CN103387643A - 聚酯改性水性丙烯酸酯及汽车水性漆组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有式(I)结构的化合物，其中，m，n，p，q，r，s，t和u为聚合度，0≤m≤50，0≤n≤50，0≤p≤50，0≤q≤50，0≤r≤50，0≤s≤50，0≤t≤50，0≤u≤50。本发明还提供了一种汽车水性漆组合物，包括：48～70重量份的聚酯改性水性丙烯酸酯，所述改性水性丙烯酸酯具有式(I)结构；0.6～1.2重量份的水性分散剂；0.3～0.9重量份的水性流平剂；0.5～1.6重量份的水性消泡剂；5～8重量份的填料；7～12重量份的颜料；0.4～0.9重量份的水性流变助剂；21～30重量份的交联剂。本发明提供的汽车水性漆具有良好的光泽度、可打磨、耐汽油性好、耐候性好，可以替代汽车中涂漆和底色漆，可免去汽车中涂漆涂装。
Description
技术领域
本发明涉及汽车涂料领域，尤其涉及一种聚酯改性水性丙烯酸酯及汽车水性漆组合物。
背景技术
随着汽车涂料工业的快速发展，节能减排已经成为全球汽车工业面临的重大问题。传统的溶剂型汽车涂料在涂装过程造成的挥发性有机物(VOC)排放量大于200g/m2，大大超过了工业发达国家汽车涂装VOC的排放量(小于45g/m2)的标准，无有毒、有害挥发性有机物的水性汽车涂料的研发至关重要(宋华，吴涛，《涂料工业》，2002，32(10)：19～21)。另外一方面，在汽车涂装的漆膜烘烤过程中，会释放出大量的二氧化碳，从而，对环境气候带来很大的影响。因而，节能减排的另一种方法是简化涂装工序。传统的汽车涂装需要底漆、中涂、底色漆以及罩光漆四道工序，我们简化一道工序，，则会减少一道烘烤程序，从而大大地节省能源，减小VOC和二氧化碳的排放。目前，一些免中涂的商品化的汽车涂料，性能始终与传统的四道漆涂装有很大差距。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种聚酯改性水性丙烯酸酯及汽车水性漆组合物，本发明提供的汽车水性漆组合物可以代替中涂漆以及底色漆，可以免去中涂的涂装，达到节能减排的目标。本发明提供的汽车水性漆具有良好的光泽度、可打磨、耐汽油性好、耐候性好。
本发明提供了一种具有式(I)结构的化合物：
式中，m，n，p，q，r，s，t和u为聚合度，0≤m≤50，0≤n≤50，0≤p≤50，0≤q≤50，0≤r≤50，0≤s≤50，0≤t≤50，0≤u≤50。
本发明还提供了一种汽车水性漆组合物，包括：
48～70重量份的聚酯改性水性丙烯酸酯，所述改性水性丙烯酸酯具有式(I)结构；
0.6～1.2重量份的水性分散剂；
0.3～0.9重量份的水性流平剂；
0.5～1.6重量份的水性消泡剂；
5～8重量份的填料；
7～12重量份的颜料；
0.4～0.9重量份的水性流变助剂
21～30重量份的交联剂。
优选的，所述聚酯改性水性丙烯酸酯按照以下方法制备：
在装有搅拌器、温度计、冷凝管、分水器以及氮气保护四口瓶中，加入对苯二甲酸、丁二醇、己二醇、二丁基氧化锡、顺丁烯二酸酐和对苯二酚，加热到165℃，物料开始熔融，以500rpm速度搅拌，在3h内逐渐升温到235℃，继续酯化2h，抽真空至真空度小于-0.098MPa进行减压，除去缩聚反应中生成的小分子产物和水，反应至酸值小于5mg KOH/g，加入偏苯三酸酐，反应1h，停止反应，降温到65℃，加入丁二醇甲醚，得到第一中间产物。
将乙烯基三乙氧基硅氧烷、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、十二烷基硫醇、偶氮二异丁腈搅拌均匀，然后，在100℃，氮气保护下滴加到第一中间产物中，反应3-6h，得到第二中间产物。
将第二中间产物降温到70℃，滴加二甲基乙醇胺中和至pH值为8左右，即得到聚酯改性水性丙烯酸酯。
