CN107987261A - 一种汽车中涂漆用水性聚酯树脂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车中涂漆用水性聚酯树脂及制备方法，包括以下主要成分：新戊二醇、2‑乙基‑丁基丙二醇、三羟甲基丙烷、间苯二甲酸、己二酸、丁基氧化锡、二丙二醇甲和乙二醇丁醚。其中，2‑乙基‑丁基丙二醇主要提高树脂的耐候性和颜料分散性，改善漆膜外观。

Description

一种汽车中涂漆用水性聚酯树脂及制备方法
技术领域
本发明涉及树脂领域，尤其涉及一种汽车中涂漆用水性聚酯树脂及制备方法。
背景技术
在我国汽车工业的52年历史中，随着科技进步和汽车涂层质量要求的提高，我国汽车涂料已实现了四次大的更新换代。现用的第四代汽车涂料是以第4、5代阴极电泳涂料，耐酸雨、抗划伤性的优质丙烯酸树脂涂料，丙烯酸聚氨酯涂料，面漆颜色为金属色和本色，适应轿车三层涂装体系的涂料等为代表。是近年随轿车产品和轿车车身涂装线的引进，世界著名的汽车涂料公司在华设厂，达到国际轿车涂层标准而形成的。基于轿车产品引进的国别不同，这一代汽车涂料尚可分为日本体系和欧美体系。
从20世纪90年代开始，欧美汽车厂为环保达标采用环保型汽车涂料替代传统的有机溶剂型汽车涂料。到2001年已采用水性中涂、底色漆的轿车分别已占总产量的份额为：北美7％和43％；欧洲32.5％和36％。其中德国已基本实现水性化，中涂占80％，底色漆占93％。而在亚洲采用水性底色漆的轿车只占1.5％。
根据资料介绍，各种涂料配套的汽车涂装工艺体系只有采用水性中涂、水性底色漆的体系与双组分高固体分罩光清漆、水性罩光清漆或粉末罩光清漆才能使有机溶剂(VOC)排放量达到环保要求(35g/m2以下)。这些配套涂装体系都已成熟获得工业应用。目前绝大多数的汽车中涂漆是采用溶剂型体系，主要的缺点是对环境污染大。本产品的技术改进在于能满足技术要求和施工要求的情况下实现水性化，减少对环境的污染。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种汽车中涂漆用水性聚酯树脂及制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种汽车中涂漆用水性聚酯树脂，包括以下重量百分比的主要成分：新戊二醇：15-30％；2-乙基-丁基丙二醇：5-20％；三羟甲基丙烷：1-10％；间苯二甲酸：15-35％；己二酸：10-20％；偏苯三酸酐：5-15％；丁基氧化锡:0.01-0.2％；二丙二醇甲醚：5-15％；乙二醇丁醚：10-20％。
优选的，所述的汽车中涂漆用水性聚酯树脂，包括以下重量百分比的主要成分：新戊二醇：23.5％；2-乙基-丁基丙二醇：8.1％；三羟甲基丙烷：1.6％；间苯二甲酸：23.8％；己二酸：10.5％；偏苯三酸酐：9.7％；丁基氧化锡:0.02％；二丙二醇甲醚：10％；乙二醇丁醚：12.78％
一种汽车中涂漆用水性聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：反应釜中加入新戊二醇、2-乙基-丁基丙二醇、三羟甲基丙烷、间苯二甲酸、己二酸和丁基氧化锡，升温至140-160℃保温0.5小时，控制馏头温度≤101℃，4-6小时升温至230-235℃，保温至透明，酸值<15mgKOH/g，降温至155-165℃，加入偏苯三酸酐，1.5-2.5小时升温至175-185℃保温，检测酸值<60mgKOH/g，抽真空脱水，酸值降到40-50mgKOH/g时停止抽真空，并冷却至145-155℃加入二丙二醇甲醚兑稀，等温度低于120℃时加入乙二醇丁醚调节粘度和固含量，降温至70℃一下过滤包装。
本发明水性聚酯树脂是用多元醇及多元酸在有机锡催化剂作用下进行酯化反应，真空缩聚达到指标后，用溶剂稀释而制得。后续使用有机胺中和后可以用去离子水制得分散体，加入氨基树脂，酸催化剂，分散剂，流平剂，颜料和填料等制得水性汽车中涂涂料。
本发明的有益之处在于：本发明的汽车中涂漆用水性聚酯树脂，包括以下主要成分：新戊二醇、2-乙基-丁基丙二醇、三羟甲基丙烷、间苯二甲酸、己二酸、丁基氧化锡、二丙二醇甲和乙二醇丁醚。其中，2-乙基-丁基丙二醇主要提高树脂的耐候性和颜料分散性，改善漆膜外观。
具体实施方式
实施例1：
一种汽车中涂漆用水性聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：反应釜中加入新戊二醇：23.5％；2-乙基-丁基丙二醇：8.1％；三羟甲基丙烷：1.6％；间苯二甲酸：23.8％；己二酸：10.5％；丁基氧化锡:0.02％；升温至150℃保温0.5小时，控制馏头温度≤101℃，5小时升温至230-235℃，保温至透明，酸值<15mgKOH/g，降温至160℃，加入偏苯三酸酐：9.7％，2小时升温至180℃保温，检测酸值<60mgKOH/g，抽真空脱水，酸值降到45mgKOH/g时停止抽真空，并冷却至150℃加入二丙二醇甲醚：10％兑稀，等温度低于120℃时加入乙二醇丁醚：12.78％调节粘度和固含量，降温至70℃一下过滤包装。
实施例2：
