一种超薄型水性汽车底盘防石击涂料及其制备方法

1.本发明属于水性汽车涂料技术领域，涉及一种超薄型水性汽车底盘防石击涂料及其制备方法。

背景技术：

2.为了防止汽车行驶过程中受碎石、泥沙等撞击发生的车身腐蚀，提高汽车的防腐蚀性能，一般要在汽车底盘和挡泥板等部位喷涂厚度3-5mm的防石击涂料，然后经过板温140-150℃烘烤30-45分钟得到汽车底盘和挡泥板。现在新能源充电汽车要求尽可能的降低汽车车身自重，以提高汽车对能源的使用效率，但在汽车底盘喷涂3-5mm的防石击涂料会大幅度增加汽车的自重。
3.防石击涂料如cn1170022a所公开的《水基防石击涂料》，其组成是水分散性橡胶乳液、水性沥青复合乳液、无皂丙烯酸乳液、聚氨酯改性丙烯酸乳液和聚氨酯改性环氧乳液，并加入硫化剂、促进剂、弹性橡胶，但膜厚达到4-5mm才能满足汽车底盘防石击的要求。
4.防石击涂料如cn102702909a所公开的《水基防石击汽车底涂材料及其制备方法》，其组成是水性苯乙烯丙烯酸乳液，其膜厚要达到3-5mm才能满足汽车底盘防石击的要求。
5.防石击涂料如cn106147411a所公开的《一种用于汽车挡泥板的抗冲击涂料及其制备方法》，其组成是聚乙烯树脂、苯丙乳液、有机硅改性聚酯、丁苯橡胶，其主要目的是解决膜厚达到4-6mm以上的防流挂问题，但没有解决防石击性能和防腐蚀性能。
6.防石击涂料如cn106752586a所公开的《一种汽车用高触变性水基抗石击涂料及其制备方法》，其组成是有机硅乳液和纯丙乳液的混合物，使用了亲水性气相二氧化硅作为触变剂，主要解决膜厚达到4-6mm以上的防流挂问题，但其防腐蚀性能欠佳。
7.防石击涂料如cn110452597a所公开的《一种用于汽车的环保型水性材料及其制备方法》，其组成是-20-60℃玻璃化温度的纯丙防水乳液、聚氨酯水性乳液、聚乙烯吡咯烷酮-乙酸乙烯共聚物、聚氯乙烯糊、环氧树脂粉末，并使用触变剂解决膜厚达到3mm以上的防流挂性能，但其防石击性能和防腐蚀性能没有满足汽车底盘防石击的要求。
8.防石击涂料如cn110003732a所公开的《一种阻尼型抗石击涂料及其制备方法》，其组成是聚氯乙烯糊、丙烯酸树脂、增塑剂，纳米填料、热稳定剂和触变剂，使用触变剂解决膜厚达到3mm以上的防流挂性能，而且其体系是溶剂性，一方面不能满足汽车底盘的防石击要求，另一方面也不能满足环保要求。
9.综上所述，目前汽车底盘防石击涂料的性能都存在一定的缺陷，既要保证汽车底盘防石击涂料的性能，又要减少膜厚以降低汽车自重，提高新能源使用效率，就显得更加困难。

