一种自修复汽车涂料及其制备方法与流程

本发明涉及自修复涂料制备技术领域，具体为一种自修复汽车涂料及其制备方法。

背景技术：

随着工业经济与城市化的发展，我国汽车产销量连续七年蝉联全球第一，成为世界最大的汽车产销国。汽车工业的快速发展对汽车涂料市场的具有明显的拉动作用，使汽车涂料成为发展最快的涂料品种，也是性能要求最高的涂料品种，因此，汽车涂料往往代表了当代涂料工业发展的最高水平。

汽车用表面涂料在整个涂层中发挥着主要的装饰和保护作用，要求漆膜外观丰满、平整，无瑕疵，同时具有足够的硬度、抗石击性、耐化学品性、耐污性，和防腐性等性能。但无论汽车涂膜质量如何优良，在使用过程中，涂层由于外界因素的干扰，如泥浆、溅石及机械蹭擦的侵害，粘附物、树枝擦剐、硬器划伤和擦伤等方面的损伤，不可避免地会产生微裂纹和局部损伤，表面看不出异常，但已造成涂膜机械强度下降，完整性受到严重破坏，由于人工修复的局限性，损伤部位如不能及时进行修复，这样不仅会使涂膜的性能下降，破坏了表面的高装饰性和光泽，极大地缩短了涂膜的使用寿命。近年来，科研人员开展了包封活性异氰酸酯单体微胶囊的研究工作。异氰酸酯胶囊型自修复体系无需额外包封固化剂或催化剂，空气中的水分就可以使异氰酸酯单体固化成膜，大大简化了自修复体系，缩减了与实际应用之间的距离。

但现有的应用异氰酸酯单体的自修复汽车涂料普遍存在抗老化、耐化学性能不佳，耐热性及防腐性较差的缺陷，且机械强度不高，附着力表现差，综合性能不能满足自修复汽车涂层使用需求。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种自修复汽车涂料及其制备方法，解决了现有的应用异氰酸酯单体的自修复汽车涂料普遍存在抗老化、耐化学性能不佳，耐热性及防腐性较差的缺陷，且机械强度不高，附着力表现差，综合性能不能满足自修复汽车涂层使用需求的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自修复汽车涂料，由a组分和b组分混配而成，所述a组分包括以下重量份的原料：双酚a型环氧树脂35～65份、纳米二氧化硅1.1～1.5份、分散剂1.5～5份、流平剂0.5～1.5份、消泡剂0.6～1.3份、稀释剂0.3～0.7份和填料31～55份，所述b组分包括以下重量份的原料：聚氨酯油水分散体20～25份、环氧改性有机硅树脂15～30份、异氰酸酯单体45～65份。

作为本发明的一种优选技术方案，所述a组分中，分散剂为聚羧酸盐高分子分散剂。

作为本发明的一种优选技术方案，所述a组分中，流平剂采用byk-346流平剂。

作为本发明的一种优选技术方案，所述a组分中，消泡剂为改性聚硅氧烷或有机硅聚合物。

作为本发明的一种优选技术方案，所述a组分中，稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚和苯基缩水甘油醚。

作为本发明的一种优选技术方案，所述a组分中，填料为滑石粉、沉淀硫酸钡、重晶石粉、云母粉、绢云母粉、三聚磷酸铝和长石粉中的一种或多种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述b组分中，聚氨酯油水分散体是将氨解后的亚麻油反应到聚氨酯中合成所得。

作为本发明的一种优选技术方案，所述b组分中，异氰酸酯单体为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯及其三聚体中的一种。

本发明还提供了一种自修复汽车涂料的制备方法，包括以下步骤：

s1、a组分制备：将双酚a型环氧树脂、纳米二氧化硅、分散剂、流平剂和消泡剂加入反应釜中进行均匀混合，搅拌10～20min，得到混合物，再向反应釜内加入填料，与混合物共混，再次搅拌25～35min，得到a组分，待用；

s2、b组分制备：将聚氨酯油水分散体、环氧改性有机硅树脂和异氰酸酯单体在反应釜内混合，搅拌25～35min，得到b组分，待用；

s3、混配：将由所述s2所得的a组分和所述s3所得的b组分进行混配，即得自修复汽车涂料。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种自修复汽车涂料及其制备方法，具备以下有益效果：

该自修复汽车涂料及其制备方法，制备出具有综合性能优异的自修复汽车涂料，大大简化了自修复体系的同时，通过在环氧树脂中加入纳米二氧化硅，有效提高涂层的抗老化和耐化学性能，通过在自修复涂料中添加聚氨酯油水分散体，利用亚麻油改性后的聚氨酯水分散体使涂层具有较好机械性能，通过在涂料中添加环氧改性有机硅树脂，使涂层兼具环氧树脂和有机硅树脂的优点，具有良好的耐热性及防腐性，进一步提升了涂层的机械强度，且附着力极佳，满足自修复汽车涂层使用需求。

