一种车辆构架用丙烯酸面漆及其制备方法与流程

本发明涉及一种适应各种恶劣条件下的铁路车辆面漆，特别涉及一种车辆构架用丙烯酸面漆及其制备方法。

背景技术：

随着我国高铁技术的发展和国家对铁路建设的大力投资，机车车辆、高铁动车在不同地域、不同恶劣环境下的应用越来越多，对机车构架用涂料的防沾污、防冰冻性能的要求也日益提高，现有的普通丙烯酸聚氨酯面漆的耐沾污性和防冻性都较差，车辆长时间运行，在车底的构架表面积存了大量的泥渍和油污，不但影响外观不易清洗还腐蚀漆膜，造成漆膜防锈功能过早失效；在北方寒冷地区，车底表面还有结冰现象，特别是车辆转向架的结冰对车辆的运行存在巨大的安全隐患。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明目的是针对以上情况开发一种耐沾污性好，易清洁，防冰冻的车辆构架用丙烯酸面漆及其制备方法，同时漆膜附着力好，漆膜硬度和机械性能、耐候性等性能优异，适应不同环境条件下机车车辆的用漆要求。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种车辆构架用丙烯酸面漆，包括漆料和固化剂两部分，按重量份计，漆料包括有机硅改性的羟基丙烯酸树脂55～60份；固化剂包括hdi三聚体50-60份。

在本发明的某些优选实施例中，漆料还包括：填料3～5份、气相二氧化硅0.2～0.3份、分散剂1.0～2.0份、消泡剂0.2～0.3份、流平剂0.3～0.5份、紫外光吸收剂0.8～1.2份、光稳定剂1～1.5份、颜料20～30份、催干剂0.2～0.3份、稀释剂5.5～7份；固化剂还包括：乙酸丁酯40-50份。

优选的，所述填料为沉淀硫酸钡。

所述沉淀硫酸钡，可以增强漆膜的硬度。

所述气相二氧化硅的使用，使面漆有优良的防沉降性能。

优选的，所述分散剂为高分子量嵌段共聚物分散剂。

所述高分子量嵌段共聚物分散剂对涂料体系的分散效果及储存稳定性均匀较佳。

优选的，所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂。

所述硅氧烷类消泡剂，其具有好的消泡效果。

优选的，所述流平剂为氟改性流平剂。

所述氟改性流平剂，具有良好的流平效果。

所述紫外光吸收剂及光稳定剂可以使漆膜提高耐老化性能。

所述颜料选用主要以深灰色为主，可根据用户需求调制颜色。

优选的，所述催干剂为催干剂原液用稀释剂稀释成10％浓度的溶液。

优选的，所述稀释剂为二甲苯、乙酸丁酯、pma组成的混合溶剂，其中，按重量比，二甲苯：乙酸丁酯：pma＝4:3:3。

所述混合溶剂稀释剂，极性较强，溶解能力好。

所述hdi三聚体固化剂，能保证漆膜不黄变和高硬度的情况下，有好的柔韧性和干燥性。

一种易清洁防冰冻车辆构架用丙烯酸面漆的制备方法，包括如下步骤：

s1、漆料的制备：按上述重量在搅拌状态下依次加入有机硅改性的羟基丙烯酸树脂、稀释剂、分散剂、气相二氧化硅、填料、颜料、消泡剂，分散均匀，得预分散浆；将预分散浆研磨后加入紫外光吸收剂、光稳定剂和催干剂，搅拌、过滤，备用；

s2、固化剂的制备：按重量配比，在搅拌状态下依次加入hdi三聚体、乙酸丁酯，搅拌均匀，备用；

s3、易清洁防结冰车辆构架用面漆的制备：在使用时将漆料与固化剂按100:40的重量配比混合，施工时可用适量稀释剂调节施工粘度。

优选的，步骤s1中，所述分散的转速为500-800转/分钟，所述搅拌的转速为1000-1200转/分钟，时间为20-30分钟，所述过滤所用滤网目数为120目；步骤s2中，所述搅拌的转速为1000-1200转/分钟，时间为5-10分钟。

