本發明涉及一種抗石擊涂料及其制備方法和應用，屬于高分子材料領域。
背景技術：
1、汽車在行駛過程中經常會受到碎石、泥沙、不明物體的撞擊或者水、濕氣、冰、鹽、酸雨等的腐蝕，這會讓汽車底部的電泳鋼板上的電泳涂料非常容易被破壞，從而失去對鋼板的防護作用，進而影響汽車的使用性能。為了避免以上情況的發生，通常會在汽車底部噴涂3-14mm的車底涂料對車體進行保護，以減緩外界環境對車底造成的強力沖擊，提高底板的耐水性及抗腐蝕性，但這會增加汽車的重量。新能源汽車作為新興行業，是未來汽車行業發展的方向。電池是新能源汽車的核心部件，影響著汽車的整體性能及安全性，目前新能源汽車電池的重量可達500kg以上，導致新能源汽車的重量更重，而傳統型的車底抗石擊涂料會再次增加新能源汽車的重量，極大影響電池的使用效率和汽車的行駛安全。使用發泡型車底涂料是一種實現新能源汽車減重的有效方式，但是發泡型車底涂料普遍存在發泡率低和發泡不穩定的問題，導致車底涂料層減重不明顯，或者內部有不均勻孔洞使得車底涂層在受外力打擊時更易破損，無法起到保護汽車底板和電池的作用。
2、此外，抗石擊涂料還存在以下不足。首先，車底抗石擊涂料大部分會添加增塑劑來實現pvc抗石擊涂料性能的優化，但是不同種類增塑劑都存在一定問題。例如鄰苯類增塑劑毒性較大，長期使用會對人體健康造成不可逆影響；環氧大豆油這類增塑劑雖然無毒，但是對pvc增塑效果差，搭配發泡劑使用時發泡劑發泡率也較低；同樣具有無毒環保性的檸檬酸酯增塑劑雖然有較好的增塑效果，但是其結構中的羥基極易吸水，影響抗石擊涂料的耐水性和抗石擊性。其次，新能源汽車所使用的耐寒doa(己二酸二辛酯)、dos(癸二酸二辛酯)這類增塑劑雖然對抗石擊涂料層的耐寒性有提升，但是這類增塑劑耐遷移性一般，增塑劑較易遷出，因此所得抗石擊涂料附著性會受影響。
3、中國專利申請cn117844314a公開了一種新能源電池殼用抗石擊涂料、制備方法及應用，該項技術使用消光pvc樹脂與pvc糊樹脂和pvc摻混樹脂協同，使抗石擊涂料形成的抗石擊涂層具有抗磕碰消光效果；同時使用不同粒徑的微球發泡劑與消光pvc樹脂協同，提高抗石擊涂層的抗劃痕能力。中國專利申請cn109749534a公開了汽車pvc抗石擊涂料及其制備方法，采用重量百分比為10～20％的聚氯乙烯糊樹脂和0.1～5％的熱膨脹微球，并限定熱膨脹微球為未膨脹的熱膨脹微球、已膨脹的熱膨脹微球或二者的混合物，膨脹微球致密的結構使其與高抵抗性基質融為一體，從而產生良好的保護性，提高了涂料的耐磨性和防腐蝕性。但是這些現有技術均未解決上述技術問題。
4、基于現有技術中抗石擊涂料存在的以上問題，需要開發一種高發泡率，高抗石擊破壞，且綠色無害適合長期使用，又能確保新能源汽車在極寒天氣或雨水天氣下正常行駛的抗石擊涂料。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本發明提供了一種綠色高發泡高抗石擊涂料及其制備方法，該抗石擊涂料具有高發泡、低比重、高抗石擊性及綠色環保性，還具有耐寒、耐水性，能使新能源汽車在寒冷或雨水天氣下也能正常行駛；該抗石擊涂料加工方法便捷、操作簡單，適合大規模工業化生產。
2、本發明第一方面提供了一種綠色高發泡高抗石擊涂料，所述抗石擊涂料按重量份數計，包括以下組分：pvc樹脂100份、填充劑35～50份、烏頭酸酯60～120份、附著力促進劑5～10份、吸濕劑1～5份、穩定劑1～8份、發泡劑3～8份、觸變劑0.1～5份、聚丙烯酸酯0～10份。
3、可選的，所述pvc樹脂為pvc糊樹脂，聚合度為1000～1200。
4、可選的，所述烏頭酸酯的酯基碳數為4～8。
5、可選的，所述烏頭酸酯的分子量為340～510g/mol。
6、可選的，所述烏頭酸酯選自烏頭酸三正丁酯、烏頭酸三正戊酯、烏頭酸三正己酯、烏頭酸三正庚酯、烏頭酸三正辛酯、烏頭酸三(2-乙基己基)酯中的一種或多種；進一步可選的，所述烏頭酸酯選自烏頭酸三正丁酯、烏頭酸三正己酯、烏頭酸三正辛酯中的一種或多種。
