[發(fā)明專利]一種車橋用自磷化水性聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310692841.9
• 申請(qǐng)日: 2013-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103709333A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉勝波;沈珍慧;張瑜;虞偉逸;董文華;王威;薛磊;張抗;彭剛軍;劉柳;張良均
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢海源九天新材料有限公司
• 主分類號(hào): C08F283/00
• 分類號(hào): C08F283/00;C08F230/02;C08G18/67;C08G18/48;C08G18/12;C09D151/08;C09D5/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料制備領(lǐng)域，具體的是涉及一種應(yīng)用于汽車車橋涂裝生產(chǎn)線的自磷化聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂及其制備方法。

背景技術(shù)

中國(guó)汽車行業(yè)對(duì)車橋鋼板的涂裝一直沒(méi)有給予足夠的重視，一段時(shí)間的使用后就布滿刮痕，銹跡斑斑。車橋位于汽車底部，所處的壞境比較惡劣，即長(zhǎng)期經(jīng)受沙石沖擊和雨水侵蝕，沙石的沖擊容易刮傷涂層，沒(méi)有涂層的保護(hù)鋼板更容易產(chǎn)生銹蝕，銹點(diǎn)成為車橋鋼板新的疲勞源，影響車橋鋼板的疲勞壽命。目前市面上車橋用涂料廣泛采用丙烯酸酯涂料和氨基樹(shù)脂涂料，這類涂料耐水，防腐性，耐老化性能較好，但是耐磨性較差，不能滿足車橋用涂料的要求。并且經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在車橋鋼板涂裝過(guò)程中，國(guó)產(chǎn)車比進(jìn)口車少了一道底材表面磷化處理工序，這將會(huì)造成車橋鋼板耐腐蝕性差使用期限不長(zhǎng)的缺陷。另外目前市面上大多數(shù)的聚氨酯涂料都是雙組份的，雙組份涂料在使用時(shí)配比精度不能很好地控制，且落地的雙組份涂料不能再利用回收，浪費(fèi)資源，污染環(huán)境。

水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，結(jié)合了聚氨酯和丙烯酸酯的優(yōu)點(diǎn)，使涂膜既具有丙烯酸酯耐水，耐老化，耐腐蝕性能，又具有聚氨酯有彈性的特點(diǎn)，增加了涂膜抗石擊能力，使涂膜不易被刮傷，增加涂膜使用壽命和耐腐蝕性能。但是丙烯酸酯在改性聚氨酯時(shí)，接枝率較低，使得乳液穩(wěn)定性較差，成膜交聯(lián)程度不夠，涂膜致密性差，耐鹽霧差，且在水性涂料中出現(xiàn)閃銹、閃蝕問(wèn)題。

專利CN102898592用甲基丙烯酸羥乙酯封端聚氨酯預(yù)聚體，后采用丙烯酸丁酯對(duì)水性聚氨酯改性，制得共聚改性的水性聚氨酯乳液，這種方法制備的丙烯酸酯聚氨酯接枝交聯(lián)程度低，乳液的穩(wěn)定性較差。專利CN103059230用二異氰酸酯、聚丁烯-丙烯晴共聚二醇和聚醚多元醇，親水?dāng)U鏈劑制得水性聚氨酯分散體，后采用苯乙烯和丙烯酸對(duì)水性聚氨酯改性，制得一種無(wú)溶劑型水性丙烯酸酯聚氨酯，這種方法制得的乳液粘度較大，穩(wěn)定性較差。車橋鋼板的涂裝急需一種單組分固化，且柔韌性、致密性，抗閃蝕的性能俱佳的涂層材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種車橋用自磷化水性聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂及其制備方法，其穩(wěn)定性高，粘度低，固含量高，涂裝過(guò)程中滴落的涂料可以回收利用，可以自磷化免去表面磷化處理工序，且固化后涂層的柔韌性、致密性，抗閃蝕的性能均能滿足車橋鋼板的涂裝的性能。

為達(dá)到上述目的，采用的技術(shù)方案如下：

一種車橋用自磷化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料的制備方法，包括以下步驟：

1）以聚醚二元醇，二異氰酸酯、二羥甲基丙酸（DMPA），1,4-丁烯二醇，進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，得到端異氰酸酯基的水性聚氨酯預(yù)聚體；

2）向端異氰酸酯基的聚氨酯預(yù)聚體加入丙烯酸羥乙酯（HEA）進(jìn)行封端反應(yīng)，降溫后加入三乙胺中和成鹽，加水乳化，蒸除溶劑，制得半透明水性聚氨酯大單體；

3）向水性聚氨酯大單體中加入混有引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀（KPS）且含有丙烯酸磷酸酯功能單體的丙烯酸酯單體混合液聚合反應(yīng)，制得自磷化的丙烯酸酯聚氨酯乳液；

其中，—NCO與—OH摩爾比為1.3-1.8；所述的二羥甲基丙酸用量占水性聚氨酯預(yù)聚體4-7wt%；所述的1,4-丁烯二醇用量占水性聚氨酯預(yù)聚體1-4wt%；所述的丙烯酸羥乙酯用量為水性聚氨酯預(yù)聚體的5-10wt%；所述的丙烯酸磷酸酯功能單體占水性聚氨酯預(yù)聚體的5-8wt%；所述的丙烯酸酯單體混合液為水性聚氨酯預(yù)聚體的20-30wt%。

按上述方案，步驟1）所述的聚醚二元醇為PPG，分子量為1000-2000，使用前在110℃減壓除水2h。

按上述方案，步驟1）所述的二異氰酸酯為甲苯2,4二異氰酸酯（TDI）。

按上述方案，步驟1）所述的擴(kuò)鏈反應(yīng)溫度為70-80℃，反應(yīng)時(shí)間3-5h。

按上述方案，步驟2）所述的封端溫度為70℃，封端反應(yīng)時(shí)間為1h。

按上述方案，步驟2）所述的乳化法采用相反轉(zhuǎn)法。

按上述方案，步驟3）所述聚合反應(yīng)溫度為78℃—90℃，反應(yīng)時(shí)間為5h。

按上述方案，步驟3）所述的丙烯酸磷酸酯功能單體為PM-100或PM-200。

一種車橋用自磷化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料，按上述方案制備而來(lái)。