一种溶剂型车辆隔热涂料
阅读说明：本技术 一种溶剂型车辆隔热涂料 (Solvent-based vehicle heat-insulating coating ) 是由 岳晓峰 徐勤力 郭北横 于 2021-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种溶剂型车辆隔热涂料,包括如下重量份的组份：纳米分散液3～4份,色浆35～40份,成膜树脂50～60份,防流挂助剂0.3～1份,溶剂5～7份,流平剂0.5～1.5份,分散剂0～0.5份；纳米分散液为将氨基硅氧烷处理的纳米ATO和/或ITO粉体分散在羟基丙烯酸树脂或者羟基聚酯树脂中得到的分散液；纳米分散液和色浆的分散树脂为羟基丙烯酸树脂或者羟基聚酯树脂,羟基含量为1.0%～3.0%；成膜树脂为羟基含量为3.0%～4.5%的羟基丙烯酸树脂或者羟基聚酯树脂。本发明的涂料光泽、耐候、隔热综合性能优异,可作为车辆面漆或罩光清漆使用。(The invention discloses a solvent-based vehicle thermal insulation coating, which comprises the following components in parts by weight: 3-4 parts of nano dispersion liquid, 35-40 parts of color paste, 50-60 parts of film-forming resin, 0.3-1 part of anti-sagging auxiliary agent, 5-7 parts of solvent, 0.5-1.5 parts of flatting agent and 0-0.5 part of dispersing agent; the nano dispersion liquid is obtained by dispersing nano ATO and/or ITO powder treated by aminosiloxane into hydroxyl acrylic resin or hydroxyl polyester resin; the dispersion resin of the nano dispersion liquid and the color paste is hydroxyl acrylic resin or hydroxyl polyester resin, and the hydroxyl content is 1.0-3.0 percent; the film-forming resin is hydroxyl acrylic resin or hydroxyl polyester resin with the hydroxyl content of 3.0-4.5 percent. The coating disclosed by the invention has excellent comprehensive performances of gloss, weather resistance and heat insulation, and can be used as a vehicle finish or a finishing varnish.)
技术领域
一种溶剂型车辆隔热涂料。
本发明涉及一种隔热涂料，具体涉及一种溶剂型车辆隔热涂料。
背景技术
目前国内、外车体采用的隔热方式主要是车窗贴膜（ATO或ITO膜）缓解车厢内温度的快速升高，而车身只是简单地采用常规涂料进行车身保护与装饰，还没有引入隔热的理念。
