本發(fā)明涉及汽車金屬漆，具體地說是汽車金屬漆用二氧化硅消光劑的制備方法。

背景技術(shù)：

目前，汽車金屬漆用消光劑二氧化硅生產(chǎn)工藝普遍采用凝膠溶膠法生產(chǎn)，生產(chǎn)的大孔容消光劑存在以下幾個缺點：

汽車金屬漆用消光劑二氧化硅，未進行二氧化硅粒子表面處理，在汽車金屬漆配方中分散性差，容易產(chǎn)生硬沉淀，抗刮傷性不好，漆面容易形成較大的皺面，手感不好；

汽車金屬漆用消光劑二氧化硅，是在消光劑二氧化硅成品直接加入微粉蠟，物理粉碎得到成品，只能得到微米級的蠟顆粒，蠟粉分布不均勻，微粉蠟容易團聚，分散性差；

用搪瓷反應(yīng)生產(chǎn)，由于工藝的局限性反應(yīng)釜的體積小在1-10m³的容積，生產(chǎn)效率低、能耗高、產(chǎn)品的穩(wěn)定性差；

成膠方式采用先加水玻璃為底液攪拌加酸成膠，造成反應(yīng)的底堿的氧化鈉溶度由高到低，反應(yīng)體系的pH值也是由高到低，生成的二氧化硅的原級粒子大小不均勻、二氧化硅的顆粒團聚嚴重，造成后續(xù)凝膠老化和擴孔時，孔容體積小、孔徑分布寬，消光效率低及分散性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種分散性好的汽車金屬漆用二氧化硅消光劑的制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：汽車金屬漆用二氧化硅消光劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、向聚乙烯蠟中加入乳化劑、表面活性劑后，升溫熔化，然后加入氫氧化鈉，得混合物，將混合物加入不斷攪拌的熱水中，得聚乙烯蠟乳液；

步驟2、將水玻璃與聚乙烯蠟乳液按體積比16∶1～2混合，得水玻璃預(yù)處理液。

本發(fā)明的有益效果在于：水玻璃加入聚乙烯蠟乳液后，聚乙烯蠟乳液對水玻璃進行離子表面包裹，處理的均勻、完全，反應(yīng)時處理能達到納米級的表面修飾，提高二氧化硅分散性，在汽車金屬硅中防止二氧化硅生成沉淀，提高汽車金屬漆的透明度與改善抗刮性。

具體實施方式

為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式予以說明。

本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：水玻璃加入聚乙烯蠟乳液后，聚乙烯蠟乳液對水玻璃進行離子表面包裹，處理的均勻、完全，反應(yīng)時處理能達到納米級的表面修飾，提高二氧化硅分散性，在汽車金屬硅中防止二氧化硅生成沉淀，提高汽車金屬漆的透明度與改善抗刮性。

本發(fā)明提供一種汽車金屬漆用二氧化硅消光劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、向聚乙烯蠟中加入乳化劑、表面活性劑后，升溫熔化，然后加入氫氧化鈉，得混合物，將混合物加入不斷攪拌的熱水中，得聚乙烯蠟乳液；

步驟2、將水玻璃與聚乙烯蠟乳液按體積比16∶1～2混合，得水玻璃預(yù)處理液。

進一步的，還包括：

步驟3、向純水中加入乙二醇、正丁醇和乙醇中的一種或幾種，通過蒸汽升溫后加入氫氧化鈉，得底水，向不斷攪拌的底水中加入水玻璃預(yù)處理液和稀硫酸，控制反應(yīng)體系pH值保持恒定，反應(yīng)時間為30～90min；

反應(yīng)結(jié)束后，繼續(xù)加入稀硫酸至反應(yīng)體系pH值為3～4，得反應(yīng)漿料；

步驟4、控制反應(yīng)漿料pH值為7.5～10.5，升溫至80～95℃反應(yīng)1～3h，再酸化至pH值為3～4；

步驟5、將步驟4所得物洗滌至濾水的電導(dǎo)率＜50μS/cm，經(jīng)制漿、磨漿、噴霧干燥后通過氣流粉碎機粉碎，即得二氧化硅消光劑。

由上述描述可知，適當?shù)臏囟认略诘姿屑尤胍欢恳叶肌⒄〈?、乙醇等醇類，成膠反應(yīng)是采用酸堿并流在底水中直接反應(yīng)成膠，反應(yīng)非常激烈，成核速度快，有利于二氧化硅晶核的生成，有利于生成大小均勻規(guī)則的球形原級粒徑，在老化及擴孔反應(yīng)時，能得到大孔容、孔徑分布集中的微觀孔結(jié)構(gòu)。利用大容積反應(yīng)釜45-120m³，生產(chǎn)效率高、能耗低、產(chǎn)品的穩(wěn)定性好，生產(chǎn)工藝簡單更有利于工業(yè)化生產(chǎn)。

