一种基于纳米复合材料的车漆膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于纳米复合材料的车漆膜，由如下重量份的原料制成：改性丙烯酸乳液55‑65份、纳米复合材料7‑10份、巴西棕榈蜡3‑4份、润湿分散剂2‑3份、消泡剂0.8‑1份、增稠剂0.6‑0.9份、去离子水30‑40份；本发明专利技术还公开了该车漆膜的制备方法。本发明专利技术通过以水溶性的改性丙烯酸乳液作为漆膜基体，以去离子水作为溶剂，低VOC含量，符合环保的要求，同时，改性丙烯酸乳液能够赋予涂膜优异的耐水、耐盐雾性能；纳米复合材料使漆膜的硬度和附着力得到极大的增强；制得的车漆膜耐水、耐盐雾、耐磨，能够有效防护车漆，并且VOC含量低，大大降低了对环境的污染程度，且无有机溶剂残留，符合汽车涂料的环保要求。

A Car Paint Film Based on Nanocomposites and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种基于纳米复合材料的车漆膜及其制备方法
本专利技术属于车漆膜
，具体地，涉及一种基于纳米复合材料的车漆膜及其制备方法。
技术介绍
汽车漆是喷涂在汽车上的油漆。汽车漆不仅可以起保护作用，还可以起装饰作用，现代车漆的外层也叫透明漆层，只有0.05mm厚，它光泽美观，其可以在车体表面形成一种保护层，使得车漆层不容易被腐蚀，刮花，可以延长汽车车身的使用寿命。由于汽车常年经历风吹雨打，因此，对作为车漆保护膜的汽车漆膜的性能提出了极高的要求，它不仅需具有良好的机械性能，丰满度好、光泽高，还对其附着力、硬度、抗划伤能力提出了更高的要求，同时还需具备极好的耐刮耐磨性，光泽持续性和优良的耐汽油、耐盐性等。由于近年来人们对环境的日益重视，挥发性有机物(VOC)的排放正受到越来越严格的限制，国内大部分大巴、客车厂所使用的漆膜涂料，属于溶剂型涂料，含有大量有害物质成分，其VOC排放量为100g/m，不符合绿色环保的要求，而且在喷涂过程中，产生大量挥发有害物质，影响工人健康，这些都是汽车在使用过程中面临的挑战。授权公告号为CN100554352C的专利公开了一种耐刮擦的纳米水性汽车涂料的制备方法，以聚氨酯为主体成膜树脂，引入纳米粉体，包括二氧化硅、二氧化钛等，利用机械物理分散的方法在交联剂的作用下制备得到纳米水性汽车涂料，但是该方法不能实现将二氧化硅、二氧化钛纳米均匀分散在树脂基体中，纳米粉体容易团聚，难以长期稳定分散，最终影响汽车的表观质量，且该汽车涂料抗冲击性能不强。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于纳米复合材料的车漆膜及其制备方法，通过以改性丙烯酸乳液作为漆膜基体，改性丙烯酸乳液是水溶性的，以去离子水作为溶剂，低VOC含量，符合环保的要求，同时，改性丙烯酸乳液具有优异的耐水性能，能够赋予涂膜优异的耐水、耐盐雾性能；纳米复合材料的增强下，能够提高漆膜的耐磨性，使漆膜的硬度和附着力得到极大的增强；本专利技术制得的车漆膜耐水、耐盐雾、耐磨，能够有效防护车漆，并且VOC含量低，大大降低了对环境的污染程度，且无有机溶剂残留，符合汽车涂料的环保要求，具有很好的工业应用前景。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于纳米复合材料的车漆膜，由如下重量份的原料制成：改性丙烯酸乳液55-65份、纳米复合材料7-10份、巴西棕榈蜡3-4份、润湿分散剂2-3份、消泡剂0.8-1份、增稠剂0.6-0.9份、去离子水30-40份；所述基于纳米复合材料的车漆膜由如下步骤制成：步骤S1、将纳米复合材料、巴西棕榈蜡放入烧杯中，加入1/3的去离子水、1/3的消泡剂、润湿分散剂，1000r/min搅拌15-30min，然后用高速震荡机震荡30-50min，得到预混物；步骤S2、在1000r/min搅拌条件下，将步骤S1制得的预混物加入到改性改性丙烯酸乳液中，随后加入余下的去离子水和消泡剂，搅拌40-50min，加入增稠剂，调节液体粘度为20-25S，得到车漆膜涂料；步骤S3、对车漆表面进行清洗预处理并干燥；步骤S4、将步骤S2制得的车漆膜涂料均匀喷涂于车漆表面，喷涂厚度为120-180μm，室温放置24h，制得上述车漆膜。