CN103387783B - 一种氟原子改性丙烯酸酯汽车水性底色漆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种主链中含有氟原子基团的水性聚丙烯酸酯树脂，通过含氟丙烯酸单体与含有不饱和双键的丙烯酸单体、苯乙烯以及功能性丙烯酸单体经过自由基共聚制备，最后，经过中和剂中和后得到了氟原子改性的水性聚丙烯酸酯。本发明还提供了一种氟原子改性汽车水性底色漆，包括：43～78重量份的氟原子改性水性丙烯酸酯树脂；0.8～2.2重量份的水性分散剂、12～25重量份的去离子水、1.3～4.5重量份的水性消泡剂、23～38颜料：钛白粉、云母珠光粉、炭黑或水性铝粉、18～42重量份的水性固化剂、0.5～0.8重量份的水性流变助剂、1.1～1.5重量份的水性润湿剂。本发明提供的汽车水性底色漆具有较高的光泽度、优异的耐汽油型以及耐候性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车涂料领域，尤其涉及一种氟原子改性丙烯酸酯及其作为基体树脂的汽车水性底色漆的制备。
背景技术
随着国家环保要求越来越高，以及汽车制造业清洁生产标准HJ/T293-2006的出台，国家对汽车涂装生产过程的挥发性有机物(VOC)排放量开始提出明确的限制。传统的溶剂型汽车涂料由于其含有大量的苯、甲苯等有毒有害物质，会对操作人员带来严重的职业危害，对环境造成巨大的污染。尤其是汽车底色漆中含有85％的有机物，是汽车涂料中有机物排放量最大的部分，因而，汽车水性底色漆的研究是至关重要的。尽管汽车水性底色漆的研究已经有了大量的报道，但是，与溶剂型汽车底色漆相比，漆膜性能存在很大的问题，尤其是漆膜的保光保色以及光泽度、耐候性方面仍旧有很大的差距。
氟碳漆由于其中的惰性的氟原子的存在使得该类涂料具有优异的保光保色、耐候性、耐腐蚀、耐溶剂等优点，然而，氟原子很少应用于汽车涂料领域。传统的水性丙烯酸树脂的耐候性、光泽度、保光保色性较差。
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氟原子改性水性丙烯酸酯树脂，以及其作为基体树脂制备的水性汽车底色漆，本发明提供的水性汽车底色漆具有良好的保光保色性、耐候性优异和较高的光泽度。
本发明提供了一种水性汽车底色漆，包括：
43～78重量份的氟原子改性水性丙烯酸酯树脂；
0.8～2.2重量份的水性分散剂
12～25重量份的去离子水
1.3～4.5重量份的水性消泡剂；
23～38颜料；
18～42重量份的水性固化剂
0.5～0.8重量份的水性流变助剂
1.1～1.5重量份的水性润湿剂
优选的，所述氟原子改性水性丙烯酸酯树脂按照以下方法制备：
将丙烯酸单体、苯乙烯、功能性丙烯酸单体、偶氮二异丁腈、十二烷基硫醇、含氟丙烯酸单体混合均匀，得到混合物。在100℃下，氮气保护下，将混合物滴加到丙二醇甲醚和异丙醇的混合溶液中，反应1.5-6h，得到第一中间产物。
将第一产物降温到70℃，滴加二甲基乙醇胺中和至pH值为8左右，即得到氟原子改性水性聚丙烯酸酯树脂。
优选的，所述丙烯酸单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯。
优选的，所述功能性丙烯酸单体为丙烯酸、丙烯酸羟乙酯。
优选的，所述含氟丙烯酸单体为甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸六氟丁酯或甲基丙烯酸六氟丁酯；
与现有技术相比，本发明通过含氟丙烯酸酯单体与苯乙烯、丙烯酸单体以及功能性丙烯酸单体经过自由基共聚，最后经过中和剂中和得到了氟原子改性水性丙烯酸酯树脂。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、水性消泡剂和水性固化剂等助剂后得到水性汽车底色漆组合物。实验表明，本发明提供的水性汽车底色漆的光泽度(60°)高达88-95％，耐汽油性达到320-355h，耐氙灯老化达到1600-1800h。
具体实施方式
实施例1
将24g甲基丙烯酸甲酯、20g丙烯酸丁酯、35g苯乙烯、15g丙烯酸、21g丙烯酸羟乙酯、26g甲基丙烯酸十二氟庚酯、0.8g偶氮二异丁腈和0.5g十二烷基硫醇混合均匀。在100℃，氮气保护下，将混合物滴加到200ml丙二醇甲醚和100ml异丙醇的混合溶液中，反应4h，得到第一中间产物。