优选的，所述水性分散剂为DISPERBYK-184或DISPERBYK-190；
优选的，所述水性流变助剂为BYK-420或BYK-425；
与现有技术相比，本发明通过顺丁烯二酸酐，将聚酯结构中引入不饱和双键，然后，通过核壳聚合，与含氟的丙烯酸六氟丁酯、含有硅氧烷的乙烯基三乙氧基硅氧烷以及丙烯酸羟乙酯、丙烯酸进行自由基聚合，最后，经过二甲基乙醇胺中和，制备了聚酯改性的水性丙烯酸树脂。以所述改性水性丙烯酸酯树脂作为主要成分，加入水性润湿剂、水性流变助剂、颜料、填料、水性消泡剂和水性交联剂等助剂后得到水性汽车漆组合物，由于含有耐候性的氟原子和硅氧烷结构增强了耐候性以及保光保色性，聚酯型结构提高了抗砂石冲击，可以替代汽车中涂漆和底色漆，是一种免中涂的汽车水性漆。实验表明，本发明提供的汽车水性漆的光泽度(60°)高达92-96％，耐汽油性达到330-360h，抗砂石冲击7B，800目砂纸可打磨，耐氙灯老化达到1800-2000h。
具体实施方式
实施例1
在装有搅拌器、温度计、冷凝管、分水器以及氮气保护四口瓶中，加入20g对苯二甲酸、22g丁二醇、26g己二醇、0.003g二丁基氧化锡、6g顺丁烯二酸酐和0.001g对苯二酚，加热到165℃，物料开始熔融，以500rpm速度搅拌，在3h内逐渐升温到235℃，继续酯化2h，抽真空至真空度小于-0.098MPa进行减压，除去缩聚反应中生成的小分子产物和水，反应至酸值小于5mg KOH/g，加入3g偏苯三酸酐，反应1h，停止反应，降温到65℃，加入丁二醇甲醚，得到第一中间产物。
将3g乙烯基三乙氧基硅氧烷、5g丙烯酸、4g丙烯酸丁酯、7g丙烯酸羟乙酯、4g丙烯酸六氟丁酯、0.001g十二烷基硫醇、0.0005g偶氮二异丁腈搅拌均匀，然后，在100℃，氮气保护下滴加到第一中间产物中，反应3h，得到第二中间产物。将第二中间产物降温到70℃，滴加8g二甲基乙醇胺中和至pH值为8左右，即得到聚酯改性水性丙烯酸酯。
实施例2
在装有搅拌器、温度计、冷凝管、分水器以及氮气保护四口瓶中，加入5g对苯二甲酸、32g丁二醇、6g己二醇、0.003g二丁基氧化锡、16g顺丁烯二酸酐和0.001g对苯二酚，加热到165℃，物料开始熔融，以500rpm速度搅拌，在3h内逐渐升温到235℃，继续酯化2h，抽真空至真空度小于-0.098MPa进行减压，除去缩聚反应中生成的小分子产物和水，反应至酸值小于5mg KOH/g，加入8g偏苯三酸酐，反应1h，停止反应，降温到65℃，加入丁二醇甲醚，得到第一中间产物。
将7g乙烯基三乙氧基硅氧烷、8g丙烯酸、3g丙烯酸丁酯、10g丙烯酸羟乙酯、6g丙烯酸六氟丁酯、0.001g十二烷基硫醇、0.0005g偶氮二异丁腈搅拌均匀，然后，在100℃，氮气保护下滴加到第一中间产物中，反应5h，得到第二中间产物。
将第二中间产物降温到70℃，滴加7g二甲基乙醇胺中和至pH值为8左右，即得到聚酯改性水性丙烯酸酯。
实施例3
在装有搅拌器、温度计、冷凝管、分水器以及氮气保护四口瓶中，加入26g对苯二甲酸、32g丁二醇、16g己二醇、0.003g二丁基氧化锡、8g顺丁烯二酸酐和0.001g对苯二酚，加热到165℃，物料开始熔融，以500rpm速度搅拌，在3h内逐渐升温到235℃，继续酯化2h，抽真空至真空度小于-0.098MPa进行减压，除去缩聚反应中生成的小分子产物和水，反应至酸值小于5mg KOH/g，加入5g偏苯三酸酐，反应1h，停止反应，降温到65℃，加入丁二醇甲醚，得到第一中间产物。
将5g乙烯基三乙氧基硅氧烷、6g丙烯酸、3g丙烯酸丁酯、4g丙烯酸羟乙酯、8g丙烯酸六氟丁酯、0.001g十二烷基硫醇、0.0005g偶氮二异丁腈搅拌均匀，然后，在100℃，氮气保护下滴加到第一中间产物中，反应6h，得到第二中间产物。将第二中间产物降温到70℃，滴加10g二甲基乙醇胺中和至pH值为8左右，即得到聚酯改性水性丙烯酸酯。
