一种汽车发泡PVC阻燃车底涂料及其制备方法与流程

一种汽车发泡pvc阻燃车底涂料及其制备方法
技术领域
1.本发明属于汽车车底涂料技术领域，尤其涉及一种汽车发泡pvc阻燃车底涂料及其制备方法。


背景技术：

2.汽车底部涂料因受到石击等容易被破坏，丧失保护作用，因此，需要在汽车底部涂抗石击涂料。汽车车底抗石击涂料以高强度的聚氯乙烯树脂(全名polyvinylchlorid，简称pvc)为主体材料，加入增塑剂、增粘剂、无机填料组成的pvc型涂料，应用于汽车底部、轮罩、翼子板等处，起到密封、减震、降低噪音、防止腐蚀以及抗石击的作用。
3.随着节能减排、汽车轻量化的要求深化推进，车底涂料的轻量化日益迫切。传统车底涂料使用pvc树脂为主体材料，其阻燃性能相对较差，随着目前新能源汽车行业的蓬勃发展，电源短路等引起自燃现象时有发生，对汽车相关材料的阻燃要求也随之提高。
4.传统pvc抗石击涂料在轻量化、阻燃性方面存在缺点，因此开发亟需一种新的汽车车底阻燃涂料，既可以实现整车轻量化，还可以提高材料的阻燃性能。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明针对现有技术存在的问题，提供一种汽车发泡pvc阻燃车底涂料及其制备方法，在保持优异产品性能、施工性能的基础上，实现轻量化及提高阻燃性能。
6.本发明汽车发泡pvc阻燃车底涂料，其原料包括如下重量份数的如下组分：
[0007][0008]
优选地，所述汽车发泡pvc阻燃车底涂料的组分及含量如下：
[0009][0010]
优选地，所述磷酸酯类阻燃剂为磷酸三(2-氯丙基)酯(tris(1-chloro-2-propyl)phosphate，缩写tcpp)、磷酸三氯乙基磷酸酯(tris(2-chloroethyl)phosphate,缩写tcep)。
[0011]
优选地，所述发泡剂为物理发泡微球。
[0012]
优选地，所述pvc树脂为均聚、共聚、掺混pvc树脂。
[0013]
优选地，所述填料为改性纳米碳酸钙。
[0014]
优选地，所述溶剂为芳香族烷烃。
[0015]
优选地，所述助剂为色浆、热稳定剂、附着力促进剂中的一种或多种。
[0016]
本发明还提供了上述的汽车发泡pvc阻燃车底涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0017]
s1、将邻苯二甲酸二异壬酯、磷酸酯类阻燃剂、改性纳米碳酸钙1300-2000r/min混合搅拌20-30min；
[0018]
s2、向步骤s1获得的混合物中加入发泡剂、溶剂和助剂，1300-2000r/min混合搅拌15-20min；
[0019]
s3、向步骤s2获得的混合物中加入pvc树脂，1300-2000r/min混合搅拌15-20min；
[0020]
s4、对步骤s3获得的pvc涂料进行真空脱泡。
[0021]
相比于现有技术，本发明汽车发泡pvc阻燃车底涂料及其制备方法具有如下有益效果：
[0022]
1、该发泡pvc阻燃抗石击涂料的发泡率在30-50％，在同等干膜涂层厚度要求，每台车用量可减少25-40％，与传统材料用量对比，平均每车可减重2-3kg(根据不同车型用量计算)
[0023]
2、相对传统车底涂料，该发泡pvc阻燃抗石击涂料的阻燃性极大提高，阻燃性能达到v1级以上。
具体实施方式
[0024]
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述。
[0025]
实施例1
[0026]
