一种用于汽车外壳的隔热涂料及制备方法技术

本发明专利技术涉及隔热汽车涂料的技术领域，提供了一种用于汽车外壳的隔热涂料及制备方法。该方法先制备了热膨胀中空微球，然后制备了硬脂酸改性纳米铈酸钇粉末，再通过喷雾沉积将纳米铈酸钇粉末负载于中空微球表面，形成核壳隔热填料，进一步与树脂、溶剂、二氧化钛、云母粉、沸石粉、成膜助剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、抗氧剂混合，得到隔热涂料。与传统方法相比，本发明专利技术采用了核壳结构的隔热填料，其中，纳米铈酸钇壳层通过对红外线的强反射能力起到隔热效果，热膨胀中空微球核层通过受热膨胀增加涂料内部的空气量而起到隔热效果。该方法可有效降低纳米铈酸钇的团聚倾向，改善分散性，所得涂料的隔热效果明显提高。

A Thermal Insulation Coating for Automobile Shell and Its Preparation Method

The invention relates to the technical field of heat-insulating automobile coatings, and provides a heat-insulating coating for automobile shell and a preparation method thereof. The thermal expansion hollow microspheres were prepared, and then the stearic acid modified nano cerium acid yttrium powder was prepared. Then the nano cerium acid yttrium powder was loaded onto the surface of hollow microspheres by spray deposition to form core shell thermal insulation fillers, which was further mixed with resin, solvent, titanium dioxide, mica powder, zeolite powder, film builder, leveling agent, defoamer, thickener and antioxidant. Thermal paint. Compared with the traditional method, the core-shell structure of the thermal insulation filler is adopted in the present invention, in which the nano-yttrium cerate shell layer has thermal insulation effect through the strong reflection ability of infrared rays, and the thermal expansion hollow microsphere core layer has thermal insulation effect by increasing the amount of air in the coating through thermal expansion. The method can effectively reduce the agglomeration tendency of nano-yttrium cerate and improve its dispersibility. The thermal insulation effect of the coatings is obviously improved.