本发明提供的车辆构架用丙烯酸面漆机理如下：

(1)有机硅改性的羟基丙烯酸树脂中的官能团羟基(－oh)与hdi三聚体中的异氰酸酯(－n＝c＝o)起反应交联固化成膜。

(2)有机硅改性的羟基丙烯酸树脂主要官能团为

因其无机的si-o主链不会被氧化的特点，使得涂层的热稳定性、耐化学性均有帮助，具有好的耐候性，同时有机硅的反式二甲基结构带来优异的爽滑感，使其涂鸦难以附着，具有好的抗沾污、易清洁性能。

(3)有机硅改性的羟基丙烯酸树脂与异氰酸酯(－n＝c＝o)起反应交联固化成膜后，涂层表面有荷叶效应，该树脂含有聚二甲基硅氧烷结构，聚二甲基硅氧烷的表面能为21～22mn/m，远比水的表面能(72.8mn/m)小，具有显著的疏水性。通过实验可知，水在其表面的接触角ca＝105.53，水珠收缩可自由滚动，使得水在此涂膜上不易附着，降低涂层冬季结冰的可能性。

本发明的技术要点是：

有机硅改性的羟基丙烯酸树脂，一方面具有有机硅的反式二甲基结构，使其有有机硅的防涂鸦易清洁性能，另外其分子含有丙烯酸的羟基，使其与异氰酸酯能进行交联反应，对基材有好的附着力，同时因其无机的si-o主链不会被氧化的特点，使得涂层有好的耐化学性能和耐候性能。这种特殊的分子结构可以在室温干燥，不需高温固化，适合机车车辆构架在常温和低温下的涂装施工。

本发明是为机车车辆构架专门研发的一种面漆，它是为机车在恶劣和寒冷条件下研发的一种特殊涂料，该涂料耐沾污性能、易清洁性、抗冰冻性能优异，同时有较好的附着力、耐老化和耐化学溶剂性能。

本发明采用气相二氧化硅、分散剂、消泡剂、流平剂、紫外光吸收剂、光稳定剂等助剂，其中气相二氧化硅的使用，使面漆有优良的防沉降性能；分散剂采用高分子量嵌段共聚物，其对涂料体系的分散效果及储存稳定性均匀较佳；流平剂为氟改性流平剂，具有良好的流平效果；消泡剂为硅氧烷类消泡剂，其具有好的消泡效果；紫外光吸收剂及光稳定剂可以使漆膜提高耐老化性能。

本发明采用的稀释剂选用二甲苯、乙酸丁酯、pma的混合溶剂，其极性较强，溶解能力较强。

本发明采用的颜料选用主要以深灰色为主，可根据用户需求调制颜色。

本发明的固化剂选用hdi三聚体，能保证漆膜不黄变和高硬度的情况下，有好的柔韧性和干燥性。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)、本发明提供的车辆构架用丙烯酸面漆与聚氨酯中涂漆配套性好，涂料施工成膜后，涂层的附着力划格实验可≤1级；

(2)、本发明提供的车辆构架用丙烯酸面漆漆膜耐候性、保光保色性、柔韧性较好。该涂料采用有机硅改性的羟基丙烯酸树脂。使得漆膜拥有丙烯酸树脂的柔韧性、好的丰满度等优异性能，同时因含有机硅树脂，获得好的耐候、耐水、耐化学品、耐沾污等性能。