技术实现要素：

10.鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种超薄型水性汽车底盘防石击涂料、制备方法及其应用。
11.为了实现上述目的，本发明提供了一种超薄型水性汽车底盘防石击涂料，其重量百分比组成为：
12.磷酸改性环氧树脂15.0-20.0wt％，甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂17.0-23.0wt％，膨润土0.5-1.0wt％，炭黑3.0-5.0wt％，二丙二醇丁醚2.0-5.0wt％，水性基材润湿剂0.5-1.0wt％，水性聚硅二氧烷消泡剂0.5-1.0wt％，碳酸钙30.0-40.0wt％，去离子水4.0-31.5wt％。
13.本发明还提供上述的超薄型水性汽车底盘防石击涂料的制备方法，包括如下步骤：
14.依次将磷酸改性环氧树脂，甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂，膨润土，炭黑，二丙二醇丁醚，水性基材润湿剂，水性聚硅二氧烷消泡剂，碳酸钙，去离子水加入到不锈钢搅拌釜内搅拌均匀，然后用砂磨机砂磨至细度≤10μm，过滤，包装，得到所述超薄型水性汽车底盘防石击涂料。
15.进一步地，所述的磷酸改性环氧树脂的重量百分比组成为：
16.环氧当量为450-500g/eq的环氧树脂55.0-70.0wt％，二丙二醇丁醚15.0-34.0wt％，磷酸11.0-15.0wt％。
17.进一步地，所述的磷酸改性环氧树脂的制备方法如下：
18.在全程通氮气保护条件下，依次将环氧当量为450-500g/eq的环氧树脂，二丙二醇丁醚投入不锈钢反应釜内，升温至125-130℃溶解反应釜内环氧树脂，滴加磷酸，在125-130℃保温2-3小时过滤，出料，得到所述磷酸改性环氧树脂。
19.进一步地，所述的甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂的重量百分比组成为：
20.二丙二醇丁醚5.0-10.0wt％，去离子水2.0-28.0wt％，n-羟甲基丙烯酰胺45.0-50.0wt％，2-丙烯酰胺-2-甲基磺酸1.0-5.0wt％，过硫酸铵0.5-1.0wt％，苯酐0.5-2.0wt％，甲醇10.0-15.0wt％，异丙醇10.0-15.0wt％。
21.进一步地，所述的甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂的制备方法如下：
22.在全程通氮气保护条件下，依次将二丙二醇丁醚，去离子水，n-羟甲基丙烯酰胺，2-丙烯酰胺-2-甲基磺酸加入不锈钢反应釜内，升温至50-65℃溶解物料，滴加过硫酸铵，50-65℃保温3-4小时，然后在上述物料中加入苯酐调节ph值至2.2-2.5之间，依次加入甲醇，异丙醇，40-50℃保温反应1.5-2小时，过滤出料，得到所述的甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂。
23.本发明还提供上述的超薄型水性汽车底盘防石击涂料在水性汽车底盘防石击涂料的应用，包括如下步骤：
24.将所述超薄型水性汽车底盘防石击涂料用去离子水稀释至粘度20-35秒(涂-4杯，25℃)，然后用喷将稀释的超薄型水性汽车底盘防石击涂料喷涂在汽车底盘和挡泥板上，经过板温140-150℃烘烤30-45分钟，得到防石击的汽车底盘和挡泥板。
25.本发明制备的一种超薄型水性汽车底盘防石击涂料，其中主树脂磷酸改性环氧树脂除了水溶性良好，同时具有极优的耐磨耗性和耐化学性能，和甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂在140-150℃烘烤30-45分钟交联反应后就具有突出的防石击性能；甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂具有极好的水溶性，部分自交联后也具有极优的防石击
性能；而且甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺的磺酸基团和组分中碳酸钙中的钙离子反应生成的难溶解络合物可以堵塞涂膜的细孔和沉淀在基材上，提高涂膜的耐腐蚀性和耐化学性能，既保证了在膜厚保证了30-50μm时的抗石击性、同时也提高了涂膜的耐腐蚀性能。