【技术实现步骤摘要】
一种用于汽车外壳的隔热涂料及制备方法
本专利技术属于隔热汽车涂料的
，提供了一种用于汽车外壳的隔热涂料及制备方法。
技术介绍
汽车涂料是涂装在轿车等各类车辆车身及零部件上的涂料，具有品种多、用量大、涂层性能要求高、涂装工艺特殊等特点，已经发展成为一种专用涂料。其中，用于汽车车身外壳涂料，由于涂装面积最大、装饰性要求最高、涂层结构最复杂，是最基本和最重要的汽车涂料。汽车外壳用涂料作为集装饰性与保护性于一身的汽车涂料，必须具备良好的机械性能、使用性能和耐久性。随着人们对使用汽车的舒适性的要求越来越高，车身隔热成为一项重要内容。当太阳辐射作用于汽车外壳时，车身表面会持续积累热能，导致车体表面和车内温度迅速升高，影响车内舒适度，同时增加了车内降温设备的能源消耗。为了从源头上阻止热量向车内的传递，达到汽车节能降温的目的，汽车外壳用隔热涂料的研究和应用受到广泛关注。汽车外壳用隔热涂料通常是在涂料中添加具有吸收或反射红外线功能的填料而实现隔热目的，在这类填料中，纳米隔热填料可使涂层传统性能得到提高并赋予其新的功能，并且由于比表面积很大而具有更好的红外线吸收或反射能力，因此成为广受关注的汽车隔热涂料。汽车纳米隔热涂料主要是以具有宽能隙纳米半导体材料作为纳米隔热填料。此类纳米隔热填料具有相类似的光学性能，即在红外光区有高的反射率，可见光区有高的透过率，在紫外光区有高的吸收率，因而成为理想的隔热涂料填料。但其存在的缺陷是纳米隔热填料与涂料基体相容性差，自身粒度小而易产生团聚，造成在涂料中的分散不均匀，进而影响了对涂料的隔热改性效果。
技术实现思路
可见，现有技术的隔热涂料存在隔热填料分散不均匀以及隔热效果不理想的缺陷。针对这种情况，本专利技术提出一种用于汽车外壳的隔热涂料及制备方法，采用核壳结构的隔热填料，其中，纳米铈酸钇壳层通过对红外线的强反射能力起到隔热效果，热膨胀中空微球核层通过受热膨胀增加涂料内部的空气量而起到隔热效果，该方法还可有效降低纳米铈酸钇的团聚倾向，改善分散性，所得涂料的隔热效果明显提高。为实现上述目的，本专利技术涉及的具体技术方案如下：一种用于汽车外壳的隔热涂料的制备方法，所述隔热涂料制备的具体步骤如下：（1）将乳化剂溶于去离子水中，然后加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、钙锌稳定剂、低沸点石油醚，高速搅拌分散形成乳化液，然后加入引发剂，在持续搅拌状态下加热至65~75℃，聚合反应9~11h，再离心分离、干燥，制得热膨胀中空微球；（2）将六水合硝酸钇、六水合硝酸铈、抗坏血酸、葡萄糖、乙二胺四乙酸二钠加入去离子水中，磁力搅拌至完全溶解，采用氨水调节pH值至8~9，然后水浴加热反应制得湿凝胶，在150~180℃下烘干8~10h得到干凝胶，经高温煅烧后置于球磨机中，加入硬脂酸及乙醇，以200~300r/min球磨12~15h，出料后减压除去乙醇，制得硬脂酸改性纳米铈酸钇粉末；（3）将硬脂酸改性纳米铈酸钇粉末加入去离子水中，超声分散20~40min，然后在热膨胀中空微球表面进行喷雾沉积，形成纳米铈酸钇层，制得核壳隔热填料；（4）将蓖麻油醇酸树脂、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂加入丙酮、甲苯、丁醇、甲基丁酮、碳酸乙烯酯的混合溶剂中，搅拌均匀，然后加入核壳隔热填料、二氧化钛、云母粉、沸石粉、成膜助剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、抗氧剂并混合均匀，制得用于汽车外壳的隔热涂料。优选的，步骤（1）中，所述乳化剂为聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、十六十八醇中的一种；所述钙锌稳定剂由硬脂酸钙37重量份、硬脂酸锌55重量份、丙三醇4重量份、亚磷酸酯4重量份组成；所述低沸点石油醚的沸点为40~50℃；所述引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯中的一种。步骤（1）中，甲基丙烯酸甲酯与丙烯腈在引发剂存在下加热进行聚合反应，低沸点石油醚受热逐渐转变为气体，使制得的聚合物微球具有中空结构。为控制微球的粒径大小及分布，必须保证单体在乳液中的均匀分散，可通过加入乳化剂及高速搅拌达到这一目的。搅拌速度太低会造成微球粒径分布不均，而搅拌速度太高会导致微球破裂等结构缺陷，作为本专利技术的优选方案，步骤（1）所述高速搅拌的转速为800~1000r/min，由此制得的热膨胀中空微球的粒径在20~40μm。优选的，步骤（1）所述各原料的重量份为，乳化剂0.8~1重量份、去离子水42.4~53.9重量份、甲基丙烯酸甲酯20~25重量份、丙烯腈8~10重量份、钙锌稳定剂2~3重量份、低沸点石油醚15~18重量份、引发剂0.3~0.6重量份。优选的，步骤（2）所述各原料的重量份为，六水合硝酸钇30~32重量份、六水合硝酸铈38.5~49重量份、抗坏血酸1~2重量份、葡萄糖3~5重量份、乙二胺四乙酸二钠1~1.5重量份、硬脂酸4~6重量份、乙醇12~15重量份。优选的，步骤（2）所述水浴反应的温度为70~75℃，时间为2.5~3.5h；所述高温煅烧的温度为800~850℃，时间为5~6h。优选的，步骤（3）所述各原料的重量份为，硬脂酸改性纳米铈酸钇粉末5~8重量份、去离子水62~70重量份、热膨胀中空微球25~30重量份。铈酸钇（Y2Ce2O7）对红外辐射的反射率非常高，能有效反射、阻断太阳光的辐射能量，将其用作汽车涂料的填料，可明显提高涂料的隔热性能。尤其是纳米尺寸的铈酸钇粉末的隔热改性效果更为明显，但是，由于纳米粒子本身的纳米尺寸效应，易发生团聚而导致分散不均匀，导致降低隔热改性效果。本专利技术将纳米铈酸钇粉末先进行硬脂酸改性，提高亲油性，然后负载于热膨胀中空聚合物微球的表面形成核壳填料，再在涂料中进行分散，该方法明显降低了纳米铈酸钇粉末的团聚倾向，增加了铈酸钇粉末的比表面积，因而具有更强的红外线反射能力。另一方面，当涂料受热时，中空聚合物微球发生膨胀，使涂料内部含有更多的空气，热量更不易传导，进一步提高了涂料的隔热效果。优选的，步骤（4）中，所述流平剂为异佛尔酮、二丙酮醇中的一种；所述消泡剂为二甲基硅油、聚氧丙烯甘油醚中的一种；所述增稠剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种；所述抗氧剂为3-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八烷醇酯、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯中的一种；所述成膜助剂为十二碳醇酯。优选的，步骤（4）所述各原料的重量份为，蓖麻油醇酸树脂14重量份、丙烯酸树脂7重量份、三聚氰胺树脂3重量份、丙酮5重量份、甲苯25.6~34.1重量份、丁醇5重量份、甲基丁酮5重量份、碳酸乙烯酯3重量份、核壳隔热填料8~12重量份、二氧化钛0.5~1重量份、云母粉3~5重量份、沸石粉4~6重量份、成膜助剂6重量份、流平剂0.5重量份、消泡剂0.4重量份、增稠剂1重量份、抗氧剂0.5重量份。本专利技术还提供了上述制备方法制备得到的一种用于汽车外壳的隔热涂料。所述隔热涂料是通过先制备热膨胀中空微球，然后制备硬脂酸改性纳米铈酸钇粉末，再通过喷雾沉积将纳米铈酸钇粉末负载于中空微球表面，形成核壳隔热填料，进一步与树脂、溶剂、二氧化钛、云母粉、沸石粉、成膜助剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、抗氧剂混合而制得。本专利技术提供了一种用于汽车外壳的隔热涂料及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：本专利技术制得的隔热涂料中，隔热填料分散均匀，无团聚现象。核壳隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于汽车外壳的隔热涂料的制备方法，其特征在于，所述隔热涂料制备的具体步骤如下：（1）将乳化剂溶于去离子水中，然后加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、钙锌稳定剂、低沸点石油醚，高速搅拌分散形成乳化液，然后加入引发剂，在持续搅拌状态下加热至65~75℃，聚合反应9~11h，再离心分离、干燥，制得热膨胀中空微球；（2）将六水合硝酸钇、六水合硝酸铈、抗坏血酸、葡萄糖、乙二胺四乙酸二钠加入去离子水中，磁力搅拌至完全溶解，采用氨水调节pH值至8~9，然后水浴加热反应制得湿凝胶，在150~180℃下烘干8~10h得到干凝胶，经高温煅烧后置于球磨机中，加入硬脂酸及乙醇，以200~300r/min球磨12~15h，出料后减压除去乙醇，制得硬脂酸改性纳米铈酸钇粉末；（3）将硬脂酸改性纳米铈酸钇粉末加入去离子水中，超声分散20~40min，然后在热膨胀中空微球表面进行喷雾沉积，形成纳米铈酸钇层，制得核壳隔热填料；（4）将蓖麻油醇酸树脂、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂加入丙酮、甲苯、丁醇、甲基丁酮、碳酸乙烯酯的混合溶剂中，搅拌均匀，然后加入核壳隔热填料、二氧化钛、云母粉、沸石粉、成膜助剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、抗氧剂并混合均匀，制得用于汽车外壳的隔热涂料。...

