一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及水性工业涂料技术领域，具体为一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料及其制备方法。


背景技术：

2.随着国家对环保的重视和相关环保政策的不断出台，用环保的水性涂料替代溶剂型涂料已势在必行。为了减少和避免有机溶剂释放的voc产生的严重污染，水性涂料得到了广泛的应用。随着生活水平的提高，人们对汽车涂装的要求也越来越高，甚至对卡车、摩托车的涂装也有了新的要求，已逐渐向环保型、高性能、高光泽、颜色多样化的方向发展。水性汽车涂料涂膜坚硬、光亮，色泽鲜艳，具有良好的环保性、柔韧性、抗冲击性、耐候性、耐热烘烤性、保光性、耐化学品性、快干、附着力好、高亮度等特点，且施工简单、环保性强、价格便宜，是近年的发展趋势。
3.但现有的水性涂料在使用过程中仍然存在涂膜防腐蚀性能差及耐磨性不高的现象，因此，对于上述问题，继续研磨一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料及其制备方法，具备增强涂料膜层耐腐蚀性能及耐磨性能的优点，解决了现有水性涂料防腐蚀能力底，以及不耐磨的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述增强涂料膜层耐腐蚀性能及耐磨性能优点的目的，本发明提供如下技术方案：一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料，包括以下重量份的原料：水性聚酯树脂50-70份、颜料2-8份、润湿剂0.2-0.5份、分散剂0.1-0.4份、去离子水10-30份、防腐蚀填料15-30份、稳定剂0.2-0.5份、促进剂0.3-0.8份和消泡剂0.5-1份。
8.优选的，一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料，包括以下重量份的原料：水性聚酯树脂50-60份、颜料2-6份、润湿剂0.2-0.4份、分散剂0.1-0.3份、去离子水10-25份、防腐蚀填料15-25份、稳定剂0.2-0.4份、促进剂0.3-0.5份和消泡剂0.5-0.8份。
9.优选的，一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料，包括以下重量份的原料：水性聚酯树脂50份、颜料4份、润湿剂0.2份、分散剂0.2份、去离子水15份、防腐蚀填料15份、稳定剂0.2份、促进剂0.3份和消泡剂0.5份。
10.优选的，所述颜料为钛白粉、色素炭黑、大红粉和滑石粉中的一种，所述防腐蚀填料为石墨烯、云母氧化铁、绢云母与玻璃鳞片。
11.优选的，所述润湿剂为硅醇类非离子表面活性剂，且具体为gsk-588、gsk-582和gsk-585中的一种，所述分散剂为tegodispers757w分散剂、tegodispers750w分散剂或tegodispers755w分散剂中的一种，所述消泡剂为聚醚类消泡剂、有机硅类消泡剂、聚醚改
性硅类小瓶消泡剂或聚硅氧烷消泡剂中的一种。
12.优选的，所述稳定剂为二醇醚eb；丁基溶纤剂；丁氧基乙醇；乙二醇一丁醚；2-正丁氧基乙醇；乙二醇单丁中的一种，所述促进剂为环烷酸钴、异辛酸钴、异辛酸锌、n，n-二甲基苯胺、n，n-二乙基苯胺、磷酸钒中的一种。
13.本发明还提出一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料及其制备方法，包括以下具体步骤：
14.s1、将多元醇与二元酸混合加入带有温度计、搅拌器和冷凝装置的反应釜中，并升温至160-190℃，同时启动搅拌器以500-800r/min的熟虑搅拌多元醇和二元酸，同时保温酯化1h，得到混合液a；
15.s2、将步骤1中混合液a降温至90-120℃，并在其中加入酯化催化剂、改性催化剂和水性聚氨酯，并升温至150-190℃，待反应釜中原料融合完全后，再次降低温度至90-120℃，同时加入有机胺，同时搅拌调节ph值至合格后加入去离子水进行稀释过滤，并静置30分钟，即可得到一种水性聚酯树脂。
16.s3、在50-70份水性聚酯树脂中加入0.2-0.5份润湿剂和0.1-0.4份分散剂，搅拌均匀后加入2-8份颜料和15-30份防腐蚀填料，同时通过研磨机进行分散，直至防腐蚀填料和颜料在水性聚酯树脂的细度达到10-20um，得混合物a；
