一種汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法，本方法是將比表面積為20.0～30.0 m2/g的碳酸鈣漿液加熱至70～90℃；向漿液中加入聚酰胺蠟和脂肪酸復(fù)配表面處理劑，恒溫攪拌30～60 min，得改性碳酸鈣漿液；再按照常規(guī)方法經(jīng)過壓濾、干燥、粉碎、分級和包裝，即得到納米碳酸鈣產(chǎn)品。本發(fā)明得到的納米碳酸鈣填充汽車底漆后，可使底漆具有良好的觸變性、加工性、附著力、耐酸耐堿、耐腐蝕等性能。
【專利說明】
一種汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種無機納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種汽車底漆用納米碳酸鈣的制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車底漆，是涂裝在汽車底盤部件表面上的第一道涂料，它是整個涂層的開始，用 于提高面漆的附著力，增加面漆的豐滿度。汽車底漆還可以保證面漆的均勻吸收，為油漆系 統(tǒng)提供抗堿性、防腐性等功能，使油漆系統(tǒng)發(fā)揮最佳效果。納米碳酸鈣大量應(yīng)用于汽車底漆 填充，不僅起增量作用，還是一種功能性填料。但現(xiàn)有的納米碳酸鈣在汽車底漆的填充應(yīng)用 中還存在諸多問題。
[0003] 由于納米碳酸鈣粒徑極小，表面能很大，在干燥和應(yīng)用過程中發(fā)生硬團(tuán)聚是不可 避免的。硬團(tuán)聚在汽車底漆捏合過程中難以分散、解聚，這不僅會影響汽車底漆產(chǎn)品的外 觀，還會影響其流變特性和附著力等。表面處理是解決納米碳酸鈣團(tuán)聚問題主要手段。目前 由于表面處理劑不足或表面處理劑在納米碳酸鈣的表面分布不均勻，納米碳酸鈣的團(tuán)聚問 題仍然存在;若表面處理劑過量，也會對填充汽車底漆產(chǎn)生其他不利影響。現(xiàn)有的納米碳酸 鈣填充汽車底漆體系還存在觸變性與加工性能間的矛盾性:觸變性較好的底漆往往加工性 能較差，反之亦然。因此，制備能夠滿足填充汽車底漆對良好觸變性、加工性和附著力等多 方面要求的納米碳酸鈣是當(dāng)今社會的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法。 該方法通過脂肪酸和聚酰胺蠟作為表面處理劑，對納米碳酸鈣進(jìn)行表面處理，改性后的納 米碳酸鈣可以有效改善填充汽車底漆的粘結(jié)附著力、觸變性和加工性能。
[0005] 本發(fā)明是基于以下原理實現(xiàn)的：
[0006] 對粒徑介于60~80nm(BET比表面積20.0~30.0m2/g)的納米碳酸|丐采用碳原子數(shù) 目為16~22的脂肪酸和聚酰胺蠟進(jìn)行表面處理，嚴(yán)格控制產(chǎn)品孔徑分布，以滿足填充汽車 底漆對觸變性、加工性和粘結(jié)附著力的要求。本發(fā)明所選用的聚酰胺蠟表面活性劑可有效 調(diào)節(jié)納米碳酸鈣的孔徑分布，其含有豐富的羥基和酰胺基，能形成強烈的氫鍵化學(xué)力，從而 有效提高填充體系的粘結(jié)附著力，每個聚酰胺蠟都相互纏繞形成針狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，當(dāng)有外 來應(yīng)力施加時，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就被破壞變成單個的針狀獨立結(jié)構(gòu)，而外力或剪切力消失時，它們 又重新形成一個纏繞的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此，可賦予填充體系優(yōu)異的觸變性及儲存穩(wěn)定性。同 時，聚酰胺蠟與PVC樹脂相容性較好，可有效改善填充體系加工性能。
[0007] 為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0008] -種汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法，包括以下步驟：
[0009] (1)將比表面積為20.0~30.0m2/g的碳酸鈣漿液加熱至70~90°C，備用；
[0010] (2)向步驟（1)的漿液中加入聚酰胺蠟和脂肪酸復(fù)配表面處理劑，恒溫攪拌30~ 60min，得改性碳酸鈣漿液；
