市优秀发明选拔赛项目申报书传统汽车工业及高端装备制造业涂料.docx

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市优秀发明选拔赛项目申报书传统汽车工业及高端装备制造业涂料

推荐号

项目编号

市优秀发明选拔赛项目申报表

（29届）

一、项目基本情况

评审组:

项目名称

主要完成人员

共同完成人员

主要完成单位

推荐单位

申报类别

优秀发明类□职工技术创新成果类□

项目类别

职务发明□非职务发明□青少年发明□

技术领域

土木建筑□交通运输□机械与动力电气□金属材料□

计算机通信仪电□生物医学□化工□其他□

所属产业

项目水平

任务来源

出口情况

创新性

可否公布

项目研究起止时间

市优秀发明选拔赛办公室制

二、项目简介

项目所属科学技术领域、主要技术创新内容、特点及应用推广情况：

（限1200字）

技术领域：

化工类

主要创新内容及特点：

针对传统汽车工业及高端装备制造业涂料在使用过程中技术上存在的技术障碍，天地涂料有限公司通过技术、材料、结构等多方向的创新，利用目前科技领先的IPN网络互穿聚合技术，结合自有专利技术（“一种水性金属闪光漆及其制备方法”，专利授权号）解决了技术瓶颈，使项目产品真正达到使用寿命长、耐化学腐蚀性强的要求，从而提升我国涂料行业的制造技术。

我国涂装工业使用的原有普通溶剂型金属闪光漆在施工时VOC排放量都在750g/L左右，TD-HSEF水性金属闪光涂料的施工VOC排放量仅在100g/L左右，如果车身涂装全部采用TD-HSEF水性金属闪光涂料，则VOC排放量可降低至27g/㎡,完全达到最严格的环保要求，同时该涂料还具有无毒、不燃不爆的优点。

TD-HSEF水性金属闪光涂料主要的技术问题特点是：

A.颜料分散性好。

B．分散粒子的稳定性强。

溶解的分子对剪切力、热、pH等都很稳定，而分散的粒子不稳定。

分散粒子受剪切力后会被破坏，因而须考虑在制造、输送水性漆过程中避免剪切力的作用。

分散粒子对pH值很敏感，漆中混入酸性物质会形成酸性粒子，从而产生胶化破坏水性漆。

还有水性漆在运输过程中受寒冻结后分散粒子也会被破坏，

C．涂装施工性好。

表面张力大，水的表面张力大，见表1，水与有机溶剂的物理性质比较，故用水做溶剂的水性漆的表面张力也较大，在施工过程中要加强管理，否则涂装时易产生下列缺陷和漆膜弊病：

（a）易流挂；（b ）展平性不好；（c）易产生缩孔、针孔；（d）不易伸人被涂物表面的小细缝中。

D．金属颜料或珠光颜料排列较佳。

E.降低温度变化敏感性，如果贮存在低于冰点的温度时会改变油漆的溶解特性，由此导致油漆中活性物质沉淀，材料就不均匀。

经过重新加热后，水性漆不会回到均质状态，它的特性将被破坏。

应用推广情况：

我公司的项目产品经江铃集团股份有限公司、大众产品工程部等客户用于涂装线的喷涂工序，受到客户信赖和赞誉。

产品具有良好的稳定性和防腐性，涂膜外观光滑平整，VOC释放量小，该两家公司表示希望与我公司保持稳定的供货关系。

目前与本公司达成了长期合作协议，目前订单纷至沓来，形势良好。

三、项目详细内容

1、主要科技创新内容（采用的技术原理与方案；关键技术创新点；必要的图表数据，限5页）

技术的创新点、先进性及主要技术特点：

1、创新点

①结构创新：

分散剂聚合物链段设计

甲基丙烯酸三丁基锡与甲基丙烯酸甲酯共聚物的结构示意图

②技术创新：

③材料创新：

水性丙烯酸嵌段共聚合分散剂：

④工艺创新：

传统的三辊机技术磨浆料，敞开式操作，劳动强度大，工效低，安全和劳动卫生都是问题；传统砂磨技术，可以保证涂料细度（微米级），但是半敞开式操作，还是有溶剂泄露影响劳动卫生；不采用砂磨技术而采用球磨法，产品质量较好，但是生产效率太低。

在这种情况下，参照国外涂料生产新工艺，采用高剪切技术的涂料生产设备，替代传统的高速分散机、砂磨机、三辊研磨机、球磨机等设备，真正实现了涂料生产"一套设备，一机多用，一步到位"。

