CN102675995A - 一种低温塑化高触变性pvc塑溶胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低温塑化高触变性PVC塑溶胶，该塑溶胶组合物能有效降低胶料的塑化温度，并使其拥有高触变性，同时保证胶料在马口铁等基材上的附着力。成分包括PVC糊树脂、增塑剂、热稳定剂、封闭型聚氨酯预聚体、低分子聚酰胺树脂、触变剂、滑石粉和炭黑。PVC塑溶胶制备方法：将封闭型聚氨酯预聚体、二聚酸型低分子聚酰胺树脂、热稳定剂、PVC糊树脂、炭黑和触变剂加入增塑剂中分散均匀，然后将滑石粉分批加入到该体系中高速分散1h，最后真空脱泡5h。制得的塑溶胶主要可用于抗石击涂料、焊缝密封胶等方面。

Description

一种低温塑化高触变性PVC塑溶胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及PVC塑溶胶领域，尤其涉及一种低温塑化高触变性PVC塑溶胶及其制备方法。

背景技术

PVC塑溶胶广泛应用于汽车涂装行业，尤其是PVC抗石击涂料、PVC焊缝密封胶和PVC导水槽等方面。PVC塑溶胶对汽车涂漆钢板有一定的粘结性，与汽车面漆有良好的相容性，具有优异的密封性、耐水性、耐油性，此外还有单组份、储存稳定及弹性好、耐化学介质优良等特点。

目前，大多数PVC塑溶胶产品的塑化温度普遍较高，而仅有其中部分比较高档的产品的塑化温度可低至130℃左右，高的塑化温度必然伴随着高的烘房温度，这不但能源消耗多，更不利于节能减排。另外，由于PVC塑溶胶对汽车涂漆钢板的粘附性达不到理想的效果，同时它还容易发生胶料的流挂。因此，我们必须对塑溶胶体系进行适当程度的改性，使涂层在具有较低塑化温度的同时对马口铁等基材具有较理想的粘附性。除此之外，塑溶胶体系用于汽车底漆需避免胶料在未烘干之前发生流挂现象，因此体系还需具备良好触变性，以保证在涂层在喷涂一段时间之后仍能保持良好的外观。

封闭型聚氨酯预聚体作为一种具有独特性能和多种用途的聚氨酯树脂，因其分子链中含有的强极性异氰酸酯和氨基甲酸酯基团，这些基团易于和基材产生氢键，氢键是一种很强的分子间作用力，基材与涂层的分子间存在的大量氢键使涂层对基材有较为优良的粘附能力。选择使用一种在较低温度下即可解封的封闭型聚氨酯预聚体。这种预聚体在相对较低的温度下就可以脱去分子链末端的小分子封闭剂，暴露出可以参加反应的异氰酸酯基团，因为异氰酸酯的反应活性很高，在较低温度下就能反应完全，这样可以得到一个低温塑化塑溶胶体系。同时，所选用的预聚体必须含量至少两个末端异氰酸酯，这样解封之后的预聚体易于与选用另一组分低分子聚酰胺中所含的活泼氢发生反应，在涂层中形成一种喷涂聚脲弹性体的支化交联体系。由于喷涂聚脲弹性体本身具备快速固化、不产生流挂现象、对湿气不敏感、环境友好、优异的理化性能、良好的热稳定性、原型再现性好和施工方便等诸多其他体系所不具备的优势，所以涂层中所形成的支化交联体系对涂层的整体性能有很大程度的提高。

目前常用的涂料增粘方法是在PVC塑溶胶体系中加入一定量的环氧树脂。然而环氧树脂增粘的PVC塑溶胶的储存时间较短，在储存过程中涂料粘度增加比较快，储存期只有在3个月左右。故而需要寻找一种增粘的同时可以长时间储存的增粘体系。有机膨润土是一种常用而且廉价的触变剂，但是即使在较多量时它的触变效果提高得并不太理想，因此需要对触变剂体系进行复合。氢化蓖麻油是一种提高触变性能力较强的一种触变剂，但是它对温度的依赖比较强。胶料在高速分散过程中会产生较多热量，在控制分散速度和两种触变剂复合的情况下可以达到理想的触变效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储存时间长、塑化温度低、塑化速度快、固化不黄变和具备理想附着力与力学性能的PVC塑溶胶。同时，这种PVC塑溶胶还具有不易发生流挂，便于多面施胶、一次烘烤完成等特点。

