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CN114015342A - 一种抗静电防刮汽车车漆及其制备方法 - Google Patents

一种抗静电防刮汽车车漆及其制备方法 Download PDF

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CN114015342A
CN114015342A CN202111478853.2A CN202111478853A CN114015342A CN 114015342 A CN114015342 A CN 114015342A CN 202111478853 A CN202111478853 A CN 202111478853A CN 114015342 A CN114015342 A CN 114015342A
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Abstract

本发明公开了一种抗静电防刮汽车车漆及其制备方法,涉及汽车涂料技术领域。本发明先利用氰基哌嗪、羟基苯丙酮醛和溴氯查尔酮改性聚氨酯,使得车漆在紫外光下自修复刮痕,并提高车漆的耐热性;再利用激光预处理碳纳米管,通过射频辉光放电、超声波和静电场辅助电子束,将银沉积于碳纳米管表面,制得自制填料,使得车漆具有较好的抗静电性,然后利用超声波处理自制填料,最后与改性聚氨酯、助剂搅拌混合,形成导电网络,提高车漆的抗静电性。本发明制备的抗静电防刮汽车车漆具有抗静电、防刮、耐高温的效果。

Description

一种抗静电防刮汽车车漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及汽车涂料技术领域,具体为一种抗静电防刮汽车车漆及其制备方法。
背景技术
汽车车漆是喷涂在汽车上的油漆,不仅可以起保护作用,还可以起装饰作用。现代车漆的外层也叫透明漆层,只有0.05mm厚,它光泽美观,其可以在车体表面形成一种保护层,使得车漆层不容易被腐蚀、刮花,可以延长汽车车身的使用寿命。由于汽车常年经历风吹雨打,因此,对作为车漆保护膜的汽车漆膜的性能提出了极高的要求,它不仅需具有良好的机械性能,丰满度好、光泽高,还对其耐热、抗划伤能力提出了更高的要求。现有技术中,常加入纳米粉体,利用机械物理分散的方法得到车漆,但是该方法不能将纳米粉体均匀分散在树脂基体中,容易团聚,导致防刮性能不强;此外,汽车车漆剐蹭后,常采用护理剂填补或更换车漆,往往增添车主负担。
此外,冬季北方寒冷干燥,车主在开车门、汽车时,常会被积蓄在车上的静电击到,尤其是在加油站加油时,可能会引发意外事故,而且,静电作用往往吸附大量尘埃,影响汽车美观,故于此,我们发明了一种抗静电自修复刮痕的汽车车漆,以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗静电防刮汽车车漆及其制备方法,以解决现有技术中存在的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种抗静电防刮汽车车漆,其特征在于,按重量份数计,主要包括60~80份改性聚氨酯,10~20份自制填料,1~4份润湿剂,0.1~0.5份消泡剂,3~6份增稠剂,40~50份去离子水。
进一步的,所述改性聚氨酯由聚氨酯、氰基哌嗪、羟基苯丙酮醛和溴氯查尔酮制得。
进一步的,所述自制填料由银利用射频辉光放电、超声波和静电场辅助电子束沉积于碳纳米管制得。
进一步的,所述润湿剂为聚山梨酯,辛基酚聚氧乙烯醚,磺化油或烷基萘磺酸钠盐的一种或多种混合。
进一步的,所述消泡剂为磷酸三丁酯,聚二甲基硅氧烷,甘油聚醚或聚氧乙烯醚的一种或多种混合。
进一步的,所述增稠剂为二硬脂酸酯,聚氨基甲酸酯,硬脂醇或鲸蜡醇的一种或多种混合。
进一步的,一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法,其特征在于,主要包括以下制备步骤:
(1)将羟基苯丙酮醛溶于羟基苯丙酮醛质量5~6倍的无水乙醇,加热至80~85℃,以2~4mL/min的速度滴加羟基苯丙酮醛质量3~4倍的氢氧化钾/乙醇溶液,氢氧化钾/乙醇溶液中氢氧化钾和无水乙醇的质量比为1:4.70,加入羟基苯丙酮醛质量2~3倍的溴氯查尔酮,反应3~5h后,200~300rpm、80℃下旋蒸1~2h,加入羟基苯丙酮醛质量10.5~11倍的质量分数为20%的氢氧化钠溶液,抽滤,用无水乙醇洗涤5~7次得溴苯丙酮化合物;
(2)将氰基哌嗪、溴苯丙酮化合物和乙腈按质量比1:0.6~1.5:33.5~34混合,搅拌溶解后,加入氰基哌嗪质量1.5~2倍的碳酸钾,加热至85~90℃,反应5~7h,过滤,300~400rpm、82℃下旋蒸2~3h后,加入氰基哌嗪质量7.5~8倍的无水乙醇,置于0~5℃冰水浴中,以0.12~0.2g/min的速度加入氰基哌嗪质量0.2~0.3倍的硼氢化钠,100~200rpm下反应0.5~1h,0.06~0.1MPa、55℃下蒸馏70~90min,加入氰基哌嗪质量9~10倍的乙酸乙酯,搅拌溶解后,用蒸馏水洗涤3~5次,加入无水硫酸镁至无结块出现,干燥4~6h,过滤,200~300rpm、105℃下浓缩40~50min得羟基化合物;
(3)将羟基化合物、三乙胺和二氯甲烷按质量比1:1~1.5:10.5~11加入反应瓶中,0℃下,边以50~100rpm搅拌边以1~2mL/min的速度加入羟基化合物质量3.5~4倍的甲磺酰氯混液,甲磺酰氯混液中甲磺酰氯和二氯甲烷的质量比为1:2.09,反应60~70min后,升温至40℃,反应150~165min,加入羟基化合物质量5~5.5倍的饱和硫代硫酸钠,分液,取水层;向水层加入羟基化合物质量2.5~3倍的二氯甲烷,萃取3~5次后,依次用去离子水和饱和食盐水洗涤3~5次,加入无水硫酸镁至无结块出现,干燥6~7h,0.05~0.1MPa、60℃下浓缩2~3h,得磺酸化合物;
