[00959800]PVC汽车底漆专用纳米碳酸钙的研制及开发

(一)课题来源与背景：课题来源：根据南科发〔2016〕29号文件，2016年南宁市科学研究与技术开发计划创新能力提升计划项目“PVC汽车底漆专用纳米碳酸钙的研制及开发”，由广西华纳新材料科技有限公司与广西民族大学联合共同承担。课题背景：纳米碳酸钙作为PVC速溶胶配方中的一个重要组分，将纳米碳酸钙加入汽车底漆PVC糊中不仅可以增加其耐磨和抗石击性能，而且有利于流变性能的调节，使其具有一定的触变性，满足喷涂等加工过程的需要，亦即高剪切下低粘度、低剪切下高粘度，同时还具有一定的屈服值和宾汉粘度。既可以保证涂料可以流畅输送和喷出，又不致在涂覆后流挂。汽车底漆良好的流变性能，对于汽车工业自动化流水线生产线具有十分重要的意义。 (二)技术原理及性能指标：技术原理：该项目采用的混合改性剂为硬脂酸碱金属皂化物与硬脂酸钙的混合物，硬脂酸钙在混合改性剂中质量百分含量为脂肪酸与硬脂酸钙的质量比为20-70％，脂肪酸与皂化剂用量比例为1：1。该方法结合原位表面处理技术，皂化剂先加入碳酸钙浆液，然后再加入脂肪酸与硬脂酸钙，克服了纳米碳酸钙湿法表面改性时脂肪酸在水中难与碳酸钙表面反应生成硬脂酸钙的缺点，通过脂肪酸皂化液直接引入硬脂酸钙，获得了显著的表面改性效果。 性能指标：白度≥94.5，吸油值≤30mlDOP/100gCaCO₃，粒径60-80nm，BET比表面积23-28，pH值8.0-9.0，水分≤0.4％。 (三)技术的创造性与先进性：(1)创新点一：表面处理剂采用硬脂酸碱金属皂化物与硬脂酸钙的混合物，并结合原位表面处理工艺对纳米碳酸钙进行表面处理。既克服了处理剂在水溶液中容易形成胶束的缺点，又解决了纳米碳酸钙湿法表面改性时脂肪酸在水中难与碳酸钙表面反应生成硬脂酸钙的难题，获得了显著的表面改性效果。先进性：原位表面处理工艺于2014年8月顺利通过广西壮族自治区的成果鉴定，专家组一致认为该工艺可达到国内领先水平。互穿网络型汽车底漆也于2013年3月通过成果鉴定，达国内领先水平。两者技术的结合，有助于将汽车底漆的产品质量提升至更高档次。(2)创新点二：利用二次冷冻技术与加速陈化技术相结合，可制备粒径介于60-80nm、分散性优异的立方状纳米碳酸钙。先进性：二次冷冻技术于2005年4月顺利通过广西壮族自治区的成果鉴定，专家组一致认为该工艺已达到国内先进技术水平。(3)创新点三：实施“链带+闪蒸”干燥技术研发，不仅可以有效控制PVC汽车底漆纳米碳酸钙的水份，控制水分可≤4％，而且可以把碳酸钙表面处理剂的热损失降到最低，保证表面活性剂的性能。先进性：“链带+闪蒸”的干燥工艺是一种较为理想的两级组合干燥工艺，实现了物料在不同含水状态下采用不同干燥温度的工作方式，提高干燥的生产效率，降低生产成本，保证了产品的质量。 (四)技术的成熟程度，适用范围和安全性：项目突破完成了PVC汽车底漆专用纳米碳酸钙的研制及开发，成功研制出了汽车底漆用纳米碳酸钙新产品，产品生产线融合冷冻技术、陈化“链带+闪蒸”干燥技术等先进生产技术的纳米碳酸钙生产线，具有技术创新性高，生产工艺简化、产品适用于硅酮胶产品的优点，通过此法制备得到PVC汽车底漆专用纳米碳酸钙产品，形貌可控，填充PVC糊后，具有一定的触变性，可以增强其耐磨和抗石击性能，同时还有一定的屈服值和宾汉粘度。该项目所开发的技术适用于生产PVC汽车底漆专用的纳米碳酸钙产品，所涉及的生产制备工艺过程毒害性较低，安全性较高。 (五)应用情况及存在的问题项目实施后研制成功的汽车底漆用纳米碳酸钙产品技术达到了国内领先水平，生产品质稳定，一经投入市场便供不应求，项目实施期间，实现产品销售量17573.85吨，新增销售收入4506.11万元，新增利润734.47万元，税金495.67万元。PVC汽车底漆专用纳米碳酸钙的研制及开发研究在PVC糊/纳米碳酸钙机理研究取得新的进展，积累了先进的产品研究技术和生产工艺技术，与此同时也发现新的技术研发问题，碳酸化机理研究和PVC汽车底漆的下游应用技术需要进一步的科研开发：对形成的不同形貌和粒径纳米碳酸钙对PVC糊的影响研究数据需要进一步的重复试验，加深数据的可靠性，从而探讨潜在新产品研制的可行性，加强对PVC糊的机理研究和配置配方研究。