具体实施方式
26.实施例1
27.(1)磷酸改性环氧树脂的制备(各种原材料以重量百分比计)：
28.在全程通氮气保护条件下，依次将55.0wt％的环氧当量为450-500g/eq的环氧树脂，34.0wt％的二丙二醇丁醚投入不锈钢反应釜内，升温至125-130℃溶解反应釜内环氧树脂，滴加11.0wt％的磷酸，在125-130℃保温2-3小时后过滤，出料，得到磷酸改性环氧树脂。
29.(2)甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂的制备(各种原材料以重量百分比计)：
30.在全程通氮气保护条件下，依次将5.0wt％的二丙二醇丁醚，28.0wt％的去离子水，45.0wt％的n-羟甲基丙烯酰胺，1.0wt％的2-丙烯酰胺-2-甲基磺酸加入不锈钢反应釜内，升温至50-65℃溶解物料，滴加0.5wt％的过硫酸铵，50-65℃保温3-4小时，然后在上述物料中加入0.5wt％的苯酐调节ph值至2.2-2.5之间，依次加入10.0wt％的甲醇，10.0wt％的异丙醇，保持40-50℃保温反应1.5-2小时后，过滤出料，得到甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂。
31.(3)超薄型水性汽车底盘防石击涂料的制备：
32.依次将15.0wt％的磷酸改性环氧树脂，17.0wt％的甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂，0.5wt％的膨润土，3.0wt％的炭黑，2.0wt％的二丙二醇丁醚，0.5wt％的水性基材润湿剂，0.5wt％的水性聚硅二氧烷消泡剂，30.0wt％的碳酸钙，31.5wt％的去离子水加入到不锈钢搅拌釜内搅拌均匀，然后用砂磨机砂磨至细度≤10μm，过滤，包装得到实施例1超薄型水性汽车底盘防石击涂料。
33.实施例2
34.(1)磷酸改性环氧树脂的制备(各种原材料以重量百分比计)：
35.在全程通氮气保护条件下，依次将70.0wt％的环氧当量为450-500g/eq的环氧树脂，15.0wt％的二丙二醇丁醚投入不锈钢反应釜内，，升温至125-130℃溶解反应釜内环氧树脂，滴加15.0wt％的磷酸，在125-130℃保温2-3小时后过滤，出料，得到磷酸改性环氧树脂。
36.(2)甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂的制备(各种原材料以重量百分比计)：
37.在全程通氮气保护条件下，依次将10.0wt％的二丙二醇丁醚，2.0wt％的去离子水，50.0wt％的n-羟甲基丙烯酰胺，5.0wt％的2-丙烯酰胺-2-甲基磺酸加入不锈钢反应釜内，升温至50-65℃溶解物料，滴加1.0wt％的过硫酸铵，50-65℃保温3-4小时，然后在上述物料中加入2.0wt％的苯酐调节ph值至2.2-2.5之间，依次加入15.0wt％的甲醇，15.0wt％的异丙醇，保持40-50℃保温反应1.5-2小时后，过滤出料，得到甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂。
38.(3)超薄型水性汽车底盘防石击涂料的制备：
39.依次将20.0wt％的磷酸改性环氧树脂，23.0wt％的甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂，1.0wt％的膨润土，5.0wt％的炭黑，5.0wt％的二丙二醇丁醚，1.0wt％的水性基材润湿剂，1.0wt％的水性聚硅二氧烷消泡剂，40.0wt％的碳酸钙，4.0wt％的去离子水加入到不锈钢搅拌釜内搅拌均匀，然后用砂磨机砂磨至细度≤10μm，过滤，包装得到实施例2超薄型水性汽车底盘防石击涂料。
40.实施例3
41.(1)磷酸改性环氧树脂的制备(各种原材料以重量百分比计)：
42.在全程通氮气保护条件下，依次将60.0wt％的环氧当量为450-500g/eq的环氧树脂，27.0wt％的二丙二醇丁醚投入不锈钢反应釜内，，升温至125-130℃溶解反应釜内环氧树脂，滴加13.0wt％的磷酸，在125-130℃保温2-3小时后过滤，出料，得到磷酸改性环氧树脂。