上述的目的用本发明的低温塑化高触变性PVC塑溶胶组合物加以实现。该PVC塑溶胶组合物包括180-270质量份的PVC糊树脂、200-400质量份的增塑剂、5-15质量份的封闭型聚氨酯预聚体、5-15质量份二聚酸型低分子聚酰胺、2-5质量份二丁基二月桂酸锡、1-10份触变剂、300-500质量份的滑石粉和2-8质量份的炭黑。

塑溶胶组合物的具体制备方法是：先将PVC糊树脂、封闭型聚氨酯预聚体、二聚酸型低分子聚酰胺、二丁基二月桂酸锡、触变剂和炭黑分别加入到搅拌着的增塑剂中分散均匀，然后将称量好的滑石粉分批加入到分散均匀的体系中，控制一定的分散速度使体系在保持一定温度的情况下高速分散1h，然最后将分散好的胶料移到真空装置中脱气5h，出料，再在马口铁铁板上均匀涂布一层0.5mm的胶料，在130℃烘房中烘烤30min，测试涂层物化性能。

与现有的技术相比，本发明方法具有以下优点：

1、此方法将低温塑化和高触变性结合起来，在现有产品的基础上进一步提高了PVC塑溶胶的实用性；

2、此方法进一步提高了PVC塑溶胶固化所得的涂层的物化性能；

3、此方法使PVC塑溶胶的喷涂过程变得更方便，而且非常有利于现在节能减排的要求。

具体实施方式

本发明组合物中所用的PVC聚合物是PVC塑溶胶领域中常用的PVC可以是PVC均聚物，也可以是少量其他单体的共聚物。上述其他单体可以是丙烯、苯乙烯、丙烯酸酯甲基丙烯酸酯等。其用量以不影响PVC的性能为准。然而，本发明中优选使用PVC糊树脂。

本发明组合物中PVC的用量为180-270质量份，优选为200-250质量份。

本发明组合物中所采用的增塑剂为PVC塑溶胶领域中常用的增塑剂，包括邻苯二甲酸C₄~C₁₂烷基酯和C₄~C₁₀链烷二酸C₄~C₁₀烷基酯等。

邻苯二甲酸C₄~C₁₂烷基酯的实例包括邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二苄酯和邻苯二甲酸二异癸酯等。优选的是邻苯二甲二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯，最优选的是邻苯二甲二丁酯。

C₄~C₁₀链烷二酸C₄~C₁₀烷基酯的实例包括己二酸二辛酯、己二酸二异癸酯、癸二酸二丁酯和癸二酸二异辛酯等。优选的是己二酸二辛酯。

本发明组合物中增塑剂的用量为200-400质量份，优选为260-320质量份。

二聚酸型低分子聚酰胺是以C₁₈二聚酸和C₂~C₈二元胺制得的聚酰胺分子量为800-1200，胺值为200~400，具体例子有聚酰胺650、300#和651等，优选为聚酰胺300#。

本发明组合物中低分子聚酰胺的用量为5-15，优选为5-10质量份。

封闭型聚氨酯是拜耳公司基于六亚甲基二异氰酸酯的Desmodur系列聚氨酯预聚体，具体例子有Desmodur N3790、DesmodurZ4470、Desmodur BL3370和Desmodur BL3175等，优选为Desmodur BL3370。

本发明组合物中封闭型聚氨酯的用量为5-15质量份，优选为5-10质量份。

触变剂是有机改性膨润土和蓖麻油衍生物。有机改性膨润土具体例子有锂基膨润土、钠基膨润土和钙基膨润土等，优选为钠基膨润土。蓖麻油衍生物具体例子有氢化蓖麻油和聚酰胺改性氢化蓖麻油等，优选为氢化蓖麻油。

