專利名稱：疏水型納米復(fù)合汽車面漆及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了一種疏水型納米復(fù)合汽車面漆，具有疏水、自清潔能力，同時公開了該復(fù)合汽車面漆的制備方法，屬于汽車表面的防護技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，疏水薄膜在科學研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人們?nèi)粘Ｉ畹戎T多領(lǐng)域中有了較廣闊的應(yīng)用。疏水技術(shù)對于建筑工業(yè)、金屬行業(yè)等的防腐防銹及防污也很有現(xiàn)實意義。特別是近年來的微電子系統(tǒng)、光電子元器件及納米科技等高新技術(shù)的高速發(fā)展，給疏水涂層的研究和應(yīng)用于勃勃生機。但是直到目前為止，仍然沒有一種成型的具有疏水性和自清潔能力的汽車面漆可以直接應(yīng)用于汽車表明噴涂。目前，國內(nèi)外對于汽車面漆的疏水性方面的研究比較少，其中較為成功的，如德國eazY Clean "Technologies公司已生產(chǎn)出了為汽車和船表面使用的涂層；以及哈爾濱化工研究所研制出一種附著力好、光滑透明、防污性強， 用于汽車面漆的疏水涂料，這種涂料采用新型改性硅油為主體，經(jīng)過乳化后，制成乳液，可噴涂于汽車面漆表面，干燥后形成牢固性涂層。這種涂層涂在原汽車面漆表面，類似于汽車表面打蠟后者封釉，疏水性不是汽車面漆直接具有的性質(zhì)。此外，這種涂層持久性差，需要定期更換。且造價頗高，不能普及生產(chǎn)也不能代替現(xiàn)有的汽車面漆涂料直接噴涂于底漆和中涂層上。因此，具有疏水性的汽車面漆具有非常重大的理論研究價值和實際應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種疏水型納米復(fù)合汽車面漆，將疏水性、自清潔能力引入到汽車面漆領(lǐng)域，使得汽車表面能夠具有疏水和自清潔能力，能夠節(jié)約大量的洗車用水和成本，并在一定程度上加強了汽車的防腐能力。本發(fā)明還公開了一種疏水型納米復(fù)合汽車面漆的制備方法，成本較低、工藝較簡單、便于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的疏水型納米復(fù)合汽車面漆，其特征在于是由以下原料按重量份數(shù)比制成的
納米二氧化硅0. 4^50 ；丙烯酸型汽車面漆5(Γ150 ；納米分散助劑0. 2^20 ；有機溶劑 20 200。所述的納米分散液助劑選自3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺和Y-縮水甘油醚氧
丙基三甲氧基硅烷中的一種。所述的有機溶劑選自乙酸乙酯和二甲苯中的一種或兩種混用。本發(fā)明的疏水型納米復(fù)合汽車面漆的生產(chǎn)工藝包括以下步驟
1)將納米分散液助劑液體放入反應(yīng)釜中，加入上述有機溶劑，攪拌2(Γ40分鐘(轉(zhuǎn)速為 300^800轉(zhuǎn)/分)，保持攪拌狀態(tài)，再加入納米二氧化硅，得到納米二氧化硅分散液；用超聲波納米材料分散儀，分散處理20 40分鐘，溫度為3(T55°C，超聲頻率為2(T40kHz。2)將汽車面漆加入反應(yīng)釜中，控制溫度為3(T40°C，轉(zhuǎn)速為200 1000轉(zhuǎn)/分條件下攪拌廣2小時，使之充分混合，狀態(tài)均勻、穩(wěn)定。3)將步驟2)的面漆放入超聲波分散儀中，用超聲波分散3(Γ90分鐘，溫度為 3(T55°C，超聲波頻率為2(T40kHz，抽濾除去溶劑，得到本發(fā)明疏水面漆。以下實驗表明本發(fā)明疏水型納米復(fù)合丙烯酸汽車面漆之所以有良好的疏水性 為了驗證本發(fā)明的效果以及更好地解釋本疏水納米復(fù)合汽車面漆的疏水作用的
