高强度、低遮盖厚度高级车用纳米面漆及其制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种车用面漆，特别是涉及高强度、低遮盖厚度高级车用纳米面漆及 其制备方法。
【背景技术】：
[0002] 汽车用面漆是汽车整个涂层中的最后一层涂料，在整个涂层中发挥着主要的装饰 和保护作用，决定了涂层的耐久性能和外观等。汽车面漆可以使汽车五颜六色，焕然一新。 汽车面漆是整个漆膜的最外一层，要求面漆具有比底层涂料更完善的性能。首先耐候性是 面漆的一项重要指标，要求面漆在极端温变湿变、风雪雨雹的气候条件下不变色、不失光、 不起泡和不开裂。面漆涂装后的外观更重要，要求漆膜外观丰满、无橘皮、流平性好、鲜映性 好，从而使汽车车身具有高质量的协调和外形。另外，面漆还应具有足够的硬度、抗石化性、 耐化学品性、耐污性和防腐性等性能，使汽车外观在各种条件下保持不变。
[0003] 随着汽车工业的飞速发展，汽车用面漆在近50年来，无论在的所用的基料方面，还 是在颜色和施工应用方面，都经历了无数次质的变化。上世纪三四十年代主要采用硝基磁 漆、自干型醇酸树脂磁漆和过氯乙烯树脂磁漆，八九十年代大多采用氨基醇酸磁漆、中固聚 酯磁漆、热塑性丙烯酸树脂磁漆、热固性丙烯酸树脂磁漆和聚氨基磁漆，耐污性等方面有了 显著的提高，从而大大改善了面漆的保护性能。与此同时汽车面漆在颜色方面也逐渐走向 多样化，使汽车外观更丰满、更诱人。
[0004] 目前高档汽车和轿车车身主要采用氨基树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树 月旨、中固聚酯等树脂为基料，选用色彩鲜艳、耐候性好的有机颜料和无机颜料如钛白、酞菁 颜料系列、有机大红等，另外还可以添加一些助剂如紫外吸收剂、流平剂、防缩孔剂、电阻调 节剂等来达到更满意的外观和性能。
[0005]
【发明内容】
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[0006] 本发明要解决的技术问题是提供高强度、低遮盖厚度高级车用纳米面漆，其具有 较好的耐腐蚀性能。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
[0008] 高强度、低遮盖厚度高级车用纳米面漆，包括以下重量份数的组份:有机硅丙烯酸 树脂50~60份，分散剂4~6份，消泡剂1~2份，触变剂0.4~0.9份，混合溶剂7~8份，催干剂 3~4份，增稠剂0.2~0.3份，紫外线吸收剂0.1~0.6份，防冻剂0.2~0.7份，复合纳米锌硅 铁粉10~14份，辛酸铵2~4份。
[0009] 优选地，本发明所述分散剂为聚羧酸铵盐。
[0010] 优选地，本发明所述消泡剂为丙烯酸类消泡剂。
[0011] 优选地，本发明所述触变剂为氢化蓖麻油。
[0012] 优选地，本发明所述混合溶剂由质量比为1:2的二甲苯和环己酮混合而成。
[0013 ]优选地，本发明所述催干剂为环烷酸锌。
[0014] 优选地，本发明所述增稠剂为聚氨酯增稠剂。
[0015] 优选地，本发明所述紫外线吸收剂为水杨酸类紫外线吸收剂。
[0016] 优选地，本发明所述防冻剂为丙二醇。
[0017] 本发明要解决的另一技术问题是提供上述高强度、低遮盖厚度高级车用纳米面漆 的制备方法。
[0018] 为解决上述技术问题，技术方案是：
[0019] 高强度、低遮盖厚度高级车用纳米面漆的制备方法，其步骤如下：
[0020] (1)将纳米氧化铁加入去离子水中，超声搅拌40分钟至分散均匀，加入CTAB、正硅 酸乙酯、异丙醇、氨水，加热至45°C搅拌反应10小时，过滤后加入硝酸铵的乙醇溶液中，加热 至90°C恒温回流3小时，抽滤后用无水乙醇、去离子水反复洗涤，置于真空干燥箱中70°C下 干燥至恒重，得到纳米二氧化硅包覆纳米氧化铁的硅铁复合物；
[0021] (2)将步骤(2)得到的硅铁复合物、硝酸锌、SDS、无水乙醇、去离子水混合均匀，超 声搅拌2小时，移入内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜，密封后加热至150°C，保温60小时， 自然冷却至室温得到沉淀物，用无水乙醇反复洗涤后干燥，移入石英管中，通入氢气，加热 至500°C后保温还原6小时，置于真空干燥箱中70°C下干燥12小时，得到具有片层结构的表 面负载有锌粉的硅铁复合物即复合纳米锌硅铁粉；