本实施例的汽车发泡pvc阻燃车底涂料包含下述重量份的下述组分：33份邻苯二甲酸二异壬酯、8份磷酸三(2-氯丙基)酯、30份纳米碳酸钙、0.8份物理发泡微球、4份溶剂(芳香族烷烃)、1.2份附着力促进剂、0.8份色浆、0.5份热稳定剂、25份pvc树脂。制备方法如
下：
[0027]
步骤s1：在料筒内中分别加入33份邻苯二甲酸二异壬酯增塑剂，10份磷酸三(2-氯丙基)酯，30份纳米碳酸钙填料，高速混合搅拌25min。
[0028]
步骤s2：在步骤s1的基础上，继续加入0.8份物理发泡微球，4份溶剂，1.2份附着力促进剂，0.8份色浆，0.5份热稳定剂高速混合搅拌17min。
[0029]
步骤s3：在步骤s2的基础上，继续加入5份掺混pvc树脂，10份均聚pvc树脂，10份共聚树脂，高速混合搅拌18min。
[0030]
步骤s4：在步骤s3的基础上，对所得pvc涂料进行真空脱泡。
[0031]
实施例2
[0032]
本实施例的汽车发泡pvc阻燃车底涂料包含下述重量份的下述组分：30份邻苯二甲酸二异壬酯、13份磷酸三(2-氯丙基)酯、25份纳米碳酸钙、0.8份物理发泡微球、4份溶剂(芳香族烷烃)、1.5份附着力促进剂、0.8份色浆、0.5份热稳定剂、25份pvc树脂。制备方法如下：
[0033]
步骤s1：在料筒内中分别加入30份邻苯二甲酸二异壬酯增塑剂，13份磷酸三(2-氯丙基)酯，25份纳米碳酸钙填料，高速混合搅拌25min。
[0034]
步骤s2：在步骤s1的基础上，继续加入0.8份物理发泡微球，4份溶剂，1.5份附着力促进剂，0.8份色浆，0.5份热稳定剂，高速混合搅拌17min。
[0035]
步骤s3：在步骤s2的基础上，继续加入5份掺混pvc树脂，5份均聚pvc树脂，15份共聚树脂高速混合搅拌17min。
[0036]
步骤s4：在步骤s3的基础上，对所得pvc涂料进行真空脱泡。
[0037]
实施例3
[0038]
本实施例的汽车发泡pvc阻燃车底涂料包含下述重量份的下述组分：30份邻苯二甲酸二异壬酯、13份磷酸三(2-氯丙基)酯、25份纳米碳酸钙、0.9份物理发泡微球、4份溶剂(芳香族烷烃)、1.5份附着力促进剂、0.8份色浆、0.5份热稳定剂、25份pvc树脂。制备方法如下：
[0039]
步骤s1：在料筒内中分别加入10份邻苯二甲酸二异壬酯增塑剂，25份磷酸三(2-氯丙基)酯，25份纳米碳酸钙填料，高速混合搅拌25min。
[0040]
步骤s2：在步骤s1的基础上，继续加入0.9份物理发泡微球，4份溶剂，1.5份附着力促进剂，0.8份色浆，0.5份热稳定剂，高速混合搅拌17min。
[0041]
步骤s3：在步骤s2的基础上，继续加入5份掺混pvc树脂，20份共聚树脂，高速混合搅拌18min。
[0042]
步骤s4：在步骤s3的基础上，对所得pvc涂料进行真空脱泡。
[0043]
实施例4
[0044]
本实施例的汽车发泡pvc阻燃车底涂料包含下述重量份的下述组分：30份邻苯二甲酸二异壬酯、13份磷酸三氯乙基磷酸酯(tcep)、25份纳米碳酸钙、0.8份物理发泡微球、4份溶剂(芳香族烷烃)、1.3份附着力促进剂、0.8份色浆、0.5份热稳定剂、25份pvc树脂。制备方法如下：
[0045]
步骤s1：在料筒内中分别加入20份邻苯二甲酸二异壬酯增塑剂，25份磷酸三(2-氯丙基)酯，25份纳米碳酸钙填料，高速混合搅拌26min。
[0046]
步骤s2：在步骤s1的基础上，继续加入0.8份物理发泡微球，4份溶剂，1.3份附着力促进剂，0.8份色浆，0.5份热稳定剂，高速混合搅拌17min。
[0047]
步骤s3：在步骤s2的基础上，继续加入5份掺混pvc树脂，5份均聚pvc树脂，15份共聚树脂高速混合搅拌15min。
