一种高耐候透明涂层组合物及其制备方法和应用与流程

本申请涉及碳纤维复合材料表面涂装的，尤其是涉及一种高耐候透明涂层组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、碳纤维复合材料是采用碳纤维与基体树脂通过各种成型工艺进行加工成型的一种新型材料。由于其具有低密度、高强度、高刚度等优异性能，碳纤维复合材料在轨道交通、汽车零部件等领域成为最受欢迎的轻量化材料之一。目前，应用于轨道交通、汽车外饰零部件的碳纤维复合材料，其基本都是采用环氧树脂作为基体树脂。但是，目前采用的环氧树脂由于其自身结构原因，导致环氧基碳纤维复合材料的耐候性不好。长期室外暴晒的情况下，容易产生老化问题，主要表现为黄变、失光、龟裂、粉化等现象，因此亟需研究出一种提高碳纤维复合材料耐候性能的方法。

技术实现思路

1、为了提高碳纤维复合材料的耐候性能，本申请提供一种高耐候透明涂层组合物及其制备方法和应用。

2、第一方面，本申请提供的一种高耐候透明涂层组合物，采用如下的技术方案：

3、一种高耐候透明涂层组合物，所述组合物的原料包括如下重量份的组分：溶剂20～30份、氟碳树脂35～45份、甲基丙烯酸甲酯5～10份、紫外光吸收剂0.1～1份、改性填料5～8份；所述改性填料的原料包括聚氨酯、乙醇、氧化硅纳米纤维、三氧化二铈。

4、通过采用上述技术方案，乙醇作为溶剂，对聚氨酯进行溶解，然后聚氨酯对氧化硅纳米纤维、三氧化二铈进行改性，提高了氧化硅纳米纤维、三氧化二铈的分散性能，使得氧化硅纳米纤维、三氧化二铈均匀分散在涂层组合物中，利用氧化硅纳米纤维、三氧化二铈两者的配合，可以提高涂层对紫外线的屏蔽效果；聚氨酯、氟碳树脂本身就具有较好的耐候性能，再利用甲基丙烯酸甲酯、紫外光吸收剂的配合，提高了涂层组合物的耐候性能，因此将涂层组合物涂覆在碳纤维复合材料上，可以提高碳纤维复合材料的耐候性能。

5、在一个具体的可实施方案中，所述改性填料的制备方法包括以下步骤：

6、将聚氨酯溶解在乙醇中，得到改性液，接着将氧化硅纳米纤维、三氧化二铈搅拌混合均匀，得到混合料，在搅拌的过程中，向混合料中喷洒改性液，喷洒完毕后，继续搅拌，最后烘干，得到改性填料。

7、通过采用上述技术方案，先将聚氨酯溶解在乙醇中，得到改性液，接着将改性液喷洒在氧化硅纳米纤维、三氧化二铈组成的混合料中，烘干，使得聚氨酯对氧化硅纳米纤维、三氧化二铈进行包裹，完成对氧化硅纳米纤维、三氧化二铈的改性，制得分散效果较好的改性填料。

8、在一个具体的可实施方案中，所述改性液与所述混合料的重量比为1：(12-14)。

9、通过采用上述技术方案，进一步限定了改性液与混合料的配比，使得聚氨酯可以对氧化硅纳米纤维、三氧化二铈更好的进行包裹，从而提高了改性效果。

10、在一个具体的可实施方案中，所述紫外光吸收剂包括2-羟基-4'-甲氧基二苯甲酮、2,4-二-叔丁基-6-(5-氯代苯并三唑-2-基)苯酚、2-(2'-羟基-3'-特丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑中的一种或多种。

