[发明专利]一种水分散环境友好型纳米结构汽车面漆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料生产技术领域，具体涉及一种水分散环境友好型纳米结构汽车面漆及其制备方法。

背景技术

传统的汽车面漆主要是溶剂型油漆，其中含有大量的有机挥发物(约为50％)，这些有机挥发物在汽车面漆的制备和涂装过程中会挥发到大气中，不仅污染环境和浪费资源，同时还会严重危害人类的身体健康。随着环保意识的增强和环保法规的健全，传统的溶剂型汽车涂料中挥发性有机物(VOC)和有害空气污染物(HAP)的使用越来越受到限制，水性涂料得到越来越多的关注。

汽车涂料尤其是汽车面漆代表了工业涂料的最高水平，汽车涂装用面漆对涂料的性能指标要求很高，一般的水性工业涂料无法与溶剂型涂料媲美，难以达到性能要求。目前国内关于水性汽车面漆专利报道较少，专利文献(公开号：CN 101314685A)公开了一种各色水性汽车面漆，该涂料体系以水性聚酯树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂为基材，配以一定比例的颜填料和助剂制的，具有一定的硬度、韧性、映像深度，同时具有一定的环保特点。专利文献(公开号：CN101705052A)公开了一种单组分的烘干水性汽车漆，该涂料以丙烯酸树脂改性聚硅氧烷乳液为基体材料，具有不燃、不污染环境、节省能源的特点，同时对底材具有良好的附着力，涂膜的耐冲击性和耐弯曲性良好。专利文献(公开号：CN 102020917A)公开了一种水性双组分丙烯酸聚氨酯汽车涂料及其制备方法。它由A、B两种组分构成，A组分由树脂和助剂构成，B组分为固化剂，二者混合即可。这种水性双组分汽车涂料保留了原涂膜的硬度、耐介质性能和耐盐雾性能，同时VOC含量大大降低。

涂料体系中最核心的部分是其主要成膜物质，即所用的乳液体系。上述几种专利报道的水性汽车涂料，虽然是都以水性乳液作为主要成膜物质，具有一定的环保性能，但是由于所使用的乳液都是一般的传统乳液，聚合物乳液粒径大，漆膜致密性差，保护及装饰效果都与传统油性汽车面漆差距很大。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种水分散环境友好型纳米结构汽车面漆及其制备方法，这种水性汽车面漆应具有节能环保的特点，还应具有涂膜致密、热力学和机械稳定性高、保护及装饰性能好、耐候性好等优点，可与传统的油性汽车面漆相当。

本发明的技术解决方案是：一种水分散环境友好型纳米结构汽车面漆，它主要原料的组分质量百分比为：40-80％的粒径小于100nm的水分散纳米聚合物乳液，1-30％的颜料，5-20％的填料，0.1-2％的活性防锈颜料，5-20％的惰性防锈颜料，0.2-8％的助剂，0.1-0.5％的pH调节剂，其余为去离子水；其中水分散纳米聚合物乳液是由疏水型聚合物与亲水型的丙烯酸酯类按比例混合后在真空和100-200℃下去除有机溶剂，至混合物固体含量大于或等于80％，然后与卓先液和含有pH调节剂的去离子水剪切搅拌制成。

所述水分散纳米聚合物乳液的固体组分是质量百分比为25-65％的水分散环境友好型丙烯酸聚氨酯纳米聚合物乳液或水分散环境友好型干性油改性丙烯酸聚氨酯纳米聚合物乳液。

上述的粒径小于100nm的水分散纳米聚合物乳液是由亲水型的丙烯酸酯共聚物、疏水型聚合物、卓先液和去离子水组成。其中亲水型的丙烯酸脂类共聚物是乙烯基单体自由基加聚所得的聚合物，疏水型聚合物是聚氨酯和不饱和脂肪酸或干性油改性的聚氨酯中的一种。

上述的粒径小于100nm纳米的聚合物乳液可以是水分散环境友好型丙烯酸聚氨酯纳米聚合物乳液或不饱和脂肪酸或干性油改性丙烯酸聚氨酯纳米聚合物乳液，该乳液在涂料中的用量为40-80％。

上述的颜料选自金红石型钛白粉、炭黑、铬黄或酞菁蓝。

上述的惰性防锈颜料选自氧化铁红、氧化铁黑或氧化铁黄。

上述的活性防锈颜料选自三聚磷酸铝、磷酸锌或硅酸铝。

上述的填料包括高岭土、重钙、硅灰石粉、滑石粉、云母粉、硫酸钡。

上述的pH调节剂选自挥发性胺类。如单乙醇胺、三乙胺、N.N-二甲基乙醇胺。

助剂包括：

1、润湿剂：聚氧乙烯烷基酚醚。如德国毕克(BYK)公司的BYK-346。

2、分散剂：乙烯共聚物盐。如汉高公司的5040分散剂。

3、消泡剂：聚醚改性有机硅。如毕克(BYK)公司生产的BYK-019，BYK-020。

4、催干剂：是封闭性有机酸催化剂。如毕克公司的BYK-catalyst 450。

5、防腐剂：是异噻唑啉酮衍生物中的一种或几种。如诺德的Nordes C15。