CN101696338A - 改性丙烯酸氨基汽车烘漆和改性丙烯酸树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改性丙烯酸氨基汽车烘漆，其特征是：由下列成分组成，改性丙烯酸树脂35-60、氨基树脂15-25、防流挂树脂3-15颜料20-30、分散剂0.5-2.5、流平剂0.3-2.0、消泡剂0.1-0.5、重芳烃10-20、丁醇5-15、DBE5-10。改性丙烯酸树脂，由下列成分组成，叔碳酸缩水甘油酯10-35、二甲苯10-25、丙烯酸2-10、丙烯酸丁酯10-40、甲基丙烯酸羟乙酯10-30、甲基丙烯酸甲酯10-30、苯乙烯5-20、二叔戊基过氧化物2.0-5.0、巯基乙醇0.5-3.0、丁醇10-20。有益效果：采用新的聚合工艺合成的改性羟基丙烯酸树脂，使叔碳酸缩水甘油酯改性羟基丙烯酸树脂颜色浅、装饰性高，具有优异的物理机械性能及高固体低粘度的特性。使研制的E10P改性高固体汽车漆产品具有优异的耐候性、抗污染、耐酸雨、抗石击、高丰满度。

Description

改性丙烯酸氨基汽车烘漆和改性丙烯酸树脂及其制备方法

技术领域

本发明属于化工涂料，尤其涉及一种主要用于轿车、商务车、微型车、新型载货车的表面涂装或高装饰性的轻工家电产品的高固体改性丙烯酸氨基汽车烘漆。

背景技术

中高档汽车实色漆体系有三种：一是短油聚酯氨基体系，二是丙烯酸氨基体系；三是高固体改性丙烯酸氨基体系。短油聚酯氨基汽车面漆较丙烯酸氨基汽车烘漆具有更优异的外观装饰性，但在耐候性上有明显的缺陷。丙烯酸树脂的保色、保光性能优异，这也是汽车涂装追求的主要目标之一，但由于丙烯酸氨基烘漆的涂膜在外观装饰性(如丰满度、鲜映性等方面)上的不足以及在价格方面较高，长期以来它在汽车涂装上的运用受到限制。当前由于新材料、新技术大量运用，技术水平已大幅度提高，丙烯酸树脂的生产成本也有明显降低，其装饰性有很大改善，因此运用该树脂制造汽车漆已明显见多，是一种综合性能优异的新产品。丙烯酸氨基烘漆目前在汽车涂装市场已有比较成熟的品种，但该类高固体改性产品在市场上并不多见。鉴于目前涂料行业的发展趋势是高性能、水性化、粉末化、高固体化。目前水性涂料还很难达到汽车面漆涂装质量要求，粉末涂料还面临着解决涂层薄膜化和回收粉末再生利用及提高汽车面漆涂装的装饰性要求等新课题，因此在汽车面漆方面，运用高固体改性丙烯酸树脂制作高固体汽车烘漆比较容易实现。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足，提供一种装饰性、耐候性、附着力、硬度、耐冲击性、耐盐雾性等理化性能优异的高固体改性丙烯酸氨基汽车烘漆。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种高固体改性丙烯酸氨基汽车烘漆，其特征是：由下列成分组成，按重量份数计(份)

75％E10P改性丙烯酸树脂        35-60

60％氨基树脂A60-60            15-25

65％防流挂树脂91795           3-15

颜料                          5-30

分散剂                        0.5-2.5

流平剂                        0.3-2.0

消泡剂                        0.1-0.5

重芳烃                        10-20

丁醇                          5-15

DBE                           5-10。

上述组分中的改性丙烯酸树脂，其特征是：由下列成分组成，按重量份数计(份)