(4)将磺酸化合物、乙醇和硫氢化钠按质量比1:2.4~3:0.38~0.44加入反应瓶中,80℃下,100~200rpm搅拌反应2~3h后,冷却至室温,200~300rpm、75℃蒸馏50~65min,加入磺酸化合物质量0.002~0.003倍的碘化钠、磺酸化合物质量3.4~4.1倍的乙酸乙酯,边以50~100rpm搅拌边加入磺酸化合物质量0.15~0.2倍的质量分数为30%双氧水,30℃下,以相同速度搅拌30~45min后,加入磺酸化合物质量32~32.5倍的饱和硫代硫酸钠,搅拌均匀后,加入磺酸化合物质量17.2~17.7倍的乙酸乙酯萃取2~4次,用饱和食盐水洗涤3~5次,加入无水硫酸钠至无结块出现,干燥3~5h后,200~300rpm、65℃下旋蒸55~70min得二硫化物;
(5)将二硫化物、无水乙醇和无水二氯化镍按质量比1:9.6~10.2:0.5~1混合,以0.9~1.3g/min的速度加入二硫化物质量1.4~2倍的硼氢化钠,40~50℃、50~100rpm下搅拌3~4h后,冷却至室温,加入二硫化物质量9.6~10.2倍的质量分数为60%的盐酸,相同速度下搅拌65~75min后,0.1~0.2MPa、55℃蒸馏130~145min,加入质量分数为28%的氨水至溶液pH为7~8,加入二硫化物质量3~4倍的乙醚萃取3~4次,用饱和食盐水洗涤4~6次,过滤,200~300rpm、80℃下浓缩70~80min后,在40℃下,加入二硫化物质量1.6~2.2倍的聚氨酯,200~300rpm下搅拌20~24h得改性聚氨酯;
(6)将碳纳米管置于球磨罐中球磨20~30min,球料比为5:1,置于载玻片,将激光聚焦于碳纳米管,辐照10~25s得预处理碳纳米管;
(7)将预处理碳纳米管置于电子束蒸镀机基底的载玻片上,距载玻片10~15cm放置静电板,抽真空至5×10-4~7×10-4Pa,蒸镀时间为15~20min得自制填料;
(8)将自制填料置于超声波破碎机中,超声波破碎机的功率为500~600W,频率为40~50kHz,处理10~15min得超声处理自制填料;
(9)将超声处理自制填料和改性聚氨酯按质量比1:4~6混合,1000~1500rpm下搅拌30~40min,按质量比1:0.1~0.2:2~4:12.5~40加入润湿剂、消泡剂、增稠剂和去离子水,相同速度搅拌40~50min,得抗静电防刮汽车车漆。
进一步的,步骤(6)所述激光波长为620~635nm,功率为10~20mW。
进一步的,步骤(7)所述所述电子束蒸镀机的靶材为银靶,基片架温度为300~350℃,束流为150~190mA;静电板输出电压为2000~2100A,电流为0.2~0.6mA。
进一步的,步骤(7)所述电子束蒸镀机中距离靶材40~50cm放置射频线圈,功率为90~120W;距离射频线圈20~30cm放置超声发生器,超声波频率为40~60kHz,功率为300~400W。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
本发明依次通过聚氨酯改性、自制填料制备等步骤制备汽车车漆,以实现抗静电、防刮、耐热的效果。
首先,改性聚氨酯由聚氨酯、氰基哌嗪、羟基苯丙酮醛和溴氯查尔酮制得;羟基苯丙酮醛的羟基和溴氯查尔酮的氯离子反应后,再将氰基哌嗪的亚氨基与溴氯查尔酮的溴离子反应,形成多元化合物,三者呈直链结构,使改性聚氨酯的硬段集中,提高车漆的耐热性和硬度;将多元化合物的羰基还原为羟基,然后将羟基磺酰化,生成巯基化合物,再通过巯基,彼此缩合形成光敏基团二硫键,使车漆在紫外光下能够自修复刮痕;羟基苯丙酮醛与二硫键的共轭作用使得二硫键的键能降低,容易发生裂解,提高光响应程度进而提高自修复效率,增益防刮效果;最后,将氰基哌嗪的氰基还原为氨基,与聚氨酯活性基团反应,生成含多个刚性苯环,分子内聚能大,进一步提高车漆的耐热性和硬度。
其次,自制填料由金属银和碳纳米管制得;先利用激光烧灼预处理碳纳米管,增大碳纳米管间隙,增加银和碳纳米管接触处的电子散射,有利于银沉积于碳纳米管表面;然后,利用射频辉光放电、超声波和静电场辅助电子束沉积制备银/碳纳米管;通过电子束形成银蒸汽,同时利用射频辉光放电,将银蒸汽离化生成等离子体;由于超声波的空化效应,使等离子体呈中空状,空腔内壁带有电荷;在静电场作用下,引领等离子体直立沉积于碳纳米管间隙处,以树枝状向外生长,提高碳纳米管的导电性,以致车漆具有较好的抗静电效果;并且静电场加速等离子体的电子运动,加快沉积速度,还加剧与碳纳米管的碰撞,使银深入碳纳米管内部,形成较好的嵌入式连接,提高车漆的长效抗静电性能;最后,再次使用超声波处理银/碳纳米管,使表面羟基变为自由基,与改性聚氨酯的芳基发生加成反应,形成交联网络结构,构成导电通路,提高车漆的抗静电性能。
具体实施方式
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。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明,在以下实施例中制作的抗静电防刮汽车车的各指标测试方法如下:
抗静电性:取质量相同的实施例与对比例喷涂于钢板上,进行抗静电效果测试,利用兆欧表测定表面电阻率。
防刮性:取质量相同的实施例与对比例喷涂于钢板上,进行防刮性能测试,利用外科手术刀片划开长1cm划痕,在紫外灯下辐照10min后,测量划痕长度,计算修复效率;修复效率=(修复前的划痕长度-修复后的划痕长度)/修复前的划痕长度。
耐高温性:取质量相同的实施例与对比例喷涂于钢板上,进行耐高温性能测试,置于700℃烘箱,保温15min,查看车漆表面状况。
实施例1
一种抗静电防刮汽车车漆,按重量份数计,主要包括:60份改性聚氨酯,10份自制填料,1份聚山梨酯,0.1份磷酸三丁酯,3份二硬脂酸酯,40份去离子水。
一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法,所述一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法主要包括以下制备步骤:
(1)将羟基苯丙酮醛溶于羟基苯丙酮醛质量5倍的无水乙醇,加热至80℃,以2mL/min的速度滴加羟基苯丙酮醛质量3倍的氢氧化钾/乙醇溶液,氢氧化钾/乙醇溶液中氢氧化钾和无水乙醇的质量比为1:4.70,加入羟基苯丙酮醛质量2倍的溴氯查尔酮,反应3h后,200rpm、80℃下旋蒸2h,加入羟基苯丙酮醛质量10.5倍的质量分数为20%的氢氧化钠溶液,抽滤,用无水乙醇洗涤5次得溴苯丙酮化合物;