本发明组合物中触变剂的用量为1-10质量份，优选为1-5质量份。

实施例1

将5g Desmodur BL3370、10g聚酰胺300#、3g二丁基二月桂酸锡、200gPVC糊树脂、4g炭黑和4g比例为1:3的钠基膨润土与氢化蓖麻油加入到300g邻苯二甲酸二丁酯与己二酸二辛酯质量比为2:1的混合增塑剂中分散均匀，然后450g分批加入到该体系中，控制一定的分散速度使体系在保持50℃的情况下高速分散1h，然后真空脱泡5h。

上述制得的黑色膏状PVC塑溶胶储存半年之后，粘度增加不大(初始粘度35Pa·s/25℃，半年后粘度为50Pa·s/25℃)，再使用性能不变。将此塑溶胶涂布在马口铁铁板上，0.5mm厚，倒置3min，胶料不发生流挂。经130℃固化30min之后，涂层硬度为49A(邵氏硬度)，附着性测试结果为内聚破坏。

实施例2

将5g Desmodur BL3370、10g聚酰胺300#、3g二丁基二月桂酸锡、200gPVC糊树脂、4g炭黑和4g比例为3:1的钠基膨润土与氢化蓖麻油加入到300g邻苯二甲酸二丁酯与己二酸二辛酯质量比为1:2的混合增塑剂中分散均匀，然后450g分批加入到该体系，控制一定的分散速度使体系在保持50℃的情况下高速分散1h，然后真空脱泡5h。

上述制得的黑色膏状PVC塑溶胶储存半年之后，粘度增加不大(初始粘度35Pa·s/25℃，半年后粘度为55Pa·s/25℃)，再使用性能不变。将此塑溶胶涂布在马口铁铁板上，0.5mm厚，倒置3min，胶料不发生流挂。经130℃固化30min之后，涂层硬度为56A(邵氏硬度)，附着性测试结果为内聚破坏。

实施例3

将10g Desmodur BL3370、5g聚酰胺300#、3g二丁基二月桂酸锡、200gPVC糊树脂、4g炭黑和4g比例为1:3的钠基膨润土与氢化蓖麻油加入到250g邻苯二甲酸二丁酯与己二酸二辛酯质量比为2:1的混合增塑剂中分散均匀，然后450g分批加入到该体系中，控制一定的分散速度使体系在保持50℃的情况下高速分散1h，然后真空脱泡5h。

上述制得的黑色膏状PVC塑溶胶储存半年之后，粘度增加不大(初始粘度45Pa·s/25℃，半年后粘度为65Pa·s/25℃)，再使用性能不变。将此塑溶胶涂布在马口铁铁板上，0.5mm厚，倒置3min，胶料不发生流挂。经130℃固化30min之后，涂层硬度为51A(邵氏硬度)，附着性测试结果为内聚破坏。

实施例4

将10g Desmodur BL3370、5g聚酰胺300#、3g二丁基二月桂酸锡、200gPVC糊树脂、4g炭黑和4g比例为3:1的钠基膨润土与氢化蓖麻油加入到250g邻苯二甲酸二丁酯与己二酸二辛酯质量比为1:2的混合增塑剂中分散均匀，然后450g分批加入到该体系中，控制一定的分散速度使体系在保持50℃的情况下高速分散1h，然后真空脱泡5h。

上述制得的黑色膏状PVC塑溶胶储存半年之后，粘度增加不大(初始粘度45Pa·s/25℃，半年后粘度为60Pa·s/25℃)，再使用性能不变。将此塑溶胶涂布在马口铁铁板上，0.5mm厚，倒置3min，胶料不发生流挂。经130℃固化30min之后，涂层硬度为59A(邵氏硬度)，附着性测试结果为内聚破坏。

实施例5

将5g Desmodur BL3370、10g聚酰胺300#、3g二丁基二月桂酸锡、250gPVC糊树脂、4g炭黑和4g比例为1:3的钠基膨润土与氢化蓖麻油加入到300g邻苯二甲酸二丁酯与己二酸二辛酯质量比为2:1的混合增塑剂中分散均匀，然后350g分批加入到该体系中，控制一定的分散速度使体系在保持50℃的情况下高速分散1h，然后真空脱泡5h。