进一步地，所述改性丙烯酸乳液由如下方法制备：(1)在90g去离子水中依次加入羟乙基甲基纤维素19.9g、全氟丁基乙基甲基丙烯酸酯16.74g、丙烯酸正丁酯136.5g、甲基丙烯酸甲酯137.3g、甲基丙烯酸5.2g、甲基丙烯酸亚乙基脲乙氧基酯5g，充分搅拌30min，得到第一预乳液；(2)在45g去离子水中依次加入羟乙基甲基纤维素5.5g、全氟丁基乙基甲基丙烯酸酯8g、丙烯酸正丁酯40g、甲基丙烯酸甲酯135g、甲基丙烯酸2g、甲基丙烯酸亚乙基脲乙氧基酯1g，充分搅拌0.5h，制得第二预乳液；(3)在装有回流冷凝管、温度计及搅拌装置的烧瓶中加入280g去离子水和2.2g马来酸酯型乳化剂，将温度升高至85℃，85℃恒温条件下加入10％的第一预乳液，搅拌10min，再加入0.6g焦亚硫酸钠，稳定15min之后，滴加剩余的第一预乳液及1.1g焦亚硫酸钠和45g去离子水组成的混合液，反应持续3h之后，保温30min，再开始滴加第二预乳液及0.6g焦亚硫酸钠和24g去离子水组成的混合液，反应持续1h之后保温1h，降温到60℃，依次加入0.5g叔丁基过氧化氢和6g去离子水的混合液及0.5g焦亚硫酸氢钠和6g去离子水的混合液，之后降温到室温，加入氨水调节pH至8，过滤得到改性丙烯酸乳液。进一步地，所述纳米复合材料由如下方法制备：(1)称取6g微晶纤维素加入60mL质量分数为68％的硫酸溶液中，先常温200r/min搅拌20min，加热，待温度升至45℃后保温搅拌2h；(2)将沉淀物取出并在沉淀物中加入60mL去离子水，4000r/min离心5min，如此反复离心到上层清液变浑浊；(3)将沉淀物和纳米碳化硅按照质量之比为2:1放入透析袋中透析至体系pH为7，最后将透析后的产物移入高压均质机中进行高压均质处理，均质压力为80MPa，循环次数为5次，得到纳米复合材料。一种基于纳米复合材料的车漆膜的制备方法，包括如下步骤：步骤S1、将纳米复合材料、巴西棕榈蜡放入烧杯中，加入1/3的去离子水、1/3的消泡剂、润湿分散剂，1000r/min搅拌15-30min，然后用高速震荡机震荡30-50min，得到预混物；步骤S2、在1000r/min搅拌条件下，将步骤S1制得的预混物加入到改性改性丙烯酸乳液中，随后加入余下的去离子水和消泡剂，搅拌40-50min，加入增稠剂，调节液体粘度为20-25S，得到车漆膜涂料；步骤S3、对车漆表面进行清洗预处理并干燥；步骤S4、将步骤S2制得的车漆膜涂料均匀喷涂于车漆表面，喷涂厚度为120-180μm，室温放置24h，制得上述车漆膜。本专利技术的有益效果：本专利技术采用改性丙烯酸乳液作为漆膜基体，制得的改性丙烯酸乳液是一种核壳结构的丙烯酸乳液；核壳结构的乳液存在2个Tg(玻璃化转变温度)，低Tg的部分可以提供很好的成膜性，而高Tg的部分正好提供了乳液较好的力学性能、耐水及耐盐雾的性能；同时，在丙烯酸乳液聚合过程中引入了全氟丁基乙基甲基丙烯酸酯，氟原子很好地富集在乳液表面，使表面接触角增大，具有很好的疏水效果，为漆膜的耐水及耐盐雾性能提供了很好的基础；再者，含氟单体的引入使得表面接触角提高，超过了108°，制备了表面疏水的结构，有效地阻止了水分及其他化学物质对于漆膜的破坏，赋予漆膜优异的耐盐雾性能；本专利技术采用纳米复合物作为增强填料，通过纤维素纳米晶和纳米碳化硅形成的纳米复合物，纳米碳化硅表面的活性基团与纤维素纳米晶作用，