進一步的，步驟3中通過同時向底水中加入氫氧化鈉和稀硫酸來控制反應(yīng)體系pH值保持恒定。

由上述描述可知，利用常規(guī)的不銹鋼反應(yīng)釜45-120m³生成消光劑用二氧化硅產(chǎn)品，預(yù)先在反應(yīng)釜內(nèi)加入自來水，加入一定量的氫氧化鈉調(diào)節(jié)底水的pH值，控制反應(yīng)工藝溫度，開啟攪拌，分別通過酸、堿管道并流加入，采用定堿流量調(diào)節(jié)酸流量控制底液的pH值，保證一開始的pH值與反應(yīng)前預(yù)加底水體系的pH值一致，反應(yīng)過程反應(yīng)體系pH值保持穩(wěn)定。生成二氧化硅的原級粒子大小均勻、二氧化硅的顆粒分散性好，后續(xù)凝膠老化和擴孔時，孔容體積大、孔徑分布集中，消光效率高及分散性好。老化及擴孔反應(yīng)時，在高溫微堿性的條件下，小粒子溶解增長成大顆粒，得到均勻大孔徑二氧化硅微孔結(jié)構(gòu)。

進一步的，所述稀硫酸中H₂SO₄的質(zhì)量分數(shù)為5～30％。

進一步的，所述水玻璃中SiO₂的質(zhì)量分數(shù)為5～25％。

進一步的，所述乳化劑選自十二烷基硫酸鈉鹽、十二烷基苯磺酸鈣鹽、吐溫T-80、硬脂酸鈉鹽中的一種或幾種。

進一步的，所述表面活性劑選自十二烷基苯磺酸鈉、乙二醇、三乙醇胺皂、聚山梨酯的一種或幾種。

進一步的，聚乙烯蠟與乳化劑、表面活性劑混合時重量比為20∶3∶3。

綜上，本發(fā)明提供的二氧化硅消光劑的制備方法具體為：

步驟1、配制SiO₂質(zhì)量分數(shù)為5～25％的水玻璃和H₂SO₄質(zhì)量分數(shù)為5～30％的稀硫酸；向聚乙烯蠟中按重量比聚乙烯蠟∶乳化劑∶表面活性劑＝20∶3∶3加入乳化劑、表面活性劑后，升溫熔化，然后加入氫氧化鈉，得混合物，將混合物加入不斷攪拌的熱水中，得聚乙烯蠟乳液；

步驟2、向不斷攪拌的水玻璃中加入聚乙烯蠟乳液，水玻璃與聚乙烯蠟乳液的體積比為16∶1～2，得水玻璃預(yù)處理液；

步驟3、向純水中加入乙二醇、正丁醇和乙醇中的一種或幾種，通過蒸汽升溫后加入氫氧化鈉，得底水，向不斷攪拌的底水中加入水玻璃預(yù)處理液和稀硫酸，控制反應(yīng)體系pH值保持恒定，反應(yīng)時間為30～90min；

反應(yīng)結(jié)束后，繼續(xù)加入稀硫酸至反應(yīng)體系pH值為3～4，得反應(yīng)漿料；

步驟4、將反應(yīng)漿料加入不斷攪拌的氫氧化鈉溶液中，控制反應(yīng)漿料pH值為7.5～10.5，升溫至80～95℃反應(yīng)1～3h，再酸化至pH值為3～4；