ATO、ITO等半导体非金属氧化物具有良好的耐酸性、耐光性以及对红外线具有良好的吸收性能，已经在透明膜材料（汽车玻璃隔热膜）、建筑玻璃隔热材料等领域获得应用，相关技术在文献中屡见报道。
中国专利文献 CN 110713782 A报道了一种利用铯钨青铜制备的透明隔热膜，该隔热膜对红外有极好的屏蔽性，但铯钨青铜的耐候性较差，不能作为车辆涂料的基础原料，同时专利中给出的聚合物水性聚氨酯成膜也不能作为车辆表面涂装材料使用，不具备极好的装饰性与耐候性（单组分自干性体系），只能用于透明玻璃的涂饰。
中国专利文献 CN 109161321 A公开了一种电瓶车蓬用透明隔热降温涂料的制备方法，向水性聚氨酯树脂中加入去离子水，高速搅拌均匀得成膜剂，将其与纳米氧化锡锑水性浆料、纳米氧化铟锡水性浆料及纳米六硼化镧隔热浆料、包覆改性的中空玻璃微珠混合，高速搅拌后，添加助剂，快速搅拌后再超声分散，静置消泡后过滤，得到透明隔热降温涂料，考虑到耐候性与装饰性，该涂料也不适合汽车涂装使用。
中国专利文献 CN107325716A公开了一种溶剂型氧化锡锑透明隔热涂料组合物及其的制备方法和应用，由40～60重量份的纳米氧化锡锑浆料和40～60重量份的溶剂型杂化有机硅树脂组成；每100重量份的所述纳米氧化锡锑浆料包括5～30 重量份的纳米氧化锡锑粉体、1～6重量份的分散剂，余量为醇溶剂；所述溶剂型杂化有机硅树脂为聚酯改性有机硅树脂、酚醛改性有机硅树脂中至少一种。该涂料用于汽车及建筑的窗户，玻璃幕墙，反射镜等。
中国专利文献 CN 109535966A具有高耐候性的纳米氧化锡锑涂层的制备方法及其产品和应用，将高分子醇酯助剂作为改性剂对水性聚氨酯进行改性化修饰，继而将纳米氧化锡锑浓缩液分散至改性后的聚氨酯中，通过脱水反应和黏度调整制备出一种耐候性良好的纳米氧化锡锑涂层复合材料。该涂料同样应用于玻璃隔热涂层中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种集耐候、装饰、隔热功能于一体的溶剂型车辆隔热涂料。
实现本发明目的的技术方案是一种溶剂型车辆隔热涂料，包括如下重量份的组份：纳米分散液3～4份，色浆35～40份，成膜树脂50～60份，防流挂助剂0.3～1份，溶剂5～7份，流平剂0.5～1.5份，分散剂0～0.5份。
所述纳米分散液为将氨基硅氧烷处理的纳米ATO和/或ITO粉体分散在羟基丙烯酸树脂或者羟基聚酯树脂中得到的分散液，羟基丙烯酸树脂或者羟基聚酯树脂的羟基含量为1.0%～3.0%。
色浆包括分散树脂、着色颜料、润湿分散剂和溶剂，分散树脂为羟基丙烯酸树脂或者羟基聚酯树脂，羟基含量为1.0%～3.0%。
成膜树脂为羟基丙烯酸树脂或者羟基聚酯树脂，羟基含量为3.0%～4.5%。
所述氨基硅氧烷处理的纳米ATO和/或ITO粉体采用如下方法制备：称取纳米ATO/或ITO粒子，用异丙醇浸泡，然后添加氨基硅氧烷，高速分散搅匀后研磨，直至表观细度控制在1μm以下，过滤后待用。
作为优选的，氨基硅氧烷为3-氨丙基三乙氧基硅烷。
进一步的，氨基硅氧烷的用量为纳米粒子质量的0.5%～1.5%。
作为可选的，防流挂助剂为纽佩斯防流挂助剂Setalux 91757。
溶剂是与树脂、交联剂不发生反应但可以溶解分散聚合物树脂的有机溶剂，如芳烃、酯类、酮类、醇醚类等。
作为可选的，流平剂为与树脂体系相容性良好的丙烯酸酯类、有机硅类或氟碳类流平剂，如byk300、byk306、byk358、EFKA3777等中的一种或一种以上的组合物。
当溶剂型车辆隔热涂料为自干性丙烯酸聚氨酯体系时，还包括固化剂，固化剂为脂环族异氰酸酯类固化剂，固化剂配比为NCO/OH=1.05。
