一种汽车用环保耐磨涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车用环保耐磨涂料，由如下重量份原料制成：改性聚酯树脂50‑60份、耐磨填料2.5‑3份、润滑填料1‑1.5份、固化剂1‑1.6份、消泡剂0.2‑0.3份、防沉剂0.3‑0.4份、流平剂0.2‑0.3份、紫外线吸收剂0.1‑0.2份、苯乙烯5‑8份、N,N‑二甲基甲酰胺40‑50份；本发明专利技术还公开了该涂料的制备方法。本发明专利技术的涂料采用改性聚酯树脂作为涂料成膜基体，改性聚酯树脂具有较好的耐水、耐磨、耐冲击性等性能；加入了耐磨填料，不仅能较好的分散于树脂基体中起到承受和分散载荷的作用，而且可与树脂生成更加紧密的无机/有机涂层，增强涂层耐磨性能；得到一种具有优异的耐磨性能和耐水性能的涂料，可以满足汽车在生产线上的喷涂工艺要求。

An environmentally friendly wear-resistant coating for automobiles and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种汽车用环保耐磨涂料及其制备方法
本专利技术属于汽车涂装
，具体地，涉及一种汽车用环保耐磨涂料及其制备方法。
技术介绍
汽车在行驶途中，其轮罩、车底板、下纵梁、挡泥板及车门踏板等部位容易受到沙石的冲击，易使这些部位受损并导致腐蚀，从而带来驾驶隐患。因此，对汽车的这些部位进行保护显得非常重要和必要，常使用的保护方法是在这些部位涂覆耐磨涂料。现有涂料会存在如下缺点：不耐高温，长时间在烈日暴晒下，会发生开裂、起泡、脱落；防水性差，容易被雨水渗透，导致内部被腐蚀；不耐磕碰，耐磨性差，附着力差，不小心剐蹭后，会出现掉漆现象，进而容易被腐蚀，从而影响车身外观和使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种汽车用环保耐磨涂料及其制备方法，采用改性聚酯树脂作为涂料成膜基体，经过改性后的聚酯树脂具有较好的耐水、耐磨、耐冲击性等性能；在涂料中加入了耐磨填料，耐磨填料不仅能较好的分散于树脂基体中，起到承受和分散载荷的作用，而且经改性后的混合填料表面引入的C＝C双键可与树脂中不饱和键发生交联反应，生成更加紧密的无机/有机涂层，大大增强了涂层的耐磨性能；并且，涂料在制备过程中不会产生挥发性的有机气体，符合环保理念；得到一种具有优异的耐磨性能和耐水性能的涂料，可以满足汽车在生产线上的喷涂工艺要求。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种汽车用环保耐磨涂料，由如下重量份原料制成：改性聚酯树脂50-60份、耐磨填料2.5-3份、润滑填料1-1.5份、固化剂1-1.6份、消泡剂0.2-0.3份、防沉剂0.3-0.4份、流平剂0.2-0.3份、紫外线吸收剂0.1-0.2份、苯乙烯5-8份、N,N-二甲基甲酰胺40-50份；所述汽车用环保耐磨涂料的制备方法，包括如下步骤：步骤S1、将改性聚酯树脂加入N,N-二甲基甲酰胺中，加热使其溶解；步骤S2、再加入苯乙烯、耐磨填料和润滑填料，常温200r/min搅拌30-40min，加入消泡剂、防沉剂、流平剂和紫外线吸收剂，继续200r/min搅拌20-30min；步骤S3、最后加入固化剂，搅拌10min，得到汽车用环保耐磨涂料。