(2)将氰基哌嗪、溴苯丙酮化合物和乙腈按质量比1:0.6:33.5混合,搅拌溶解后,加入氰基哌嗪质量1.5倍的碳酸钾,加热至85℃,反应5h,过滤,300rpm、82℃下旋蒸3h后,加入氰基哌嗪质量7.5倍的无水乙醇,置于5℃冰水浴中,以0.12g/min的速度加入氰基哌嗪质量0.2倍的硼氢化钠,100rpm下反应1h,0.1MPa、55℃下蒸馏90min,加入氰基哌嗪质量9倍的乙酸乙酯,搅拌溶解后,用蒸馏水洗涤3次,加入无水硫酸镁至无结块出现,干燥4h,过滤,200rpm、105℃下浓缩50min得羟基化合物;
(3)将羟基化合物、三乙胺和二氯甲烷按质量比1:1:10.5加入反应瓶中,0℃下,边以50rpm搅拌边以1mL/min的速度加入羟基化合物质量3.5倍的甲磺酰氯混液,甲磺酰氯混液中甲磺酰氯和二氯甲烷的质量比为1:2.09,反应60min后,升温至40℃,反应150min,加入羟基化合物质量5倍的饱和硫代硫酸钠,分液,取水层;向水层加入羟基化合物质量2.5倍的二氯甲烷,萃取3次后,依次用去离子水和饱和食盐水洗涤3次,加入无水硫酸镁至无结块出现,干燥6h,0.05MPa、60℃下浓缩2h,得磺酸化合物;
(4)将磺酸化合物、乙醇和硫氢化钠按质量比1:2.4:0.38加入反应瓶中,80℃下,100rpm搅拌反应3h后,冷却至室温,200rpm、75℃蒸馏65min,加入磺酸化合物质量0.002倍的碘化钠、磺酸化合物质量3.4倍的乙酸乙酯,边以50rpm搅拌边加入磺酸化合物质量0.15倍的质量分数为30%双氧水,30℃下,以相同速度搅拌45min后,加入磺酸化合物质量32倍的饱和硫代硫酸钠,搅拌均匀后,加入磺酸化合物质量17.2倍的乙酸乙酯萃取2次,用饱和食盐水洗涤3次,加入无水硫酸钠至无结块出现,干燥3h后,200rpm、65℃下旋蒸70min得二硫化物;
(5)将二硫化物、无水乙醇和无水二氯化镍按质量比1:9.6:0.5混合,以0.9g/min的速度加入二硫化物质量1.4倍的硼氢化钠,40℃、50rpm下搅拌4h后,冷却至室温,加入二硫化物质量9.6倍的质量分数为60%的盐酸,相同速度下搅拌75min后,0.1MPa、55℃蒸馏130min,加入质量分数为28%的氨水至溶液pH为7,加入二硫化物质量3倍的乙醚萃取3次,用饱和食盐水洗涤4次,过滤,200rpm、80℃下浓缩80min后,在40℃下,加入二硫化物质量1.6倍的聚氨酯,200rpm下搅拌24h得改性聚氨酯;
(6)将碳纳米管置于球磨罐中球磨20min,球料比为5:1,置于载玻片,将激光聚焦于碳纳米管,辐照10s得预处理碳纳米管;
(7)将预处理碳纳米管置于电子束蒸镀机基底的载玻片上,距载玻片10cm放置静电板,抽真空至7×10-4Pa,蒸镀时间为15min得自制填料;
(8)将自制填料置于超声波破碎机中,超声波破碎机的功率为500W,频率为40kHz,处理10min得超声处理自制填料;
(9)将超声处理自制填料和改性聚氨酯按质量比1:6混合,1000rpm下搅拌40min,按质量比1:0.1:3:40加入聚山梨酯、磷酸三丁酯、二硬脂酸酯和去离子水,相同速度搅拌50min,得抗静电防刮汽车车漆。
进一步的,步骤(6)所述激光波长为620nm,功率为10mW。
进一步的,步骤(7)所述电子束蒸镀机的靶材为银靶,基片架温度为300℃,束流为150mA;静电板输出电压为2000A,电流为0.2mA。
进一步的,步骤(7)所述电子束蒸镀机中距离靶材40cm放置射频线圈,功率为90W;距离射频线圈20cm放置超声发生器,超声波频率为40kHz,功率为300W。
实施例2
一种抗静电防刮汽车车漆,按重量份数计,主要包括:80份改性聚氨酯,20份自制填料,4份聚山梨酯,0.5份磷酸三丁酯,6份二硬脂酸酯,50份去离子水。
一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法,所述一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法主要包括以下制备步骤:
(1)将羟基苯丙酮醛溶于羟基苯丙酮醛质量6倍的无水乙醇,加热至85℃,以4mL/min的速度滴加羟基苯丙酮醛质量4倍的氢氧化钾/乙醇溶液,氢氧化钾/乙醇溶液中氢氧化钾和无水乙醇的质量比为1:4.70,加入羟基苯丙酮醛质量3倍的溴氯查尔酮,反应5h后,300rpm、80℃下旋蒸1h,加入羟基苯丙酮醛质量11倍的质量分数为20%的氢氧化钠溶液,抽滤,用无水乙醇洗涤7次得溴苯丙酮化合物;
(2)将氰基哌嗪、溴苯丙酮化合物和乙腈按质量比1:1.5:34混合,搅拌溶解后,加入氰基哌嗪质量2倍的碳酸钾,加热至90℃,反应7h,过滤,400rpm、82℃下旋蒸2h后,加入氰基哌嗪质量8倍的无水乙醇,置于0℃冰水浴中,以0.2g/min的速度加入氰基哌嗪质量0.3倍的硼氢化钠,200rpm下反应0.5h,0.06MPa、55℃下蒸馏70min,加入氰基哌嗪质量10倍的乙酸乙酯,搅拌溶解后,用蒸馏水洗涤5次,加入无水硫酸镁至无结块出现,干燥6h,过滤,300rpm、105℃下浓缩40min得羟基化合物;
(3)将羟基化合物、三乙胺和二氯甲烷按质量比1:1.5:11加入反应瓶中,0℃下,边以100rpm搅拌边以2mL/min的速度加入羟基化合物质量4倍的甲磺酰氯混液,甲磺酰氯混液中甲磺酰氯和二氯甲烷的质量比为1:2.09,反应70min后,升温至40℃,反应165min,加入羟基化合物质量5.5倍的饱和硫代硫酸钠,分液,取水层;向水层加入羟基化合物质量3倍的二氯甲烷,萃取5次后,依次用去离子水和饱和食盐水洗涤5次,加入无水硫酸镁至无结块出现,干燥7h,0.1MPa、60℃下浓缩3h,得磺酸化合物;
(4)将磺酸化合物、乙醇和硫氢化钠按质量比1:3:0.44加入反应瓶中,80℃下,200rpm搅拌反应2h后,冷却至室温,300rpm、75℃蒸馏50min,加入磺酸化合物质量0.003倍的碘化钠、磺酸化合物质量4.1倍的乙酸乙酯,边以100rpm搅拌边加入磺酸化合物质量0.2倍的质量分数为30%双氧水,30℃下,以相同速度搅拌30min后,加入磺酸化合物质量32.5倍的饱和硫代硫酸钠,搅拌均匀后,加入磺酸化合物质量17.7倍的乙酸乙酯萃取4次,用饱和食盐水洗涤5次,加入无水硫酸钠至无结块出现,干燥5h后,300rpm、65℃下旋蒸55min得二硫化物;