附图说明

图1为本发明的自修复汽车涂料制备方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

实施例1

请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种自修复汽车涂料，由a组分和b组分混配而成，a组分包括以下重量份的原料：双酚a型环氧树脂35份、纳米二氧化硅1.5份、分散剂5份、流平剂1.5份、消泡剂1.3份、稀释剂0.7份和填料55份，b组分包括以下重量份的原料：聚氨酯油水分散体20份、环氧改性有机硅树脂30份、异氰酸酯单体65份。

具体的，a组分中，分散剂为聚羧酸盐高分子分散剂。

具体的，a组分中，流平剂采用byk-346流平剂。

本实施例中，byk-346流平剂具有较强的漆膜附着力，特别是对金属，且耐化学品性优良，尤其是耐碱性，同时具有较好的耐热性和电绝缘性，保色性好。

具体的，a组分中，消泡剂为改性聚硅氧烷或有机硅聚合物。

具体的，a组分中，稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚和苯基缩水甘油醚。

具体的，a组分中，填料为滑石粉、沉淀硫酸钡、重晶石粉、云母粉、绢云母粉、三聚磷酸铝和长石粉中的一种或多种。

具体的，b组分中，聚氨酯油水分散体是将氨解后的亚麻油反应到聚氨酯中合成所得。

本实施例中，聚氨酯油水分散体在制备过程中，首先利用二乙醇胺对亚麻油进行氨解，再将氨解后的亚麻油反应到聚氨酯上去，合成了单组分可室温固化的聚氨酯油水分散体，经亚麻油改性后的聚氨酯水分散体涂膜具有较好机械性能。

具体的，b组分中，异氰酸酯单体为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯及其三聚体中的一种。

本发明还提供一种自修复汽车涂料的制备方法，包括以下步骤：

s1、a组分制备：将双酚a型环氧树脂、纳米二氧化硅、分散剂、流平剂和消泡剂加入反应釜中进行均匀混合，搅拌10min，得到混合物，再向反应釜内加入填料，与混合物共混，再次搅拌25min，得到a组分，待用；

s2、b组分制备：将聚氨酯油水分散体、环氧改性有机硅树脂和异氰酸酯单体在反应釜内混合，搅拌25min，得到b组分，待用；

s3、混配：将由s2所得的a组分和s3所得的b组分进行混配，即得自修复汽车涂料。

实施例2

请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种自修复汽车涂料，由a组分和b组分混配而成，a组分包括以下重量份的原料：双酚a型环氧树脂45份、纳米二氧化硅1.4份、分散剂4份、流平剂1.2份、消泡剂0.8份、稀释剂0.6份和填料47份，b组分包括以下重量份的原料：聚氨酯油水分散体22份、环氧改性有机硅树脂20份、异氰酸酯单体58份。

具体的，a组分中，分散剂为聚羧酸盐高分子分散剂。

具体的，a组分中，流平剂采用byk-346流平剂。

本实施例中，byk-346流平剂具有较强的漆膜附着力，特别是对金属，且耐化学品性优良，尤其是耐碱性，同时具有较好的耐热性和电绝缘性，保色性好。

具体的，a组分中，消泡剂为改性聚硅氧烷或有机硅聚合物。

具体的，a组分中，稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚和苯基缩水甘油醚。

具体的，a组分中，填料为滑石粉、沉淀硫酸钡、重晶石粉、云母粉、绢云母粉、三聚磷酸铝和长石粉中的一种或多种。

具体的，b组分中，聚氨酯油水分散体是将氨解后的亚麻油反应到聚氨酯中合成所得。

本实施例中，聚氨酯油水分散体在制备过程中，首先利用二乙醇胺对亚麻油进行氨解，再将氨解后的亚麻油反应到聚氨酯上去，合成了单组分可室温固化的聚氨酯油水分散体，经亚麻油改性后的聚氨酯水分散体涂膜具有较好机械性能。

具体的，b组分中，异氰酸酯单体为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯及其三聚体中的一种。

本发明还提供一种自修复汽车涂料的制备方法，包括以下步骤：

s1、a组分制备：将双酚a型环氧树脂、纳米二氧化硅、分散剂、流平剂和消泡剂加入反应釜中进行均匀混合，搅拌12min，得到混合物，再向反应釜内加入填料，与混合物共混，再次搅拌28min，得到a组分，待用；

s2、b组分制备：将聚氨酯油水分散体、环氧改性有机硅树脂和异氰酸酯单体在反应釜内混合，搅拌28min，得到b组分，待用；

s3、混配：将由s2所得的a组分和s3所得的b组分进行混配，即得自修复汽车涂料。

实施例3

请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种自修复汽车涂料，由a组分和b组分混配而成，a组分包括以下重量份的原料：双酚a型环氧树脂55份、纳米二氧化硅1.3份、分散剂3份、流平剂1份、消泡剂1.2份、稀释剂0.5份和填料49份，b组分包括以下重量份的原料：聚氨酯油水分散体24份、环氧改性有机硅树脂26份、异氰酸酯单体50份。