一种汽车中涂漆用水性聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：反应釜中加入新戊二醇：15％；2-乙基-丁基丙二醇：5％；三羟甲基丙烷：10％；间苯二甲酸：15％；己二酸：10％；丁基氧化锡:0.01％；升温至155℃保温0.5小时，控制馏头温度≤101℃，4.5小时升温至230-235℃，保温至透明，酸值<15mgKOH/g，降温至155℃，加入偏苯三酸酐：15％，2.5小时升温至185℃保温，检测酸值<60mgKOH/g，抽真空脱水，酸值降到45mgKOH/g时停止抽真空，并冷却至145℃加入二丙二醇甲醚：15％兑稀，等温度低于120℃时加入乙二醇丁醚：14.99％调节粘度和固含量，降温至70℃一下过滤包装。
实施例3：
一种汽车中涂漆用水性聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：反应釜中加入新戊二醇：30％；2-乙基-丁基丙二醇：5％；三羟甲基丙烷：1％；间苯二甲酸：35％；己二酸：10％；丁基氧化锡:0.2％；升温至145℃保温0.5小时，控制馏头温度≤101℃，5小时升温至230-235℃，保温至透明，酸值<15mgKOH/g，降温至165℃，加入偏苯三酸酐：5％，1.5小时升温至180℃保温，检测酸值<60mgKOH/g，抽真空脱水，酸值降到45mgKOH/g时停止抽真空，并冷却至155℃加入二丙二醇甲醚：5％兑稀，等温度低于120℃时加入乙二醇丁醚：8.8％调节粘度和固含量，降温至70℃一下过滤包装。
新戊二醇：15-30％；2-乙基-丁基丙二醇：5-20％；三羟甲基丙烷：1-10％；间苯二甲酸：15-35％；己二酸：10-20％；偏苯三酸酐：5-15％；丁基氧化锡:0.01-0.2％；二丙二醇甲醚：5-15％；乙二醇丁醚：10-20％。
实施例4：
一种汽车中涂漆用水性聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：反应釜中加入新戊二醇：16％；2-乙基-丁基丙二醇：20％；三羟甲基丙烷：1.6％；间苯二甲酸：15％；己二酸：10％；丁基氧化锡:0.1％；升温至155℃保温0.5小时，控制馏头温度≤101℃，5小时升温至230-235℃，保温至透明，酸值<15mgKOH/g，降温至160℃，加入偏苯三酸酐：5％，2小时升温至185℃保温，检测酸值<60mgKOH/g，抽真空脱水，酸值降到45mgKOH/g时停止抽真空，并冷却至150℃加入二丙二醇甲醚：15％兑稀，等温度低于120℃时加入乙二醇丁醚：17.3％调节粘度和固含量，降温至70℃一下过滤包装。
对比例1
将实施例1中的2-乙基-丁基丙二醇去除，其余制备条件不变。
将实施例1-4和对比例1的样品使用有机胺中和后可以用去离子水制得分散体，加入氨基树脂，酸催化剂，分散剂，流平剂，颜料和填料等制得水性汽车中涂涂料。
取磷化板，电泳阴极电泳底漆，175℃，20min烘烤，室温放置24小时以后，喷涂本发明的水性汽车中涂涂料(15-20μm)，室温流平5min后，80℃，5min预烘烤，然后150℃，20min烘烤，室温放置24小时以后，测试涂膜的性能。
表1：涂膜的性能检测结果
同时，实施例1-4的涂料可以在-40℃以及70℃的温度下正常使用，耐候性好，而对比例1的涂料的耐候性要差很多。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种汽车中涂漆用水性聚酯树脂，其特征在于，包括以下重量百分比的主要成分：新戊二醇：15-30%；2-乙基-丁基丙二醇：5-20%；三羟甲基丙烷：1-10%；间苯二甲酸：15-35%；己二酸：10-20%；偏苯三酸酐：5-15%；丁基氧化锡:0.01-0.2%；二丙二醇甲醚：5-15%；乙二醇丁醚：10-20%。
2.如权利要求1所述的汽车中涂漆用水性聚酯树脂，其特征在于，包括以下重量百分比的主要成分：新戊二醇：23.5%；2-乙基-丁基丙二醇：8.1%；三羟甲基丙烷：1.6%；间苯二甲酸：23.8%；己二酸：10.5%；偏苯三酸酐：9.7%；丁基氧化锡:0.02%；二丙二醇甲醚：10%；乙二醇丁醚：12.78%。
3.一种汽车中涂漆用水性聚酯树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：反应釜中加入新戊二醇、2-乙基-丁基丙二醇、三羟甲基丙烷、间苯二甲酸、己二酸和丁基氧化锡，升温至140-160℃保温0.5小时，控制馏头温度≤101℃，4-6小时升温至230-235℃，保温至透明，酸值<15mgKOH/g，降温至155-165℃，加入偏苯三酸酐，1.5-2.5小时升温至175-185℃保温，检测酸值<60 mgKOH/g，抽真空脱水，酸值降到40-50mgKOH/g时停止抽真空，并冷却至145-155℃加入二丙二醇甲醚兑稀，等温度低于120℃时加入乙二醇丁醚调节粘度和固含量，降温至70℃一下过滤包装。
4.如权利要求1或2所述的汽车中涂漆用水性聚酯树脂，其特征在于，该树脂使用有机胺中和后，用去离子水制得分散体，加入氨基树脂，酸催化剂，分散剂，流平剂，颜料和填料制得水性汽车中涂涂料。
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