17.s4、在步骤1中所制备的混合物a加入0.5-1份消泡剂、0.2-0.5份稳定剂和0.3-0.8份促进剂，并搅拌8-15min，直至混合物a与消泡剂、稳定剂和促进剂完全混合后，加入10-30份去离子水调整粘度至合格，即可得到一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料。
18.(三)有益效果
19.与现有技术相比，本发明提供了一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料及其制备方法，具备以下有益效果：
20.1、该装置通过在水性聚酯树脂中引入石墨烯，因石墨烯具有良好的疏水性能，能够阻隔环境中的水、氧气、氯离子等的渗透，同时，均匀分散且取向平行于基底表面的石墨烯防腐涂层能够形成迷宫阻隔屏障，阻碍腐蚀介质的渗透路径，阻断原电池形成的通路，延缓基底的腐蚀速率，同时由于石墨烯具有良好的力学性能，普通的树脂涂层抵御划痕的能力较差，石墨烯的掺入使得复合涂层具有优异的弹性和抵抗变形的能力，增强了复合涂层的硬度，在磨损过程中，石墨烯形成了滑移层且摩擦热被迅速转移散发，因此增强了涂层的耐磨性，石墨烯树脂复合涂层可持久避免涂层出现局部破损，延长涂层的使用寿命。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例一：
23.一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料，包括以下重量份的原料：水性聚酯树脂50份、颜料4份、润湿剂0.2份、分散剂0.2份、去离子水15份、防腐蚀填料15份、稳定剂0.2份、促进剂0.3份和0.5份。
24.其中水性聚酯树脂制备方法包括以下具体步骤：
25.s1、将多元醇与二元酸混合加入带有温度计、搅拌器和冷凝装置的反应釜中，并升温至160-190℃，同时启动搅拌器以500-800r/min的熟虑搅拌多元醇和二元酸，同时保温酯化1h，得到混合液a；
26.s2、将步骤1中混合液a降温至90-120℃，并在其中加入酯化催化剂、改性催化剂和水性聚氨酯，并升温至150-190℃，待反应釜中原料融合完全后，再次降低温度至90-120℃，同时加入有机胺，同时搅拌调节ph值至合格后加入去离子水进行稀释过滤，并静置30分钟，即可得到一种水性聚酯树脂。
27.本发明还提出一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料及其制备方法：包括以下具体步骤：
28.s1、在50份水性聚酯树脂中加入0.2份润湿剂和0.2份分散剂，搅拌均匀后加入4份颜料和15份石墨烯，同时通过研磨机进行分散，直至防腐蚀填料和颜料在水性聚酯树脂的细度达到10-20um，得混合物a
29.s2、在步骤1中所制备的混合物a加入0.5份消泡剂、0.2份稳定剂和0.3份促进剂，并搅拌8-15min，直至混合物a与消泡剂、稳定剂和促进剂完全混合后，加入15份去离子水调整粘度至合格，即可得到一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料。
30.实施例二：
31.一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料，包括以下重量份的原料：水性聚酯树脂50份、颜料4份、润湿剂0.2份、分散剂0.2份、去离子水15份、防腐蚀填料15份、稳定剂0.2份、促进剂0.3份和0.5份。
32.其中水性聚酯树脂制备方法包括以下具体步骤：
33.s1、将多元醇与二元酸混合加入带有温度计、搅拌器和冷凝装置的反应釜中，并升温至160-190℃，同时启动搅拌器以500-800r/min的熟虑搅拌多元醇和二元酸，同时保温酯化1h，得到混合液a；
34.s2、将步骤1中混合液a降温至90-120℃，并在其中加入酯化催化剂、改性催化剂和水性聚氨酯，并升温至150-190℃，待反应釜中原料融合完全后，再次降低温度至90-120℃，同时加入有机胺，同时搅拌调节ph值至合格后加入去离子水进行稀释过滤，并静置30分钟，即可得到一种水性聚酯树脂。
35.本发明还提出一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料及其制备方法：包括以下具体步骤：
36.s1、在50份水性聚酯树脂中加入0.2份润湿剂和0.2份分散剂，搅拌均匀后加入4份颜料和15份石墨烯，同时通过研磨机进行分散，直至防腐蚀填料和颜料在水性聚酯树脂的细度达到20-40um，得混合物a