[0022] (3)将步骤(2)得到的复合纳米锌硅铁粉加入丙酮中，超声搅拌30分钟，加入鞣酸、 去离子水，用醋酸调节ph值为4.5,加热至60°C，恒温搅拌反应4小时，抽滤后用丙酮充分洗 涤，置于真空干燥箱中70°C下干燥至恒重，得到改性复合纳米锌硅铁粉；
[0023] (4)按配方称取各组份，将有机硅丙烯酸树脂、增稠剂加入混合溶剂中，500rpm搅 拌速度下搅拌20分钟，加入分散剂、消泡剂、步骤（3)得到的改性复合纳米锌硅铁粉， 1350rpm搅拌速度下搅拌40分钟，加入触变剂、催干剂、紫外线吸收剂、防冻剂、辛酸铵， 700rpm搅拌速度下搅拌30分钟，用砂磨机研磨至细度为45μηι以下，得到高强度、低遮盖厚度 高级车用纳米面漆。
[0024] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0025] 纳米氧化铁与钢铁之间有很好的亲和性和附着性，可在钢铁表面氧化生成钝化膜 以有效阻止电化学腐蚀，锌粉可起到牺牲阳极的电化学保护作用，在腐蚀介质中生成不溶 性物质，并产生沉积起到封闭作用，可提高涂料的防渗透性，两者均有很好的耐腐蚀性能， 不过这两种材料在面漆中容易各自团聚，不能有效发挥出耐腐蚀性能，所以本发明先将纳 米氧化铁与纳米二氧化娃进行复合，将纳米二氧化娃包覆于纳米氧化铁的表面，再通过与 硝酸锌进行水热反应，在纳米二氧化硅表面形成了锌粉，得到了具有片状结构的复合纳米 锌硅铁粉，最后通过鞣酸对其进行了表面改性，鞣酸与复合纳米锌硅铁粉之间发生了化学 键合反应，大大降低了复合纳米锌硅铁的表面能，使其能均匀分散于面漆中，从而有效提高 面漆的耐腐蚀性能;复合纳米锌硅铁粉的片层厚度小于8nm，分散于面漆中后可产生较好的 遮盖，而且遮盖厚度较低，对面漆的外观基本没有不良影响；纳米二氧化硅的力学性能较 好，经过鞣酸改性后，其与丙烯酸树脂基体之间可产生较强的界面结合，因此可有效提高面 漆的整体强度。
【具体实施方式】：
[0026]下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明 用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0027] 实施例1
[0028]高强度、低遮盖厚度高级车用纳米面漆，包括以下重量份数的组份:有机硅丙烯酸 树脂54份，聚羧酸铵盐4.5份，丙烯酸类消泡剂1份，氢化蓖麻油0.9份，由质量比为1:2的二 甲苯和环己酮混合而成的混合溶剂7.2份，环烷酸锌3.5份，聚氨酯增稠剂0.2份，水杨酸类 紫外线吸收剂〇. 2份，丙二醇0.7份，复合纳米锌硅铁粉12份，辛酸铵3.5份。
[0029]其制备方法的步骤如下：
[0030] (1)将纳米氧化铁加入去离子水中，超声搅拌40分钟至分散均匀，加入CTAB、正硅 酸乙酯、异丙醇、氨水，加热至45°C搅拌反应10小时，过滤后加入硝酸铵的乙醇溶液中，加热 至90°C恒温回流3小时，抽滤后用无水乙醇、去离子水反复洗涤，置于真空干燥箱中70°C下 干燥至恒重，得到纳米二氧化硅包覆纳米氧化铁的硅铁复合物；
[0031] (2)将步骤(2)得到的硅铁复合物、硝酸锌、SDS、无水乙醇、去离子水混合均匀，超 声搅拌2小时，移入内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜，密封后加热至150°C，保温60小时， 自然冷却至室温得到沉淀物，用无水乙醇反复洗涤后干燥，移入石英管中，通入氢气，加热 至500°C后保温还原6小时，置于真空干燥箱中70°C下干燥12小时，得到具有片层结构的表 面负载有锌粉的硅铁复合物即复合纳米锌硅铁粉；
[0032] (3)将步骤(2)得到的复合纳米锌硅铁粉加入丙酮中，超声搅拌30分钟，加入鞣酸、 去离子水，用醋酸调节ph值为4.5,加热至60°C，恒温搅拌反应4小时，抽滤后用丙酮充分洗 涤，置于真空干燥箱中70°C下干燥至恒重，得到改性复合纳米锌硅铁粉；