(5)将二硫化物、无水乙醇和无水二氯化镍按质量比1:10.2:1混合,以1.3g/min的速度加入二硫化物质量2倍的硼氢化钠,50℃、100rpm下搅拌3h后,冷却至室温,加入二硫化物质量10.2倍的质量分数为60%的盐酸,相同速度下搅拌65min后,0.2MPa、55℃蒸馏145min,加入质量分数为28%的氨水至溶液pH为8,加入二硫化物质量4倍的乙醚萃取4次,用饱和食盐水洗涤6次,过滤,300rpm、80℃下浓缩70min后,在40℃下,加入二硫化物质量2.2倍的聚氨酯,300rpm下搅拌20h得改性聚氨酯;
(6)将碳纳米管置于球磨罐中球磨30min,球料比为5:1,置于载玻片,将激光聚焦于碳纳米管,辐照25s得预处理碳纳米管;
(7)将预处理碳纳米管置于电子束蒸镀机基底的载玻片上,距载玻片15cm放置静电板,抽真空至5×10-4Pa,蒸镀时间为20min得自制填料;
(8)将自制填料置于超声波破碎机中,超声波破碎机的功率为600W,频率为50kHz,处理15min得超声处理自制填料;
(9)将超声处理自制填料和改性聚氨酯按质量比1:4混合,1500rpm下搅拌30min,按质量比1:0.125:1.5:12.5加入聚山梨酯、磷酸三丁酯、二硬脂酸酯和去离子水,相同速度搅拌40min,得抗静电防刮汽车车漆。
进一步的,步骤(6)所述激光波长为635nm,功率为20mW。
进一步的,步骤(7)所述电子束蒸镀机的靶材为银靶,基片架温度为350℃,束流为190mA;静电板输出电压为2100A,电流为0.6mA。
进一步的,步骤(7)所述电子束蒸镀机中距离靶材50cm放置射频线圈,功率为120W;距离射频线圈30cm放置超声发生器,超声波频率为60kHz,功率为400W。
对比例1
一种抗静电防刮汽车车漆,按重量份数计,主要包括:72份聚氨酯,14份自制填料,2份聚山梨酯,0.3份磷酸三丁酯,5份二硬脂酸酯,46份去离子水。
一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法,所述一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法主要包括以下制备步骤:
(1)将碳纳米管置于球磨罐中球磨25min,球料比为5:1,置于载玻片,将激光聚焦于碳纳米管,辐照22s得预处理碳纳米管;
(2)将预处理碳纳米管置于电子束蒸镀机基底的载玻片上,距载玻片13cm放置静电板,抽真空至6×10-4Pa,蒸镀时间为17min得自制填料;
(3)将自制填料置于超声波破碎机中,超声波破碎机的功率为550W,频率为46kHz,处理12min得超声处理自制填料;
(4)将超声处理自制填料和聚氨酯按质量比1:5.1混合,1420rpm下搅拌36min,按质量比1:0.15:2.5:23加入聚山梨酯、磷酸三丁酯、二硬脂酸酯和去离子水,相同速度搅拌43min,得抗静电防刮汽车车漆。
进一步的,步骤(1)所述激光波长为630nm,功率为15mW。
进一步的,步骤(2)所述电子束蒸镀机的靶材为银靶,基片架温度为330℃,束流为170mA;静电板输出电压为2050A,电流为0.4mA。
进一步的,步骤(2)所述电子束蒸镀机中距离靶材42cm放置射频线圈,功率为100W;距离射频线圈24cm放置超声发生器,超声波频率为50kHz,功率为350W。
对比例2
一种抗静电防刮汽车车漆,按重量份数计,主要包括:72份改性聚氨酯,14份自制填料,2份聚山梨酯,0.3份磷酸三丁酯,5份二硬脂酸酯,46份去离子水。
一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法,所述一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法主要包括以下制备步骤:
(1)将羟基苯丙酮醛溶于羟基苯丙酮醛质量5.34倍的无水乙醇,加热至81℃,以3mL/min的速度滴加羟基苯丙酮醛质量3.56倍的氢氧化钾/乙醇溶液,氢氧化钾/乙醇溶液中氢氧化钾和无水乙醇的质量比为1:4.70,加入羟基苯丙酮醛质量2.73倍的溴氯查尔酮,反应4h后,260rpm、80℃下旋蒸1.5h,加入羟基苯丙酮醛质量10.71倍的质量分数为20%的氢氧化钠溶液,抽滤,用无水乙醇洗涤6次得溴苯丙酮化合物;
(2)将氰基哌嗪、溴苯丙酮化合物和乙腈按质量比1:1.19:33.77混合,搅拌溶解后,加入氰基哌嗪质量1.69倍的碳酸钾,加热至88℃,反应6.5h,过滤,350rpm、82℃下旋蒸2.5h后,加入氰基哌嗪质量7.81倍的无水乙醇,置于2℃冰水浴中,以0.18g/min的速度加入氰基哌嗪质量0.26倍的硼氢化钠,145rpm下反应0.8h,0.09MPa、55℃下蒸馏82min,加入氰基哌嗪质量9.15倍的乙酸乙酯,搅拌溶解后,用蒸馏水洗涤4次,加入无水硫酸镁至无结块出现,干燥4.5h,过滤,255rpm、105℃下浓缩430min得羟基化合物;
(3)将羟基化合物、三乙胺和二氯甲烷按质量比1:1.37:10.82加入反应瓶中,0℃下,边以80rpm搅拌边以1.5mL/min的速度加入羟基化合物质量3.77倍的甲磺酰氯混液,甲磺酰氯混液中甲磺酰氯和二氯甲烷的质量比为1:2.09,反应66min后,升温至40℃,反应160min,加入羟基化合物质量5.33倍的饱和硫代硫酸钠,分液,取水层;向水层加入羟基化合物质量2.60倍的二氯甲烷,萃取4次后,依次用去离子水和饱和食盐水洗涤4次,加入无水硫酸镁至无结块出现,干燥6.5h,0.08MPa、60℃下浓缩2.5h,得磺酸化合物;
(4)将磺酸化合物、乙醇和硫氢化钠按质量比1:2.83:0.42加入反应瓶中,80℃下,160rpm搅拌反应2.5h后,冷却至室温,270rpm、75℃蒸馏61min,加入磺酸化合物质量0.0021倍的碘化钠、磺酸化合物质量4.03倍的乙酸乙酯,边以66rpm搅拌边加入磺酸化合物质量0.17倍的质量分数为30%双氧水,30℃下,以相同速度搅拌39min后,加入磺酸化合物质量32.39倍的饱和硫代硫酸钠,搅拌均匀后,加入磺酸化合物质量17.41倍的乙酸乙酯萃取3次,用饱和食盐水洗涤4次,加入无水硫酸钠至无结块出现,干燥4h后,260rpm、65℃下旋蒸68min得二硫化物;
