[發(fā)明專利]一種含羥基的丙烯酸聚氨酯水分散體及其制備方法與用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010112179.1
• 申請(qǐng)日: 2010-02-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101792570A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯漢良;羅暉;劉育紅;朱斌;井新利;馬曉陽(yáng);陳耀容;司晶晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湯漢良
• 主分類號(hào): C08L51/08
• 分類號(hào): C08L51/08;C08F290/06;C08G18/67;C09D151/08;C09D7/12
• 代理公司: 廣州三辰專利事務(wù)所 44227
• 代理人: 范欽正

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種汽車罩光清漆，尤其涉及一種由含羥基的丙烯酸聚氨酯水分散體制備的，原廠修補(bǔ)通用的水性汽車罩光清漆。

背景技術(shù)

汽車罩光清漆是汽車最外部的一層涂層，它涂于金屬閃光漆之上，對(duì)提高漆膜的耐久性、耐劃傷性、耐腐蝕性等起著重要的作用。

目前市場(chǎng)上的罩光清漆產(chǎn)品以溶劑型為主，如日本以溶劑型丙烯酸氨基樹(shù)脂為主，歐洲和北美則以丙烯酸氨基樹(shù)脂和丙烯酸聚氨酯樹(shù)脂并重。此類產(chǎn)品對(duì)人體有害，VOC排放量高，不利于環(huán)境保護(hù)。

為適應(yīng)環(huán)保的要求，目前汽車罩光清漆的研究集中在粉末罩光清漆和水性罩光清漆兩個(gè)方面。已有不少文獻(xiàn)和專利報(bào)道了關(guān)于水性汽車罩光清漆的制備。但由于水性汽車罩光清漆的制備工藝尚不成熟，所制備的產(chǎn)品的性能如光澤、耐候性、耐腐蝕性等尚存在缺陷，使其實(shí)際應(yīng)用受到了限制。而關(guān)于能夠?qū)崿F(xiàn)原廠修補(bǔ)通用的水性汽車罩光清漆的制備尚未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)上的不足，合成一種性能優(yōu)異的含羥基的丙烯酸聚氨酯水分散體，并由其制備出一種汽車原廠修補(bǔ)通用的水性罩光清漆。

本發(fā)明提供了一種含羥基的丙烯酸聚氨酯水分散體的制備方法，該方法包括以下步驟：

1)、含羧基的端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體的合成

在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以30～50重量份(優(yōu)選35～45，更優(yōu)選38-42)的甲基丙烯酸甲酯為溶劑，將120～160重量份(優(yōu)選130～150，更優(yōu)選135～145)的低聚物多元醇(平均官能度2～2.5，優(yōu)選2.1～2.3，數(shù)均分子量500～3000，優(yōu)選1000～2000)、20～60重量份(優(yōu)選25-55，更優(yōu)選30-50，再更優(yōu)選35-45)的脂肪族或脂環(huán)族二異氰酸酯(例如六亞甲基二異氰酸酯HDI或異佛爾酮二異氰酸酯IPDI)、5～10重量份(優(yōu)選6-9，更優(yōu)選7-8)的親水性小分子擴(kuò)鏈劑和1～2重量份(優(yōu)選1.2-1.8)的脲烷化催化劑加入反應(yīng)釜中，在攪拌下升溫至70～80℃，反應(yīng)1～2h，得到含羧基的端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體；

2)、端乙烯基聚氨酯預(yù)聚體的合成

向步驟(1)中所得的聚氨酯預(yù)聚體中加入10～30重量份(優(yōu)選15～25，更優(yōu)選18～22)的羥基丙烯酸酯單體，在80～90℃下反應(yīng)1～2h，得到分子鏈含羧基和含端乙烯基的聚氨酯預(yù)聚體；

3)、水分散型聚氨酯預(yù)聚體的合成

向步驟(2)所得聚氨酯預(yù)聚體中加入5～10重量份(優(yōu)選6-9，更優(yōu)選6.5-8.5)的中和劑，使體系pH達(dá)到7～8，然后在攪拌下加入200～300重量份的蒸餾水使預(yù)聚體分散，得到水分散型聚氨酯預(yù)聚體。

4)、丙烯酸聚氨酯水分散體的合成

向步驟(3)中所得預(yù)聚體中加入30～60重量份(優(yōu)選35～55，更優(yōu)選40～50)的乙烯基單體和0.5～1重量份(優(yōu)選0.6～0.8)的鏈轉(zhuǎn)移劑，高速攪拌乳化，升溫至80～90℃，滴加由0.5～1重量份的引發(fā)劑和60～80重量份的蒸餾水所組成的溶液，反應(yīng)3～4h，反應(yīng)完成后保溫1h，得到含羥基的丙烯酸聚氨酯水分散體。

作為低聚物多元醇，優(yōu)選使用聚醚二醇，更優(yōu)選使用聚乙二醇，聚丙二醇和/或聚氧化乙烯-氧化丙烯二醇。

一般，親水性小分子擴(kuò)鏈劑選自二羥基羧酸、二羥基半酯或二羥基磺酸鹽中的一種或兩種或多種。其中二羥基羧酸是二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸或二羥甲基戊酸。

脲烷化催化劑選自有機(jī)胺類或有機(jī)錫類的催化劑。

一般，羥基丙烯酸酯單體選自丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯或甲基丙烯酸羥丁酯中的一種或兩種或多種。

一般，乙烯基單體選自丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、苯乙烯和羥基丙烯酸酯類等中的一種或兩種或多種。例如，在一個(gè)具體的實(shí)施方案中乙烯基單體包括丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸羥乙酯三種；在另一個(gè)具體的實(shí)施方案中乙烯基單體包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正丁酯和丙烯酸羥乙酯四種。

中和劑是三乙胺、三乙醇胺或氨水等。

在4)步驟中使用的引發(fā)劑是過(guò)硫酸銨或過(guò)硫酸鉀等。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，提供一種車用水性罩光清漆的制備方法，它包括：

1)在上述水分散體中添加流平劑、消泡劑、水和任選的增稠劑，得到組分A，其中各組分的添加量如下(以水分散體重量為100份計(jì))：

水分散體：100

流平劑：1-5

消泡劑：0.2-1，優(yōu)選0.2-0.6

水：20-70，優(yōu)選30-60