进一步地，所述耐磨填料由如下方法制备：(1)将钛酸铁钠晶须和氧化铝按照质量之比为10:3-4混合后，在110℃烘箱中干燥60min，得到混合填料；(2)称取3.2g上述混合填料放入到装有50mL正己烷的三口烧瓶中，先超声分散90min，然后向烧瓶中滴加2.5mL二甲基二氯硅烷，再滴加10mL蒸馏水，在65℃恒温条件下反应8h，反应完成后立即用无水乙醇反复过滤洗涤直至中性，然后在40℃下真空干燥3-4h；(3)150mL圆底烧瓶中加入80mL甲苯和5mL的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，30℃恒温搅拌30min，再加入上一步骤得到的产物，先超声分散80min，再升温至70℃，恒温搅拌反应3-4h，反应结束后立即用无水乙醇反复过滤洗涤直至中性，在45℃下真空干燥，得到耐磨填料。进一步地，所述改性聚酯树脂由如下方法制备：(1)在有氮气保护、冷凝器的三口反应瓶中加入六氢苯酐、1,6-己二醇，升温至融化，开动搅拌，升温至140℃保温1h；(2)将体系降温至80℃，加入二甲苯、单丁基氧化锡、叔碳酸缩水甘油酯、1,4-环己烷二甲醇、三羟甲基丙烷、三羟乙基脲异氰酸酯，搅拌下升温到160℃，回流脱水4h后，按10℃/h升温速率将温度升至220℃，测定酸值≤3.5mgKOH/g时，停止反应，得到聚酯树脂；(3)将聚酯树脂与有机硅树脂按照质量之比为2:1混合，进行共聚反应，得到改性聚酯树脂。一种汽车用环保耐磨涂料的制备方法，包括如下步骤：步骤S1、将改性聚酯树脂加入N,N-二甲基甲酰胺中，加热使其溶解；步骤S2、再加入苯乙烯、耐磨填料和润滑填料，常温200r/min搅拌30-40min，加入消泡剂、防沉剂、流平剂和紫外线吸收剂，继续200r/min搅拌20-30min；步骤S3、最后加入固化剂，搅拌10min，得到汽车用环保耐磨涂料。本专利技术的有益效果：本专利技术采用改性聚酯树脂作为涂料的成膜物质，在合成聚酯树脂反应初期，利用羟基开环酐的反应在2个六氢苯酐的刚性六元环中间引入线性结构的二元醇，这样的结构不仅可以大大提高聚酯树脂柔韧性，还因为2个六元环的位阻影响，避免了由于碳链缠绕而造成的树脂黏度增大，在合成聚酯后期引入了1,4-环己烷二甲醇，与六氢苯酐一样，1,4-环己烷二甲醇具有饱和六元环状结构，耐候性好，硬度和柔韧性兼顾，使用1,4-环己烷二甲醇制备的聚酯树脂具有更加优异的耐水解性能；另外，脂环族二元酸中的六元环与芳香族的苯环结构相似，其Tg略低于芳香族二元酸，可以为树脂提供一定的刚性和耐油品性，同时脂肪族长碳链可以自由旋转，又能提高高分子的柔韧性，满足涂膜耐冲击性的要求；再者，六氢苯酐和已二酸中没有苯环结构，不会出现因吸收紫外光而使涂膜严重失光、老化的现象，故其耐候性增强；聚酯树脂中含有的三羟乙基脲异氰酸酯，其上的-CH2-CH2-OH与有机硅树脂上的-Si-O-反应，得到有机硅树脂改性的聚酯树脂；由于聚酯树脂耐热温度是155℃，而有机硅树脂耐热温度为300℃，有机硅树脂共聚改性聚酯树脂的耐热温度为200-250℃，因此通过有机硅树脂改性，可以提高涂膜的耐热性能，有机硅树脂中含有大量耐磨性好的Si-O-Si共价键网络，具有良好的致密性和耐磨性，能够提高聚酯树脂的耐磨性能；聚酯树脂用有机硅树脂改性后还提高了耐水性，因为改性后的聚酯树脂表面自由能随着有机硅含量的增加而减小，使用少量有机硅就能很大程度上减小聚酯树脂的表面自由能，而降低表面自由能有利用于涂膜耐水性能的改善；本专利技术在涂料中加入了耐磨填料，钛酸铁钠晶须、氧化铝表面均含有羟基，二甲基二氯硅烷的Si-Cl与羟基发生反应，生成-O-Si-OH而接枝于填料表面，-O-Si-OH上的羟基再与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的Si-O-CH3反应，使得γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的分子链接枝于二甲基二氯硅烷的末端