将第一产物降温到70℃，滴加22g二甲基乙醇胺中和至pH值为8左右，即得到氟原子改性水性聚丙烯酸酯树脂。
实施例2
将20g甲基丙烯酸甲酯、18g丙烯酸丁酯、45g苯乙烯、12g丙烯酸、18g丙烯酸羟乙酯、31g丙烯酸六氟丁酯、0.6g偶氮二异丁腈和0.3g十二烷基硫醇混合均匀。在100℃，氮气保护下，将混合物滴加到150ml丙二醇甲醚和50ml异丙醇的混合溶液中，反应3.5h，得到第一中间产物。
将第一产物降温到70℃，滴加18g二甲基乙醇胺中和至pH值为8左右，即得到氟原子改性水性聚丙烯酸酯树脂。
实施例3
将10g甲基丙烯酸甲酯、23g丙烯酸丁酯、15g苯乙烯、26g丙烯酸、13g丙烯酸羟乙酯、28g甲基丙烯酸六氟丁酯、0.7g偶氮二异丁腈和0.6g十二烷基硫醇混合均匀。在100℃，氮气保护下，将混合物滴加到180ml丙二醇甲醚和60ml异丙醇的混合溶液中，反应6h，得到第一中间产物。
将第一产物降温到70℃，滴加32g二甲基乙醇胺中和至pH值为8左右，即得到氟原子改性水性聚丙烯酸酯树脂。
实施例4
将8g甲基丙烯酸甲酯、12g丙烯酸丁酯、41g苯乙烯、35g丙烯酸、27g丙烯酸羟乙酯、13g甲基丙烯酸十二氟庚酯、1.1g偶氮二异丁腈和1.5g十二烷基硫醇混合均匀。在100℃，氮气保护下，将混合物滴加到260ml丙二醇甲醚和130ml异丙醇的混合溶液中，反应5.5h，得到第一中间产物。
将第一产物降温到70℃，滴加53g二甲基乙醇胺中和至pH值为8左右，即得到氟原子改性水性聚丙烯酸酯树脂。
实施例5
按照表1的物料比例，按照以下方法制备氟原子改性水性丙烯酸酯汽车水性底色漆：
将水性分散剂、颜料、水性消泡剂、去离子水、水性成膜助剂在高搅机中以1300rpm～1700rpm转速搅拌25min～30min，加入氟原子改性水性丙烯酸酯树脂和水性成膜助剂，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，加入水性润湿剂和水性固化剂，继续砂磨2min～3min，得到氟原子改性丙烯酸酯汽车水性底色漆。
本发明优选将所述紫外光固化涂料过200目的滤网，得到汽车水性底色漆，分别记为WP1、WP2、WP3、WP4、WP5和WP6。
表1制备氟原子改性聚丙烯酸酯汽车水性底色漆比例
在标准马口铁上，涂覆汽车中涂漆，完全固化后，用1200目砂纸打磨后，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 (4)
1.一种氟原子改性水性聚丙烯酸酯汽车水性底色漆组合物，由以下成份组成：
43～78重量份的氟原子改性水性丙烯酸酯树脂；
0.8～2.2重量份的水性分散剂
12～25重量份的去离子水
1.3～4.5重量份的水性消泡剂；
23～38颜料：钛白粉、云母珠光粉、炭黑或水性铝粉
18～42重量份的水性固化剂
0.5～0.8重量份的水性流变助剂
1.1～1.5重量份的水性润湿剂
所述的氟原子改性水性丙烯酸酯树脂按照以下方法制备：
将丙烯酸单体、苯乙烯、功能性丙烯酸单体、偶氮二异丁氰、十二烷基硫醇、含氟丙烯酸单体混合均匀，得到混合物；在100℃下，氮气保护下，将混合物滴加到丙二醇甲醚和异丙醇的混合溶液中，反应1.5-6h，得到第一中间产物；
将第一产物降温到70℃，滴加二甲基乙醇胺中和至pH值为8，即得到氟原子改性水性聚丙烯酸酯树脂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述的丙烯酸单体为丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述的功能性丙烯酸单体为丙烯酸和丙烯酸羟乙酯。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述的含氟丙烯酸单体为甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸六氟丁酯或甲基丙烯酸六氟丁酯。
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