涂料组合物、涂层及其制备方法、车辆转向系统用零部件与流程

本发明涉及功能材料，特别是涉及一种涂料组合物、涂层及其制备方法、车辆转向系统用零部件。

背景技术：

1、提高越野车的防护能力及耐久能力是提高越野车出勤率的重要环节，而提升越野车的转向系统的耐腐蚀、耐候及持续性的高机械强度使用性能是提高越野车的防护能力及耐久能力的关键。由此，对转向系统的防护涂层的耐腐蚀、耐候及机械强度提出了更高的要求。

2、然而，传统的溶剂型或水分散型涂装形成的防护涂层的防护作用及保护周期不理想。传统的涂装材料的防护作用单一，例如单涂层耐候性好但耐腐蚀不适于越野车转向系统的重防护涂装，由此需要多冲涂装才能实现良好的耐腐蚀及耐候性，传统的涂装工艺一般为：前处理－涂装传统耐腐蚀涂料－干燥-喷涂耐候性涂料-干燥-喷涂传统的耐腐蚀涂料或涂装传统的耐候性涂层，涂装工艺繁杂，防护涂层厚，且使用一至三年后有锈蚀、失光、粉化、变色现象，达不到越野车转向系统的要求，更无法满足人们对越野车一次涂装终身保用的多样化性要求。

3、因此，传统技术仍有待改进。

技术实现思路

1、基于此，本申请提供了一种涂料组合物、涂层及其制备方法、车辆转向系统用零部件，采用该涂料组合物为原料制备涂层时，能使涂层同时兼具良好的耐腐蚀、优异的耐候及较高的机械强度。

2、本申请的技术方案如下。

3、本申请的第一方面，提供了一种涂料组合物，按照质量份数，所述涂料组合物包括：10份~20份的纳米陶瓷微珠、35份~50份粘结剂及20份~30份其他添加剂；

4、所述粘结剂包括改性聚丙烯酸酯树脂，所述改性聚丙烯酸酯树脂含有环氧基以及被氟原子取代的碳原子数为3~10的链烷基。

5、上述涂料组合物中含有特定质量份数配比的特定组分，其中，粘结剂中含有被氟原子取代的碳原子数为3~10的链烷基和环氧基的改性聚丙烯酸酯树脂，能改善涂料成膜后的粘接性能，且通过纳米陶瓷微珠与特定的粘结剂及其他添加剂协同作用，能使涂层同时兼具良好的耐腐蚀、优异的耐候及较高的机械强度。

6、进一步地，上述涂料组合物成膜后的涂层同时兼具良好的耐腐蚀、优异的耐候及较高的机械强度，在应用于制备车辆转向系统零部件时，一次涂装即可使零部件同时兼具良好的耐腐蚀、优异的耐候及较高的机械强度，减少了涂装工序，节省了生产成本。

7、在其中一些实施例中，所述改性聚丙烯酸酯树脂的制备原料包括第一丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯预聚物；

8、所述第一丙烯酸酯类单体含有环氧基，所述丙烯酸酯预聚物含有被氟原子取代的碳原子数为3~10的链烷基。

9、可理解，第一丙烯酸酯类和丙烯酸酯预聚物中双键进行自由基聚合形成共聚的改性聚丙烯酸酯树脂。

10、在其中一些实施例中，所述丙烯酸酯预聚物的制备原料包括第二丙烯酸酯类单体、第三丙烯酸酯类单体及巯基乙醇；所述第二丙烯酸酯类单体含有被氟原子取代的碳原子数为3~10的链烷基，所述第三丙烯酸酯类单体含有异氰酸酯基。

11、在其中一些实施例中，所述涂料组合物满足如下(1)~(4)中至少一个条件：

12、(1)所述第一丙烯酸酯类单体包括甲基丙烯酸缩水甘油酯；

13、(2)所述第一丙烯酸酯类单体、所述第二丙烯酸酯类单体和所述第三丙烯酸酯类单体的摩尔比为(2.5~5):(1~2):(0.2~1.4)；

14、调控改性聚丙烯酸酯树脂中单体结构及其摩尔配比，即侧面调控了改性聚丙烯酸酯树脂中环氧基和被氟原子取代的链烷基的含量，以进一步提高粘结剂和纳米陶瓷微珠及其他添加剂的协同作用，进一步提高耐候性。