当溶剂型车辆隔热涂料为烘烤型氨基丙烯酸体系时，成膜树脂还包括氨基树脂。
本发明具有积极的效果：
（1）本发明基于耐候、装饰、隔热于一体的目标，设计了一种可用于车辆涂装的高装饰性隔热涂料（面漆或清漆），涂覆后得到的涂层一方面满足车辆保护的长效性、车辆装饰的美观性，另一方面涂层中均匀分散的纳米非金属氧化锡锑（ATO）和/或氧化铟锑（ITO）在吸收红外与紫外后通过辐射将能量阻绝在车厢外面，具有隔热效果。
（2）本发明对纳米非金属氧化锡锑（ATO）或氧化铟锡（ITO）进行了氨基硅氧烷包覆处理，隔绝ATO和/或ITO与雨水中物质的反应，同时处理后的ATO和/或ITO与成膜树脂粘结力强，不影响车辆的机械性能和耐候性。
（3）涂料是一个综合的体系，并不是向现成的汽车涂料中投加纳米ATO和/或ITO就得到隔热涂料；向现有的车辆涂料中直接加入纳米ATO和/或ITO分散浆，会影响涂层的综合性能如硬度、韧性、耐化学品性能等。
本发明选择适当的纳米ATO和/或ITO分散介质、成膜树脂和助剂，制备得到的涂料光泽、耐候、隔热综合性能优异：该涂膜作为车辆素色面漆或罩光清漆使用，对可见光中红外波段的吸收率超过70%，紫外波段吸收率超过90%，吸收的热量再辐射进大气环境中，达到对车厢内隔热的效果；当漆膜厚度达到30微米以上时，车辆在盛夏37℃的户外放置1小时，车厢内外温差达到15℃，具有显著的隔热作用。
具体实施方式
（实施例1）
本实施例的溶剂型车辆隔热涂料是自干性丙烯酸聚氨酯体系车辆面漆，包括树脂部分和固化剂，其中树脂部分包括如下重量份的组份：ATO纳米分散液3.2份，色浆37.1份，成膜树脂52份，防流挂助剂0.5份，丙二醇甲醚醋酸酯5.7份，流平剂1份，二月桂酸二丁基锡0.1份，分散剂0.4份。将上述组份投入混合罐，启动高速分散混合均匀，用200目滤网过滤得到树脂部分。
固化剂为异氰酸酯固化剂。
ATO纳米分散液是将氨基硅氧烷处理的纳米ATO粉体分散在羟基丙烯酸树脂中得到。具体制备时，取氨基硅氧烷处理的纳米ATO 20份、分散剂2.4份与羟基丙烯酸树脂40份混匀，得到 ATO纳米分散液待用。其中分散剂为天津黎阳新材料科技有限公司的NEO 1062分散剂；羟基丙烯酸树脂为中低羟基丙烯酸树脂，羟基含量（相对于不挥发份）在1.0～3.0%，本实施例中使用的是江苏十松新材料科技有限公司的QJ-103树脂(固体分50%，100%时羟值2.3%)。
除了本实施例中使用的纳米ATO，还可以使用纳米ITO，或者ATO与ITO的混合物。
所述氨基硅氧烷处理的纳米ATO粉体采用如下方法制备：称取20份纳米ATO，用20份异丙醇浸泡，然后添加1份KH-550（3-氨丙基三乙氧基硅烷），高速分散搅匀后，添加30份氧化锆珠（锆珠粒径0.5～2mm），加入砂磨罐中并开启冷却水后启动电机研磨，直至表观细度控制在1μm以下，过滤备用。本实施例中使用的是济源市舜峰纳米科技有限公司的纳米ATO，粒径10～50nm。
所述色浆采用如下方法制备：取12份耐光酞菁蓝、2.4份byk163、30份羟基丙烯酸树脂、30份二甲苯，70份氧化锆珠（锆珠粒径0.5-2mm），加入砂磨罐中并开启冷却水后启动电机研磨，直至表观细度控制在10μm以下，过滤备用。羟基丙烯酸树脂为中低羟基丙烯酸树脂，羟基含量（相对于不挥发份）在1.0～3.0%，本实施例中使用的是江苏十松新材料科技有限公司的QJ-103树脂(固体分50%，100%时羟值2.3%)
涂料中的成膜树脂为羟基丙烯酸树脂，使用的是江苏十松新材料科技有限公司的QJ-3570树脂，固体分70%，100%时羟值3.5%。
防流挂助剂为纽佩斯防流挂助剂Setalux 91757。