步驟5、將步驟4所得物洗滌至濾水的電導(dǎo)率＜50μS/cm，經(jīng)制漿、磨漿、噴霧干燥后通過氣流粉碎機粉碎，即得二氧化硅消光劑。

實施例1

在90m³反應(yīng)釜內(nèi)，先加入20m³的純水，加入20kg乙二醇，通入蒸汽升溫，升溫至55℃，開啟攪拌，加入2kg氫氧化鈉調(diào)節(jié)底水的pH值＝8，控制反應(yīng)的溫度為55℃，往反應(yīng)釜內(nèi)加入經(jīng)過高分子聚乙烯蠟乳液處理好的水玻璃和15％稀硫酸并流反應(yīng)，通過調(diào)整反應(yīng)的酸堿流量比率來控制反應(yīng)的pH值＝8，使反應(yīng)pH值與底水的pH值保持一致，反應(yīng)時間控制在60分鐘，并流反應(yīng)結(jié)束。繼續(xù)加入稀硫酸酸化至pH值值3.5。往反應(yīng)釜內(nèi)先加入50L氫氧化鈉中合過量的稀硫酸，條件反應(yīng)漿料pH值8.5的微堿性下，升溫至90℃的高溫下老化反應(yīng)2小時，再用稀硫酸酸化至pH值＝3。把反應(yīng)漿料注入壓濾板框，先用過濾后的自來水洗滌，洗滌至濾水電導(dǎo)率＜200μS/cm，再用純水洗滌至濾水的電導(dǎo)率＜50μS/cm，制漿，磨漿，噴霧干燥，通過氣流粉碎機粉碎。

實施例2

在90m³反應(yīng)釜內(nèi)，先加入30m³的純水，加入20kg聚乙二醇，通入蒸汽升溫，升溫至65℃，開啟攪拌，加入5kg氫氧化鈉調(diào)節(jié)底水的pH值＝8.5，控制反應(yīng)的溫度為65℃，往反應(yīng)釜內(nèi)加入經(jīng)過高分子聚乙烯蠟乳液處理好的水玻璃和25％稀硫酸并流反應(yīng)，通過調(diào)整反應(yīng)的酸堿流量比率來控制反應(yīng)的pH值＝8.5，使反應(yīng)pH值與底水的pH值保持一致，反應(yīng)時間控制在60分鐘，并流反應(yīng)結(jié)束。繼續(xù)加入稀硫酸酸化至pH值3.5。往反應(yīng)釜內(nèi)先加入40L氫氧化鈉中合過量的稀硫酸，條件反應(yīng)漿料pH值8.0的微堿性下，升溫至95℃的高溫下老化反應(yīng)2小時，再用稀硫酸酸化至pH值＝3。把反應(yīng)漿料注入壓濾板框，先用過濾后的自來水洗滌，洗滌至濾水電導(dǎo)率＜200μS/cm，再用純水洗滌至濾水的電導(dǎo)率＜50μS/cm，制漿，磨漿，噴霧干燥，通過氣流粉碎機粉碎。

實施例3

在90m³反應(yīng)釜內(nèi)，先加入35m³的純水，加入20kg正丁醇，通入蒸汽升溫，升溫至50℃，開啟攪拌，加入5kg氫氧化鈉調(diào)節(jié)底水的pH值＝8.5，控制反應(yīng)的溫度為50℃，往反應(yīng)釜內(nèi)加入經(jīng)過高分子聚乙烯蠟乳液處理好的水玻璃和30％稀硫酸并流反應(yīng)，通過調(diào)整反應(yīng)的酸堿流量比率來控制反應(yīng)的pH值＝8.5，使反應(yīng)pH值與底水的pH值保持一致，反應(yīng)時間控制在45分鐘，并流反應(yīng)結(jié)束。繼續(xù)加入稀硫酸酸化至pH值3.5。往反應(yīng)釜內(nèi)先加入35L氫氧化鈉中合過量的稀硫酸，條件反應(yīng)漿料pH值7.5的微堿性下，升溫至95℃的高溫下老化反應(yīng)2小時，再用稀硫酸酸化至pH值＝3。把反應(yīng)漿料注入壓濾板框，先用過濾后的自來水洗滌，洗滌至濾水電導(dǎo)率＜200μS/cm，再用純水洗滌至濾水的電導(dǎo)率＜50μS/cm，制漿，磨漿，噴霧干燥，通過氣流粉碎機粉碎。