98％叔碳酸缩水甘油酯    10-35

二甲苯                  10-25

丙烯酸                  2-10

99％丙烯酸丁酯          10-40

97％甲基丙烯酸羟乙酯    10-30

98％甲基丙烯酸甲酯      10-30

苯乙烯                  5-20

二叔戊基过氧化物        2.0-5.0

巯基乙醇                0.5-3.0

丁醇                    10-20。

上述改性丙烯酸树脂的制备方法，其特征是：按以下步骤进行：

1、在装有冷凝器、搅拌器和温度计的四口烧瓶中加入叔碳酸缩水甘油酯和二甲苯、丁醇，

2、通人氮气，升温到(145±2)℃，

3、然后将各种单体和部分引发剂(二叔戊基过氧化物)混合均匀装入滴液漏斗，以4克/分钟速度均匀滴加到烧瓶中(约滴加4小时)，

4、然后在(150±2)℃下保温1小时，

5、再以4克/分钟速度均匀滴加剩余的引发剂，继续保温4小时，

6、然后用二甲苯、丁醇稀释到大约75％的固体份备用。

有益效果：本发明采用新的聚合工艺合成羟基丙烯酸树脂，利用叔碳酸缩水甘油酯的超耐候性改性羟基丙烯酸树脂，使叔碳酸缩水甘油酯改性羟基丙烯酸树脂颜色浅、装饰性高，具有优异的物理机械性能及高固体低粘度的特性。在研制高性能改性羟基丙烯酸树脂的基础上，筛选高效分散剂、防沉剂、流平剂、防流挂助剂，采用先进的制漆工艺，使研制的E10P改性高固体汽车漆产品具有优异的耐候性、抗污染、耐酸雨、抗石击、高丰满度，符合汽车涂料高性能、高丰满度、低污染的发展趋势。由于研制的产品为高固体低粘度，施工时体系的固体含量高，有机溶剂(VOC)相对降低，在满足汽车涂装质量要求的同时，符合环保要求。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：