(5)将二硫化物、无水乙醇和无水二氯化镍按质量比1:9.95:0.73混合,以1.1g/min的速度加入二硫化物质量1.73倍的硼氢化钠,47℃、80rpm下搅拌3.5h后,冷却至室温,加入二硫化物质量10.03倍的质量分数为60%的盐酸,相同速度下搅拌71min后,0.14MPa、55℃蒸馏138min,加入质量分数为28%的氨水至溶液pH为7.5,加入二硫化物质量3.33倍的乙醚萃取4次,用饱和食盐水洗涤5次,过滤,270rpm、80℃下浓缩74min后,在40℃下,加入二硫化物质量1.72倍的聚氨酯,220rpm下搅拌22h得改性聚氨酯;
(6)将碳纳米管置于球磨罐中球磨25min,球料比为5:1,置于载玻片,将激光聚焦于碳纳米管,辐照22s得预处理碳纳米管;
(7)将预处理碳纳米管置于电子束蒸镀机基底的载玻片上,距载玻片13cm放置静电板,抽真空至6×10-4Pa,蒸镀时间为17min得自制填料;
(8)将自制填料置于超声波破碎机中,超声波破碎机的功率为550W,频率为46kHz,处理12min得超声处理自制填料;
(9)将超声处理自制填料和改性聚氨酯按质量比1:5.1混合,1420rpm下搅拌36min,按质量比1:0.15:2.5:23加入聚山梨酯、磷酸三丁酯、二硬脂酸酯和去离子水,相同速度搅拌43min,得抗静电防刮汽车车漆。
进一步的,步骤(6)所述激光波长为630nm,功率为15mW。
进一步的,步骤(7)所述电子束蒸镀机的靶材为银靶,基片架温度为330℃,束流为170mA;静电板输出电压为2050A,电流为0.4mA。
进一步的,步骤(7)所述电子束蒸镀机中距离射频线圈24cm放置超声发生器,超声波频率为50kHz,功率为350W。
对比例3
一种抗静电防刮汽车车漆,按重量份数计,主要包括:72份改性聚氨酯,14份自制填料,2份聚山梨酯,0.3份磷酸三丁酯,5份二硬脂酸酯,46份去离子水。
一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法,所述一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法主要包括以下制备步骤:
(1)将羟基苯丙酮醛溶于羟基苯丙酮醛质量5.34倍的无水乙醇,加热至81℃,以3mL/min的速度滴加羟基苯丙酮醛质量3.56倍的氢氧化钾/乙醇溶液,氢氧化钾/乙醇溶液中氢氧化钾和无水乙醇的质量比为1:4.70,加入羟基苯丙酮醛质量2.73倍的溴氯查尔酮,反应4h后,260rpm、80℃下旋蒸1.5h,加入羟基苯丙酮醛质量10.71倍的质量分数为20%的氢氧化钠溶液,抽滤,用无水乙醇洗涤6次得溴苯丙酮化合物;
(2)将氰基哌嗪、溴苯丙酮化合物和乙腈按质量比1:1.19:33.77混合,搅拌溶解后,加入氰基哌嗪质量1.69倍的碳酸钾,加热至88℃,反应6.5h,过滤,350rpm、82℃下旋蒸2.5h后,加入氰基哌嗪质量7.81倍的无水乙醇,置于2℃冰水浴中,以0.18g/min的速度加入氰基哌嗪质量0.26倍的硼氢化钠,145rpm下反应0.8h,0.09MPa、55℃下蒸馏82min,加入氰基哌嗪质量9.15倍的乙酸乙酯,搅拌溶解后,用蒸馏水洗涤4次,加入无水硫酸镁至无结块出现,干燥4.5h,过滤,255rpm、105℃下浓缩430min得羟基化合物;
(3)将羟基化合物、三乙胺和二氯甲烷按质量比1:1.37:10.82加入反应瓶中,0℃下,边以80rpm搅拌边以1.5mL/min的速度加入羟基化合物质量3.77倍的甲磺酰氯混液,甲磺酰氯混液中甲磺酰氯和二氯甲烷的质量比为1:2.09,反应66min后,升温至40℃,反应160min,加入羟基化合物质量5.33倍的饱和硫代硫酸钠,分液,取水层;向水层加入羟基化合物质量2.60倍的二氯甲烷,萃取4次后,依次用去离子水和饱和食盐水洗涤4次,加入无水硫酸镁至无结块出现,干燥6.5h,0.08MPa、60℃下浓缩2.5h,得磺酸化合物;
(4)将磺酸化合物、乙醇和硫氢化钠按质量比1:2.83:0.42加入反应瓶中,80℃下,160rpm搅拌反应2.5h后,冷却至室温,270rpm、75℃蒸馏61min,加入磺酸化合物质量0.0021倍的碘化钠、磺酸化合物质量4.03倍的乙酸乙酯,边以66rpm搅拌边加入磺酸化合物质量0.17倍的质量分数为30%双氧水,30℃下,以相同速度搅拌39min后,加入磺酸化合物质量32.39倍的饱和硫代硫酸钠,搅拌均匀后,加入磺酸化合物质量17.41倍的乙酸乙酯萃取3次,用饱和食盐水洗涤4次,加入无水硫酸钠至无结块出现,干燥4h后,260rpm、65℃下旋蒸68min得二硫化物;
(5)将二硫化物、无水乙醇和无水二氯化镍按质量比1:9.95:0.73混合,以1.1g/min的速度加入二硫化物质量1.73倍的硼氢化钠,47℃、80rpm下搅拌3.5h后,冷却至室温,加入二硫化物质量10.03倍的质量分数为60%的盐酸,相同速度下搅拌71min后,0.14MPa、55℃蒸馏138min,加入质量分数为28%的氨水至溶液pH为7.5,加入二硫化物质量3.33倍的乙醚萃取4次,用饱和食盐水洗涤5次,过滤,270rpm、80℃下浓缩74min后,在40℃下,加入二硫化物质量1.72倍的聚氨酯,220rpm下搅拌22h得改性聚氨酯;
(6)将碳纳米管置于球磨罐中球磨25min,球料比为5:1,置于载玻片,将激光聚焦于碳纳米管,辐照22s得预处理碳纳米管;
(7)将预处理碳纳米管置于电子束蒸镀机基底的载玻片上,距载玻片13cm放置静电板,抽真空至6×10-4Pa,蒸镀时间为17min得自制填料;
(8)将自制填料置于超声波破碎机中,超声波破碎机的功率为550W,频率为46kHz,处理12min得超声处理自制填料;
(9)将超声处理自制填料和改性聚氨酯按质量比1:5.1混合,1420rpm下搅拌36min,按质量比1:0.15:2.5:23加入聚山梨酯、磷酸三丁酯、二硬脂酸酯和去离子水,相同速度搅拌43min,得抗静电防刮汽车车漆。
进一步的,步骤(6)所述激光波长为630nm,功率为15mW。
