一种抗冲击性的水性汽车涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料，尤其涉及一种抗冲击性的水性汽车涂料及其制备方法。

背景技术：

1、汽车在行驶过程中会受到各种外部冲击，如石子飞溅、碰撞等，因此汽车涂料的抗冲击性能是其重要的性能指标之一。良好的抗冲击性能不仅可以保护汽车表面不受损伤，还可以延长涂层的使用寿命，降低汽车维护成本。传统的有机溶剂型涂料由于其挥发性有害物质排放严重，对环境造成了污染，因此水性涂料成为了汽车涂料的发展趋势。

2、水性涂料是指以水为分散介质的涂料，其主要成膜物质为水性树脂。相比传统有机溶剂型涂料，水性涂料具有环保、易于清洗、无毒无害、低挥发性有机物排放的特点。然而，由于水性涂料的分散性能和膜层强度相对较低，其抗冲击性能通常较差。

3、中国专利技术文献cn202210533672.3公开了一种单组份水性汽车底盘漆，包括：水性环氧树酯分散体树脂，去离子水，乙二醇丁醚，分散剂，消泡剂0.1~1份，润湿剂，防闪锈剂，附着力促进剂，改性磷酸锌颜料，超细磷酸钙防锈颜料，超细滑石粉，超细硫酸钡，气相二氧化硅，炭黑，氧化铁黄。中国专利技术文献cn201910487650.6 公开了一种水性高分子涂料组合物，包括：水性丙烯酸树脂二级分散体，水性聚酯改性丙烯酸树脂二级分散体，分散剂，颜料，氨基树脂，溶剂，助剂。上述专利中的水性树脂本身具有较高的硬度和脆性，尤其是在低温环境，硬度和脆性进一步提高，使得其在受到冲击时难以吸收和分散冲击能量，容易导致涂层的破裂和剥落。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种抗冲击性的水性汽车涂料及其制备方法，以提供一种具有优异抗冲击能力的水性丙烯酸酯类汽车涂料，尤其适用于北方低温室外环境下的使用。

2、基于上述目的，本发明提供了一种抗冲击性的水性汽车涂料，由以下重量份数原料制备得到：水性木质素-丙烯酸树脂50-70份、固化剂5-8份、无机填料2-4份、成膜助剂1-3份、紫外线吸收剂0.5-1份、流平剂0.5-1份、消泡剂0.5-1份和去离子水20-30份。

3、进一步的，所述水性木质素-丙烯酸树脂由以下重量份数原料通过半连续乳化法制备：丙烯酸10-15份、甲基丙烯酸甲酯30-45份、甲基丙烯酸羟乙酯8-12份、改性木质素粉末7-10份、乳化剂1-1.5份、引发剂0.5-1份，二甲基乙醇胺12-18份和去离子水65-80份。

4、进一步的，所述水性木质素-丙烯酸树脂的制备方法如下：

5、s21：将丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、乳化剂和去离子水混合，搅拌30-45min，得到预乳液：

6、s22：在氮气气氛下，取出一半预乳液，加入改性木质素粉末和一半引发剂，升温到70-80℃，搅拌反应80-100min，然后再加入另一半预乳液和另一半引发剂，继续搅拌反应60-80min，降温到45-55℃，再加入二甲基乙醇胺，继续搅拌20-30min，得到水性木质素-丙烯酸树脂。