[0011] (3)將改性碳酸鈣漿液按照常規(guī)方法經(jīng)過壓濾、干燥、粉碎、分級和包裝，即得到汽 車底漆用納米碳酸鈣產(chǎn)品。
[0012] 優(yōu)選地，以上所述的碳酸鈣漿液的濃度為10~15%。
[0013] 優(yōu)選地，以上所述聚酰胺蠟和脂肪酸復(fù)配表面處理劑的制備如下：將適量水升溫 至70~95°C，加入聚酰胺蠟，恒溫攪拌15~30min，然后再加入脂肪酸，恒溫混合攪拌30~ 60min，即得表面處理劑。
[0014] 優(yōu)選地，以上所述聚酰胺蠟的用量為漿液中碳酸鈣干基質(zhì)量的0.5~1.5%。
[0015] 優(yōu)選地，以上所述脂肪酸為碳原子數(shù)目為12~22的脂肪酸，其用量為漿液中碳酸 鈣干基質(zhì)量的1.0~2.5%。
[0016] 優(yōu)選地，以上所述脂肪酸為碳原子數(shù)目為16~22的任何一種脂肪酸，或多種以任 意配比的脂肪酸。
[0017] 優(yōu)選地，以上所述干燥采用鏈帶干燥機，干燥溫度為100~150°C。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
[0019] 1、本發(fā)明的納米碳酸鈣具有良好的防腐蝕性能，耐酸、耐堿性能好，抗氧化和抗老 化性能高，對基材粘結(jié)牢固，不龜裂，不脫落，可在常溫下，采用刷、噴涂、滾涂等方法施工。
[0020] 2、本發(fā)明得到的納米碳酸鈣填充汽車底漆后，可使底漆具有良好的觸變性、加工 性、附著力、耐酸耐堿、耐腐蝕等性能。
[0021] 3、本發(fā)明選用的聚酰胺蠟作為表面活性劑，可有效調(diào)節(jié)納米碳酸鈣的孔徑分布， 其含有豐富的羥基和酰胺基，能形成強烈的氫鍵化學(xué)力，從而有效提高填充體系的粘結(jié)附 著力，可賦予填充體系優(yōu)異的觸變性及儲存穩(wěn)定性。同時，聚酰胺蠟與PVC樹脂相容性較好， 可有效改善填充體系加工性能。
[0022] 4、本發(fā)明方法所用原料廉價易得，成本低廉，工藝簡單可行，適用于工業(yè)化生產(chǎn)， 具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。
【具體實施方式】
[0023]下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明詳細(xì)說明，但不限于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0024] 實施例1
[0025] -種汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法，包括以下步驟：
[0026] (1)將35m3比表面積為28.5m2/g，質(zhì)量濃度為13%的碳酸鈣漿液加熱至85°C，備用；
[0027] (2)將lm3水升溫至85°C，加入碳酸鈣干基質(zhì)量為1.0%的聚酰胺蠟，恒溫攪拌 15min，然后再加入碳酸鈣干基質(zhì)量為2.5 %的脂肪酸混合物，所述脂肪酸混合物由質(zhì)量比 為8:2的硬脂酸和棕櫚酸組成，恒溫混合攪拌30min，即得表面處理劑；
[0028] (3)向步驟（1)的漿液中加入步驟(2)的表面處理劑，恒溫攪拌45min，得改性碳酸 鈣漿液；
[0029] (4)將改性碳酸鈣漿液按照常規(guī)方法經(jīng)過壓濾、105 °C下干燥、粉碎、分級和包裝， 即得到汽車底漆用納米碳酸鈣產(chǎn)品。
[0030] 實施例2
[0031] -種汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法，包括以下步驟：
[0032] (1)將35m3比表面積為25.6m2/g，質(zhì)量濃度為10%的碳酸鈣漿液加熱至90°C，備用；
[0033] (2)將1.2m3水升溫至90°C，加入碳酸鈣干基質(zhì)量為1.2%的聚酰胺蠟，恒溫攪拌 20min，然后再加入碳酸鈣干基質(zhì)量為1.0%的棕櫚酸，恒溫混合攪拌40min，即得表面處理 劑；
[0034] (3)向步驟（1)的漿液中加入步驟(2)的表面處理劑，恒溫攪拌60min，得改性碳酸 鈣漿液；
[0035] (4)將改性碳酸鈣漿液按照常規(guī)方法經(jīng)過壓濾、100 °C下干燥、粉碎、分級和包裝， 即得到汽車底漆用納米碳酸鈣產(chǎn)品。
[0036] 實施例3
[0037] -種汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法，包括以下步驟：
