一种隔热降噪除废气车漆及其制造方法与流程

本发明涉及车用材料技术领域，尤其涉及一种隔热降噪除废气车漆及其制造方法。

背景技术：

现有技术中，家用车、铁路机车、大型铁路工程车辆及其它车辆的工作环境为长时间暴露，具体表现为其外表涂层受气侯及环境影响较大，所以对车辆表面涂装有严格的要求。现今家用车、铁路机车、大型铁路工程车辆及其它车辆大多采用醇酸树脂漆，该漆具有技术成熟、质量稳定、施工简单等优点，但存在干燥时间长、硬度低、附着力及耐候性差等缺点。

中国铁路建筑总公司昆明机械厂是生产捣固车、稳定车及清筛车等大型铁路工程车辆的企业，该厂采用铁道部株洲电力机车研究所株洲时代电气绝缘有限责任公司生产的丙烯酸聚氨脂面漆及配套环氧底漆，取得了良好的涂装效果，但其功能性单一、不耐磨且耐热性差。

因此，市面上急需一种与车身结合力好、抗磨损、耐侯、具有降解废气功能、具有隔热功能的隔热降噪除废气车漆。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种与车身结合力好、抗磨损、耐侯、具有降解废气功能、具有隔热功能的隔热降噪除废气车漆。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种隔热降噪除废气车漆，该隔热降噪除废气车漆以环氧树脂、含羟基质量浓度3%的水稀释型羟基聚丙烯酸酯、水性脂肪族异氰酸酯固化剂、byk-190水性分散剂、byk-345有机硅表面活性剂、byk028有机硅消泡剂制成的混合树脂为基体，以中空玻璃微珠通过羧甲基纤维素钠嫁接包覆钛白粉、再通过含羟基官能团的氟碳树脂和六亚甲基二异氰酸酯双重改性制成的表面接枝含氟树脂改性中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒为功能填料，最终混制成的复合材料固化后形成的厚度50μm-70μm的功能涂层；

该隔热降噪除废气车漆的制造方法包括以下阶段：

s1：原料准备

①主材准备：环氧树脂12份-15份、含羟基质量浓度3%的水稀释型羟基聚丙烯酸酯45份-50份、含羟基官能团的氟碳树脂5份-8份、六亚甲基二异氰酸酯5份-8份、水性脂肪族异氰酸酯固化剂5份-8份、byk-190水性分散剂0.5份-0.8份、byk-345有机硅表面活性剂0.5份-0.8份、byk028有机硅消泡剂0.5份-0.8份、中空玻璃微珠10份-12份、钛白粉8份-10份；

②辅材准备：准备足量羧甲基纤维素钠、去离子水、质量浓度20%的氢氧化钠溶液、乙醇、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、二甲苯/乙酸乙酯/乙酸丁酯按照6∶7∶7的质量比混合而成的混合溶剂；

s2：中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒制备

①将阶段s1步骤①准备的中空玻璃微珠，浸入阶段s1步骤②准备的氢氧化钠溶液中，浸泡6h-7h，获得表面处理中空玻璃微珠；

②以阶段s1步骤②准备的羧甲基纤维素钠为分散剂，以按重量份计850份-1000份的去离子水为载体，将阶段s1步骤①准备的钛白粉均匀超声分散到分散剂与载体的混合液中，获得超声分散液，然后以超声分散液为负载液，将步骤①获得的表面处理中空玻璃微珠浸入负载液中进行2h-3h的预负载，获得负载中空玻璃微珠；

③将步骤②获得的负载中空玻璃微珠置于480℃-500℃环境内烘烤至完全干燥，获得中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒；

s3：功能粉体制备

①将阶段s1步骤②准备的氢氧化钠溶液与去离子水稀释成0.3mol/l氢氧化钠溶液，然后在装有磁力搅拌的容器中加入按重量份计300份-320份的0.3mol/l氢氧化钠溶液，浸润阶段s2步骤③获得的中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒，再升温至70℃-75℃，以80rpm-100rpm的搅拌速率搅拌2h-2.5h，抽滤，采用去离子水淋洗至中性，得oh-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒；

②将步骤①获得的oh-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒与按重量份计95份-100份乙醇、12份-15份去离子水在混合，然后超声分散15min-18min，得oh-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒分散液；

③向oh-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒分散液中滴入按重量份计0.1份-0.12份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，升温至70℃-75℃，以80rpm-100rpm的搅拌速率搅拌2h-2.5h，过滤并采用乙醇淋洗3次-5次，除去未反应的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，再在真空环境下升温至75℃-80℃干燥8h-10h后过筛，得nh2-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒；

④将步骤③获得的nh2-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒加入按重量份计42份-45份阶段s1步骤②准备的混合溶剂中，再超声分散15min-18min，得nh2-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒分散液；