7、进一步的，所述改性木质素粉末的制备方法如下：

8、s11：将木质素和2-溴萘分散在n,n-二甲基甲酰胺中，在氮气气氛下，升温到70-80℃，然后加入碳酸钾，搅拌反应18-20h，纯化，得到萘化木质素；

9、s12：将萘化木质素溶解在溶剂中，然后注入反溶剂中，真空干燥，得到改性木质素粉末；

10、进一步的，所述步骤s11中木质素、2-溴萘、n,n-二甲基甲酰胺和碳酸钾的质量比为7-10:5-8:60-80:4-6；

11、进一步的，所述步骤s12中萘化木质素、溶剂和反溶剂的用量比为7-10g:2-3l:15-20l。

12、进一步的，所述固化剂为水性异氰酸酯固化剂，nco含量为8-10wt%。

13、进一步的，所述无机填料为滑石粉。

14、进一步的，所述成膜助剂为乙二醇正丁醚。

15、进一步的，所述紫外线吸收剂为2-苯基苯并咪唑-5-磺酸。

16、进一步的，所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚物。

17、进一步的，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。

18、进一步的，所述步骤s12中溶剂为γ-戊内酯和去离子水按体积比10:1的混合物。

19、进一步的，所述步骤s12中反溶剂为去离子水。

20、进一步的，所述乳化剂为聚氧乙烯辛基苯酚醚和十二烷基硫酸钠的混合物。

21、进一步的，所述引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐。

22、进一步的，本发明还提供了一种抗冲击性的水性汽车涂料的制备方法，包括如下步骤：

23、（1）将水性木质素-丙烯酸树脂、成膜助剂、紫外线吸收剂、流平剂、消泡剂和去离子水混合，搅拌20-30min，得到混合物；

24、（2）将固化剂加入到混合物中，搅拌10-15min，得到抗冲击性的水性汽车涂料。

25、本发明的有益效果：

26、本发明制备的抗冲击性的水性汽车涂料具有合适的硬度、优异的附着力和抗冲击性，并且在低温环境下，依旧能够保持较高的抗冲击性，适用于北方低温等极端环境。

27、本发明制备的抗冲击性的水性汽车涂料，在水性丙烯酸树脂的制备过程中加入了改性木质素，有效的提高了涂料的抗冲击性，并且同时改善了低温下的抗冲击性，改性木质素是通过将萘接枝到木质素上，然后通过反溶剂法制备，可以有效吸收冲击能量，提高抗冲击能力。

技术特征：

1.一种抗冲击性的水性汽车涂料，其特征在于，由以下重量份数原料制备得到：水性木质素-丙烯酸树脂50-70份、固化剂5-8份、无机填料2-4份、成膜助剂1-3份、紫外线吸收剂0.5-1份、流平剂0.5-1份、消泡剂0.5-1份和去离子水20-30份；

2.根据权利要求1所述的抗冲击性的水性汽车涂料，其特征在于，所述水性木质素-丙烯酸树脂的制备方法如下：

3.根据权利要求1所述的抗冲击性的水性汽车涂料，其特征在于，所述固化剂为水性异氰酸酯固化剂，nco含量为8-10wt%。

4.根据权利要求1所述的抗冲击性的水性汽车涂料，其特征在于，所述无机填料为滑石粉；所述成膜助剂为乙二醇正丁醚；所述紫外线吸收剂为2-苯基苯并咪唑-5-磺酸。

5.根据权利要求1所述的抗冲击性的水性汽车涂料，其特征在于，所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚物；所述消泡剂为有机硅类消泡剂。

6.根据权利要求1所述的抗冲击性的水性汽车涂料，其特征在于，所述步骤s12中溶剂为γ-戊内酯和去离子水按体积比10:1的混合物。

7.根据权利要求1所述的抗冲击性的水性汽车涂料，其特征在于，所述步骤s12中反溶剂为去离子水。

8.根据权利要求1所述的抗冲击性的水性汽车涂料，其特征在于，所述乳化剂为聚氧乙烯辛基苯酚醚和十二烷基硫酸钠的混合物。

9.根据权利要求1所述的抗冲击性的水性汽车涂料，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐。

10.一种抗冲击性的水性汽车涂料的制备方法，所述抗冲击性的水性汽车涂料如权利要求1-9任一项所述，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种抗冲击性的水性汽车涂料及其制备方法。所述抗冲击性的水性汽车涂料由以下重量份数原料制备得到：水性木质素‑丙烯酸树脂50‑70份、固化剂5‑8份、成膜助剂1‑3份、紫外线吸收剂0.5‑1份、流平剂0.5‑1份、消泡剂0.5‑1份和去离子水20‑30份，其中水性木质素‑丙烯酸树脂通过半连续乳化法制备。本发明提供的抗冲击性的水性汽车涂料具有优异的抗冲击性、附着力，尤其适用于北方低温环境下的使用。技术研发人员：董前年,罗祥涛,谷圣军,李鹏,赵传鹏,方惠,张严,朱方兰,李凌峰,周辉受保护的技术使用者：合肥旭阳铝颜料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/12