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纳米碳酸钙在汽车抗石击涂料中的应用

时间:2018-5-26 8:24:08 点击:173

  核心提示:2018年中国非金属矿科技与市场交流大会将于2018年6月9-11日在山西大同云冈建国宾馆召开,本次大会设置“石英技术分论坛”、“黏土矿物技术分论坛”、“非金属矿物粉体高值化利用技术”三大分论坛。中国非金属矿科技与市场交流大会是集技术交流、装备展览、供需洽谈于一体的综合性会议!汽车在行驶时底盘容易受...

2018年中国非金属矿科技与市场交流大会将于2018年6月9-11日在山西大同云冈建国宾馆召开,本次大会设置“石英技术分论坛”、“黏土矿物技术分论坛”、“非金属矿物粉体高值化利用技术”三大分论坛。中国非金属矿科技与市场交流大会是集技术交流、装备展览、供需洽谈于一体的综合性会议!

汽车在行驶时底盘容易受到撞击和剐蹭, 破坏表层涂料从而腐蚀钢板, 故需要高效的抗石击涂料喷涂车底。汽车底盘涂料要求特殊的流变性能、力学性能与金属底盘的粘合性能等, 且汽车底盘漆在施工喷涂过程中要求做到易喷、粘度低、流动性好,同时在施工后要求粘度大,防止流挂,故对涂料的配方有很高的要求。 近年来,随着新型抗石击涂料的不断研发,纳米碳酸钙作为改性剂与填充剂已应用到不同体系的抗石击涂料中。纳米碳酸钙具有量子尺寸效应、表面效应、表面原子处于高度活化状态以及与聚合物有很高的界面相互作用等特性, 当应用于汽车底盘抗石击涂料中后,使涂料获得补强性、透明性、触变性、流平性等改性性能, 可有效提高抗石击涂料的耐冲击性、附着力及其他各项指标,而且纳米碳酸钙作为廉价的填料,大大降低了生产成本。

目前抗石击涂料主要分为沥青体系、PVC 塑溶胶体系、聚氨酯弹性体系、聚酯体系及丙烯酸体系,纳米碳酸钙作为新型廉价无机填料,填充于汽车抗石击涂料中,可使底盘表面具有弹性、耐水性及耐腐蚀性,更好的防护石击。纳米碳酸钙做沥青体系填料

沥青型涂料是最早应用于汽车底盘的抗石击涂料,其主体为石油炼制后的沥青残渣,具有原料来源广、价格低廉的特点。改性沥青涂料致密性好,且耐化学腐蚀,多用于工业中,但是由于改性物并未与沥青发生化学反应,只是均匀分散在沥青中,故密度溶解度等性质差异明显,使得涂料体系并不稳定。

尽管沥青体系抗石击涂料抗腐蚀、耐水及施工性能优良,但力学性能较差,无法满足高性能抗石击涂料对温域及弹性的要求。由于沥青是直接从原油中提炼而成的,原料中含有大量的硫、氮的高沸点杂环或稠环化合物, 分解产生大量对人体有害的小分子含硫、氮化合物,如蒽、砜、噻吩、联苯等,汽车报废后还会污染环境,目前应用于抗石击涂 料中较少。

纳米碳酸钙PVC 体系填料

PVC 体系抗石击涂料基料为聚氯乙烯树脂,其是一种固体成分可达 95% 以上的膏状物质( 挥发性物质<5%) ,相比于沥青涂料弹性好、强度高且耐温性更好,是目前技术成熟且使用最广的抗石击涂料。汽车涂装会使用 PVC 涂料密封,起到减震、抗噪和抗石击的作用, 通常将纳米碳酸钙用作高档轿车底盘 PVC 漆的功能性填料, 不仅降低了成本,而且可提高喷漆固化速度和 PVC 漆的抗冲击强度;另一方面,经表面处理剂处理过的纳米碳酸钙的加入对 PVC 塑溶胶有较明显的改性作用,改性后的涂料涂膜玻璃化转变区变宽,且损耗因子有所增加,尤其高温区的损耗因子增加较多, 使得阻尼性能增强。

纳米碳酸钙聚氨酯弹性体系填料

聚氨酯弹性体系抗石击涂料主要是选用不同组分的异氰酸酯与不同品种的多元醇等活性氢化物反应制得, 固体含量可达 80% ~ 90% , 可低温烘干或自干,用作车用抗石击底盘涂料在打磨性、涂膜性能、施工性能等各方面的性能均优于 PVC 涂料, 是目前综合性能最好的涂料之一。在聚氨酯涂料中填充纳米碳酸钙后, 填料粒子与聚氨酯分子链间相互作用,改变了聚氨酯分子软段的结晶性、软硬段作用力及微相分离情况,改善了涂料的柔韧性; 研究表明,随着碳酸钙纳米颗粒掺入量增加, 聚氨酯涂层的耐热性明显提高。纳米碳酸钙加入到聚氨酯涂料中, 主要影响其玻璃化转变温度和触变性,表现在凝结温度、粘度和抗流挂性上。

纳米碳酸钙聚酯体系填料

聚酯是由二元醇或多元醇和二元酸或多元酸缩聚而成的高分子化合物的简称, 其树脂作为成膜物质,具有很好的综合性能, 其漆膜物化性能优良, 具有附着力好、硬度高、耐候性好、耐老化及耐腐蚀等特点。聚酯树脂与固化剂固化成膜, 主要配制聚酯-氨基烘漆和聚酯型聚氨酯清漆,均可用于汽车抗石击涂料。目前在聚酯水性抗石击涂料中的应用中以纳米SiO2、ZnO 和 TiO2 为主, 纳米碳酸钙应用于聚酯水性涂料还停留在研究阶段。纳米碳酸钙主要是作为无机颜填料增加涂膜的耐擦洗性、光泽和耐候性等,同时在喷涂时可适当提高涂料的附着力。

纳米碳酸钙丙烯酸体系填料

丙烯酸抗防石击涂料主要是以丙烯酸酯类单体共聚反应得到的丙烯酸树脂为主体,加入填料和助剂配制而成,是一种合成树脂乳液。相比于目前应用最多的 PVC 塑溶胶体系和聚氨酯弹性体抗石击涂料,苯丙乳液以水为主要溶剂, VOC( 挥发性有机物)含量极低, 避免了溶剂易燃、有毒的缺陷,而且耐酸碱、耐水、耐冲击性能好, 是一种新型的抗石击涂料。

随着汽车工业的高速发展,汽车涂料的用量也在不断增长,目前国内汽车抗石击涂料以 PVC 溶剂体系为主。但是 PVC 抗石击涂料均使用了烃类、酮类等有机溶剂,其中大量的 VOC 对环境造成的污染日趋严重。以聚氨酯、聚酯、丙烯酸等体系为代表的抗石击水性涂料的研究是世界涂料发展的趋势。而纳米碳酸钙作为无机填料, 可对树脂基料进行填充与改性,其亲水的特性满足了水性涂料的研发基础,而且填充后的汽车涂料具有高固体分化、水性化、粉末化的特性,是降低汽车涂装过程中产生的 VOC 含量的主要发展方向,同时纳米碳酸钙作为填料廉价易得,具有广阔的应用空间。
(来源:搜狐 原文地址:http://www.sohu.com/a/229492353_361734)

作者: 来源:搜狐
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