[0048]
步骤s4：在步骤s3的基础上，对所得pvc涂料进行真空脱泡。
[0049]
对比例1
[0050]
本对比例中汽车底部涂料，包含下述含量的下述组分：35份邻苯二甲酸二异壬酯、33份纳米碳酸钙、5份溶剂(芳香族烷烃)、0.7份附着力促进剂、0.8份色浆、0.5份热稳定剂、30份pvc树脂。
[0051]
步骤s1：在料筒内中分别加入30份邻苯二甲酸二异壬酯增塑剂，33份纳米碳酸钙填料，高速混合搅拌28min。
[0052]
步骤s2：在步骤s1的基础上，继续加入5份溶剂，0.7份附着力促进剂，0.8份色浆，0.5份热稳定剂，高速混合搅拌18min。
[0053]
步骤s3：在步骤s2的基础上，继续加入7份掺混pvc树脂，10份均聚pvc树脂，13份共聚树脂，高速混合搅拌18min。
[0054]
步骤s4：在步骤s3的基础上，对所得pvc涂料进行真空脱泡。
[0055]
对比例2
[0056]
本对比例中汽车底部涂料，包含下述含量的下述组分：30份邻苯二甲酸二异壬酯、30份纳米碳酸钙、1份发泡剂，5份溶剂(芳香族烷烃)、0.5份附着力促进剂、0.8份色浆、0.6份热稳定剂、30份pvc树脂。
[0057]
步骤s1：在料筒内中分别加入30份邻苯二甲酸二异壬酯增塑剂，30份纳米碳酸钙填料，高速混合搅拌25min。
[0058]
步骤s2：在步骤s1的基础上，继续加入1份发泡剂，5份溶剂，0.5份附着力促进剂，0.8份色浆，0.6份热稳定剂，高速混合搅拌17min。
[0059]
步骤s3：在步骤s2的基础上，继续加入5份掺混pvc树脂，10份均聚pvc树脂，15份共聚树脂，高速混合搅拌18min。
[0060]
步骤s4：在步骤s3的基础上，对所得pvc涂料进行真空脱泡。
[0061]
对比例3
[0062]
本对比例的汽车发泡pvc阻燃车底涂料包含下述重量份的下述组分：30份邻苯二甲酸二异壬酯、10份磷酸三(2-氯丙基)酯、40份纳米碳酸钙、0.5份物理发泡微球、3份溶剂(芳香族烷烃)、0.7份附着力促进剂、0.6份色浆、15份pvc树脂。制备方法如下：
[0063]
步骤s1：在料筒内中分别加入30份邻苯二甲酸二异壬酯增塑剂，10份磷酸三(2-氯丙基)酯，40份纳米碳酸钙填料，高速混合搅拌26min。
[0064]
步骤s2：在步骤s1的基础上，继续加入0.5份物理发泡微球，3份溶剂，0.7份附着力促进剂，0.6份色浆，高速混合搅拌17min。
[0065]
步骤s3：在步骤s2的基础上，继续加入5份掺混pvc树脂，5份均聚pvc树脂，5份共聚树脂，高速混合搅拌18min。
[0066]
步骤s4：在步骤s3的基础上，对所得pvc涂料进行真空脱泡。
[0067]
效果实施例1
[0068]
对实施例1-4及对比例1-3制得的涂料制板评价阻燃性能。阻燃性试条制备模具尺寸为：150mm
×
100mm
×
2-3mm厚；在离型纸上涂布以上尺寸涂膜后，置于140℃烘箱中加热30min，取出冷却至室温。涂膜在23
±
2℃，50
±
5％rh条件下放置48h及70
±
2℃条件下老化168小时，裁切成125mm
×
13mm尺寸的试条，至少5条，按照ul94-2013标准评价阻燃性。
[0069]
表1、实施列1制备涂料的阻燃性能评价
[0070][0071]
注：试样条件：125mm(长)
×
13mm(宽)
×
3.1mm(厚)。
[0072]
实施列1制备的样品阻燃效果明显提高，阻燃等级达v-1级。
[0073]
表2、实施列2制备涂料的阻燃性能评价
[0074][0075][0076]
注：试样条件：125mm(长)
×
13mm(宽)
×
