具体实施方式

为使本发明的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式对本发明技术方案作进一步地详细描述。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

在通过以下实施例对本发明的目的予以阐明、解释的情形下，所述组合物的组分均以重量份为通用标准予以释明。在无特别说明的情况下，为简明起见，本发明实施例中所述的“份”与重量份具有相同的意义。

现有技术中，汽车涂料中使用的粘结剂一般为聚氨酯粘结剂、丙烯酸型粘结剂等有机粘结剂，该粘结剂在长时间、高剪切力作用下对金属颜料的定向作用会减弱，导致涂料颜色变化，导致涂装结果不理想。同时为了避免高剪切力对有机粘结剂的影响，需要在低剪切力或静态下加入有机粘结剂，使得工艺过程复杂，影响生产效率。

针对现有技术中的上述问题，本发明提供一种适用于汽车涂料的无机粘结剂，其原料按重量份计，包括90-98份溶剂，1-5份片状硅酸盐，0.1-5份聚丙二醇；

所述片状硅酸盐的凝胶时间为0-2min，凝胶强度为22-52g/cm²。

本发明提供的无机粘结中的片状硅酸盐具有的流变性包括：1、低剪切时高粘度；2、高剪切时低粘度；3、快速的剪切变稀性；4、剪切后快速且可控的触变性结构恢复。这一流变特性有利于维持粘结剂在长时间高剪切力下保持稳定，进而保证涂料颜色在高压剪切后不发生变化，保证批次间颜色稳定。

一个可能的实现方式是，所述片状硅酸盐具有片状结构，其片径为20～30nm，其厚度为0.8～1.1nm。所述片状分散在水中形成片状晶体，可视作二维“无机聚合物”。

在一个优选的示例中，所述片状硅酸盐为硅酸镁锂。硅酸镁锂晶体中的单个晶胞包括6个八面体结构，镁离子被夹在两层4个四面体硅原子中间，这些基团由20个氧原子和4个氢氧根实现电荷平衡。晶胞单元的高度决定了晶体的厚度。晶胞单元在二维方向上多次重复形成晶片。一个典型的片状硅酸盐晶体含有高达2000个晶胞。硅酸镁锂的制备过程为：将钠离子、镁离子、锂盐和硅酸钠在一定的速度和温度下混合，产生无定型沉淀物，在通过高温处理形成部分结晶体，然后经过滤、洗涤、干燥和碾磨得到细腻的硅酸镁锂粉末。

本发明提供的无机粘结剂中不包括有机高分子材料，包括的是溶剂、片状硅酸盐和聚丙二醇。片状硅酸盐硅酸镁锂的正面和侧面带相反电荷，静电吸引将溶液中的钠离子拉到晶体表面，而水分子渗透压趋向于分开钠离子。钠离子在分散后的晶体正反两面的扩散区建立了平衡，当两晶体靠近时，其正电荷相互排斥，分散液呈现低粘度和牛顿型流动。活性物质如聚丙二醇加入到无机粘结剂分散液中，会降低对晶体表面钠离子起排斥作用的渗透压，导致双电层收缩，晶体边缘带的微弱正电荷与相邻晶体表面的负电荷相互作用，该过程持续发展会形成“卡屋”结构，该凝胶通过晶体的正负电荷吸引力聚集在一起。

所形成“卡屋”结构的特点在于：1，金属颜料能够被稳定在三维凝胶结构中，不仅仅依靠粘度防沉，对密度不过大的金属颜料都具有优异的悬浮性；2，基于电荷间的作用力，体系粘度不受温度影响；3，剪切力容易破坏凝胶结构，所述无机粘结剂比有机粘结剂表现出更强的剪切变稀状态；4，在高剪切力下，所述无机粘结剂粘度很低，不影响流动；5，去掉剪切力后晶体重新取向在较短时间内形成卡屋结构。从而可以提高体系的高压抗剪切力。