进一步的,步骤(7)所述电子束蒸镀机的靶材为银靶,基片架温度为330℃,束流为170mA;静电板输出电压为2050A,电流为0.4mA。
进一步的,步骤(7)所述电子束蒸镀机中距离靶材42cm放置射频线圈,功率为100W。
对比例4
一种抗静电防刮汽车车漆,按重量份数计,主要包括:72份改性聚氨酯,14份自制填料,2份聚山梨酯,0.3份磷酸三丁酯,5份二硬脂酸酯,46份去离子水。
一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法,所述一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法主要包括以下制备步骤:
(1)将羟基苯丙酮醛溶于羟基苯丙酮醛质量5.34倍的无水乙醇,加热至81℃,以3mL/min的速度滴加羟基苯丙酮醛质量3.56倍的氢氧化钾/乙醇溶液,氢氧化钾/乙醇溶液中氢氧化钾和无水乙醇的质量比为1:4.70,加入羟基苯丙酮醛质量2.73倍的溴氯查尔酮,反应4h后,260rpm、80℃下旋蒸1.5h,加入羟基苯丙酮醛质量10.71倍的质量分数为20%的氢氧化钠溶液,抽滤,用无水乙醇洗涤6次得溴苯丙酮化合物;
(2)将氰基哌嗪、溴苯丙酮化合物和乙腈按质量比1:1.19:33.77混合,搅拌溶解后,加入氰基哌嗪质量1.69倍的碳酸钾,加热至88℃,反应6.5h,过滤,350rpm、82℃下旋蒸2.5h后,加入氰基哌嗪质量7.81倍的无水乙醇,置于2℃冰水浴中,以0.18g/min的速度加入氰基哌嗪质量0.26倍的硼氢化钠,145rpm下反应0.8h,0.09MPa、55℃下蒸馏82min,加入氰基哌嗪质量9.15倍的乙酸乙酯,搅拌溶解后,用蒸馏水洗涤4次,加入无水硫酸镁至无结块出现,干燥4.5h,过滤,255rpm、105℃下浓缩430min得羟基化合物;
(3)将羟基化合物、三乙胺和二氯甲烷按质量比1:1.37:10.82加入反应瓶中,0℃下,边以80rpm搅拌边以1.5mL/min的速度加入羟基化合物质量3.77倍的甲磺酰氯混液,甲磺酰氯混液中甲磺酰氯和二氯甲烷的质量比为1:2.09,反应66min后,升温至40℃,反应160min,加入羟基化合物质量5.33倍的饱和硫代硫酸钠,分液,取水层;向水层加入羟基化合物质量2.60倍的二氯甲烷,萃取4次后,依次用去离子水和饱和食盐水洗涤4次,加入无水硫酸镁至无结块出现,干燥6.5h,0.08MPa、60℃下浓缩2.5h,得磺酸化合物;
(4)将磺酸化合物、乙醇和硫氢化钠按质量比1:2.83:0.42加入反应瓶中,80℃下,160rpm搅拌反应2.5h后,冷却至室温,270rpm、75℃蒸馏61min,加入磺酸化合物质量0.0021倍的碘化钠、磺酸化合物质量4.03倍的乙酸乙酯,边以66rpm搅拌边加入磺酸化合物质量0.17倍的质量分数为30%双氧水,30℃下,以相同速度搅拌39min后,加入磺酸化合物质量32.39倍的饱和硫代硫酸钠,搅拌均匀后,加入磺酸化合物质量17.41倍的乙酸乙酯萃取3次,用饱和食盐水洗涤4次,加入无水硫酸钠至无结块出现,干燥4h后,260rpm、65℃下旋蒸68min得二硫化物;
(5)将二硫化物、无水乙醇和无水二氯化镍按质量比1:9.95:0.73混合,以1.1g/min的速度加入二硫化物质量1.73倍的硼氢化钠,47℃、80rpm下搅拌3.5h后,冷却至室温,加入二硫化物质量10.03倍的质量分数为60%的盐酸,相同速度下搅拌71min后,0.14MPa、55℃蒸馏138min,加入质量分数为28%的氨水至溶液pH为7.5,加入二硫化物质量3.33倍的乙醚萃取4次,用饱和食盐水洗涤5次,过滤,270rpm、80℃下浓缩74min后,在40℃下,加入二硫化物质量1.72倍的聚氨酯,220rpm下搅拌22h得改性聚氨酯;
(6)将碳纳米管置于球磨罐中球磨25min,球料比为5:1,置于载玻片,将激光聚焦于碳纳米管,辐照22s得预处理碳纳米管;
(7)将预处理碳纳米管置于电子束蒸镀机基底的载玻片上,抽真空至6×10-4Pa,蒸镀时间为17min得自制填料;
(8)将自制填料置于超声波破碎机中,超声波破碎机的功率为550W,频率为46kHz,处理12min得超声处理自制填料;
(9)将超声处理自制填料和改性聚氨酯按质量比1:5.1混合,1420rpm下搅拌36min,按质量比1:0.15:2.5:23加入聚山梨酯、磷酸三丁酯、二硬脂酸酯和去离子水,相同速度搅拌43min,得抗静电防刮汽车车漆。
进一步的,步骤(6)所述激光波长为630nm,功率为15mW。
进一步的,步骤(7)所述电子束蒸镀机的靶材为银靶,基片架温度为330℃,束流为170mA。
进一步的,步骤(7)所述电子束蒸镀机中距离靶材42cm放置射频线圈,功率为100W;距离射频线圈24cm放置超声发生器,超声波频率为50kHz,功率为350W。
对比例5
一种抗静电防刮汽车车漆,按重量份数计,主要包括:72份改性聚氨酯,14份自制填料,2份聚山梨酯,0.3份磷酸三丁酯,5份二硬脂酸酯,46份去离子水。
一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法,所述一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法主要包括以下制备步骤:
(1)将羟基苯丙酮醛溶于羟基苯丙酮醛质量5.34倍的无水乙醇,加热至81℃,以3mL/min的速度滴加羟基苯丙酮醛质量3.56倍的氢氧化钾/乙醇溶液,氢氧化钾/乙醇溶液中氢氧化钾和无水乙醇的质量比为1:4.70,加入羟基苯丙酮醛质量2.73倍的溴氯查尔酮,反应4h后,260rpm、80℃下旋蒸1.5h,加入羟基苯丙酮醛质量10.71倍的质量分数为20%的氢氧化钠溶液,抽滤,用无水乙醇洗涤6次得溴苯丙酮化合物;
(2)将氰基哌嗪、溴苯丙酮化合物和乙腈按质量比1:1.19:33.77混合,搅拌溶解后,加入氰基哌嗪质量1.69倍的碳酸钾,加热至88℃,反应6.5h,过滤,350rpm、82℃下旋蒸2.5h后,加入氰基哌嗪质量7.81倍的无水乙醇,置于2℃冰水浴中,以0.18g/min的速度加入氰基哌嗪质量0.26倍的硼氢化钠,145rpm下反应0.8h,0.09MPa、55℃下蒸馏82min,加入氰基哌嗪质量9.15倍的乙酸乙酯,搅拌溶解后,用蒸馏水洗涤4次,加入无水硫酸镁至无结块出现,干燥4.5h,过滤,255rpm、105℃下浓缩430min得羟基化合物;