实施例1

                            E10P改性高固体白色汽车漆配方

原料名称                    规格                   10g/份

E10P改性丙烯酸树脂          75％                   600

氨基树脂A60-60              60％                   150

防流挂树脂91795             65％                   150

钛白粉R2310                 进口                   200

分散剂BYK-110               进口                   5

流平剂BYK-300               进口                   3

消泡剂BYK-141               进口                   1

重芳烃                      国产                   100

丁醇                        国产                   50

DBE                         国产                   100

               改性丙烯酸树脂的配方

        原料                规格         产地        10g/份

E10     叔碳酸缩水甘油酯    98％         进口        350

Xyl     二甲苯              脱水石油二   大港石化    250

AA      丙烯酸              甲苯         上海高桥    100

n-BA    丙烯酸丁酯          99％         上海高桥    400

βHEMA  甲基丙烯酸羟乙酯    97％         上海高桥    300

MMA     甲基丙烯酸甲酯      97％         上海高桥    300

St      苯乙烯              99％         上海高桥    200

DTAP    二叔戊基过氧化物    99％         阿克苏      50

MF      巯基乙醇            96％         国产        30

        丁醇                98％         工业        200

                            工业级合格

实施例2

                E10P改性高固体黄色汽车漆配方

原料名称              规格                10g/份

E10P改性丙烯酸树脂    75％                350

氨基树脂A60-60        60％                250

防流挂树脂91795       65％                30

SQ-45中黄             进口                300

分散剂BYK-110         进口                25

流平剂BYK-300         进口                20

消泡剂BYK-141         进口                5

重芳烃                国产                200

丁醇                  国产                150

DBE                   国产                50

                改性丙烯酸树脂的配方

        原料                规格        产地        10g/份

E10     叔碳酸缩水甘油酯    98％        进口        100

Xyl     二甲苯             脱水石油二   大港石化    100

AA      丙烯酸              甲苯        上海高桥    20

n-BA    丙烯酸丁酯          99％        上海高桥    100

βHEMA  甲基丙烯酸羟乙酯    97％        上海高桥    100

MMA     甲基丙烯酸甲酯      97％        上海高桥    100

St      苯乙烯              99％        上海高桥    50

DTAP    二叔戊基过氧化物    99％        阿克苏      20

MF      巯基乙醇            96％        国产        5

        丁醇                98％        工业       100

                            工业级合格

实施例3

                E10P改性高固体钼红色汽车漆配方

原料名称             规格           10g/份

E10P改性丙烯酸树脂   75％           500

氨基树脂A60-60       60％           200

防流挂树脂91795      65％           100

钼红                 国产           250

SQ-45中黄            进口           80

分散剂BYK-110        进口           10

流平剂BYK-300        进口           4

消泡剂BYK-141        进口           3

重芳烃               国产           150

丁醇                 国产           100

DBE                  国产           80

              改性丙烯酸树脂的配方

        原料              规格        产地          10g/份

E10     叔碳酸缩水甘油酯  98％        进口          200

Xyl     二甲苯            脱水石油    二大港石化    150

AA      丙烯酸            甲苯        上海高桥      500

n-BA    丙烯酸丁酯        99％        上海高桥      300

βHEMA  甲基丙烯酸羟乙酯  97％        上海高桥      200

MMA     甲基丙烯酸甲酯    97％        上海高桥      200

St      苯乙烯            99％        上海高桥      100

DTAP    二叔戊基过氧化物  99％        阿克苏        30

MF      巯基乙醇          96％        国产          20

        丁醇              98％        工业          150

                          工业级合格

实施例4

                 E10P改性高固体蓝色汽车漆配方

原料名称              规格           10g/份

E10P改性丙烯酸树脂    75％           400

氨基树脂A60-60        60％           150

防流挂树脂91795       65％           120

酞菁蓝                国产           100

钛白粉                进口           80

分散剂BYK-110         进口           20

流平剂BYK-300         进口           5

消泡剂BYK-141         进口           5

重芳烃                国产           150

丁醇                  国产           80

DBE                   国产           80

改性丙烯酸树脂的配方

        原料              规格         产地        10g/份

E10     叔碳酸缩水甘油酯  98％         进口        200

Xyl     二甲苯            脱水石油二   大港石化    150

AA      丙烯酸            甲苯         上海高桥    50

n-BA    丙烯酸丁酯        99％         上海高桥    300

βHEMA  甲基丙烯酸羟乙酯  97％         上海高桥    200

MMA     甲基丙烯酸甲酯    97％         上海高桥    200

St      苯乙烯            99％         上海高桥    100

DTAP    二叔戊基过氧化物  99％         阿克苏      30

MF      巯基乙醇          96％         国产        20

        丁醇              98％         工业        150

                          工业级合格

实施例5

                E10P改性高固体黑色汽车漆配方

原料名称             规格            10g/份

E10P改性丙烯酸树脂   75％            600

氨基树脂A60-60       60％            250

防流挂树脂91795      65％            150

碳黑                 进口            100

分散剂BYK-161        进口            30

流平剂BYK-300        进口            20

消泡剂BYK-141        进口            5

重芳烃               国产            200

丁醇                 国产            150

DBE                  国产            100

改性丙烯酸树脂的配方

        原料              规格        产地        10g/份

E10     叔碳酸缩水甘油酯  98％        进口        200

Xyl     二甲苯            脱水石油二  大港石化    150

AA      丙烯酸            甲苯        上海高桥    50

n-BA    丙烯酸丁酯        99％        上海高桥    300

βHEMA  甲基丙烯酸羟乙酯  97％        上海高桥    200

MMA     甲基丙烯酸甲酯    97％        上海高桥    200

St      苯乙烯            99％        上海高桥    100

DTAP    二叔戊基过氧化物  99％        阿克苏      30

MF      巯基乙醇          96％        国产        20

        丁醇              98％        工业        150

                          工业级合格

树脂的制备

在装有冷凝器、搅拌器和温度计的四口烧瓶中加入叔碳酸缩水甘油酯和部分二甲苯、丁醇，通人氮气，升温到(145±2)℃，然后将各种单体和部分引发剂混合均匀装入滴液漏斗，以4克/分钟速度均匀滴加到烧瓶中(约滴加4小时)，然后在(150±2)℃下保温1h，再以4克/分钟速度均匀滴加剩余的引发剂，继续保温4小时，然后用二甲苯、丁醇稀释到大约75％的固体份备用。

E10P改性高固体汽车漆的制备

成膜机理：作为汽车原厂漆的涂装都具有烘烤条件，涂膜干燥成膜是通过基料树脂与氨基树脂(也称三聚氰胺甲醛树脂)通过官能团交联反应进行固化成膜。

生产工艺流程：

分散剂、颜料、树脂、溶剂-配料-研磨-氨基树脂、助剂、树脂、色浆、防流挂树脂、溶剂-搅漆-检测-调整-检测-过滤-包装。

上述氨基树脂A60-60可用氨基树脂R-747、R-5901替代。钛白粉R-2310可用R-960、R-595替代。SQ-45中黄颜料可用进口其它型号耐候型中黄颜料替代。分散剂BYK-110可用BYK-161、BYK-163替代。流平剂BYK-300可用TEGO-450替代。酞菁蓝可用进口酞菁蓝代替。钼红可用进口钼红代替。碳黑可用国产碳黑代替。三种溶剂：重芳烃、丁醇、DBE(混合二羧酸二甲酯)为常用的溶剂。二叔戊基过氧化物作为引发剂。