43.(2)甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂的制备(各种原材料以重量百分比计)：
44.在全程通氮气保护条件下，依次将8.5wt％的二丙二醇丁醚，13.5wt％的去离子水，49.5wt％的n-羟甲基丙烯酰胺，1.5wt％的2-丙烯酰胺-2-甲基磺酸加入不锈钢反应釜内，升温至50-65℃溶解物料，滴加1.0wt％的过硫酸铵，50-65℃保温3-4小时，然后在上述物料中加入1.0wt％的苯酐调节ph值至2.2-2.5之间，依次加入12.0wt％的甲醇，13.0wt％的异丙醇，保持40-50℃保温反应1.5-2小时后，过滤出料，得到甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂。
45.(3)超薄型水性汽车底盘防石击涂料的制备：
46.依次将17.5wt％的磷酸改性环氧树脂，18.5wt％的甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂，1.0wt％的膨润土，4.0wt％的炭黑，3.0wt％的二丙二醇丁醚，1.0wt％的水性基材润湿剂，1.0wt％的水性聚硅二氧烷消泡剂，35.5wt％的碳酸钙，18.5wt％的去离子水加入到不锈钢搅拌釜内搅拌均匀，然后用砂磨机砂磨至细度≤10μm，过滤，包装得到实施例3超薄型水性汽车底盘防石击涂料。
47.实施例4
48.(1)磷酸改性环氧树脂的制备(各种原材料以重量百分比计)：
49.在全程通氮气保护条件下，依次将65.0wt％的环氧当量为450-500g/eq的环氧树脂，21.0wt％的二丙二醇丁醚投入不锈钢反应釜内，，升温至125-130℃溶解反应釜内环氧树脂，滴加14.0wt％的磷酸，在125-130℃保温2-3小时后过滤，出料，得到磷酸改性环氧树脂。
50.(2)甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂的制备(各种原材料以重量百分比计)：
51.在全程通氮气保护条件下，依次将8.0wt％的二丙二醇丁醚，12.5wt％的去离子水，47.0wt％的n-羟甲基丙烯酰胺，5.0wt％的2-丙烯酰胺-2-甲基磺酸加入不锈钢反应釜内，升温至50-65℃溶解物料，滴加1.0wt％的过硫酸铵，50-65℃保温3-4小时，然后在上述物料中加入1.5wt％的苯酐调节ph值至2.2-2.5之间，依次加入11.5wt％的甲醇，13.5wt％的异丙醇，保持40-50℃保温反应1.5-2小时后，过滤出料，得到甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂。
52.(3)超薄型水性汽车底盘防石击涂料的制备：
53.依次将19.5wt％的磷酸改性环氧树脂，22.5wt％的甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂，0.5wt％的膨润土，3.5wt％的炭黑，3.5wt％的二丙二醇丁醚，0.5wt％的水性基材润湿剂，0.5wt％的水性聚硅二氧烷消泡剂，39.5wt％的碳酸钙，10.0wt％的去离子水加入到不锈钢搅拌釜内搅拌均匀，然后用砂磨机砂磨至细度≤10μm，过滤，包装得到实施例4超薄型水性汽车底盘防石击涂料。
54.实施例5
55.超薄型水性汽车底盘防石击涂料制备汽车底盘和挡泥板及其性能测试:
56.将实施例1-4的超薄型水性汽车底盘防石击涂料分别用去离子水稀释至粘度20-35秒(涂-4杯，25℃)，然后用喷喷涂在汽车底盘和挡泥板上，经过板温140-150℃烘烤30-45分钟后，包装，得到喷涂了实施例1-4的防石击汽车底盘和挡泥板。经过性能检测，喷涂了实施例1-4的超薄型水性汽车底盘防石击涂料的汽车底盘和挡泥板，在膜厚分别为实施例1膜厚35μm，实施例2膜厚42μm，实施例3膜厚31μm，实施例4膜厚48μm时，汽车底盘和挡泥板均能达到如表1所述的检测结果。对比检测结果，在同样烘烤条件下，说明用本发明超薄型水性汽车底盘防石击涂料制备的汽车底盘和挡泥板性能超过现有汽车底盘和挡泥板涂料在膜厚为3-4mm时的性能。
57.表1超薄型水性汽车底盘防石击涂料性能测试
58.59.[0060][0061]
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围。