更为重要的是该涂料设备具有操作方便、劳动强度低、生产效率高、产品质量好等许多优点，其中最主要的优点是成品细度大幅度下降，大大提高了涂料的内在品质，从而确保了产品在市场上的竞争能力。

此外，该设备可以实现真空操作，使生产流程兼具环保功能，达到试验和生产的要求。

这个改变传统的涂料加工工艺的新工艺也是一个创新点。

2、先进性及主要技术特点：

①先进性

针对传统汽车工业及高端装备制造业涂料在使用过程中技术上存在的技术障碍，本公司通过技术、材料、结构等多方向的创新，利用目前科技领先的IPN网络互穿聚合技术，结合自有专利技术（“一种水性金属闪光漆及其制备方法”，专利授权号：

ZL2012100342917）解决了技术瓶颈，使项目产品真正达到使用寿命长、耐化学腐蚀性强的要求，从而提升我国涂料行业的制造技术。

我国涂装工业使用的原有普通溶剂型金属闪光漆在施工时VOC排放量都在750g/L左右，TD-HSEF水性金属闪光涂料的施工VOC排放量仅在100g/L左右，如果车身涂装全部采用TD-HSEF水性金属闪光涂料，则VOC排放量可降低至27g/㎡,完全达到最严格的环保要求，同时该涂料还具有无毒、不燃不爆的优点。

②技术特点

针对目前汽车工业及高端装备制造业涂料使用寿命不能满足实际需求，VOC排放过高，耐化学腐蚀性差的现状，涂装施工性差的弱点，公司通过相应的树脂、颜料、溶剂以及相应的分散剂的科学组合配置，降低污染，提高环保性能，并有效节省能源、保障施工的安全性，与国内外其他产品相比，具有明显的优越性。

TD-HSEF水性金属闪光涂料主要的技术问题特点是：

A.颜料分散性好。

B．分散粒子的稳定性强。

溶解的分子对剪切力、热、pH等都很稳定，而分散的粒子不稳定。

分散粒子受剪切力后会被破坏，因而须考虑在制造、输送水性漆过程中避免剪切力的作用。

分散粒子对pH值很敏感，漆中混入酸性物质会形成酸性粒子，从而产生胶化破坏水性漆。

还有水性漆在运输过程中受寒冻结后分散粒子也会被破坏，

图1是分散剂在两颗颜填料表面的微观吸附状态

。

C．涂装施工性好。

表面张力大，水的表面张力大，见表1，水与有机溶剂的物理性质比较，故用水做溶剂的水性漆的表面张力也较大，在施工过程中要加强管理，否则涂装时易产生下列缺陷和漆膜弊病：

（a）易流挂；（b）展平性不好；（c）易产生缩孔、针孔；（d）不易伸人被涂物表面的小细缝中。

表 1 

D．金属颜料或珠光颜料排列较佳。

E.降低温度变化敏感性，如果贮存在低于冰点的温度时会改变油漆的溶解特性，由此导致油漆中活性物质沉淀，材料就不均匀。

经过重新加热后，水性漆不会回到均质状态，它的特性将被破坏。

Bayer公司首次报道了水性多元醇和无水多异氰酸酯交联形成一种漆膜，对体系进行优化后开发出了工业化产品，可用于工业涂装、木材涂装、塑料涂装、和汽车维修。

用于汽车OEM涂装的水性双组分PU清漆是用脂肪族和脂环族多异氰酸酯与水性聚丙烯酸酯及聚氨酯多元醇配制而制得。

疏水多异氰酸酯与溶剂型双组分PU清漆中的固化剂是完全一样的。

该水性双组分PU清漆选用水分散型树脂及涂料，该聚酯树脂通过调节亲水链段与疏水链段的比例，可在水性介质中自乳化，酸价较低时仍达到稳定的水分散性，从而明显提高了耐水性；另外引入的长链二元醇，如羟基特戊酸新戊二醇单酯，使树脂链段基本上以线性结构为主，分子链较长，固化时采用水性氨基树脂和水性封闭型多异氰酸酯树脂组成的混合体系，使固化后涂膜具有优异的柔韧性及层间附着力。

