[發(fā)明專利]封閉異氰酸酯固化劑及其制備方法、單組分涂料

在審

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• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110483738A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喻佳;楊鵬飛;張杰;胡啟明;黃鸝
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南湘江關(guān)西涂料有限公司
• 主分類號: C08G18/80
• 分類號: C08G18/80;C08G18/79;C08G18/30;C08G18/32
• 代理公司: 44224 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司
• 代理人: 侯武嬌<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發(fā)明涉及一種封閉異氰酸酯固化劑及其制備方法、單組分涂料。該封閉異氰酸酯固化劑的原料包括：多異氰酸酯三聚體、擴鏈劑、封閉劑和助溶劑；其中，所述多異氰酸酯三聚體選自異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、六亞甲基二異氰酸酯三聚體和甲苯二異氰酸酯三聚體中的至少一種，所述擴鏈劑選自含有羥基和/或氨基的多官能團化合物和水中的至少一種，所述多官能團化合物具有2～12個碳原子。該封閉異氰酸酯固化劑具有多交聯(lián)位點的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，封閉異氰酸酯固化劑三聚體能夠與清漆涂料配方中的氨基樹脂、丙烯酸樹脂等發(fā)生多位點交聯(lián)，從而能夠提升涂膜的交聯(lián)密度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種封閉異氰酸酯固化劑及其制備方法、單組分涂料。

背景技術(shù)

封閉異氰酸酯固化劑是一種常溫不固化、儲存穩(wěn)定的輔助固化的樹脂，由于其具有出色的穩(wěn)定性，因此在汽車涂料的1K(單組分)清漆涂料中被廣泛使用。

然而目前市場上的封閉異氰酸酯固化劑在清漆固化時得到的漆膜交聯(lián)密度不夠高，影響漆膜的耐水性、耐化學(xué)性能。比如，一種以吡唑衍生化合物和活潑亞甲基化合物的復(fù)合封閉劑對多異氰酸酯進行NCO封端，得到的封閉多異氰酸酯，雖然儲存穩(wěn)定性較好，但是對提高涂膜的交聯(lián)密度有限。另一種用丙二酸酯和三唑的混合物對多異氰酸酯進行封端的封閉型多異氰酸酯，可作為聚氨酯烤漆的交聯(lián)劑，防止在溶劑中結(jié)晶和提高封閉型多異氰酸酯的受熱泛黃的性能，但是，其對提高涂膜的交聯(lián)密度也非常有限。

因此，從固化劑角度出發(fā)，開發(fā)出一種新的封閉異氰酸酯固化劑，提升1K清漆涂膜的交聯(lián)密度，變得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種具有高交聯(lián)密度的封閉異氰酸酯固化劑，能夠有效提升汽車清漆涂膜的交聯(lián)密度。

一種封閉異氰酸酯固化劑，其原料包括：多異氰酸酯三聚體、擴鏈劑、封閉劑和助溶劑；

其中，所述多異氰酸酯三聚體選自異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、六亞甲基二異氰酸酯三聚體和甲苯二異氰酸酯三聚體中的至少一種，所述擴鏈劑選自含有羥基和/或氨基的多官能團化合物和水中的至少一種，所述多官能團化合物具有2～12個碳原子。

上述封閉異氰酸酯固化劑，以含有羥基和/或氨基的多官能團化合物或水與多異氰酸酯三聚體進行擴鏈反應(yīng)，使其形成長鏈結(jié)構(gòu)，并用封閉劑對多異氰酸酯三聚體中的-NCO基團進行封端，使異氰酸酯基在常溫下不具活性，實現(xiàn)異氰酸酯基的封閉，得到封閉異氰酸酯固化劑，該封閉異氰酯固化劑解封后具有多個交聯(lián)位點，該多個交聯(lián)位點均可與涂料中的聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、氨基樹脂等樹脂成分中的活性基團發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，從而使用該封閉異氰酸酯固化劑能夠提高1K清漆涂膜的交聯(lián)密度。

上述封閉異氰酸酯固化劑具有如下式(I)或式(II)所示的結(jié)構(gòu)單元：

需要說明的是，式(I)是以含有羥基和/或氨基的多官能團化合物為擴鏈劑，制備得到的封閉異氰酸酯固化劑的鏈段結(jié)構(gòu)單元，式(II)是以水為擴鏈劑制備得到的封閉異氰酸酯固化劑的鏈段結(jié)構(gòu)單元。其中，X為多異氰酸酯三聚體的主鏈段，R為含有2～12個碳原子的飽和烷基，Y和Z分別獨立地選自N和O中的一種，B為封閉劑脫去活潑氫原子后的官能團。

上述封閉異氰酸酯固化劑可與清漆涂料配方中的氨基樹脂、聚酯樹脂和丙烯酸樹脂等具有活性基團的樹脂發(fā)生反應(yīng)，由于該封閉異氰酸固化劑的三聚體結(jié)構(gòu)具有多個交聯(lián)位點結(jié)構(gòu)，從而能夠提升涂膜固化后的交聯(lián)密度。

在其中一個實施例中，按重量百分比計，其原料包括50％～68％多異氰酸酯三聚體、0.5％～10％擴鏈劑、5％～26％封閉劑和10％～25％助溶劑。

在其中一個實施例中，所述擴鏈劑選自水、具有2～12個碳原子的二醇、二胺和醇胺中的至少一種；和/或

所述封閉劑選自氨基封閉劑、肟基封閉劑和羥基封閉劑中的至少一種。