本发明还提供了片状硅酸盐溶液的一种可能的制备方法，该方法为将粉末状硅酸盐在搅拌过程中缓慢加入到水中，然后继续搅拌，直至其充分分散在水中。

聚丙二醇有利于片状硅酸盐在溶剂中的分散以及维持分散后的稳定。在一个优选的实施例中，所述聚丙二醇的羟值为107～117mgKOH/g，酸值为0～0.05mgKOH/g，数均分子量范围为1000≤M≤1500。

一个可能的实现方式是，所述溶剂为去离子水。由于矿物质水和自来水由于其含有电离质，在制备好无机粘结剂后会在短时间内形成高触变性凝胶，导致粘结剂失效，在加入到涂料里后不能起到提高涂料粘性及触变性的效果。

一个可能的实现方式是，所述无机粘结剂的湿膜细度为≤5μm。

本发明还提供了上述适用于汽车涂料的无机粘结剂的一种可能的制备方法，包括如下步骤：

在线速度≥4米/秒的速度搅拌下，将片状硅酸盐加入至溶剂中，然后继续搅拌；继续加入聚丙二醇，搅拌分散均匀，即得。

制备完毕后，取分散稳定的无机粘结剂，加入1％DMEA搅拌均匀后目视澄清透明，检测湿膜细度。

制备过程中片状硅酸盐为白色固体粉末，向溶剂中添加时，必须是在搅拌过程中缓慢加入的，优选地，加料速率为1-1.5kg/min。若添加过快，片状硅酸盐会聚集成块不易分散，严重时凝胶析出，即便继续分散至目视无明显不溶物，也会降低其粘性剂的性能，无法发挥正常的粘结作用。此外，在具体的制备过程中，所述溶剂的温度为18-25℃。

为说明本发明提供的适用于汽车涂料的无机粘结剂在抗循环剪切力方面的能力，可以通过相应的测试来验证，具体过程为：

将本发明提供的粘结剂投入到面漆中制作成涂料，然后将一部分涂料留样放置，将另一部分投入到循环管(型号:GRACO E-flo DC)路中，连续循环3天后，循环条件如表1所示：

表1循环条件

循环结束后，将留样涂料和经循环后的涂料在相同的工艺条件下进行明度测试。

下面将结合一些具体的实施例来对本发明保护的技术方案进行说明。

制备例

制备无机粘结剂

无机粘结剂的制备方法为：

在线速度≥4米/秒的速度搅拌下，将片状硅酸盐缓慢加入至溶剂中，然后搅拌60min；继续加入聚丙二醇，搅拌分散均匀，即无机粘结剂。

取无机粘结剂，加入1％DMEA搅拌均匀后目视澄清透明，检测湿膜细度。

制备例1-3

制备例1-3中无机粘结剂的原料组成如表2所示

表2制备例1-3中无机粘结剂的原料组成

硅酸锂镁LAPONITE RD的凝胶时间为0-2min，稳定性较好。

制备例4-6

制备例4-6的原料组成如表3所示。

表3制备例4-6中无机粘结剂的原料组成

制备例4中的硅酸锂镁LAPONITE EP的凝胶时间为0-6min，凝胶时间较宽，稳定性较差会导致凝胶时间长，对金属颜料定向性差，涂料的F/F性降低。制备例5中的硅酸锂镁Hatorite RD的凝胶时间为0-6min，凝胶时间较宽，稳定性较差，会导致凝胶时间长，对金属颜料定向性差，涂料的F/F性降低。制备例6中的硅酸锂镁百益可YK-200的凝胶时间为0-8min，凝胶时间较宽，稳定性较差。导致凝胶时间长，对金属颜料定向性差，涂料的F/F性降低。