15、(3)所述第二丙烯酸酯类单体包括丙烯酸六氟丁酯和甲基丙烯酸六氟丁酯中的至少一种；

16、(4)所述第三丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸异氰基乙酯。

17、在其中一些实施例中，所述涂料组合物满足如下(1)~(2)中至少一个条件：

18、(1)所述纳米陶瓷微珠具有空心结构；

19、(2)所述其他添加剂还包括硅烷偶联剂和填料中的至少一种。

20、在其中一些实施例中，所述其他添加剂还包括硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂与所述纳米陶瓷微珠的质量比为(5~10)：(30~45)。

21、硅烷偶联剂有利于进一步提升纳米陶瓷微珠与涂料组合物中其他组分的相容性。

22、本申请的第二方面，提供一种涂层，所述涂层采用包括第一方面的涂料组合物的原料制得。

23、该涂层同时兼具良好的耐腐蚀、优异的耐候及较高的机械强度。

24、本申请的第三方面，提供一种涂层的制备方法，包括如下步骤：

25、将第一方面的涂料组合物进行固化处理，制备涂层。

26、上述涂料组合物中含有特定质量份数配比的特定组分，其中，粘结剂中含有被氟原子取代的碳原子数为3~10的链烷基和环氧基的改性聚丙烯酸酯树脂，能改善涂料成膜后的粘接性能，且通过纳米陶瓷微珠与特定的粘结剂及其他添加剂协同作用，能使固化后的涂层同时兼具良好的耐腐蚀、优异的耐候及较高的机械强度。

27、在其中一些实施例中，所述固化处理的温度为25℃~70℃，时间为0.5h~24h。

28、本申请的第四方面，提供一种车辆转向系统零部件，所述车辆转向系统零部件包括第二方面的涂层或第三方面的涂层的制备方法制得的涂层。

技术特征：

1.一种涂料组合物，其特征在于，按照质量份数，所述涂料组合物包括：10份~20份的纳米陶瓷微珠、35份~50份粘结剂及20份~30份其他添加剂；

2.如权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述改性聚丙烯酸酯树脂的制备原料包括第一丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯预聚物；

3.如权利要求2所述的涂料组合物，其特征在于，所述丙烯酸酯预聚物的制备原料包括第二丙烯酸酯类单体、第三丙烯酸酯类单体及巯基乙醇；所述第二丙烯酸酯类单体含有被氟原子取代的碳原子数为3~10的链烷基，所述第三丙烯酸酯类单体含有异氰酸酯基。

4.如权利要求3所述的涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物满足如下(1)~(4)中至少一个条件：

5.如权利要求1~4任一项所述的涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物满足如下(1)~(2)中至少一个条件：

6.如权利要求5所述的涂料组合物，其特征在于，所述其他添加剂还包括硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂与所述纳米陶瓷微珠的质量比为(5~10)：(30~45)。

7.一种涂层，其特征在于，所述涂层采用包括权利要求1~6任一项所述的涂料组合物的原料制得。

8.一种涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.如权利要求8所述的涂层的制备方法，其特征在于，所述固化处理的温度为20℃~60℃，时间为0.5h~24h。

10.一种车辆转向系统用零部件，其特征在于，所述车辆转向系统用零部件包括如权利要求7所述的涂层或权利要求8~9任一项所述的涂层的制备方法制得的涂层。

技术总结
本申请提供一种涂料组合物、涂层及其制备方法、车辆转向系统零部件，按照质量份数，所述涂料组合物包括：10份~20份的纳米陶瓷微珠、35份~50份粘结剂及20份~30份其他添加剂；所述粘结剂包括改性聚丙烯酸酯树脂，改性聚丙烯酸酯树脂含有环氧基以及被氟原子取代的碳原子数为3~10的链烷基，其他添加剂包括颜料。采用包括该涂料组合物的原料制得的涂层能同时兼具良好的耐腐蚀、优异的耐候及较高的机械强度。

技术研发人员：黄天宇,张靖,董亚洲,邵旸,周胜蓝,尹赫,肖海瀛,孔双,刘晶怡,牛治宇
受保护的技术使用者：一汽解放汽车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11