11、在一个具体的可实施方案中，所述溶剂包括三氯甲烷、二甲苯、乙酸乙酯中的一种或多种。

12、通过采用上述技术方案，三氯甲烷、二甲苯、乙酸乙酯对氟碳树脂具有较好的溶解效果，从而提高了制得涂层组合物的性能。

13、在一个具体的可实施方案中，所述组合物的原料还包括0.1～0.2重量份的流平剂，所述流平剂包括聚醚改性聚二甲基硅氧烷。

14、通过采用上述技术方案，聚醚改性聚二甲基硅氧烷的加入，可以提高涂层组合物在碳纤维复合材料上的附着效果以及光泽度。

15、第二方面，本申请提供的一种高耐候透明涂层组合物的制备方法，采用如下的技术方案：

16、一种高耐候透明涂层组合物的制备方法，包括以下步骤：

17、先将氟碳树脂加入溶剂中，搅拌混合均匀，使得氟碳树脂溶解，接着加入甲基丙烯酸甲酯、紫外光吸收剂、改性填料、流平剂，搅拌混合均匀，得到涂层组合物。

18、通过采用上述技术方案，先将氟碳树脂溶解在溶剂中，接着加入甲基丙烯酸甲酯、紫外光吸收剂、改性填料、流平剂，搅拌混合均匀，得到耐候性能较好的涂层组合物。

19、第三方面，本申请提供的一种高耐候透明涂层组合物的应用，采用如下的技术方案：一种高耐候透明涂层组合物的应用，将所述组合物涂覆在碳纤维复合材料的表面上，形成涂装层。

20、通过采用上述技术方案，利用本申请中的涂层组合物形成的涂装层，可以提高碳纤维复合材料的耐候性能。

21、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

22、1.本申请中乙醇作为溶剂，对聚氨酯进行溶解，然后聚氨酯对氧化硅纳米纤维、三氧化二铈进行改性，提高了氧化硅纳米纤维、三氧化二铈的分散效果，使得氧化硅纳米纤维、三氧化二铈均匀分散在涂层组合物中，利用氧化硅纳米纤维、三氧化二铈两者的配合，可以提高涂层对紫外线的屏蔽效果；聚氨酯、氟碳树脂本身就具有较好的耐候性能，再利用甲基丙烯酸甲酯、紫外光吸收剂的配合，提高了涂层组合物的耐候性能，因此将涂层组合物涂覆在碳纤维复合材料上，可以提高碳纤维复合材料的耐候性能；

23、2.本申请中的方法，先将氟碳树脂溶解在溶剂中，接着加入甲基丙烯酸甲酯、紫外光吸收剂、改性填料、流平剂，搅拌混合均匀，得到耐候性能较好的涂层组合物；

24、3.本申请中的应用，将组合物涂覆在碳纤维复合材料的表面上，形成涂装层，提高了碳纤维复合材料的耐候性能。

技术特征：

1.一种高耐候透明涂层组合物，其特征在于：所述组合物的原料包括如下重量份的组分：溶剂20~30份、氟碳树脂35~45份、甲基丙烯酸甲酯5~10份、紫外光吸收剂0.1~1份、改性填料5~8份；所述改性填料的原料包括聚氨酯、乙醇、氧化硅纳米纤维、三氧化二铈。

2.根据权利要求1所述的一种高耐候透明涂层组合物，其特征在于：所述改性填料的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种高耐候透明涂层组合物，其特征在于：所述改性液与所述混合料的重量比为1：（12-14）。

4.根据权利要求1所述的一种高耐候透明涂层组合物，其特征在于：所述紫外光吸收剂包括2-羟基-4'-甲氧基二苯甲酮、2,4-二-叔丁基-6-(5-氯代苯并三唑-2-基)苯酚、2-(2'-羟基-3'-特丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种高耐候透明涂层组合物，其特征在于：所述溶剂包括三氯甲烷、二甲苯、乙酸乙酯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种高耐候透明涂层组合物，其特征在于：所述组合物的原料还包括0.1~0.2重量份的流平剂，所述流平剂包括聚醚改性聚二甲基硅氧烷。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的高耐候透明涂层组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

8.一种如权利要求1-6任意一项所述的高耐候透明涂层组合物的应用，其特征在于：将所述组合物涂覆在碳纤维复合材料的表面上，形成涂装层。

技术总结本申请涉及碳纤维复合材料表面涂装的技术领域，具体公开了一种高耐候透明涂层组合物及其制备方法和应用。一种高耐候透明涂层组合物，所述组合物的原料包括如下重量份的组分：溶剂20~30份、氟碳树脂35~45份、甲基丙烯酸甲酯5~10份、紫外光吸收剂0.1~1份、改性填料5~8份；所述改性填料的原料包括聚氨酯、乙醇、氧化硅纳米纤维、三氧化二铈。一种高耐候透明涂层组合物的制备方法，包括以下步骤：先将氟碳树脂加入溶剂中，搅拌混合均匀，使得氟碳树脂溶解，接着加入甲基丙烯酸甲酯、紫外光吸收剂、改性填料、流平剂，搅拌混合均匀，得到涂层组合物。技术研发人员：乔明,杨光,杨圣,刘金山受保护的技术使用者：江苏建设控股集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20