制备例7-9

制备例7-9中无机粘结剂的原料组成如表4所示

表4制备例7-9中无机粘结剂的原料组成

制备例7-9中加入的聚丙二醇的数均分子量不符合分子量在1000-1500范围内的要求，进而影响了片状硅酸盐在溶剂中分散以及维持分散后的稳定性。

实施例

汽车涂料的制备方法

在容器1中加入聚胺酯树脂、丙烯酸乳液、聚酯树脂、表面调整剂以及氨基树脂，搅拌均匀后，加入粘结助剂，高速搅拌均匀至细度符合要求后；加入其他添加剂和纯水分散均匀；

在容器2中加入溶剂和金属颜料，搅拌状态下加入磷酸酯树脂，分散均匀；

将容器2中的物质与容器1中的物质混合，然后加入无机粘结剂，调整涂料粘度，得汽车用涂料。

实施例1-3

实施例1-3中的汽车涂料的原料组成如表5所示，其中实施例1中加入的是制备例1制得的无机粘结剂；实施例2中加入的是制备例2制得的无机粘结剂；实施例3中加入的是制备例3制得的无机粘结剂。

对比例1-6

对比例1-3中的汽车涂料的原料组成如表5所示，其中对比例1中加入的是制备例4制得的无机粘结剂；对比例2中加入的是制备例5制得的无机粘结剂；对比例3中加入的是制备例6制得的无机粘结剂，对比例4中加入的是制备例7制得的无机粘结剂；对比例5中加入的是制备例8制得的无机粘结剂；对比例6中加入的是制备例9制得的无机粘结剂，。

表5实施例1-3以及对比例1-3中的汽车涂料的原料组成

表5中粘性助剂选自RHEOVIS AS 1130助剂、ADEKANOL UH-814N，BYK-425、BYK-420、DeuRhpeo 102的一种或几种；表面调整剂为SURFYNOL104PA、SURFYNOL420、SURFYNOL440、SURFYNOL465、SURFYNOL DF-37中的一种或几种；其他添加剂为流平剂、分散剂、消泡剂、防腐剂、光稳定剂中的至少一种；溶剂选自乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、异辛醇、二丙二醇甲醚、二丙二醇丙醚、二丙二醇丁醚、二丙二醇二甲醚、乙二醇异新醚、二丙酮醇、乙醇中的一种或几种。

所得汽车涂料的固体份为24～25％，金属颜料的PWC＝14～16％。

测试例

将实施例1-3以及对比例1-6制备得到的涂料投入到循环管路中(型号：GRACO E-flo DC)，连续循环72小时，循环条件如表6所示

表6实施例1-3以及对比例1-6制备得到的涂料的循环条件

循环结束后，将在如下工艺下进行测试：

取未经循环的涂料与循环72h后的涂料在深灰中涂板上进行喷涂，流平3分钟，在80℃条件下预烘5分钟，喷涂MAC O-1860清漆，流平5分钟后在140℃x20min条件下烤干取出至室温，用MA68II多角度色差仪进行测试。

所得结果如表7、表8和表9所示：

表7实施例1-3中涂料循环前后的颜色及变化

注：表7中OK表示合格，NG表示不合格

表8对比例1-3中涂料循环前后的颜色及变化

注：表8中OK表示合格，NG表示不合格

表9对比例4-6中涂料循环前后的颜色及变化

注：表9中OK表示合格，NG表示不合格

由于对比例1-3中使用的无机粘结剂中的片状硅酸盐不能满足要求，导致了涂料的抗高压循环变色性不能满足要求。

由于对比例4-6中使用的无机粘结剂中的聚丙二醇不能满足要求，导致了涂料的抗高压循环变色性不能满足要求。

同时本发明还对实施例1-3以及对比例1-6中的漆膜的其他性能进行了检测，结果如表10和表11所示：

表10实施例1-3以及对比例1-3中的漆膜的其他性能

表11对比例4-6中的漆膜的其他性能

表10和表11的结果说明添加了本发明提供的无机粘结剂以后，漆膜的其他性能不会受到影响，仍能够满足要求。

在水性高分子材料中使用无机粘性剂时会提高金属水性高分子材料的抗高压循环变色性，但是如若采用非指定的溶剂、无机粘结剂或要求数均分子量范围内的PPG，则达不到所述的效果。

以上实验方案已经在批量生产中应用，可达到预期,同时满足因长时间无生产导致产品在管路中持续循环不变色的要求，并且涂膜外观和流挂性等性能均合格。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。