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车外壳的隔热涂料的制备方法，其特征在于，所述隔热涂料制备的具体步骤如下：（1）将乳化剂溶于去离子水中，然后加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、钙锌稳定剂、低沸点石油醚，高速搅拌分散形成乳化液，然后加入引发剂，在持续搅拌状态下加热至65~75℃，聚合反应9~11h，再离心分离、干燥，制得热膨胀中空微球；（2）将六水合硝酸钇、六水合硝酸铈、抗坏血酸、葡萄糖、乙二胺四乙酸二钠加入去离子水中，磁力搅拌至完全溶解，采用氨水调节pH值至8~9，然后水浴加热反应制得湿凝胶，在150~180℃下烘干8~10h得到干凝胶，经高温煅烧后置于球磨机中，加入硬脂酸及乙醇，以200~300r/min球磨12~15h，出料后减压除去乙醇，制得硬脂酸改性纳米铈酸钇粉末；（3）将硬脂酸改性纳米铈酸钇粉末加入去离子水中，超声分散20~40min，然后在热膨胀中空微球表面进行喷雾沉积，形成纳米铈酸钇层，制得核壳隔热填料；（4）将蓖麻油醇酸树脂、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂加入丙酮、甲苯、丁醇、甲基丁酮、碳酸乙烯酯的混合溶剂中，搅拌均匀，然后加入核壳隔热填料、二氧化钛、云母粉、沸石粉、成膜助剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、抗氧剂并混合均匀，制得用于汽车外壳的隔热涂料。2.根据权利要求1所述一种用于汽车外壳的隔热涂料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述乳化剂为聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、十六十八醇中的一种；所述钙锌稳定剂由硬脂酸钙37重量份、硬脂酸锌55重量份、丙三醇4重量份、亚磷酸酯4重量份组成；所述低沸点石油醚的沸点为40~50℃；所述引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯中的一种。3.根据权利要求1所述一种用于汽车外壳的隔热涂料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述高速搅拌的转速为800~1000r/min。4.根据权利要求1所述一种用于汽车外壳的隔热涂料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述各原料的重量份为，乳化剂0.8~1重量份、去离子水42.4~53.9重量份、甲基丙烯酸甲酯20~25重量份、丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋涛，
申请(专利权)人：成都其其小数科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51