均匀吸附于纤维素纳米晶表面；纤维素纳米晶体分子中存在羟基和磺酸基，与丙烯酸乳液中的聚合物形成氢键和酯基结合，使得纳米复合材料与漆膜基体具有良好的形容性，从而纳米碳化硅均匀分散于丙烯酸乳液中；同时，纤维素纳米晶具有良好的相容性，会减小丙烯酸颗粒间的内摩擦，从而使黏度降低，此外，纤维素纳米晶为胶体，会将水分带入涂料中，降低涂料黏度，增加表干时间；纤维素纳米晶使得纳米碳化硅均匀分布于漆膜中，使漆膜耐磨性和附着力有明显提高，且由于纤维素纳米晶与丙烯酸乳液中的聚合物形成氢键和酯基结合以及纤维素纳米晶自身的增强作用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于纳米复合材料的车漆膜，其特征在于，由如下重量份的原料制成：改性丙烯酸乳液55‑65份、纳米复合材料7‑10份、巴西棕榈蜡3‑4份、润湿分散剂2‑3份、消泡剂0.8‑1份、增稠剂0.6‑0.9份、去离子水30‑40份；所述基于纳米复合材料的车漆膜由如下步骤制成：步骤S1、将纳米复合材料、巴西棕榈蜡放入烧杯中，加入1/3的去离子水、1/3的消泡剂、润湿分散剂，1000r/min搅拌15‑30min，然后用高速震荡机震荡30‑50min，得到预混物；步骤S2、在1000r/min搅拌条件下，将步骤S1制得的预混物加入到改性改性丙烯酸乳液中，随后加入余下的去离子水和消泡剂，搅拌40‑50min，加入增稠剂，调节液体粘度为20‑25S，得到车漆膜涂料；步骤S3、对车漆表面进行清洗预处理并干燥；步骤S4、将步骤S2制得的车漆膜涂料均匀喷涂于车漆表面，喷涂厚度为120‑180μm，室温放置24h，制得上述车漆膜。

【技术特征摘要】
1.一种基于纳米复合材料的车漆膜，其特征在于，由如下重量份的原料制成：改性丙烯酸乳液55-65份、纳米复合材料7-10份、巴西棕榈蜡3-4份、润湿分散剂2-3份、消泡剂0.8-1份、增稠剂0.6-0.9份、去离子水30-40份；所述基于纳米复合材料的车漆膜由如下步骤制成：步骤S1、将纳米复合材料、巴西棕榈蜡放入烧杯中，加入1/3的去离子水、1/3的消泡剂、润湿分散剂，1000r/min搅拌15-30min，然后用高速震荡机震荡30-50min，得到预混物；步骤S2、在1000r/min搅拌条件下，将步骤S1制得的预混物加入到改性改性丙烯酸乳液中，随后加入余下的去离子水和消泡剂，搅拌40-50min，加入增稠剂，调节液体粘度为20-25S，得到车漆膜涂料；步骤S3、对车漆表面进行清洗预处理并干燥；步骤S4、将步骤S2制得的车漆膜涂料均匀喷涂于车漆表面，喷涂厚度为120-180μm，室温放置24h，制得上述车漆膜。2.根据权利要求1所述的一种基于纳米复合材料的车漆膜，其特征在于，所述改性丙烯酸乳液由如下方法制备：(1)在90g去离子水中依次加入羟乙基甲基纤维素19.9g、全氟丁基乙基甲基丙烯酸酯16.74g、丙烯酸正丁酯136.5g、甲基丙烯酸甲酯137.3g、甲基丙烯酸5.2g、甲基丙烯酸亚乙基脲乙氧基酯5g，充分搅拌30min，得到第一预乳液；(2)在45g去离子水中依次加入羟乙基甲基纤维素5.5g、全氟丁基乙基甲基丙烯酸酯8g、丙烯酸正丁酯40g、甲基丙烯酸甲酯135g、甲基丙烯酸2g、甲基丙烯酸亚乙基脲乙氧基酯1g，充分搅拌0.5h，制得第二预乳液；(3)在装有回流冷凝管、温度计及搅拌装置的烧瓶中加入280g去离子水和2.2g马来酸酯型乳化剂，将温度升高至85℃，85℃恒温条件下加入10％的第一预乳液，搅拌10min，再加入0.6g焦...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏依依，高碧香，
申请(专利权)人：瑞德纳米科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44