一种适用于汽车车身表面喷涂的涂料及其制备方法与流程

本发明属于汽车涂料，具体涉及一种适用于汽车车身表面喷涂的涂料及其制备方法。

背景技术：

1、汽车涂料是一种特殊制造的涂料，用于保护和美化汽车表面。它具有以下性质：（1）保护性：汽车涂料可以防止汽车表面受到氧化、腐蚀、紫外线辐射等因素的损害，延长汽车的使用寿命；（2）装饰性：汽车涂料有多种颜色和效果，可以使汽车外观更加吸引人；（3）耐久性：汽车涂料需要具备良好的耐磨性、耐化学品性和耐候性，以应对常见的道路和环境条件。汽车涂料的用途主要是装饰和保护汽车的外表面，同时也能提升汽车整体价值。涂料通常可以应用在汽车的车身、车门、引擎盖等部位上。

2、申请号为cn201410235074.3的专利提供了一种汽车涂料，包括以下原料：三氟乙酰丙酮铕、四氢呋喃、3-氯丙炔、苄基三甲基三溴化铵、铁氰酸盐、聚氨酯树脂、四丁基氯化膦、硫氰酸钠、丙烯酸树脂、醋酸丁酯，该发明提供的汽车涂料具有良好的粘度、细度、遮盖力、附着力、耐污染、耐老化等性能，涂敷于汽车表面形成漆膜，该漆膜光泽华丽柔和、鲜映性好，但是其原料组分较为复杂，各组分之间相容性较差，漆膜易出现开裂、起泡等现象；申请号为cn201911401816.4的专利提供了一种汽车轮毂用环保型高流干粉涂料，包括以下原料：环氧树脂、氨基树脂、丙烯酸树脂、饱和羟基聚酯树脂、聚四氟乙烯蜡、流平剂、固化剂、流平助剂、安息香、颜料、硫酸钡、助溶剂，该发明提供的涂料具有较好的耐冲击、耐腐蚀、附着力和硬度，有利于提高汽车轮毂稳定性、可靠性和耐用性，但该涂料组合物粘度较大，流动性较差，加工成本较高，且耐候性有待进一步提高；此外，上述两个专利提供的涂料中均添加有丙烯酸树脂，丙烯酸类树脂具有较好的成膜性、保光保色性，且干燥迅速，涂膜光泽高，成本较低廉，因此被广泛应用于涂料领域，但丙烯酸树脂的自身的结构特征决定其耐水性能不够理想，耐热、耐紫外老化、耐沾污性能较差，使其应用受到一定限制。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种适用于汽车车身表面喷涂的涂料，该涂料产品具有优异的硬度、附着力、耐磨性、疏水性、耐热性，同时还具有较强的耐沾污性、耐酸碱腐蚀和抗老化性；本发明还提供了该涂料的制备方法。

2、本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

3、一种适用于汽车车身表面喷涂的涂料，包括以下重量份数的原料：改性丙烯酸树脂25-55份、疏水改性聚氨酯5-15份、疏水纳米二氧化硅1-4份、分散剂0.1-0.4份、防沉剂0.5-2份、流平剂0.1-0.3份、消泡剂0.1-0.4份；所述改性丙烯酸树脂的制备方法如下：

4、s1、在搅拌条件下，将3-(n-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷分散于2-甲基四氢呋喃中，升温至60-80℃后依次加入2-苄基环氧乙烷、n,n-二甲基苄胺，反应5-8h，过滤，取滤液，经减压蒸馏、干燥，得到中间体；

5、s2、在搅拌条件下，将中间体分散于2-甲基四氢呋喃中，升温至70-80℃后依次加入对甲苯磺酸、三氟丁酸，反应5-10h，过滤，取滤液，经减压蒸馏、萃取、干燥，得到改性剂；

6、s3、将甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、部分过氧化二异丙苯、改性剂混合均匀，得到混合液，在氮气气氛、搅拌条件下将二甲苯升温至135-145℃，滴加混合液，于2-4h滴加完毕，继续搅拌1-3h，加入剩余的过氧化二异丙苯，再搅拌0.5-1.5h，经冷却、过滤、出料，即得；

7、其中，改性剂的合成路线如下：

8、；

9、。

10、对丙烯酸树脂进行改性，是扩大其应用领域的有效手段。本发明先以3-(n-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷和2-苄基环氧乙烷为原料，在n,n-二甲基苄胺的作用下发生环氧化合物的开环反应，得到中间体；再以中间体和三氟丁酸为原料，在对甲苯磺酸作用下发生酯化反应，得到改性剂；最后以甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、改性剂为原料，在过氧化二异丙苯作用下发生聚合反应，得到改性丙烯酸树脂。

11、为了得到改性丙烯酸树脂，步骤s1中所述3-(n-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、2-苄基环氧乙烷、n,n-二甲基苄胺的摩尔比为0.8-1.0:1:0.02-0.05，所述2-甲基四氢呋喃中3-(n-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷的加入量为0.2-0.5g/ml；步骤s2中所述中间体、对甲苯磺酸、三氟丁酸的摩尔比为0.7-0.9:0.01-0.04:1，所述2-甲基四氢呋喃中中间体的加入量为0.1-0.3g/ml；步骤s3中所述甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、二甲苯、过氧化二异丙苯与改性剂的质量比为1-5:20-28:4-8:35-55:0.8-1.6:2-5，所述部分过氧化二异丙苯占过氧化二异丙苯总质量的40-60%。