流平剂由0.4份流平剂毕克化学的byk306和0.6份丙烯酸酯流平剂组成，丙烯酸酯流平剂为江苏十松新材料科技有限公司的LP-50丙烯酸酯流平剂。
二月桂酸二丁基锡配制成1%二月桂酸二丁基锡的二甲苯溶液后加入。
分散剂为毕克化学的byk104，配制成20%byk104的二甲苯溶液后加入。
树脂部分使用时用科思创N3390固化剂固化交联，固化剂配比按照NCO/OH=1.05，涂装168h后测试紫外与红外的屏蔽效果（膜厚≥30μm）：涂层紫外吸收达到90%，红外屏蔽超过80%。
树脂膜性能检测结果如下：硬度 H, 柔韧性1mm，人工加速老化1200h（综合评定1级），光泽（20º）：90以上，雾影值小于3.0，耐水、耐酸碱240h无变化，可以满足汽车漆的要求。
（实施例2）
本实施例的溶剂型车辆隔热涂料是烘烤型氨基丙烯酸体系面漆，包括如下重量份的组份：3.5份ITO纳米分散液，36.2份色浆，41份丙烯酸树脂，12份氨基树脂，0.5份防流挂助剂，6.0份丙二醇丁醚，0.4份流平剂byk300，0.4份流平剂byk358。将上述组份投入混合罐，启动高速分散混合均匀，用200目滤网过滤得到隔热涂料。
ITO纳米分散液的制备方法同实施例1中ATO纳米分散液。丙烯酸树脂为长兴化学的ETERAC 7203-1-X-75丙烯酸树脂；氨基树脂为BASF德国巴斯夫Luwipal052混合醚化氨基树脂。
防流挂助剂为纽佩斯防流挂助剂Setalux 91757。
色浆采用如下方法制备：取14份F3RK-70大红、2.4份分散剂路博润32500、30份丙烯酸树脂，二甲苯35份，氧化锆珠70份（锆珠粒径0.5-2mm），加入砂磨罐中并开启冷却水后启动电机研磨，直至表观细度控制在10μm以下，过滤备用。色浆中丙烯酸树脂羟基含量（相对于不挥发份）在1.0～3.0%。
上述涂料在140℃*30min固化交联，固化后后测试紫外与红外的屏蔽效果（膜厚≥30μm）:涂层紫外吸收达到90%，红外屏蔽超过78%。
树脂膜性能检测结果如下：硬度 H, 柔韧性1mm，人工加速老化1200h（综合评定1级），光泽（20º）：90以上，雾影值小于3.0，耐水、耐酸碱240h无变化，可以满足汽车漆的要求。
（实施例3）
本实施例的溶剂型车辆隔热涂料是烘烤型氨基丙烯酸-聚酯体系面漆，包括如下重量份的组份：3.5份ITO纳米分散液，36.2份色浆，41份饱和聚酯树脂，12份氨基树脂，0.5份防流挂助剂，6.0份丙二醇丁醚，0.4份流平剂byk300，0.4份流平剂byk358。将上述组份投入混合罐，启动高速分散混合均匀，用200目滤网过滤得到隔热涂料。
ITO纳米分散液的制备方法同实施例1中ATO纳米分散液。饱和聚酯树脂为帝斯曼Novasynt8815；氨基树脂为BASF德国巴斯夫Luwipal052的混合醚化氨基树脂。
防流挂助剂为纽佩斯防流挂助剂Setalux 91757。
色浆采用如下方法制备：取14份F3RK-70大红、2.4份分散剂路博润32500、30份QJ-103树脂，二甲苯35份，氧化锆珠70份（锆珠粒径0.5-2mm），加入砂磨罐中并开启冷却水后启动电机研磨，直至表观细度控制在10μm以下，过滤备用。色浆中丙烯酸树脂羟基含量（相对于不挥发份）在2.3%。
上述涂料在140℃*30min固化交联，固化后后测试紫外与红外的屏蔽效果（膜厚≥30μm）:涂层紫外吸收达到90%，红外屏蔽超过80%。
树脂膜性能检测结果如下：硬度 H, 柔韧性1mm，人工加速老化1200h（综合评定1级），光泽（20º）：88以上，雾影值小于3.0，耐水、耐酸碱240h无变化，可以满足汽车漆的要求。
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