技术特征：

1.一种超薄型水性汽车底盘防石击涂料，其特征在于，超薄型水性汽车底盘防石击涂料的重量百分比组成为：磷酸改性环氧树脂15.0-20.0wt％，甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂17.0-23.0wt％，膨润土0.5-1.0wt％，炭黑3.0-5.0wt％，二丙二醇丁醚2.0-5.0wt％，水性基材润湿剂0.5-1.0wt％，水性聚硅二氧烷消泡剂0.5-1.0wt％、碳酸钙30.0-40.0wt％，去离子水4.0-31.5wt％。2.如权利要求1所述的一种超薄型水性汽车底盘防石击涂料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：依次将磷酸改性环氧树脂，甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂，膨润土，炭黑，二丙二醇丁醚，水性基材润湿剂，水性聚硅二氧烷消泡剂，碳酸钙，去离子水加入到不锈钢搅拌釜内搅拌均匀，然后用砂磨机砂磨至细度≤10μm，过滤，包装得到所述超薄型水性汽车底盘防石击涂料。3.根据权利要求2所述的一种超薄型水性汽车底盘防石击涂料的制备方法，其特征在于，所述的磷酸改性环氧树脂的重量百分比组成为：环氧当量为450-500g/eq的环氧树脂55.0-70.0wt％，二丙二醇丁醚15.0-34.0wt％，磷酸11.0-15.0wt％。4.根据权利要求3所述的一种超薄型水性汽车底盘防石击涂料的制备方法，其特征在于，所述的磷酸改性环氧树脂的制备方法如下：在全程通氮气保护条件下，依次将环氧当量为450-500g/eq的环氧树脂，二丙二醇丁醚投入不锈钢反应釜内，升温至125-130℃溶解反应釜内环氧树脂，滴加磷酸，在125-130℃保温2-3小时后过滤，出料得到磷酸改性环氧树脂。5.根据权利要求2所述的一种超薄型水性汽车底盘防石击涂料的制备方法，其特征在于，所述的甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂的重量百分比组成为：二丙二醇丁醚5.0-10.0wt％，去离子水2.0-28.0wt％，n-羟甲基丙烯酰胺45.0-50.0wt％，2-丙烯酰胺-2-甲基磺酸1.0-5.0wt％，过硫酸铵0.5-1.0wt％，苯酐0.5-2.0wt％，甲醇10.0-15.0wt％，异丙醇10.0-15.0wt％。6.根据权利要求5所述的一种超薄型水性汽车底盘防石击涂料的制备方法，其特征在于，所述的甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂的制备方法如下：在全程通氮气保护下，依次将二丙二醇丁醚，去离子水，n-羟甲基丙烯酰胺，2-丙烯酰胺-2-甲基磺酸加入不锈钢反应釜内，升温至50-65℃溶解物料，滴加过硫酸铵，50-65℃保温3-4小时，然后在上述物料中加入苯酐调节ph值至2.2-2.5之间，依次加入甲醇，异丙醇，40-50℃保温反应1.5-2小时，过滤出料得到甲醇异丙醇混醚化n-羟甲基丙烯酰胺树脂。7.如权利要求1所述的一种超薄型水性汽车底盘防石击涂料的应用，其特征在于，包括如下步骤：将所述超薄型水性汽车底盘防石击涂料用去离子水稀释至粘度为20-35秒；然后用喷将稀释的超薄型水性汽车底盘防石击涂料喷涂在汽车底盘和挡泥板上，经过板温140-150℃烘烤30-45分钟，得到防石击的汽车底盘和挡泥板。

技术总结

本发明涉及一种超薄型水性汽车底盘防石击涂料，其重量百分比组成为：磷酸改性环氧树脂15.0-20.0wt％，甲醇异丙醇混醚化N-羟甲基丙烯酰胺树脂17.0-23.0wt％，膨润土0.5-1.0wt％，炭黑3.0-5.0wt％，二丙二醇丁醚2.0-5.0wt％，水性基材润湿剂0.5-1.0wt％，水性聚硅二氧烷消泡剂0.5-1.0wt％，碳酸钙30.0-40.0wt％，去离子水4.0-31.5wt％。本发明还公开超薄型水性汽车底盘防石击涂料的制备方法及其应用。将本发明制备的超薄型水性汽车底盘防石击涂料喷涂在汽车地盘和挡泥板上，经过140-150℃烘烤30-45分钟后，在达到膜厚30-50μm时，在相同烘烤条件下，就具有优于现有防石击涂料的3-5mm膜厚的防石击性能、防腐蚀性能等综合性能。等综合性能。