⑤将nh2-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒分散液逐步加入适量六亚甲基二异氰酸酯三聚体和按重量份计22份-25份阶段s1步骤②准备的混合溶剂中，常温下以80rpm-100rpm的搅拌速率3h-3.5h，得到hdi-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒分散液；

⑥将hdi-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒分散液逐步加入阶段s1步骤①准备的含羟基官能团的氟碳树脂和按重量份计22份-25份阶段s1步骤②准备的混合溶剂中，常温下以80rpm-100rpm的搅拌速率8h-10h，反应结束后过滤，并用阶段s1步骤②准备的混合溶剂淋洗3次-5次，以除去未反应的氟碳树脂，再升温至145℃-150℃干燥8h-10h后过筛，得到f-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒；

s4：涂料成型

①以阶段s1步骤①准备的环氧树脂、含羟基质量浓度3%的水稀释型羟基聚丙烯酸酯、水性脂肪族异氰酸酯固化剂、byk-190水性分散剂、byk-345有机硅表面活性剂、byk028有机硅消泡剂制成的混合树脂混配物为基体，在其内投入阶段s3步骤⑥获得的f-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒，搅拌均匀后获得涂料原料；

②施工时，首先对车体表面进行除油、除锈处理，再进行磷化处理，然后以步骤①获得的涂料原料为原料喷涂第一道底漆；喷底漆时，通过去离子水控制好漆的配比，将漆的施工粘度按25℃涂#4杯的标准调整为22s-28s，用100目铜网过滤后喷涂，控制固化干结后涂层厚度50μm-70μm；

③对喷涂后固化的涂层置于145℃-150℃下烘烤20min-25min，完成稳定化处理，即获得所需隔热降噪除废气车漆。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：（1）本发明使用丙烯酸聚氨醋面漆及环氧底漆配套的组合式基体，配合车体的活化改性，使得本发明的车漆配套体系施工方便、常温干燥、附着力强、耐冲击性及耐候性好，从根本上解决了以往车辆表面漆层脱落、变色、失光、粉化等问题，同时也极大地提高了工程车的外观装饰性，使车辆的外观质量上了一个台阶，取得了良好的经济效益和社会效益。（2）本发明的表面接枝含氟树脂能够明显改善hgb在pu内的分散性和相容性，因此f-hgb/pu涂料的隔热性能优于hgb/pu涂料，且涂层隔热性能随hgb粒径和添加量的增大而增强。此外，涂层loi随玻璃微珠含量和粒径的增加而增加，且含氟树脂loi较高，因此f-hgb/pu涂层的阻燃性能略高于hgb/pu涂层。（3）本发明的表层实际功能层为中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒，以本发明的配比，表层的导热系数仅为0.25w/(m·k)-0.3w/(m·k)，且表层在晴天充足的阳光下（除了表层受光外还有从中间基体反射的光能，加强了光触媒作用）对co、ch化合物和nox的综合降解率为58%-63%，若在汽车领域普及能明显降低城市里空气中废气浓度，改善居住环境，具有很好的生态效益。因此，本发明具有与车身结合力好、抗磨损、耐侯、具有降解废气功能、具有隔热功能的特性。

具体实施方式

实施例1：

一种隔热降噪除废气车漆，该隔热降噪除废气车漆以环氧树脂、含羟基质量浓度3%的水稀释型羟基聚丙烯酸酯、水性脂肪族异氰酸酯固化剂、byk-190水性分散剂、byk-345有机硅表面活性剂、byk028有机硅消泡剂制成的混合树脂为基体，以中空玻璃微珠通过羧甲基纤维素钠嫁接包覆钛白粉、再通过含羟基官能团的氟碳树脂和六亚甲基二异氰酸酯双重改性制成的表面接枝含氟树脂改性中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒为功能填料，最终混制成的复合材料固化后形成的厚度50μm-70μm的功能涂层；

该隔热降噪除废气车漆的制造方法包括以下阶段：

s1：原料准备

①主材准备：环氧树脂13.2kg、含羟基质量浓度3%的水稀释型羟基聚丙烯酸酯48.4kg、含羟基官能团的氟碳树脂6.3kg、六亚甲基二异氰酸酯7.2kg、水性脂肪族异氰酸酯固化剂6.7kg、byk-190水性分散剂0.7kg、byk-345有机硅表面活性剂0.7kg、byk028有机硅消泡剂0.6kg、中空玻璃微珠11.2kg、钛白粉9.6kg；

②辅材准备：准备足量羧甲基纤维素钠、去离子水、质量浓度20%的氢氧化钠溶液、乙醇、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、二甲苯/乙酸乙酯/乙酸丁酯按照6∶7∶7的质量比混合而成的混合溶剂；

s2：中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒制备

①将阶段s1步骤①准备的中空玻璃微珠，浸入阶段s1步骤②准备的氢氧化钠溶液中，浸泡6h-7h，获得表面处理中空玻璃微珠；

②以阶段s1步骤②准备的羧甲基纤维素钠为分散剂，以按重量份计850kg-1000kg的去离子水为载体，将阶段s1步骤①准备的钛白粉均匀超声分散到分散剂与载体的混合液中，获得超声分散液，然后以超声分散液为负载液，将步骤①获得的表面处理中空玻璃微珠浸入负载液中进行2h-3h的预负载，获得负载中空玻璃微珠；