[0038] (1)將35m3比表面積為20.8m2/g，質(zhì)量濃度為15%的碳酸鈣漿液加熱至80°C，備用；
[0039] (2)將0.8m3水升溫至80°C，加入碳酸鈣干基質(zhì)量為0.8%的聚酰胺蠟，恒溫攪拌 30min，然后再加入碳酸鈣干基質(zhì)量為2.5 %的山崳酸，恒溫混合攪拌45min，即得表面處理 劑；
[0040] (3)向步驟（1)漿液中加入步驟(2)的表面處理劑，恒溫攪拌40min，得改性碳酸鈣 漿液；
[0041] (4)將改性碳酸鈣漿液按照常規(guī)方法經(jīng)過壓濾、130°C干燥、粉碎、分級和包裝，即 得到汽車底漆用納米碳酸鈣產(chǎn)品。
[0042] 實施例4
[0043] -種汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法，包括以下步驟：
[0044] (1)將35m3比表面積為25.3m2/g，質(zhì)量濃度為14%的碳酸鈣漿液加熱至75°C，備用；
[0045] (2)將0.8m3水升溫至75°C，加入碳酸鈣干基質(zhì)量為0.5%的聚酰胺蠟，恒溫攪拌 15min，然后再加入碳酸鈣干基質(zhì)量為2.0%的月桂酸，恒溫混合攪拌30min，即得表面處理 劑；
[0046] (3)向步驟（1)的漿液中加入步驟(2)的表面處理劑，恒溫攪拌60min，得改性碳酸 鈣漿液；
[0047] (4)將改性碳酸鈣漿液按照常規(guī)方法經(jīng)過壓濾、150°C干燥、粉碎、分級和包裝，即 得到汽車底漆用納米碳酸鈣產(chǎn)品。
[0048] 實施例5
[0049] -種汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法，包括以下步驟：
[0050] (1)將35m3比表面積為22.8m2/g，質(zhì)量濃度為13%的碳酸鈣漿液加熱至70°C，備用；
[0051] (2)將1.5m3水升溫至70°C，加入碳酸鈣干基質(zhì)量為1.0%的聚酰胺蠟，恒溫攪拌 25min，然后再加入碳酸鈣干基質(zhì)量為2.0%的月桂酸和棕櫚酸混合物，其中月桂酸和棕櫚 酸的質(zhì)量比為3:5，恒溫混合攪拌30min，即得表面處理劑；
[0052] (3)向步驟（1)的漿液中加入步驟(2)的表面處理劑，恒溫攪拌45min，得改性碳酸 鈣漿液；
[0053] (4)將改性碳酸鈣漿液按照常規(guī)方法經(jīng)過壓濾、130°C干燥、粉碎、分級和包裝，即 得到汽車底漆用納米碳酸鈣產(chǎn)品。
[0054] 實施例6
[0055] -種汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法，包括以下步驟：
[0056] (1)將35m3比表面積為29.8m2/g，質(zhì)量濃度為13%的碳酸鈣漿液加熱至90°C，備用；
[0057] (2)將1.2m3水升溫至95°C，加入碳酸鈣干基質(zhì)量為1.5%的聚酰胺蠟，恒溫攪拌 15min，然后再加入碳酸鈣干基質(zhì)量為1.5%的山崳酸，恒溫混合攪拌60min，即得表面處理 劑；
[0058] (3)向步驟（1)的漿液中加入步驟(2)的表面處理劑，恒溫攪拌60min，得改性碳酸 鈣漿液；
[0059] (4)將改性碳酸鈣漿液按照常規(guī)方法經(jīng)過壓濾、120°C干燥、粉碎、分級和包裝，即 得到汽車底漆用納米碳酸鈣產(chǎn)品。
[0060] 實施例7
[0061] -種汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法，包括以下步驟：
[0062] (1)將35m3比表面積為25.3m2/g，質(zhì)量濃度為13%的碳酸鈣漿液加熱至80°C，備用；
[0063] (2)將1.0m3水升溫至80°C，加入碳酸鈣干基質(zhì)量為1.0%的聚酰胺蠟，恒溫攪拌 20min，然后再加入碳酸鈣干基質(zhì)量為2.5%的硬脂酸，恒溫混合攪拌60min，即得表面處理 劑；
[0064] (3)向步驟（1)的漿液中加入步驟(2)的表面處理劑，恒溫攪拌45min，得改性碳酸 鈣漿液；
[0065] (4)將改性碳酸鈣漿液按照常規(guī)方法經(jīng)過壓濾、130°C干燥、粉碎、分級和包裝，即 得到汽車底漆用納米碳酸鈣產(chǎn)品。
[0066] 對比例1
[0067] -種汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法，包括以下步驟：
