[發(fā)明專利]一種用氮丙啶交聯(lián)的丙烯酸酯樹脂雙組份水性汽車涂料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310465526.2
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103540217A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設計）人: 張育波;王煉石;阮偉明;陳容愛;李柏文;馮兆華
• 申請（專利權）人: 廣東雅圖化工有限公司
• 主分類號: C09D133/12
• 分類號: C09D133/12;C09D133/08;C09D7/12;C08F220/14;C08F220/18;C08F212/08;C08F220/06;C08F2/38
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 張海文

技術領域

本發(fā)明屬有機高分子材料制備技術領域，涉及一種用氮丙啶交聯(lián)的丙烯酸酯樹脂雙組份水性汽車涂料的制備方法。

背景技術

按國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，從2000年至2009年，我國涂料產(chǎn)量從183.9萬噸/年增至745萬噸/年左右，這些涂料廣泛用在石油、化工、汽車、船舶、冶金、電力、機械制造等領域，而且這些領域所用的涂料幾乎全部為溶劑型涂料，每年的有機溶劑揮發(fā)量高達200萬噸，資源浪費約合110多億人民幣。面對涂料行業(yè)日益嚴重的污染性，世界各國相繼頒布了相應的法規(guī)限制溶劑型涂料的使用。在環(huán)境保護的大背景下，環(huán)境友好型涂料，包括水性涂料、高固體份涂料、輻射固化涂料和粉末涂料的研發(fā)勢在必行，其中水性涂料是發(fā)展最為快速的一種。

水性汽車涂料主要以水作為分散介質，含少量可揮發(fā)性助溶劑，因此揮發(fā)性有機物（VOC）排放量大大降低，達到環(huán)保法規(guī)的要求。但由于水的蒸發(fā)潛熱和表面張力較大而導致其蒸發(fā)速度較慢，漆膜交聯(lián)固化溫度高達160℃，且漆膜容易產(chǎn)生氣泡、縮邊、流掛等缺陷，漆膜的光澤度、鮮映性、硬度和耐水性也都遜于溶劑型涂料。提高水性涂料的綜合性能使之達到溶劑型涂料的水平，是目前國內外研究開發(fā)水性涂料尤其水性汽車涂料的熱點。

制備水性涂料所用丙烯酸酯樹脂，其分子鏈帶有數(shù)量可觀的羧基、羥基等親水性側基。將羧基、羥基等基團引入丙烯酸酯樹脂分子鏈的作用，一方面是為了賦予丙烯酸酯樹脂以水分散性，另一方面是為交聯(lián)劑提供交聯(lián)反應基團。水性丙烯酸酯涂料所用交聯(lián)劑一般是水性氨基樹脂交聯(lián)劑，也可用封端二異氰酸酯交聯(lián)劑。試驗表明，所用交聯(lián)劑無論是水性氨基樹脂還是封端二異氰酸酯，其固化漆膜的耐水性都欠佳，未能達到汽車罩光漆膜需耐40℃溫水浸泡大于10天的要求，應是氨基樹脂和封端二異氰酸酯與水分散型丙烯酸酯樹脂的相容性較差，在水性涂料中分散不良，導致交聯(lián)效率較低，漆膜的羧基和羥基殘留量較大所致。本發(fā)明提供一種在工藝上可行的，交聯(lián)劑與樹脂的交聯(lián)效率高、羧基和羥基殘留量少因而固化漆膜的耐水性強、光澤度高、其他性能優(yōu)良的用氮丙啶作交聯(lián)劑的丙烯酸酯樹脂雙組份水性涂料，具有重要的實用價值和顯著的創(chuàng)新意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明的一個目的是提供一種用氮丙啶交聯(lián)的丙烯酸酯樹脂雙組份水性汽車涂料的制備方法。三官能團氮丙啶交聯(lián)劑與丙烯酸酯樹脂的羧基有較高的反應活性，在較低的烘烤溫度下便可發(fā)生交聯(lián)反應，在較高的溫度下及在酸性催化作用下還可以與丙烯酸酯樹脂所帶羥基發(fā)生交聯(lián)反應，而與水反應的速率很慢。根據(jù)氮丙啶交聯(lián)劑的性質，本發(fā)明選用與氮丙啶無反應作用的水溶性溶劑和低沸點醇類溶劑作助溶劑進行丙烯酸酯類單體和苯乙烯類單體自由基溶液共聚反應，合成出分子鏈帶羧基和羥基的丙烯酸酯樹脂，與氮丙啶交聯(lián)劑混合制備雙組份水性涂料。與以氨基樹脂作交聯(lián)劑的丙烯酸酯樹脂單組份水性涂料相比，用氮丙啶作交聯(lián)劑的丙烯酸酯樹脂雙組份水性涂料具有較低的交聯(lián)固化溫度，氮丙啶交聯(lián)劑主要與丙烯酸酯樹脂的羧基和羥基發(fā)生交聯(lián)反應，交聯(lián)效率高，漆膜因羧基和羥基殘留量極少而具有優(yōu)良的耐水性，且具有更高的光澤度、硬度和耐沖擊性能，對底材粘合力更強。這種新型雙組份水性涂料的有機溶劑含量少，VOC排放量低，對生產(chǎn)環(huán)境和大氣環(huán)境污染程度輕微，符合最新環(huán)保法規(guī)的要求。

本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案是：

一種用氮丙啶交聯(lián)的丙烯酸酯樹脂雙組份水性汽車涂料，其特征在于包括氮丙啶交聯(lián)劑、水分散型丙烯酸酯樹脂和通用涂料助劑，所述水分散型丙烯酸酯樹脂由組份A、組份B和組份C反應而成，其中組份A為其均聚物的玻璃化轉變溫度高、硬度高的甲基丙烯酸酯類單體和苯乙烯類單體、組份B為其均聚物的玻璃化轉變溫度低和柔韌性好的丙烯酸酯類單體、組份C包括含有能使樹脂具有水可分散性的并可與交聯(lián)劑發(fā)生交聯(lián)作用的親水性基團的功能單體。

優(yōu)選的，所述組份A、組份B和組份C的質量比為30～45:25～40:20～30。

優(yōu)選的，所述組份C是含有能用中和劑中和使樹脂具有水可分散性并可與交聯(lián)劑發(fā)生交聯(lián)作用的羧基的甲基丙烯酸和丙烯酸中的一種或兩種。

優(yōu)選的，所述組份C還包括可提高樹脂的水分散性和可提高漆膜耐水性并可與交聯(lián)劑發(fā)生交聯(lián)作用的含羥基的（甲基）丙烯酸酯類的功能單體和可降低樹脂粘度、提供羥基與交聯(lián)劑發(fā)生交聯(lián)作用并可提高樹脂耐水性的含β-二羰基功能單體中的一種或兩種。