高固体份涂料的技术难点

1、高固体份涂料储存稳定性

由于高固体涂料所含溶剂较少，且官能团浓度较高，较高的官能度能在固化后使链扩展，形成较高的分子量，其结果使高固体涂料的使用期缩短。高固体份涂料若采用活性更大的交联剂，其贮存稳定性会更加恶化。

2、涂膜的缺陷

高固体份涂料中大多数共聚物都需要比较高的官能团含量，同时采用比较高的极性、高表面张力的溶剂以获得低粘度，所以高固体份涂料的表面张力比传统涂料高。因此在配制高固体涂料时生产厂经常面临的一些问题是涂膜的缺陷，主要问题包括流挂、缩边、缩孔和边缘复盖性差等。本发明针对上述高固体份涂料的技术难点对树脂及E10P改性高固体汽车漆工艺的创新

(1)树脂研发选用了新型引发剂，所得树脂黏度低、固体含量高，高固体低黏度的树脂在施工黏度下涂料具有较高的固体分，漆膜丰满，装饰性佳；

(2)选择适宜的聚合反应温度，使研制的树脂转化率高，分子量适宜，理化性能优异。

(3)采用改性单体叔碳酸缩水甘油酯使制备的树脂满足分子量分布窄、粘度低，适合制备高固体低粘度的树脂。同时叔碳酸基团的空间位阻造成难于酯化而一旦酯化又难于水解，有抗紫外线能力，从而大大提高了树脂的耐候性，这正是汽车涂料所追求的。引入E10P提高了树脂与溶剂的混容性，降低了树脂的粘度，同时改善了项目产品的施工性。

(4)高质量汽车漆其树脂要求有较高的固体含量及相对高的分子质量。链转移剂主要是通过对链自由基的转移来调节相对分子质量，并使相对分子质量分布变窄。通过实验确定链转移剂的品种及用量，使研制的树脂具有高性能。

E10P改性高固体汽车漆的创新

(1)E10P改性高固体汽车漆配方设计中采用高耐候粉体材料，提高了产品的耐老化性能。

(2)配方中引入防流挂树脂，提高了产品的抗流挂性及漆膜的丰满度。

(3)配方中采用高效分散剂、流平剂、消泡剂，提高了产品的装饰性。

(4)产品配方的优化使研制的树脂及E10P改性高固体汽车漆具有优异的综合性能，满足中高档汽车漆装饰性、耐候性、附着力、硬度、耐冲击性、耐盐雾性等理化性能的要求。

通过树脂配方及色漆配方的优化，研制的装饰性、耐候性、附着力、硬度、耐冲击性、耐盐雾性等理化性能优异的E10P改性高固体丙烯酸氨基汽车烘漆。

项目实验数据：

几种用于轿车涂装的白汽车烘漆的主要性能比较

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种改性丙烯酸氨基汽车烘漆，其特征是：由下列成分组成，按重量份数计(份)

75％E10P改性丙烯酸树脂   35-60

60％氨基树脂A60-60       15-25

65％防流挂树脂91795      3-15

颜料                     5-30

分散剂                   0.5-2.5

流平剂                   0.3-2.0

消泡剂                   0.1-0.5

重芳烃                   10-20

丁醇                     5-15

DBE                      5-10。

2.一种上述组分中的改性丙烯酸树脂，其特征是：由下列成分组成，按重量份数计(份)

98％叔碳酸缩水甘油酯     10-35

二甲苯                   10-25

丙烯酸                   2-10

99％丙烯酸丁酯           10-40

97％甲基丙烯酸羟乙酯     10-30

98％甲基丙烯酸甲酯       10-30

苯乙烯                   5-20

二叔戊基过氧化物         2.0-5.0

巯基乙醇                 0.5-3.0

丁醇                     10-20。

3.一种根据权利要求2所述的改性丙烯酸树脂的制备方法，其特征是：按以下步骤进行：

1、在装有冷凝器、搅拌器和温度计的四口烧瓶中加入叔碳酸缩水甘油酯和二甲苯、丁醇，

2、通入氮气，升温到(145±2)℃，

3、然后将各种单体和部分二叔戊基过氧化物混合均匀装入滴液漏斗，以4克/分钟速度均匀滴加到烧瓶中(约滴加4小时)，

4、然后在(150±2)℃下保温1小时，

5、再以4克/分钟速度均匀滴加剩余的二叔戊基过氧化物，继续保温4小时，

6、然后用二甲苯、丁醇稀释到大约75％的固体份备用。