7、實驗發現，所選烏頭酸酯分子量為340～510g/mol，選自烏頭酸三正丁酯、烏頭酸三正戊酯、烏頭酸三正己酯、烏頭酸三正庚酯、烏頭酸三正辛酯、烏頭酸三(2-乙基己基)酯時，能夠提升涂料的抗石擊性能、附著力以及耐寒性能，原因是當烏頭酸酯的酯基碳數≤8時，分子量較低且酯基鏈相對較短，與pvc能夠有效相容。相容性越好，增塑效率越高，抗石擊涂料的耐寒性能越好；另外良好的相容性也利于提升發泡劑的發泡率，從而實現抗石擊涂料的減重。
8、其次，當烏頭酸酯的酯基碳數≥4時，相比酯基碳數＜4的烏頭酸酯分子量較大，增塑劑的酯基碳鏈具有一定長度，烏頭酸酯難以向外界遷移、揮發，抗石擊涂料層的附著性能更好。
9、可選的，所述填充劑為碳酸鈣、納米碳酸鈣、石墨烯、高嶺土、硅藻土中的一種或多種。
10、可選的，所述附著力促進劑為環氧樹脂、聚酰胺類樹脂、聚氨酯類樹脂中的一種或多種。
11、可選的，所述吸濕劑為氧化鈣。
12、可選的，所述穩定劑為硫醇甲基錫、氧化鋅、硬脂酸鋅、硬脂酸鋁、硬脂酸鉀、鈣鋅穩定劑中的一種或多種。
13、可選的，所述發泡劑為聚氨酯類發泡劑。
14、選用的烏頭酸酯增塑劑與pvc能夠有效相容，高的相容性能促進發泡劑穩定發泡，實現發泡劑的高發泡率和均勻發泡，使涂料層重量明顯減輕。
15、可選的，所述觸變劑為lbcb-1觸變潤滑劑、二氧化硅、有機膨潤土中的一種或多種。
16、可選的，所述聚丙烯酸酯選自聚丙烯酸正丁酯、聚丙烯酸正戊酯、聚丙烯酸正己酯、聚丙烯酸正庚酯、聚丙烯酸正辛酯或聚丙烯酸異辛酯中的一種或多種。
17、本發明第二方面提供了一種如上所述的綠色高發泡高抗石擊涂料的制備方法，所述抗石擊涂料的制備步驟包括：
18、(1)將pvc樹脂加熱并攪拌，溫度達到75～90℃時，按照配方比加入填充劑、烏頭酸酯、附著力促進劑，攪拌混勻；
19、(2)按照配方比加入吸濕劑、穩定劑及觸變劑，繼續攪拌至混合混勻，出料降溫至常溫；
20、(3)按照配方比將步驟(2)中得到的產品與發泡劑混合，室溫下攪拌1～5h，即可得到所述抗石擊涂料。
21、可選的，所述抗石擊涂料的制備步驟包括：
22、(1)將pvc樹脂加熱并攪拌，溫度達到80℃時，按照配方比加入填充劑、增塑劑、附著力促進劑，攪拌混勻；
23、(2)按照配方比加入吸濕劑、穩定劑及觸變劑，繼續攪拌至混合混勻，出料降溫至常溫；
24、(3)按照配方比將步驟(2)中得到的產品與發泡劑混合，室溫下攪拌3h，即可得到所述抗石擊涂料。
25、可選的，所述聚丙烯酸酯的加入時機為步驟(1)。
26、本發明第三方面提供了一種制備包含上述的抗石擊涂料的應用，將所述抗石擊涂料噴涂于汽車底部后，130～165℃烘烤15～30min，形成抗石擊涂料涂層。
27、可選的，所述抗石擊涂料涂層的厚度為0.8～1.2mm。
28、本發明的有益效果包括但不限于：
29、1.根據本發明的綠色高發泡高抗石擊涂料，具有綠色、無毒環保性，抗石擊涂料中使用的烏頭酸酯增塑劑為生物基增塑劑，相比鄰苯類增塑劑更安全，不會對人體產生任何毒副作用。
30、2.根據本發明的綠色高發泡高抗石擊涂料，相比同樣對人體具有無毒害作用的環氧大豆油增塑劑來說，烏頭酸酯能夠與pvc有效相容，良好的相容性促使發泡劑更好發泡，涂料層綜合減重可達5～6kg。
31、3.根據本發明的綠色高發泡高抗石擊涂料，使用的烏頭酸酯增塑劑具有合適的分子量區間(342～510g/mol)。當酯基鏈碳數≤8，能實現好的增塑效果，因此pvc抗石擊涂料具有優秀的耐寒性能；當酯基鏈碳數≥4時，烏頭酸酯的酯基碳鏈具有一定長度，烏頭酸酯更難從體系中抽出，相比doa、dos這類耐寒型增塑劑的耐遷移性更優，抗石擊涂料擁有更好的附著性能。
32、4.根據本發明的綠色高發泡高抗石擊涂料，本發明的烏頭酸酯增塑劑增塑得到的抗石擊涂料具有更好的耐水性和抗石擊性能，原因在于檸檬酸酯的分子結構中多一個外露的羥基，該羥基易吸水，影響人造革的耐水性和抗石擊性能。
33、5.根據本發明的綠色高發泡高抗石擊涂料，也可搭配聚丙烯酸酯跟烏頭酸酯共同起到增塑效果，聚丙烯酸酯同樣含有酯基，與pvc的相容性好。