上述制得的黑色膏状PVC塑溶胶储存半年之后，粘度增加不大(初始粘度25Pa·s/25℃，半年后粘度为50Pa·s/25℃)，再使用性能不变。将此塑溶胶涂布在马口铁铁板上，0.5mm厚，倒置3min，胶料不发生流挂。经130℃固化30min之后，涂层硬度为53A(邵氏硬度)，附着性测试结果为内聚破坏。

实施例6

将5g Desmodur BL3370、10g聚酰胺300#、3g二丁基二月桂酸锡、250gPVC糊树脂、4g炭黑和4g比例为3:1的钠基膨润土与氢化蓖麻油加入到300g邻苯二甲酸二丁酯与己二酸二辛酯质量比为1:2的混合增塑剂中分散均匀，然后350g分批加入到该体系中，控制一定的分散速度使体系在保持50℃的情况下高速分散1h，然后真空脱泡5h。

上述制得的黑色膏状PVC塑溶胶储存半年之后，粘度增加不大(初始粘度25Pa·s/25℃，半年后粘度为45Pa·s/25℃)，再使用性能不变。将此塑溶胶涂布在马口铁铁板上，0.5mm厚，倒置3min，胶料不发生流挂。经130℃固化30min之后，涂层硬度为59A(邵氏硬度)，附着性测试结果为内聚破坏。

实施例7

将10g Desmodur BL3370、5g聚酰胺300#、3g二丁基二月桂酸锡、250gPVC糊树脂、4g炭黑和4g比例为1:3的钠基膨润土与氢化蓖麻油加入到250g邻苯二甲酸二丁酯与己二酸二辛酯质量比为2:1的混合增塑剂中分散均匀，然后350g分批加入到该体系中，控制一定的分散速度使体系在保持50℃的情况下高速分散1h，然后真空脱泡5h。

上述制得的黑色膏状PVC塑溶胶储存半年之后，粘度增加不大(初始粘度40Pa·s/25℃，半年后粘度为55Pa·s/25℃)，再使用性能不变。将此塑溶胶涂布在马口铁铁板上，0.5mm厚，倒置3min，胶料不发生流挂。经130℃固化30min之后，涂层硬度为54A(邵氏硬度)，附着性测试结果为内聚破坏。

实施例8

将10g Desmodur BL3370、5g聚酰胺300#、3g二丁基二月桂酸锡、250gPVC糊树脂、4g炭黑和4g比例为3:1的钠基膨润土与氢化蓖麻油加入到250g邻苯二甲酸二丁酯与己二酸二辛酯质量比为1:2的混合增塑剂中分散均匀，然后350g分批加入到该体系中，控制一定的分散速度使体系在保持50℃的情况下高速分散1h，然后真空脱泡5h。

上述制得的黑色膏状PVC塑溶胶储存半年之后，粘度增加不大(初始粘度40Pa·s/25℃，半年后粘度为60Pa·s/25℃)，再使用性能不变。将此塑溶胶涂布在马口铁铁板上，0.5mm厚，倒置3min，胶料不发生流挂。经130℃固化30min之后，涂层硬度为61A(邵氏硬度)，附着性测试结果为内聚破坏。

Claims (5)

1.一种低温塑化高触变性PVC塑溶胶组合物，其特征在于其原料组分及各组分的质量份分别为：180-270质量份的PVC糊树脂、200-400质量份的增塑剂、5-15质量份的封闭型聚氨酯预聚体、5-15质量份二聚酸型低分子聚酰胺、2-5质量份二丁基二月桂酸锡、1-10份触变剂、300-500质量份的滑石粉和2-8质量份的炭黑。

2.根据权利要求1所述的PVC塑溶胶组合物，其特征在于所述的增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯或者它们的混合物。

3.根据权利要求1所述的PVC塑溶胶组合物，其特征在于所述的封闭型聚氨酯预聚体包括醇封闭或酚封闭的异氰酸酯预聚体。

4.根据权利要求1所述的PVC塑溶胶组合物，其特征在于所述的二聚酸型低分子聚酰胺包括由C₁₈二聚酸和C₂~C₈二元胺制得的聚酰胺，分子量为800~1200，胺值为200~400的聚酰胺。

5.根据权利要求1所述的PVC塑溶胶组合物，其特征在于所述的触变剂包括膨润土、氢化蓖麻油或者它们的混合物。