(3)将羟基化合物、三乙胺和二氯甲烷按质量比1:1.37:10.82加入反应瓶中,0℃下,边以80rpm搅拌边以1.5mL/min的速度加入羟基化合物质量3.77倍的甲磺酰氯混液,甲磺酰氯混液中甲磺酰氯和二氯甲烷的质量比为1:2.09,反应66min后,升温至40℃,反应160min,加入羟基化合物质量5.33倍的饱和硫代硫酸钠,分液,取水层;向水层加入羟基化合物质量2.60倍的二氯甲烷,萃取4次后,依次用去离子水和饱和食盐水洗涤4次,加入无水硫酸镁至无结块出现,干燥6.5h,0.08MPa、60℃下浓缩2.5h,得磺酸化合物;
(4)将磺酸化合物、乙醇和硫氢化钠按质量比1:2.83:0.42加入反应瓶中,80℃下,160rpm搅拌反应2.5h后,冷却至室温,270rpm、75℃蒸馏61min,加入磺酸化合物质量0.0021倍的碘化钠、磺酸化合物质量4.03倍的乙酸乙酯,边以66rpm搅拌边加入磺酸化合物质量0.17倍的质量分数为30%双氧水,30℃下,以相同速度搅拌39min后,加入磺酸化合物质量32.39倍的饱和硫代硫酸钠,搅拌均匀后,加入磺酸化合物质量17.41倍的乙酸乙酯萃取3次,用饱和食盐水洗涤4次,加入无水硫酸钠至无结块出现,干燥4h后,260rpm、65℃下旋蒸68min得二硫化物;
(5)将二硫化物、无水乙醇和无水二氯化镍按质量比1:9.95:0.73混合,以1.1g/min的速度加入二硫化物质量1.73倍的硼氢化钠,47℃、80rpm下搅拌3.5h后,冷却至室温,加入二硫化物质量10.03倍的质量分数为60%的盐酸,相同速度下搅拌71min后,0.14MPa、55℃蒸馏138min,加入质量分数为28%的氨水至溶液pH为7.5,加入二硫化物质量3.33倍的乙醚萃取4次,用饱和食盐水洗涤5次,过滤,270rpm、80℃下浓缩74min后,在40℃下,加入二硫化物质量1.72倍的聚氨酯,220rpm下搅拌22h得改性聚氨酯;
(6)将碳纳米管置于球磨罐中球磨25min,球料比为5:1,置于载玻片,将激光聚焦于碳纳米管,辐照22s得预处理碳纳米管;
(7)将预处理碳纳米管置于电子束蒸镀机基底的载玻片上,距载玻片13cm放置静电板,抽真空至6×10-4Pa,蒸镀时间为17min得自制填料;
(8)将自制填料和改性聚氨酯按质量比1:5.1混合,1420rpm下搅拌36min,按质量比1:0.15:2.5:23加入聚山梨酯、磷酸三丁酯、二硬脂酸酯和去离子水,相同速度搅拌43min,得抗静电防刮汽车车漆。
进一步的,步骤(6)所述激光波长为630nm,功率为15mW。
进一步的,步骤(7)所述电子束蒸镀机的靶材为银靶,基片架温度为330℃,束流为170mA;静电板输出电压为2050A,电流为0.4mA。
进一步的,步骤(7)所述电子束蒸镀机中距离靶材42cm放置射频线圈,功率为100W;距离射频线圈24cm放置超声发生器,超声波频率为50kHz,功率为350W。
对比例6
一种抗静电防刮汽车车漆,按重量份数计,主要包括:72份聚氨酯,14份碳纳米管,2份聚山梨酯,0.3份磷酸三丁酯,5份二硬脂酸酯,46份去离子水。
一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法,所述一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法主要包括以下制备步骤:将碳纳米管和聚氨酯按质量比1:5.1混合,1420rpm下搅拌36min,按质量比1:0.15:2.5:23加入聚山梨酯、磷酸三丁酯、二硬脂酸酯和去离子水,相同速度搅拌43min,得抗静电防刮汽车车漆。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1至2与对比例1至6的抗静电防刮汽车车漆的性能分析结果。
表1
Figure BDA0003394668190000161
Figure BDA0003394668190000171
从实施例1、2与对比例6的实验数据比较可发现,在产品中使用改性聚氨酯,生成光敏基团二硫键,能够在紫外光下自修复刮痕,有利于车漆的防刮性能;使用自制填料,提高车漆的导电性,使车漆具备抗静电性能,并与改性聚氨酯形成导电网络,增益车漆的抗静电能力;从实施例1、2与对比例1的实验数据比较可发现,若不使用氰基哌嗪、羟基苯丙酮醛和溴氯查尔酮改性聚氨酯,则无法在聚氨酯分子链中引入二硫键,使得车漆无法在紫外光照下自我修复,同时无法形成直连结构,影响车漆的耐热性,无法引入多个刚性苯环,降低分子内聚能,进而影响车漆的耐热性能;从实施例1、2与对比例2的实验数据比较可发现,若不使用射频辉光放电辅助电子束制备自制填料,无法将银蒸汽转变为等离子体,也无法利用超声波和静电场改性等离子体,使得银无法沉积于碳纳米管间隙处,影响车漆的抗静电效果;从实施例1、2与对比例3的实验数据比较可发现,若不使用超声波辅助电子束制备自制填料,无法使等离子体中空,携带电荷,导致银杂乱生长于碳纳米管表面,导致碳纳米管表面导电效果不均,进而降低车漆的抗静电效果;从实施例1、2与对比例4的实验数据比较可发现,若不使用静电场辅助电子束制备自制填料,使得银杂乱生长,同时只有较少的银沉积于碳纳米管表面,无法形成树枝状,与改性聚氨酯形成导电网络,降低车漆的抗静电性;从实施例1、2与对比例5的实验数据比较可发现,若不使用超声波处理自制填料,改善其分散性,易在改性聚氨酯中团聚,影响车漆的抗静电效果,同时无法将自制填料表面羟基变为自由基,导致无法与改性聚氨酯交联形成导电网络,使得电子无法自由移动,影响车漆的抗静电性能。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种抗静电防刮汽车车漆,其特征在于,按重量份数计,主要包括60~80份改性聚氨酯,10~20份自制填料,1~4份润湿剂,0.1~0.5份消泡剂,3~6份增稠剂,40~50份去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种抗静电防刮汽车车漆,其特征在于,所述改性聚氨酯由聚氨酯、氰基哌嗪、羟基苯丙酮醛和溴氯查尔酮制得。