實施例4

在90m³反應(yīng)釜內(nèi)，先加入15m³的純水，加入20kg乙二醇，通入蒸汽升溫，升溫至50℃，開啟攪拌，加入5kg氫氧化鈉調(diào)節(jié)底水的pH值＝10.5，控制反應(yīng)的溫度為50℃，往反應(yīng)釜內(nèi)加入經(jīng)過高分子聚乙烯蠟乳液處理好的水玻璃和15％稀硫酸并流反應(yīng)，通過調(diào)整反應(yīng)的酸堿流量比率來控制反應(yīng)的pH值＝10.5，使反應(yīng)pH值與底水的pH值保持一致，反應(yīng)時間控制在90分鐘，并流反應(yīng)結(jié)束。繼續(xù)加入稀硫酸酸化至pH值3.5。往反應(yīng)釜內(nèi)先加入45L氫氧化鈉中合過量的稀硫酸，條件反應(yīng)漿料pH值8.0的微堿性下，升溫至90℃的高溫下老化反應(yīng)2小時，再用稀硫酸酸化至pH值＝3。把反應(yīng)漿料注入壓濾板框，先用過濾后的自來水洗滌，洗滌至濾水電導(dǎo)率＜200μS/cm，再用純水洗滌至濾水的電導(dǎo)率＜50μS/cm，制漿，磨漿，噴霧干燥，通過氣流粉碎機粉碎。

實施例1～4所得二氧化硅消光劑的檢測結(jié)果如表1所示。

表1

實施例5

本發(fā)明二氧化硅消光劑的制備步驟：

步驟1、水玻璃配制及稀硫酸的配制

精選優(yōu)質(zhì)低鐵的固體水玻璃模數(shù)控制2.5-3.6，投入滾筒蒸球內(nèi)加入反滲透膜處理的水(以下稱為純水)，通入經(jīng)過精密過濾器的蒸球，加壓至0.6MPA，保壓2小時。濃水玻璃加反滲透膜處理的水，配制成SiO₂的質(zhì)量分數(shù)為5-25％的溶液，存儲備用；

濃硫酸通過石墨混酸冷凝器配制成質(zhì)量分數(shù)5-30％收集備用。

步驟2、水玻璃加有機高分子蠟乳液表面包裹預(yù)處理反應(yīng)

在500L不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，加入200kg高分子聚乙烯蠟，加入乳化劑、表面活性劑，升溫融化后，加入氫氧化鈉，加入到3m³乳化罐內(nèi)在高速攪拌下的熱水中，乳化反應(yīng)生成高分子聚乙烯蠟乳液，充分攪拌均勻，冷卻至室溫。在100m³水玻璃預(yù)處理罐中先加入80m³配制好的水玻璃攪拌下加入5-10m³高分子聚乙烯蠟乳液，充分攪拌均勻。

聚乙烯蠟乳液具體制備步驟如下：在500L不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，加入200kg高分子聚乙烯蠟，加入30kg乳化劑(十二烷基硫酸鈉鹽、十二烷基苯磺酸鈣鹽、吐溫T-80、硬脂酸鈉鹽等其中一種或多種)和30kg表面活性劑(十二烷基苯磺酸鈉、乙二醇、三乙醇胺皂、聚山梨酯等其中一種或多種)，升溫融化后，加入10kg氫氧化鈉，緩慢加入到3m³乳化罐內(nèi)在高速攪拌下的90℃熱水中，乳化反應(yīng)生成高分子聚乙烯蠟乳液，充分攪拌均勻，冷卻至室溫。

步驟3、酸堿并流凝膠合成

在90m³反應(yīng)釜內(nèi)，先加入一定量的純水，加入一定量的乙二醇、正丁醇、乙醇等醇類，通入蒸汽升溫，加入一定量氫氧化鈉調(diào)節(jié)底水的pH值，控制反應(yīng)的溫度，開啟攪拌，往反應(yīng)釜內(nèi)加入配制好的水玻璃和稀硫酸并流反應(yīng)，通過調(diào)整反應(yīng)的酸堿流量比率來控制反應(yīng)的pH值，使反應(yīng)pH值與底水的pH值保持一致，反應(yīng)時間控制在30-90分鐘，并流反應(yīng)結(jié)束。繼續(xù)加入稀硫酸酸化至pH值3-4。

步驟4、凝膠老化及擴孔

往反應(yīng)釜內(nèi)加入氫氧化鈉中合過量的稀硫酸，反應(yīng)漿料pH值7.5-10.5的微堿性下，升溫至80-95℃的高溫下老化反應(yīng)1-3小時，再用稀硫酸酸化至pH值＝3-4

步驟5、板框注料洗滌

先用過濾后的自來水洗滌，再用純水洗滌至濾水的電導(dǎo)率＜50μS/cm，制漿，磨漿，噴霧干燥，通過氣流粉碎機粉碎。

綜上所述，本發(fā)明提供的汽車金屬漆用二氧化硅消光劑的制備方法的友誼效果在于：采用上述方法制備的二氧化硅消光劑，具有孔容體積大、孔徑分布集中，消光效率高及分散性好的特性。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。