12、优选地，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-3、脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-7中的一种；所述防沉剂为聚酰胺蜡或聚乙烯蜡；所述流平剂为byk-333或byk-358n；所述消泡剂为byk1797、byk052、byk381中的一种。

13、本发明还提供了一种适用于汽车车身表面喷涂的涂料的制备方法，包括以下步骤：将改性丙烯酸树脂、疏水改性聚氨酯、疏水纳米二氧化硅、分散剂、防沉剂、流平剂、消泡剂混合，经高压均质、研磨处理，即得；其中，所述高压均质的均质压力为30-50mpa，均质时间为5-20s，研磨时间为20-40min。

14、本发明具有如下有益效果：

15、本发明依次通过环氧化合物开环反应、酯化反应和聚合反应，在改性丙烯酸树脂结构中引入硅氧烷、芳香环和氟元素；硅氧烷的引入能够提高改性丙烯酸树脂的疏水性和抗紫外线老化性能；硅氧烷与氟元素的协同作用不仅能够进一步提高改性丙烯酸树脂的疏水性，还能够显著提高其附着力和耐沾污性能；芳香环结构具有较高的稳定性和刚性，能够有效抵抗外界摩擦和磨损，在改性丙烯酸树脂中引入芳香环结构，能够显著提高其力学性能和耐磨性；此外，硅氧烷、芳香环和氟元素的引入，能够协同增效，提高改性丙烯酸树脂的热稳定性和化学稳定性，进而提高涂料的耐热性和耐酸碱腐蚀性能。本发明提供的改性丙烯酸树脂相容性较好，原料各组分协同增效，通过调整配比、优化工艺，制备得到的涂料具有优异的硬度、附着力、耐磨性、疏水性、耐热性、耐沾污性、耐酸碱腐蚀和抗老化性。

技术特征：

1.一种适用于汽车车身表面喷涂的涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：改性丙烯酸树脂25-55份、疏水改性聚氨酯5-15份、疏水纳米二氧化硅1-4份、分散剂0.1-0.4份、防沉剂0.5-2份、流平剂0.1-0.3份、消泡剂0.1-0.4份；所述改性丙烯酸树脂的制备方法如下：

2.根据权利要求1所述的一种适用于汽车车身表面喷涂的涂料，其特征在于，步骤s1中所述3-(n-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、2-苄基环氧乙烷、n,n-二甲基苄胺的摩尔比为0.8-1.0:1:0.02-0.05，所述2-甲基四氢呋喃中3-(n-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷的加入量为0.2-0.5g/ml。

3.根据权利要求1所述的一种适用于汽车车身表面喷涂的涂料，其特征在于，步骤s2中所述中间体、对甲苯磺酸、三氟丁酸的摩尔比为0.7-0.9:0.01-0.04:1，所述2-甲基四氢呋喃中中间体的加入量为0.1-0.3g/ml。

4.根据权利要求1所述的一种适用于汽车车身表面喷涂的涂料，其特征在于，步骤s3中所述甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、二甲苯、过氧化二异丙苯与改性剂的质量比为1-5:20-28:4-8:35-55:0.8-1.6:2-5，所述部分过氧化二异丙苯占过氧化二异丙苯总质量的40-60%。

5.根据权利要求1所述的一种适用于汽车车身表面喷涂的涂料，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-3、脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-7中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种适用于汽车车身表面喷涂的涂料，其特征在于，所述防沉剂为聚酰胺蜡或聚乙烯蜡。

7.根据权利要求1所述的一种适用于汽车车身表面喷涂的涂料，其特征在于，所述流平剂为byk-333或byk-358n。

8.根据权利要求1所述的一种适用于汽车车身表面喷涂的涂料，其特征在于，所述消泡剂为byk1797、byk052、byk381中的一种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种适用于汽车车身表面喷涂的涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将改性丙烯酸树脂、疏水改性聚氨酯、疏水纳米二氧化硅、分散剂、防沉剂、流平剂、消泡剂混合，经高压均质、研磨处理，即得。

10.根据权利要求9所述的一种适用于汽车车身表面喷涂的涂料的制备方法，其特征在于，所述高压均质的均质压力为30-50mpa，均质时间为5-20s，研磨时间为20-40min。

技术总结本发明属于汽车涂料技术领域，具体涉及一种适用于汽车车身表面喷涂的涂料的制备方法，包括以下步骤：将改性丙烯酸树脂、疏水改性聚氨酯、疏水纳米二氧化硅、分散剂、防沉剂、流平剂、消泡剂混合，经高压均质、研磨处理，即得；其中，改性丙烯酸树脂的制备方法为：以3‑(N‑烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷和2‑苄基环氧乙烷为原料制备中间体，再以中间体和三氟丁酸为原料制备改性剂，最后以甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、改性剂为原料，制备得到改性丙烯酸树脂。本发明通过调整原料配比、优化工艺条件，制备得到的涂料具有优异的硬度、附着力、耐磨性、疏水性、耐热性、耐沾污性、耐酸碱腐蚀和抗老化性。技术研发人员：韩振跃受保护的技术使用者：广东安捷伦新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30