实施例4
按照表1的物料比例，按照以下方法制备聚酯改性水性丙烯酸酯汽车水性漆：将水性分散剂、颜料、填料、水性消泡剂在高搅机中以1300rpm～1700rpm转速搅拌25min～30min，加入聚酯改性水性丙烯酸酯树脂，继续以1300rpm～1700rpm的转速搅拌10min～15min，得到第一混合物；
将第一混合物转入到砂磨机中，加入锆石进行砂磨，砂磨3h～5h，然后，加入水性流平剂、水性流变助剂和水性固化剂，继续砂磨2min～3min，得到聚酯改性水性丙烯酸酯汽车水性漆。
本发明优选将所述紫外光固化涂料过200目的滤网，得到汽车水性漆，分别记为WP1、WP2、WP3、WP4、WP5和WP6。
表1制备聚酯改性聚丙烯酸酯汽车水性漆比例
在标准马口铁上，除锈、除油后，分别将WP1、WP2、WP3、WP4、WP5和WP6涂覆上去，在85℃固化30min，得到漆膜。
表2WP1-WP6漆膜性能
显然，本发明的上述实验例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的是显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (5)
1.具有式(I)结构的化合物：
式中，m，n，p，q，r，s，t和u为聚合度，0≤m≤50，0≤n≤50，0≤p≤50，0≤q≤50，0≤r≤50，0≤s≤50，0≤t≤50，0≤u≤50。
2.一种汽车水性漆组合物，包括：
48～70重量份的聚酯改性水性丙烯酸酯，所述改性水性丙烯酸酯具有式(I)结构；
0.6～1.2重量份的水性分散剂；
0.3～0.9重量份的水性流平剂；
0.5～1.6重量份的水性消泡剂；
5～8重量份的填料；
7～12重量份的颜料；
0.4～0.9重量份的水性流变助剂
21～30重量份的交联剂。
3.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述的聚酯改性水性丙烯酸酯按如下方法制备：
在装有搅拌器、温度计、冷凝管、分水器以及氮气保护四口瓶中，加入对苯二甲酸、丁二醇、己二醇、二丁基氧化锡、顺丁烯二酸酐和对苯二酚，加热到165℃，物料开始熔融，以500rpm速度搅拌，在3h内逐渐升温到235℃，继续酯化2h，抽真空至真空度小于-0.098MPa进行减压，除去缩聚反应中生成的小分子产物和水，反应至酸值小于5mg KOH/g，加入偏苯三酸酐，反应1h，停止反应，降温到65℃，加入丁二醇甲醚，得到第一中间产物。
将乙烯基三乙氧基硅氧烷、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、十二烷基硫醇、偶氮二异丁腈搅拌均匀，然后，在100℃，氮气保护下滴加到第一中间产物中，反应3～6h，得到第二中间产物。
将第二中间产物降温到70℃，滴加二甲基乙醇胺中和至pH值为8左右，即得到聚酯改性水性丙烯酸酯。
4.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于，所述的水性分散剂为DISPERBYK-184或DISPERBYK-190。
5.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于，所述的水性流变助剂为BYK-420或BYK-425。
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- 2012-05-08 CN CN201210139576.7A patent/CN103387643B/zh not_active Expired - Fee Related
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