③将步骤②获得的负载中空玻璃微珠置于480℃-500℃环境内烘烤至完全干燥，获得中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒；

s3：功能粉体制备

①将阶段s1步骤②准备的氢氧化钠溶液与去离子水稀释成0.3mol/l氢氧化钠溶液，然后在装有磁力搅拌的容器中加入300kg-320kg的0.3mol/l氢氧化钠溶液，浸润阶段s2步骤③获得的中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒，再升温至70℃-75℃，以80rpm-100rpm的搅拌速率搅拌2h-2.5h，抽滤，采用去离子水淋洗至中性，得oh-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒；

②将步骤①获得的oh-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒与95kg-100kg乙醇、12kg-15kg去离子水在混合，然后超声分散15min-18min，得oh-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒分散液；

③向oh-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒分散液中滴入按重量份计0.1kg-0.12kg的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，升温至70℃-75℃，以80rpm-100rpm的搅拌速率搅拌2h-2.5h，过滤并采用乙醇淋洗3次-5次，除去未反应的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，再在真空环境下升温至75℃-80℃干燥8h-10h后过筛，得nh2-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒；

④将步骤③获得的nh2-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒加入42kg-45kg阶段s1步骤②准备的混合溶剂中，再超声分散15min-18min，得nh2-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒分散液；

⑤将nh2-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒分散液逐步加入适量六亚甲基二异氰酸酯三聚体和22kg-25kg阶段s1步骤②准备的混合溶剂中，常温下以80rpm-100rpm的搅拌速率3h-3.5h，得到hdi-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒分散液；

⑥将hdi-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒分散液逐步加入阶段s1步骤①准备的含羟基官能团的氟碳树脂和22kg-25kg阶段s1步骤②准备的混合溶剂中，常温下以80rpm-100rpm的搅拌速率8h-10h，反应结束后过滤，并用阶段s1步骤②准备的混合溶剂淋洗3次-5次，以除去未反应的氟碳树脂，再升温至145℃-150℃干燥8h-10h后过筛，得到f-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒；

s4：涂料成型

①以阶段s1步骤①准备的环氧树脂、含羟基质量浓度3%的水稀释型羟基聚丙烯酸酯、水性脂肪族异氰酸酯固化剂、byk-190水性分散剂、byk-345有机硅表面活性剂、byk028有机硅消泡剂制成的混合树脂混配物为基体，在其内投入阶段s3步骤⑥获得的f-中空玻璃微珠-二氧化钛复合颗粒，搅拌均匀后获得涂料原料；

②施工时，首先对车体表面进行除油、除锈处理，再进行磷化处理，然后以步骤①获得的涂料原料为原料喷涂第一道底漆；喷底漆时，通过去离子水控制好漆的配比，将漆的施工粘度按25℃涂#4杯的标准调整为22s-28s，用100目铜网过滤后喷涂，控制固化干结后涂层厚度50μm-70μm；

③对喷涂后固化的涂层置于145℃-150℃下烘烤20min-25min，完成稳定化处理，即获得所需隔热降噪除废气车漆。

根据本实施例生产的隔热降噪除废气车漆，整体导热系数仅为0.48w/(m·k)-0.59w/(m·k)，能降低噪声10分贝-15分贝，且表层在晴天充足的阳光下（除了表层受光外还有从中间基体反射的光能，加强了光触媒作用）对co、ch化合物和nox的综合降解率为64%-70%。

实施例2

整体与实施例1一致，差异之处在于：

s1：原料准备

①主材准备：环氧树脂12kg、含羟基质量浓度3%的水稀释型羟基聚丙烯酸酯45kg、含羟基官能团的氟碳树脂8kg、六亚甲基二异氰酸酯8kg、水性脂肪族异氰酸酯固化剂8kg、byk-190水性分散剂0.8kg、byk-345有机硅表面活性剂0.8kg、byk028有机硅消泡剂0.8kg、中空玻璃微珠12kg、钛白粉10kg；

实施例3

整体与实施例1一致，差异之处在于：

s1：原料准备

①主材准备：环氧树脂15kg、含羟基质量浓度3%的水稀释型羟基聚丙烯酸酯50kg、含羟基官能团的氟碳树脂5kg、六亚甲基二异氰酸酯5kg、水性脂肪族异氰酸酯固化剂5kg、byk-190水性分散剂0.5kg、byk-345有机硅表面活性剂0.5kg、byk028有机硅消泡剂0.5kg、中空玻璃微珠10kg、钛白粉8kg；

对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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