3.2mm(厚)。
[0077]
实施列2制备的样品阻燃效果较好，常态条件下阻燃效果达v0级，老化放置后阻燃等级v-1级。
[0078]
表3、实施列3制备涂料的阻燃性能评价
[0079][0080]
注：试样条件：125mm(长)
×
13mm(宽)
×
3.0mm(厚)。
[0081]
实施列3制备的样品阻燃效果极佳，常态条件下、老化条件下第一次、第二次施加火焰后，余焰均在较短时间内熄灭。
[0082]
表4、实施列4制备涂料的阻燃性能评价
[0083][0084]
注：试样条件：125mm(长)
×
13mm(宽)
×
2.9mm(厚)。
[0085]
实施列4制备的样品阻燃效果有改善，整体阻燃性能达到v-1级，同等条件下，磷酸三(2-氯丙基)酯较磷酸三氯乙基磷酸酯的阻燃效果好一些。
[0086]
表5、对比列1制备涂料的阻燃性能评价
[0087]
[0088][0089]
注：试样条件：125mm(长)
×
13mm(宽)
×
3.0mm(厚)。
[0090]
对比例1制备的样品不具备发泡性能，阻燃效果差，基本二次施加火焰后试条基本燃烧完，不符合v-0、v-1、v-2等级要求阻燃要求。
[0091]
表6、对比列2制备涂料的阻燃性能评价
[0092]
[0093][0094]
注：试样条件：125mm(长)
×
13mm(宽)
×
3.2mm(厚)。
[0095]
对比例2制备的样品具有优异的发泡性能，样品烘烤后膨胀形成均匀空隙，施加火焰后涂层燃烧明显，涂层空隙进一步加速燃烧速度，无阻燃效果，不符合v-0、v-1、v-2等级要求阻燃要求。
[0096]
表7、对比列3制备涂料的阻燃性能评价
[0097][0098]
注：试样条件：125mm(长)
×
13mm(宽)
×
3.2mm(厚)。
[0099]
对比例3制备的样品具有一定的发泡性能及阻燃效果，第一次施加火焰后阻燃效果还是比较好，但二次施加火焰后样品的阻燃效果明显降低，样品燃烧完全，不符合v-0、v-1、v-2等级要求阻燃要求。
[0100]
效果实施例2
[0101]
对实施例1-4及对比例1-3制得的涂料制板评价发泡倍率、湿膜密度(gb/t 13354-1992)、同等干膜膜厚(游标卡尺测量干膜膜厚)、抗石击性能(六角黄铜螺母下落法，每次3kg重量螺母2m高度处下落冲击胶层，评价胶层破损时所需螺母重量)、施工性能(小型喷涂泵喷涂评价及手工刷涂评价材料施工性能)。
[0102]
发泡倍率测试方法：排水法测试发泡倍率。称取50mm
×
25mm小铁片在水中的重量，记作w1；在50mm
×
25mm小铁片上涂布35mm
×
20mm
×
1-2mm厚涂层，然后称取铁板与试料在水中的重量：记作w2；把涂布涂层的铁片置于140℃烘箱中加热30min，取出冷却至室温，然后称取在水中的重量：记作w3。发泡倍率e按照下式计算：
[0103]
e＝(w3-w1)/(w2-w1)
×
100％，
[0104]
式中：w1—铁片在水中的质量，
[0105]
w2—铁片和试样烘烤前在水中的质量，
[0106]
w3—铁片和试样烘烤后在水中的质量。
[0107]
表8、实施例1-4及对比例1-3制备涂料性能对比评价
[0108][0109][0110]
由上述实验数据可知，采用本方面的实施例1-4制备的发泡pvc阻燃车底涂料，具有良好的阻燃效果，发泡倍率达40-50％，同等干膜膜厚需求条件下可减少30-35材料用量，且具有优良的抗石击性能及施工性能。
[0111]
以上所述实施例仅表达了本发明的诸多实施方式中的少数，虽然其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。