[0068] (1)將35m3比表面積為25.3m2/g，質(zhì)量濃度為13%的碳酸鈣漿液加熱至80°C，備用；
[0069] (2)將1.0m3水升溫至80°C，加入碳酸鈣干基質(zhì)量為3.5 %的硬脂酸，恒溫攪拌 60min，即得表面處理劑；
[0070] (3)向步驟（1)的漿液中加入步驟(2)的表面處理劑，恒溫攪拌45min，得改性碳酸 鈣漿液；
[0071] (4)將改性碳酸鈣漿液按照常規(guī)方法經(jīng)過壓濾、130°C干燥、粉碎、分級和包裝，即 得到汽車底漆用納米碳酸鈣產(chǎn)品。
[0072] 本發(fā)明各實施例和對比例制備的納米碳酸鈣進(jìn)行孔徑分布測試，孔徑分布采用壓 汞法測試，孔徑分布曲線的峰值A(chǔ)和峰寬W是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)，進(jìn)而影響填充汽車 底漆的觸變性、粘結(jié)附著力和加工性能。峰寬W的計算公式為：
[0073] 評=￥終點-￥始點
[0074] 其中W終點為主峰的終點橫坐標(biāo)值，W始點為主峰起點的橫坐標(biāo)值。孔徑分布測試 結(jié)果如表1所示。
[0075] 表1:各實施例和對比例納米碳酸鈣的孔徑分布測試結(jié)果

[0077]經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)如果峰寬和峰值太小，填充汽車底漆觸變性較好，但是加工困難;如 果峰寬和峰值太大，雖然可以獲得較好的加工性能，但會犧牲填充底漆觸變性。若峰值控制 在30~55nm之間，峰寬保持在30~50nm之間，不僅可以獲得填充汽車底漆較高的觸變性，而 且可以有效改善底漆的表面粘附力及加工性能。
[0078] 將上述實施例和對比例所得的納米碳酸鈣，按D0P:納米碳酸鈣= 1:1的比例配置 D0P糊放置24h，最后進(jìn)行性能檢測，檢測結(jié)果如表2所示。
[0079]表2:各實施例和對比例納米碳酸鈣的性能測試結(jié)果
[0081]經(jīng)過檢測，本發(fā)明實施例得到的納米碳酸鈣，與對比例相比，各實施例的產(chǎn)品具有 更為優(yōu)異的的觸變性和粘結(jié)附著力性能。
【主權(quán)項】
1. 一種汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于:包括以下步驟： 將比表面積為20.0~30.0 m2/g的碳酸鈣漿液加熱至70~90 °C，備用； 向步驟(1)的漿液中加入聚酰胺蠟和脂肪酸復(fù)配表面處理劑，恒溫攪拌30~60 min，得 改性碳酸鈣漿液； 將改性碳酸鈣漿液按照常規(guī)方法經(jīng)過壓濾、干燥、粉碎、分級和包裝，即得到汽車底漆 用納米碳酸鈣產(chǎn)品。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于:所述聚酰胺蠟 和脂肪酸復(fù)配表面處理劑的制備如下：將適量水升溫至70~95 °C，加入聚酰胺蠟，恒溫攪 拌15~30 min，然后再加入脂肪酸，恒溫混合攪拌30~60 min，即得表面處理劑。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于:所述聚酰胺蠟 的用量為漿液中碳酸鈣干基質(zhì)量的〇.5~1.5 %。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于:所述脂肪酸為 碳原子數(shù)目為12~22的脂肪酸，其用量為漿液中碳酸鈣干基質(zhì)量的1.0~2.5 %。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于:所述脂肪酸為 碳原子數(shù)目為16~22的任何一種脂肪酸，或多種以任意配比的脂肪酸。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車底漆用納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于:所述干燥采用 鏈帶干燥機，干燥溫度為100~150 °C。
【文檔編號】C09C3/10GK105885472SQ201610247634
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月18日
【發(fā)明人】諶業(yè)文, 朱勇, 莫冬麗, 顏干才
【申請人】安徽省宣城市華納新材料科技有限公司