37.s2、在步骤1中所制备的混合物a加入0.5份消泡剂、0.2份稳定剂和0.3份促进剂，并搅拌8-15min，直至混合物a与消泡剂、稳定剂和促进剂完全混合后，加入15份去离子水调整粘度至合格，即可得到一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料。
38.实施例三：
39.一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料，包括以下重量份的原料：水性聚酯树脂50份、颜料4份、润湿剂0.2份、分散剂0.2份、去离子水15份、防腐蚀填料25份、稳定剂0.2份、促进
剂0.3份和0.5份。
40.其中水性聚酯树脂制备方法包括以下具体步骤：
41.s1、将多元醇与二元酸混合加入带有温度计、搅拌器和冷凝装置的反应釜中，并升温至160-190℃，同时启动搅拌器以500-800r/min的熟虑搅拌多元醇和二元酸，同时保温酯化1h，得到混合液a；
42.s2、将步骤1中混合液a降温至90-120℃，并在其中加入酯化催化剂、改性催化剂和水性聚氨酯，并升温至150-190℃，待反应釜中原料融合完全后，再次降低温度至90-120℃，同时加入有机胺，同时搅拌调节ph值至合格后加入去离子水进行稀释过滤，并静置30分钟，即可得到一种水性聚酯树脂。
43.本发明还提出一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料及其制备方法：包括以下具体步骤：
44.s1、在50份水性聚酯树脂中加入0.2份润湿剂和0.2份分散剂，搅拌均匀后加入4份颜料和25份石墨烯，同时通过研磨机进行分散，直至防腐蚀填料和颜料在水性聚酯树脂的细度达到10-20um，得混合物a
45.s2、在步骤1中所制备的混合物a加入0.5份消泡剂、0.2份稳定剂和0.3份促进剂，并搅拌8-15min，直至混合物a与消泡剂、稳定剂和促进剂完全混合后，加入15份去离子水调整粘度至合格，即可得到一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料。
46.将实施例一-实施例三所制备的涂料进行如下测试：
47.耐腐蚀性能-gb/t1771-1991；附着力-gb/t1720-1979；耐磨性-gb/t23988-2009相同时间内落沙对涂抹的磨损厚度
[0048][0049]
通过上表可知，当水性聚酯树脂内石墨烯占比在30％时，且研磨细度在10-20um时，此时涂料膜层的整体耐腐蚀性能、附着力和耐磨性更强。
[0050]
实施例四：
[0051]
一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料，包括以下重量份的原料：水性聚酯树脂50份、颜料4份、润湿剂0.2份、分散剂0.2份、去离子水15份、防腐蚀填料25份、稳定剂0.2份、促进剂0.3份和0.5份。
[0052]
其中水性聚酯树脂制备方法包括以下具体步骤：
[0053]
s1、将多元醇与二元酸混合加入带有温度计、搅拌器和冷凝装置的反应釜中，并升温至160-190℃，同时启动搅拌器以500-800r/min的熟虑搅拌多元醇和二元酸，同时保温酯化1h，得到混合液a；
[0054]
s2、将步骤1中混合液a降温至90-120℃，并在其中加入酯化催化剂、改性催化剂和水性聚氨酯，并升温至150-190℃，待反应釜中原料融合完全后，再次降低温度至90-120℃，同时加入有机胺，同时搅拌调节ph值至合格后加入去离子水进行稀释过滤，并静置30分钟，即可得到一种水性聚酯树脂。
[0055]
本发明还提出一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料及其制备方法：包括以下具体步骤：
[0056]
s1、在50份水性聚酯树脂中加入0.2份润湿剂和0.2份分散剂，搅拌均匀后加入4份颜料和25份云母氧化铁，同时通过研磨机进行分散，直至防腐蚀填料和颜料在水性聚酯树
脂的细度达到10-20um，得混合物a
[0057]
s2、在步骤1中所制备的混合物a加入0.5份消泡剂、0.2份稳定剂和0.3份促进剂，并搅拌8-15min，直至混合物a与消泡剂、稳定剂和促进剂完全混合后，加入15份去离子水调整粘度至合格，即可得到一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料。