(3)、本发明提供的车辆构架用丙烯酸面漆漆膜耐热性好，该涂料含有机硅树脂，其漆膜的耐热性高，高温下漆膜无变形、龟裂和明显变色，有较好的耐热性。

(4)、本发明提供的车辆构架用丙烯酸面漆漆膜防结冰性好，漆膜表面的荷叶效应和较高的水接触角，使得水珠在漆膜表面无法展开和附着，防止寒冷时水在漆膜表面结冰。

(5)、本发明提供的车辆构架用丙烯酸面漆漆膜综合性能好，其性能可满足中国铁路总公司q/cr236-2014标准要求。

附图说明

图1是本发明的产品生产工艺流程图。

具体实施方式

以下将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

一种车辆构架用丙烯酸面漆，包括漆料和固化剂两部分，

(1)组成漆料的各原料重量配比为：沉淀硫酸钡5份、有机硅改性的羟基丙烯酸树脂55份、气相二氧化硅0.2份、高分子量嵌段共聚物分散剂1.5份、聚硅氧烷消泡剂0.2份、氟改性流平剂0.3份、紫外光吸收剂1.0份、光稳定剂1.0份、颜料29份、催干剂0.2份、稀释剂6.6份；

其中：

稀释剂为二甲苯：乙酸丁酯：pma＝4:3:3重量比的混合溶剂；

催干剂为催干剂原液与稀释剂配比稀释到原浓度的10％。

(2)组成固化剂各原料的重量配比为：hdi三聚体60份、乙酸丁酯40份.

制备步骤为：

a、漆料的制备：将组成漆料的上述8种原料按重量配比，先将有机硅改性的羟基丙烯酸树脂倒入容器缸中，并把容器缸置于分散机下进行分散，调节转速为500-800转/分钟，然后在搅拌状态下依次加入稀释剂、分散剂、二氧化硅、填料、颜料、消泡剂。加料完毕后，调节分散机转速为1000-1200转/分钟，搅拌20-30分钟，即得预分散浆；然后用隔膜泵将预分散浆泵如砂磨机中，研磨至细度≤20μm出料，再将剩余的3种原料加入，加料完毕后，调节分散机转速为1000-1200转/分钟，搅拌20-30分钟，用120目的滤网过滤，除去机械杂质，用铁桶包装待用；

b、固化剂的制备：先将上述固化剂原料中的hdi三聚体按重量配比加入到容器缸中并把容器缸置于分散机下进行分散，调节转速为500-800转/分钟，然后在搅拌状态下加入乙酸丁酯，加料完毕后，调节分散机转速为1000-1200转/分钟，搅拌5-10分钟。包装待用；

c、车辆构架用面漆的制备：在使用时将漆料与固化剂按100:40的重量配比进行混合，施工时可用适量稀释剂调节施工粘度。

注：上述有机硅改性的羟基丙烯酸树脂为安徽嘉智信诺化工股份有限公司生产；沉淀硫酸钡为澧县红林化工有限公司生产；气相二氧化硅为德国赢创德固赛公司生产，高分子量嵌段共聚体分散剂、聚硅氧烷消泡剂为德国byk公司生产；氟改性流平剂为德国埃夫卡纳公司生产；紫外光吸收剂、光稳定剂、hdi三聚体固化剂为德国巴斯夫公司生产，催干剂为美国空气化学公司生产；二甲苯、乙酸丁酯、pma为江苏三木化工厂生产。

对本实施例在使用过程中的各项技术性能测试时，先将涂料涂于规定的各种基材上，固化时间为23±2℃7d或者60℃3h，形成漆膜，按表1要求进行测试，结果如表1所示。

本机车车辆构架用丙烯酸面漆满足铁路机车车辆用面漆标准：q/cr236-2014的相关标准，其主要性能检验要求如表1所示：

表1铁路机车车辆用面漆标准及检测结果

实施例2

按照表2中所列的实施例2指定的组分，重复实施例1的制备方法，按表1进行性能测试，测试结果如表1所示，测试结果良好，符合技术性能指标。

实施例3

按照表2中所列的实施例3指定的组分，重复实施例1的制备方法，按表1进行性能测试，测试结果如表1所示，测试结果良好，符合技术性能指标。

表2车辆构架用面漆实施例的组分配方

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。