3.根据权利要求2所述的一种抗静电防刮汽车车漆,其特征在于,所述自制填料由银利用射频辉光放电、超声波和静电场辅助电子束沉积于碳纳米管制得。
4.根据权利要求3所述的一种抗静电防刮汽车车漆,其特征在于,所述润湿剂为聚山梨酯,辛基酚聚氧乙烯醚,磺化油或烷基萘磺酸钠盐的一种或多种混合。
5.根据权利要求4所述的一种抗静电防刮汽车车漆,其特征在于,所述消泡剂为磷酸三丁酯,聚二甲基硅氧烷,甘油聚醚或聚氧乙烯醚的一种或多种混合。
6.根据权利要求5所述的一种抗静电防刮汽车车漆,其特征在于,所述增稠剂为二硬脂酸酯,聚氨基甲酸酯,硬脂醇或鲸蜡醇的一种或多种混合。
7.一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法,其特征在于,主要包括以下制备步骤:
(1)将羟基苯丙酮醛溶于羟基苯丙酮醛质量5~6倍的无水乙醇,加热至80~85℃,以2~4mL/min的速度滴加羟基苯丙酮醛质量3~4倍的氢氧化钾/乙醇溶液,氢氧化钾/乙醇溶液中氢氧化钾和无水乙醇的质量比为1:4.70,加入羟基苯丙酮醛质量2~3倍的溴氯查尔酮,反应3~5h后,200~300rpm、80℃下旋蒸1~2h,加入羟基苯丙酮醛质量10.5~11倍的质量分数为20%的氢氧化钠溶液,抽滤,用无水乙醇洗涤5~7次得溴苯丙酮化合物;
(2)将氰基哌嗪、溴苯丙酮化合物和乙腈按质量比1:0.6~1.5:33.5~34混合,搅拌溶解后,加入氰基哌嗪质量1.5~2倍的碳酸钾,加热至85~90℃,反应5~7h,过滤,300~400rpm、82℃下旋蒸2~3h后,加入氰基哌嗪质量7.5~8倍的无水乙醇,置于0~5℃冰水浴中,以0.12~0.2g/min的速度加入氰基哌嗪质量0.2~0.3倍的硼氢化钠,100~200rpm下反应0.5~1h,0.06~0.1MPa、55℃下蒸馏70~90min,加入氰基哌嗪质量9~10倍的乙酸乙酯,搅拌溶解后,用蒸馏水洗涤3~5次,加入无水硫酸镁至无结块出现,干燥4~6h,过滤,200~300rpm、105℃下浓缩40~50min得羟基化合物;
(3)将羟基化合物、三乙胺和二氯甲烷按质量比1:1~1.5:10.5~11加入反应瓶中,0℃下,边以50~100rpm搅拌边以1~2mL/min的速度加入羟基化合物质量3.5~4倍的甲磺酰氯混液,甲磺酰氯混液中甲磺酰氯和二氯甲烷的质量比为1:2.09,反应60~70min后,升温至40℃,反应150~165min,加入羟基化合物质量5~5.5倍的饱和硫代硫酸钠,分液,取水层;向水层加入羟基化合物质量2.5~3倍的二氯甲烷,萃取3~5次后,依次用去离子水和饱和食盐水洗涤3~5次,加入无水硫酸镁至无结块出现,干燥6~7h,0.05~0.1MPa、60℃下浓缩2~3h,得磺酸化合物;
(4)将磺酸化合物、乙醇和硫氢化钠按质量比1:2.4~3:0.38~0.44加入反应瓶中,80℃下,100~200rpm搅拌反应2~3h后,冷却至室温,200~300rpm、75℃蒸馏50~65min,加入磺酸化合物质量0.002~0.003倍的碘化钠、磺酸化合物质量3.4~4.1倍的乙酸乙酯,边以50~100rpm搅拌边加入磺酸化合物质量0.15~0.2倍的质量分数为30%双氧水,30℃下,以相同速度搅拌30~45min后,加入磺酸化合物质量32~32.5倍的饱和硫代硫酸钠,搅拌均匀后,加入磺酸化合物质量17.2~17.7倍的乙酸乙酯萃取2~4次,用饱和食盐水洗涤3~5次,加入无水硫酸钠至无结块出现,干燥3~5h后,200~300rpm、65℃下旋蒸55~70min得二硫化物;
(5)将二硫化物、无水乙醇和无水二氯化镍按质量比1:9.6~10.2:0.5~1混合,以0.9~1.3g/min的速度加入二硫化物质量1.4~2倍的硼氢化钠,40~50℃、50~100rpm下搅拌3~4h后,冷却至室温,加入二硫化物质量9.6~10.2倍的质量分数为60%的盐酸,相同速度下搅拌65~75min后,0.1~0.2MPa、55℃蒸馏130~145min,加入质量分数为28%的氨水至溶液pH为7~8,加入二硫化物质量3~4倍的乙醚萃取3~4次,用饱和食盐水洗涤4~6次,过滤,200~300rpm、80℃下浓缩70~80min后,在40℃下,加入二硫化物质量1.6~2.2倍的聚氨酯,200~300rpm下搅拌20~24h得改性聚氨酯;
(6)将碳纳米管置于球磨罐中球磨20~30min,球料比为5:1,置于载玻片,将激光聚焦于碳纳米管,辐照10~25s得预处理碳纳米管;
(7)将预处理碳纳米管置于电子束蒸镀机基底的载玻片上,距载玻片10~15cm放置静电板,抽真空至5×10-4~7×10-4Pa,蒸镀时间为15~20min得自制填料;
(8)将自制填料置于超声波破碎机中,超声波破碎机的功率为500~600W,频率为40~50kHz,处理10~15min得超声处理自制填料;
(9)将超声处理自制填料和改性聚氨酯按质量比1:4~6混合,1000~1500rpm下搅拌30~40min,按质量比1:0.1~0.2:2~4:12.5~40加入润湿剂、消泡剂、增稠剂和去离子水,相同速度搅拌40~50min,得抗静电防刮汽车车漆。
8.根据权利要求7所述的一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法,其特征在于,步骤(6)所述激光波长为620~635nm,功率为10~20mW。
9.根据权利要求8所述的一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法,其特征在于,步骤(7)所述所述电子束蒸镀机的靶材为银靶,基片架温度为300~350℃,束流为150~190mA;静电板输出电压为2000~2100A,电流为0.2~0.6mA。
10.根据权利要求9所述的一种抗静电防刮汽车车漆的制备方法,其特征在于,步骤(7)所述电子束蒸镀机中距离靶材40~50cm放置射频线圈,功率为90~120W;距离射频线圈20~30cm放置超声发生器,超声波频率为40~60kHz,功率为300~400W。
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