其中的水性多元醇是用有机酸来进行亲水性改性，再用胺中和。

多元醇组分中，除水之外还含有特殊的添加剂和少量的有机助溶剂，以提高流平性和施工性能。

不同原材料影响漆膜性能如下：

HDI多异氰酸酯-耐划痕性，IPDI多异氰酸酯-耐化学性，聚氨酯多元醇-流平性（湿润性）耐划痕性，聚丙烯酸酯多元醇-耐化学品性，耐候性。

聚氨基甲酸酯/聚丙烯酸酯混合物是这些水性体系最适用的组份。

根据耐划痕性和耐化学品性的需要，也可使用纯HDI/IPDI混合多异氰酸酯。

图2是非离子型聚氨脂分散剂的结构示意图，其中表示可润湿吸附的锚基，表示异氰酸酯残基，表示可水化的聚醚链段水分的挥发。

图2

在干燥期间的任一时刻，异氰酸基团的反应能力受该时所有反应组分浓度的控制。

整个挥发过程可由气相色谱分析给出详细的数据。

水性双组份PU清漆的蒸发过程尽管水的挥发速率较低，但水作为挥发组分的主要组成部分离开漆膜仍相对较快。

在室温闪蒸8分钟和80℃预干燥5分钟后，水的含量已降至0.5%以下。

130℃固化5分钟后，水的含量已减少到0.2%左右。

这意味着已没有水可在主交联反应过程中产生副反应了。

二甲基乙醇胺（DMEA）作为中和剂时，起初浓度为1.7%，经80℃预干燥后检测，以液体清漆计，发现最多只有0.5%的中和剂。

130℃固化5分钟后已降至0.1%以下。

由于DMEA有可能与异氰酸酯反应，DMEA含量减少可能由于挥发或由于反应生成氨基甲酸酯所致。

采用不含异氰酸酯固化剂的漆膜对此研究表明，在同样干燥条件下，约有30%的DMEA（绝对含量约0.4%）挥发掉了。

这就表明在初始的双组份体系中，约有1.2%的DMEA和异氰酸酯基团反应，生成聚氨酯漆膜了。

2、第三方评价及当前国内外同类研究、同类技术的综合比较：

（限2页）

3、推广应用情况：

（限1页）

目前已到大众江铃福特批量试制，试用效果为佳，目前已被评为市成果转化项目。

注：

必须加盖单位财务章单位：

万元

4、经济效益：

项目总投资额

回收期

年份

新增产值

新增利润

新增税收

创收外汇

（万美元）

节约资金

累计

经济效益额的计算依据：

5.社会效益：

四、本项目曾获科技奖励情况

项目名称

获奖

时间

奖项名称

奖励

等级

授奖部门（单位）

本表所填科技奖励是有关部委科技奖励、国外科技奖励、外省市科技奖励和经登记常设的社会力量设立的科技奖励，但不包括商业性的奖励。

五、知识产权情况

国别

知识产权类别

授权号

名称

上述知识产权用于报奖的情况，已征得未列入项目主要完成人的权利人（发明专利指发明人）的同意，且不存在争议。

六、发表论文、著作情况

序号

论文著作

被SCI、EI收录

引用次数

七、本项目获计划资助情况

序号

计划编号及计划名称

前7位完成人

计划类型

资助金额

（万元）

八、其它统计信息

1、专利、软件著作权项数（已申请发明专利数不含已获得的）

已获国外

发明专利

已获国内

发明专利

已申请国外

发明专利

已申请国内

发明专利

已获实用

新型专利

软件著作权

2、标准、规范

已颁布

国家标准

已颁布

行业标准

已颁布

地方标准

已颁布

国家规范

已颁布

行业规范

已颁布

地方规范

3、发表论文、著作情况

著作

论文

收录、引用

国外出版数

国内出版数

国外发表数

国内发表数

被SCI、EI

收录数

被国内外他

人引用次数

4、项目实施情况

有设计图纸或工艺文件

有样品、样机

有检测报告

有技术鉴定

小批量生产

工业化生产

5、项目来源

劳模创新工作室

首席技师工作室

其他

6、委托服务

技术转让

成果展示

专利培训

科普讲座

九、主要完成人情况表

姓名

年龄

性别

学历

身份

职务

职称

电子信箱

移动电话

通讯地址

邮政编码

曾获奖励情况：

十、完成单位情况表

单位名称

组织机构代码

单位性质

排名

联系人

手机

通信地址

邮政编码

联系电话

传真

电子邮件

单位（盖章）

年月日

十一、评审意见

评审

意见

审定

意见

市优秀发明选拔赛办公室（盖章）

年月日

十二、附件目录

1、知识产权证明；

2、标准、规范等；

3、技术评价证明；

4、检测报告；

5、主要应用及经济效益证明；

6、其他证明