[0058]
实施例五：
[0059]
一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料，包括以下重量份的原料：水性聚酯树脂50份、颜料4份、润湿剂0.2份、分散剂0.2份、去离子水15份、防腐蚀填料25份、稳定剂0.2份、促进剂0.3份和0.5份。
[0060]
其中水性聚酯树脂制备方法包括以下具体步骤：
[0061]
s1、将多元醇与二元酸混合加入带有温度计、搅拌器和冷凝装置的反应釜中，并升温至160-190℃，同时启动搅拌器以500-800r/min的熟虑搅拌多元醇和二元酸，同时保温酯化1h，得到混合液a；
[0062]
s2、将步骤1中混合液a降温至90-120℃，并在其中加入酯化催化剂、改性催化剂和水性聚氨酯，并升温至150-190℃，待反应釜中原料融合完全后，再次降低温度至90-120℃，同时加入有机胺，同时搅拌调节ph值至合格后加入去离子水进行稀释过滤，并静置30分钟，即可得到一种水性聚酯树脂。
[0063]
本发明还提出一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料及其制备方法：包括以下具体步骤：
[0064]
s1、在50份水性聚酯树脂中加入0.2份润湿剂和0.2份分散剂，搅拌均匀后加入4份颜料和25份绢云母，同时通过研磨机进行分散，直至防腐蚀填料和颜料在水性聚酯树脂的细度达到10-20um，得混合物a
[0065]
s2、在步骤1中所制备的混合物a加入0.5份消泡剂、0.2份稳定剂和0.3份促进剂，并搅拌8-15min，直至混合物a与消泡剂、稳定剂和促进剂完全混合后，加入15份去离子水调整粘度至合格，即可得到一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料。
[0066]
实施例六：
[0067]
一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料，包括以下重量份的原料：水性聚酯树脂50份、颜料4份、润湿剂0.2份、分散剂0.2份、去离子水15份、防腐蚀填料25份、稳定剂0.2份、促进剂0.3份和0.5份。
[0068]
其中水性聚酯树脂制备方法包括以下具体步骤：
[0069]
s1、将多元醇与二元酸混合加入带有温度计、搅拌器和冷凝装置的反应釜中，并升温至160-190℃，同时启动搅拌器以500-800r/min的熟虑搅拌多元醇和二元酸，同时保温酯化1h，得到混合液a；
[0070]
s2、将步骤1中混合液a降温至90-120℃，并在其中加入酯化催化剂、改性催化剂和水性聚氨酯，并升温至150-190℃，待反应釜中原料融合完全后，再次降低温度至90-120℃，同时加入有机胺，同时搅拌调节ph值至合格后加入去离子水进行稀释过滤，并静置30分钟，即可得到一种水性聚酯树脂。
[0071]
本发明还提出一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料及其制备方法：包括以下具体步骤：
[0072]
s1、在50份水性聚酯树脂中加入0.2份润湿剂和0.2份分散剂，搅拌均匀后加入4份
颜料和25份玻璃鳞片，同时通过研磨机进行分散，直至防腐蚀填料和颜料在水性聚酯树脂的细度达到10-20um，得混合物a
[0073]
s2、在步骤1中所制备的混合物a加入0.5份消泡剂、0.2份稳定剂和0.3份促进剂，并搅拌8-15min，直至混合物a与消泡剂、稳定剂和促进剂完全混合后，加入15份去离子水调整粘度至合格，即可得到一种汽车外壳耐腐蚀水性聚酯涂料。
[0074]
将实施例三-实施例六所制备的涂料进行如下测试：
[0075]
耐腐蚀性能-gb/t1771-1991；附着力-gb/t1720-1979；耐磨性-gb/t23988-2009相同时间内落沙对涂抹的磨损厚度
[0076][0077][0078]
通过上表对比可知，当水性聚酯涂料的中防腐蚀填料为石墨烯时，此时涂料膜层整体的耐腐蚀性能、附着力及耐磨性更好。
[0079]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖
非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0080]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。