機理，將本發(fā)明所得到的疏水型納米復(fù)合汽車面漆與原汽車面漆進行噴涂后，用德國 Dataphysics 0CA20接觸角測量儀分別測量其漆膜表面上水的接觸角，如圖3所示，用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察本發(fā)明面漆漆膜表面的表面形態(tài)，如圖1所示；X射線光電子能譜分析儀(XPS)分析本發(fā)明漆膜表面的化學組成，如圖2所示。SEM觀察重點在于觀察漆膜表面的表面粗糙度和表面形態(tài)，XPS分析重點在于分析納米二氧化硅(以硅元素為標記)是否均勻的分散在漆膜之中及漆膜的表面上。由圖3可見原漆膜表面水接觸角僅為80. 3° (參見圖3a)，而本發(fā)明的疏水性納米復(fù)合汽車面漆表面水的接觸角達到139. 9° (見圖北)，顯然本發(fā)明具有很明顯的疏水效果。在掃描電子顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明漆膜表面均勻得分布著直徑大約10微米至30 微米的突起(圖1 a)，并且每個突起都是由直徑為納米級的一些小層狀結(jié)構(gòu)組成(圖lb)。 這種微-納米二級結(jié)構(gòu)是由加入的納米二氧化硅顆粒所引起的(圖2可見，納米二氧化硅均勻分散于漆膜的表面上)。而這種微-納米二級結(jié)構(gòu)與荷葉表面的微觀結(jié)構(gòu)非常相似。這種結(jié)構(gòu)恰是荷葉具有超疏水性的主要原因。正是這種微-納米二級結(jié)構(gòu)的存在才使得本發(fā)明的納米復(fù)合材料的丙烯酸汽車面漆才有了良好的疏水作用。可見，本發(fā)明有著重要的理論研究價值和實際應(yīng)用價值。本發(fā)明的積極效果在于將納米二氧化硅用納米分散液進行處理，并利用超聲波的空化作用將其分散到丙烯酸汽車面漆的各組分中，對丙烯酸面漆進行改性，汽車面漆具有附著力好、硬度高、彎曲強度大，耐水、耐酸、耐堿、耐汽油，疏水自清潔，防污防塵等特點。 具有高的水接觸角和低的表面能。耐化學腐蝕和自清潔作用，減少了水在漆面的駐留時間和與金屬底材的接觸機會，具有抵抗汽車金屬材料腐蝕的作用。漆膜層間附著力好，漆膜硬度高、彎曲強度大，具有良好的機械力學性能，且與中涂層間有較好的結(jié)合能力。光澤度高， 顏色光鮮，狀態(tài)細膩均勻，貯存穩(wěn)定，觀賞性強?？棺贤饩€、耐溫變、耐侯性好，面漆使用壽命長。適用于氣候條件惡劣的地區(qū)和各種強腐蝕的環(huán)境。


圖1是本發(fā)明汽車面漆薄膜表面的掃描電子顯微鏡照片； 圖2是本發(fā)明汽車面漆薄膜的XPS分析結(jié)果；
圖3是分別噴涂了普通汽車面漆(a)和本發(fā)明汽車面漆(b)的漆膜表面水接觸角的照片。
具體實施例方式
通過以下實施例進一步距離描述本發(fā)明，而不以任何方式限制本發(fā)明，在不背離本發(fā)明的技術(shù)解決方案的前提下，對本發(fā)明所作的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易實現(xiàn)的任何改動或改變都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。實施例1將20g的3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺放入反應(yīng)釜中，加入200g乙酸乙酯、170g 二甲苯，攪拌30分鐘(轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分)，保持攪拌狀態(tài)，再加入50g納米二氧化硅，得到納米二氧化硅分散液；用超聲波納米材料分散儀，分散處理30分鐘，溫度為45°C，超聲頻率為 30kHz ο將500g汽車面漆(選自銳志丙烯酸型汽車漆業(yè)52)加入反應(yīng)釜中，控制溫度為 35°C，攪拌1. 5小時(轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分)，使之充分混合，狀態(tài)均勻、穩(wěn)定。將混合溶液放入超聲波分散儀中，用超聲波分散60分鐘，溫度為45°C，超聲波頻率為30kHz，抽濾除去溶劑， 得到本發(fā)明疏水面漆。實施例2