具体的，a组分中，分散剂为聚羧酸盐高分子分散剂。

具体的，a组分中，流平剂采用byk-346流平剂。

本实施例中，byk-346流平剂具有较强的漆膜附着力，特别是对金属，且耐化学品性优良，尤其是耐碱性，同时具有较好的耐热性和电绝缘性，保色性好。

具体的，a组分中，消泡剂为改性聚硅氧烷或有机硅聚合物。

具体的，a组分中，稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚和苯基缩水甘油醚。

具体的，a组分中，填料为滑石粉、沉淀硫酸钡、重晶石粉、云母粉、绢云母粉、三聚磷酸铝和长石粉中的一种或多种。

具体的，b组分中，聚氨酯油水分散体是将氨解后的亚麻油反应到聚氨酯中合成所得。

本实施例中，聚氨酯油水分散体在制备过程中，首先利用二乙醇胺对亚麻油进行氨解，再将氨解后的亚麻油反应到聚氨酯上去，合成了单组分可室温固化的聚氨酯油水分散体，经亚麻油改性后的聚氨酯水分散体涂膜具有较好机械性能。

具体的，b组分中，异氰酸酯单体为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯及其三聚体中的一种。

本发明还提供一种自修复汽车涂料的制备方法，包括以下步骤：

s1、a组分制备：将双酚a型环氧树脂、纳米二氧化硅、分散剂、流平剂和消泡剂加入反应釜中进行均匀混合，搅拌10～20min，得到混合物，再向反应釜内加入填料，与混合物共混，再次搅拌25～35min，得到a组分，待用；

s2、b组分制备：将聚氨酯油水分散体、环氧改性有机硅树脂和异氰酸酯单体在反应釜内混合，搅拌25～35min，得到b组分，待用；

s3、混配：将由s2所得的a组分和s3所得的b组分进行混配，即得自修复汽车涂料。

实施例4

请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种自修复汽车涂料，由a组分和b组分混配而成，a组分包括以下重量份的原料：双酚a型环氧树脂55份、纳米二氧化硅1.2份、分散剂2份、流平剂0.6份、消泡剂0.8份、稀释剂0.4份和填料40份，b组分包括以下重量份的原料：聚氨酯油水分散体25份、环氧改性有机硅树脂30份、异氰酸酯单体45份。

具体的，a组分中，分散剂为聚羧酸盐高分子分散剂。

具体的，a组分中，流平剂采用byk-346流平剂。

本实施例中，byk-346流平剂具有较强的漆膜附着力，特别是对金属，且耐化学品性优良，尤其是耐碱性，同时具有较好的耐热性和电绝缘性，保色性好。

具体的，a组分中，消泡剂为改性聚硅氧烷或有机硅聚合物。

具体的，a组分中，稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚和苯基缩水甘油醚。

具体的，a组分中，填料为滑石粉、沉淀硫酸钡、重晶石粉、云母粉、绢云母粉、三聚磷酸铝和长石粉中的一种或多种。

具体的，b组分中，聚氨酯油水分散体是将氨解后的亚麻油反应到聚氨酯中合成所得。

本实施例中，聚氨酯油水分散体在制备过程中，首先利用二乙醇胺对亚麻油进行氨解，再将氨解后的亚麻油反应到聚氨酯上去，合成了单组分可室温固化的聚氨酯油水分散体，经亚麻油改性后的聚氨酯水分散体涂膜具有较好机械性能。

具体的，b组分中，异氰酸酯单体为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯及其三聚体中的一种。

本发明还提供一种自修复汽车涂料的制备方法，包括以下步骤：

s1、a组分制备：将双酚a型环氧树脂、纳米二氧化硅、分散剂、流平剂和消泡剂加入反应釜中进行均匀混合，搅拌10～20min，得到混合物，再向反应釜内加入填料，与混合物共混，再次搅拌25～35min，得到a组分，待用；

s2、b组分制备：将聚氨酯油水分散体、环氧改性有机硅树脂和异氰酸酯单体在反应釜内混合，搅拌25～35min，得到b组分，待用；

s3、混配：将由s2所得的a组分和s3所得的b组分进行混配，即得自修复汽车涂料。

由实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制得的自修复汽车涂料，经检验，通过在环氧树脂中加入纳米二氧化硅，有效提高涂层的抗老化度和耐化学性能，通过在自修复涂料中添加聚氨酯油水分散体，利用亚麻油改性后的聚氨酯水分散体使涂料具有较好机械性能，通过在涂料中添加环氧改性有机硅树脂，使涂层兼具环氧树脂和有机硅树脂的优点，具有良好的耐热性及防腐性，且机械强度高，附着力极佳，当涂层在外力作用下产生裂纹时，异氰酸酯单体作为活性物质，空气中的水分与异氰酸酯单体接触并使其固化成膜，无需额外包封固化剂或催化剂，大大简化了自修复体系，综合性能优异。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。