，形成的混合填料表面生成一层有机壳层，根据相似相溶原理，减弱有机基体和无机相的相分离，有利于无机粉体在有机基体中的分散；由于高硬度、高强度的混合填料摩擦过程中可作为应力支撑点来承受外部载荷，避免复合材料聚合物基体与摩擦副之间的直接接触，承受和传递载荷，从整体上提高了复合材料的硬度，有效地保护涂层基体，提高复合涂层的耐磨损性能；而且在磨损时，载荷主要发生在耐磨填料与对偶件之间，有效地降低了基体与对磨面之间的接触面积，从而减轻了黏着磨损，使摩擦因数降低；同时，经改性后的混合填料表面引入的C＝C双键可与树脂中不饱和键发生交联反应，生成更加紧密的无机/有机涂层，大大增强了涂层的耐磨性能；本专利技术的涂料中掺入了润滑填料，辅配耐磨填料，起润滑作用，润滑填料为二硫化钼，二硫化钼分子是六角形层状结构，其分子排列是中间为钼原子，外层为硫原子，微观上，由于S原子在分子层之间的结合能力较弱，从而形成了分子层间极易移动的润滑条件，这使得二硫化钼在涂膜中起到优良的润滑作用，从而使2个接触面满足良好的润滑要求，达到减小磨损与摩擦的效果；本专利技术的涂料采用改性聚酯树脂作为涂料成膜基体，经过改性后的聚酯树脂具有较好的耐水、耐磨、耐冲击性等性能；在涂料中加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车用环保耐磨涂料，其特征在于，由如下重量份原料制成：改性聚酯树脂50‑60份、耐磨填料2.5‑3份、润滑填料1‑1.5份、固化剂1‑1.6份、消泡剂0.2‑0.3份、防沉剂0.3‑0.4份、流平剂0.2‑0.3份、紫外线吸收剂0.1‑0.2份、苯乙烯5‑8份、N,N‑二甲基甲酰胺40‑50份；所述汽车用环保耐磨涂料的制备方法，包括如下步骤：步骤S1、将改性聚酯树脂加入N,N‑二甲基甲酰胺中，加热使其溶解；步骤S2、再加入苯乙烯、耐磨填料和润滑填料，常温200r/min搅拌30‑40min，加入消泡剂、防沉剂、流平剂和紫外线吸收剂，继续200r/min搅拌20‑30min；步骤S3、最后加入固化剂，搅拌10min，得到汽车用环保耐磨涂料。

【技术特征摘要】
1.一种汽车用环保耐磨涂料，其特征在于，由如下重量份原料制成：改性聚酯树脂50-60份、耐磨填料2.5-3份、润滑填料1-1.5份、固化剂1-1.6份、消泡剂0.2-0.3份、防沉剂0.3-0.4份、流平剂0.2-0.3份、紫外线吸收剂0.1-0.2份、苯乙烯5-8份、N,N-二甲基甲酰胺40-50份；所述汽车用环保耐磨涂料的制备方法，包括如下步骤：步骤S1、将改性聚酯树脂加入N,N-二甲基甲酰胺中，加热使其溶解；步骤S2、再加入苯乙烯、耐磨填料和润滑填料，常温200r/min搅拌30-40min，加入消泡剂、防沉剂、流平剂和紫外线吸收剂，继续200r/min搅拌20-30min；步骤S3、最后加入固化剂，搅拌10min，得到汽车用环保耐磨涂料。2.根据权利要求1所述的一种汽车用环保耐磨涂料，其特征在于，所述耐磨填料由如下方法制备：(1)将钛酸铁钠晶须和氧化铝按照质量之比为10:3-4混合后，在110℃烘箱中干燥60min，得到混合填料；(2)称取3.2g上述混合填料放入到装有50mL正己烷的三口烧瓶中，先超声分散90min，然后向烧瓶中滴加2.5mL二甲基二氯硅烷，再滴加10mL蒸馏水，在65℃恒温条件下反应8h，反应完成后立即用无水乙醇反复过滤洗涤直至中性，然后在40℃下真空干燥3-4h；(3)150mL圆底烧瓶中加入80mL甲苯和...

【专利技术属性】
技术研发人员：何文霞，刘奕君，
申请(专利权)人：广州市维思涂料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44