將20g的Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷放入反應(yīng)釜中，加入400g乙酸乙酯，攪拌40分鐘(轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分)，保持攪拌狀態(tài)，再加入50納米二氧化硅，得到納米二氧化硅分散液。用超聲波納米材料分散儀，分散處理20分鐘，溫度為30°C，超聲頻率為40kHz。將500g汽車面漆(選自銳志丙烯酸型汽車漆RZ9000)加入反應(yīng)釜中，控制溫度為 30 0C，攪拌1小時(轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分)，使之充分混合，狀態(tài)均勻、穩(wěn)定。將混合溶液放入超聲波分散儀中，用超聲波分散45分鐘，溫度為30°C，超聲波頻率為40kHz，抽濾除去溶劑，得到本發(fā)明疏水面漆。實施例3
將50g的3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺放入反應(yīng)釜中，加入500g 二甲苯，攪拌20分鐘(轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分)，保持攪拌狀態(tài)，再加入55g納米二氧化硅，得到納米二氧化硅分散液；用超聲波納米材料分散儀，分散處理40分鐘，溫度為55°C，超聲頻率為20kHz。將600g汽車面漆(選自銳志丙烯酸型汽車漆1KS22B)加入反應(yīng)釜中，控制溫度為 40 0C，攪拌2小時(轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分)，使之充分混合，狀態(tài)均勻、穩(wěn)定。將混合溶液放入超聲波分散儀中，用超聲波分散90分鐘，溫度為55°C，超聲波頻率為20kHz，抽濾除去溶劑，得到本發(fā)明疏水面漆。
權(quán)利要求
1.一種疏水型納米復(fù)合汽車面漆，其特征在于是由以下原料按重量份數(shù)比制成的 納米二氧化硅0. 4^50 ；丙烯酸型汽車面漆5(Γ150 ；納米分散助劑0. 2^20 ；有機溶劑20 200;所述的納米分散液助劑選自3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺和Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一種；所述的有機溶劑選自乙酸乙酯和二甲苯中的一種或兩種混用。
2.權(quán)利要求1所述的疏水型納米復(fù)合汽車面漆的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟1)將納米分散液助劑液體放入反應(yīng)釜中，加入上述有機溶劑，轉(zhuǎn)速為30(Γ800轉(zhuǎn)/分， 攪拌2(Γ40分鐘，保持攪拌狀態(tài)，再加入納米二氧化硅，得到納米二氧化硅分散液；用超聲波納米材料分散儀，分散處理20 40分鐘，溫度為3(T55°C，超聲頻率為2(T40kHz ；2)將汽車面漆加入反應(yīng)釜中，控制溫度為3(T40°C，轉(zhuǎn)速為20(Γ1000轉(zhuǎn)/分，攪拌廣2 小時，使之充分混合，狀態(tài)均勻、穩(wěn)定；3)將步驟2)的面漆放入超聲波分散儀中，用超聲波分散3(Γ90分鐘，溫度為3(T55°C， 超聲波頻率為2(T40kHz，抽濾除去溶劑，即得。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種疏水型納米復(fù)合汽車面漆，具有疏水、自清潔能力，同時公開了該復(fù)合汽車面漆的制備方法，將納米二氧化硅用納米分散液進行處理，并利用超聲波的空化作用將其分散到丙烯酸汽車面漆的各組分中，對丙烯酸面漆進行改性，汽車面漆具有附著力好、硬度高、彎曲強度大，耐水、耐酸、耐堿、耐汽油，疏水自清潔，防污防塵等特點。
文檔編號C09D133/00GK102358807SQ201110215930
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月30日
發(fā)明者于多年, 馮方智, 盧思宇, 周維杰, 朱利民, 杜習宇, 牛雙, 胡正才, 賀維華, 陳延紅, 魯重陽 申請人:吉林大學