S4：将A液和B液混合，1000r/min搅拌1h，即得。实施例2一种耐磨抗刮的水性汽车涂料一种耐磨抗刮的水性汽车涂料，该水性汽车涂料由以下的组成及重量百分比组成：环氧树脂改性水性聚氨酯40％，醇酸树脂1％，聚氨酯丙烯酸酯10％，1,2-二甲氧基乙烷3％，纳米钛白粉2％，纳米氢氧化镁5％，硫酸钡2.5％，二氧化硅1.5％，氢氧化铝2.5％，三乙胺10％，增稠剂2.5％，去离子水20％。所述涂料制备方法与实施例1类似。实施例3一种耐磨抗刮的水性汽车涂料一种耐磨抗刮的水性汽车涂料，该水性汽车涂料由以下的组成及重量百分比组成：环氧树脂改性水性聚氨酯50％，醇酸树脂5％，聚氨酯丙烯酸酯1％，1,2-二甲氧基乙烷4.5％，纳米钛白粉2％，纳米氢氧化镁5％，硫酸钡4.5％，二氧化硅2.5％，氢氧化铝2.5％，三乙胺5％，增稠剂3％，去离子水15％。所述涂料制备方法与实施例1类似。对比例1一种耐磨抗刮的水性汽车涂料一种耐磨抗刮的水性汽车涂料由以下的组成及重量百分比组成：环氧树脂改性水性聚氨酯45％，醇酸树脂3％，聚氨酯丙烯酸酯6％，1,2-二甲氧基乙烷3.5％，纳米钛白粉2.5％，纳米氢氧化镁8％，硫酸钡3.5％，二氧化硅2％，氢氧化铝2％，三乙胺3.5％，羟乙基纤维素4％，去离子水17％。对比例2一种耐磨抗刮的水性汽车涂料一种耐磨抗刮的水性汽车涂料由以下的组成及重量百分比组成：环氧树脂改性水性聚氨酯45％，醇酸树脂3％，聚氨酯丙烯酸酯6％，1,2-二甲氧基乙烷3.5％，纳米钛白粉2.5％，纳米氢氧化镁8％，硫酸钡3.5％，二氧化硅2％，氢氧化铝2％，三乙胺3.5％，羟乙基纤维素4％，去离子水17％。所述涂料制备方法与实施例1类似。与实施例1的区别在于，未添加聚氨酯丙烯酸酯，且醇酸树脂的添加量为9％。性能评价试验1.测试对象：将实施例1-3及对比例1-2所制涂料均匀喷涂于马口铁上，涂膜厚度为2.5mm，在60℃下烘烤30min，制备得到的预涂板试样A、B、C、D、E。2.测试内容：3.测试方法：(1)干抗刮伤性在试样板的透明涂层上涂以BonAmi磨料薄层(该磨料由FaultlossStarch/BonAmi公司供应)，随后套上绝色毛毡指套，抵住接触试样板，进行往返10次的擦试，以试验其刮伤情况。抗刮伤性是通过测定涂层板的刮伤区域相对未刮伤区域的20°视角的光泽度的相对比率，即光泽保百分率来表示，试验结果由表1所示。表1不同涂料干抗刮伤性测试指标ABCDE干抗刮伤性(光泽保持率)98％98％97％87％89％20°光泽9997988990由表1可知，实施例制备得到的涂料涂层干抗刮伤性明显好于对比例，且实施例1制得试样板A的干抗刮伤性是D(对比例1)和E(对比例2)的1.12倍和1.1倍。(2)湿抗刮伤性采用上述相似的程序，只是用湿氧化铝淤浆替代BonAmi磨料。该氧化铝淤浆是由294份去离子水、21份ASE-60增稠剂、25份氨基甲基丙醇的AMP95％水溶液以及7份氧化铝(120#棱角砂)组成，试验结果如表2所示。表2不同涂料湿抗刮伤性测试指标ABCDE湿抗刮伤性(光泽保持率)85％83％79％73％75％20°光泽9997988990由表2可知，实施例制备得到的涂料涂层湿抗刮伤性明显好于对比例，且实施例1制得试样板A的湿抗刮伤性是D(对比例1)和E(对比例2)的1.16倍和1.13倍。当前第1页1 2 3