CN113416476A - 一种抗石击溶剂型汽车中涂漆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗石击溶剂型汽车中涂漆，所述溶剂型汽车中涂漆包含以下重量份的组分：聚酯树脂15‑25份、豆油酸改性醇酸树脂10‑15份、氨基树脂10‑15份、环氧树脂2‑4份、填料40‑50份、分散剂1‑2份、消泡剂0.5‑1份、电阻调节剂1‑3份、流平剂1‑2份和稀释剂40‑50份。所述汽车中涂漆含有的聚酯树脂结构中含有大量的五元环或六元环，五元环或六元环存在不同的稳定构象，如六元环具有船式构象和椅式构象，五元环具有信封式构象和半椅式构象，两种构象都可以相互转变，当涂层材料受到冲击时，环的构象翻转调整，从而缓冲吸收冲击的能量，避免涂层受到严重的损害。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料，具体涉及一种抗石击溶剂型汽车中涂漆。
背景技术
我国乘用车保有量不断攀升，小汽车出行已经成为人民日常出现重要工具，汽车在行驶过程容易受到石子等硬物的撞击，汽车行驶速度越快，撞击对汽车表面涂层的损害越大。一旦汽车涂层受到撞击掉落，汽车钢板就会暴露而受到腐蚀。因此，汽车涂料的耐石击性能被认为是其使用过程中的重要特性之一。汽车涂层是一个复合涂层，从下往上分别是电泳底漆，中涂，色漆和最上层的清漆。根据汽车涂料每层的功能设计，中涂层主要承担了抗石击的功能。聚酯树脂是中涂的主要成分，提高聚酯树脂的抗冲击性能对涂料抗石击性最为有效。
在已公开的技术中，通常是通过改性的方法提高聚酯的抗石击性能。聚酯的制备是由多元醇和多元酸反应而得到，常见的多元醇有，新戊二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丙二醇、三羟甲基丙烷。常见的多元酸有己二酸、丁二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸等。制备的聚酯树脂的柔性较差，不能很好的满足汽车涂料应用的需求。为了提高聚酯的耐冲击性，申请号为CN 201110025407.6（一种聚酯树脂及其制备方法和一种汽车中涂）公开了一种用无机纳米材料多面体笼形苯基低聚倍半硅氧烷基（POSS）改性聚酯树脂，CN201110194684.X（一种聚酰胺改性聚酯树脂及其制备方法和含有该聚酯树脂的汽车汽车中涂漆）公开了一种聚酰胺改性聚酯的方法。无论是通过无机填料还是有机聚合物改性聚酯，都是通过外加改性物质来提高抗石击性能，加入POSS这种具有孔洞结构的填料，如果分散不均匀会影响到涂层外观，而且空洞和不均匀的结构对力学性能产生影响，如耐腐蚀性降低，水气容易深入并滞留在含有POSS的聚酯树脂中。通过有机聚合物聚酰胺改性聚酯，二者的相容性如果不好，很容易出现相分离。因此提高聚酯本征材料的抗冲击性和柔性是提高聚酯材料抗石击的性能最佳方案。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种含有环脂肪聚酯的溶剂型中涂，所述中涂比现有技术具有更好的抗石击能力。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种抗石击溶剂型汽车中涂漆，包含以下重量份的组分：
聚酯树脂 15-25份、豆油酸改性醇酸树脂10-15份、氨基树脂10-15份、环氧树脂2-4份、填料40-50份、分散剂 1-2份、消泡剂 0.5-1份、电阻调节剂 1-3份、流平剂1-2份和稀释剂40-50份；
所述聚酯树脂的结构式如式（I）所示：
（I）
其中，R1和R2为以下任意一种或多种混合：
R3为1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、1,3,5-苯三甲酸、1,2,3-丙烷三甲酸、和顺式-乌头酸中的一种或多种；n 为15-50的整数。
在中涂漆中加入聚酯树脂用于调节汽车中涂漆的柔韧性，从而调节固化后所形成的涂层的耐石击性。加入豆油酸改性醇酸树脂主要是提高涂料的抗流挂和防沉降性。加入氨基树脂主要是为了促进涂膜固化，提高硬度。加入环氧树脂主要是为了提高中涂在基材上的附着力。
本发明所述的汽车中涂漆的制备方法为将各成分混合，搅拌均匀，然后进行磨浆得到固含60±5%的中涂。
该中涂漆的应用可以是将中涂漆用溶剂稀释至 22±1秒的施工黏度（福特4#杯），将涂料喷涂在电泳漆上，施工膜厚为30-40微米，在140-170℃条件下烘烤10-30分钟。得到汽车中涂层。优选地，所述豆油酸改性醇酸树脂重均分子量为10000-20000，羟值为80-100。
优选地，所述聚酯树脂的重均分子量为10000-30000，羟值为80-100。
优选地，所述氨基树脂的重均分子量3000-4000。
优选地，所述环氧树脂的环氧当量为150-200。
优选地，所述分散剂是聚酰胺化合物、超支化高聚物炔二醇类润湿剂和醇铵盐中的至少一种。
优选地，所述电阻调节剂为甲醇、二丙酮醇和乙二醇乙醚中的至少一种；所述稀释剂为甲苯、二甲苯、异丁醇，正丁醇、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚和乙酸乙酯中的至少一种；所述消泡剂优选为德国 BYK 公司破泡聚硅氧烷化合物优选地，所述填料为钛白粉、硫酸钡、高岭土和炭黑中的至少一种。
优选地，所述聚酯树脂的制备方法包括以下步骤：
S1. 二元醇和二元酸在催化剂的作用下，加热反应，反应过程用氮气吹扫，并用分水器分离产生的水，得到以羟基封端的聚酯树脂预聚体；
S2 在步骤S1所得到的以羟基封端的聚酯树脂预聚体中加入三元酸，在催化剂的作用下，加热反应，反应过程用氮气吹扫，并用分水器分离产生的水，得到具有交联结构的聚酯树脂；
S3 在S2所得具有交联结构的聚酯树脂中加入二甲苯作为回流溶剂，回流即得所述聚酯树脂。
优选地，所述催化剂为锡类催化剂；更优选地，所述锡类催化剂可以为二月桂酸二丁基锡、二丁基氧化锡、辛酸亚锡中的至少一种，投料量为0.05-0.2％。S1和S2中，所述加热反应的温度为190-210℃，时间为2-4h。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种抗石击溶剂型汽车中涂漆，所述汽车中涂漆含有的聚酯树脂结构中含有大量的五元环或六元环，五元环或六元环存在不同的稳定构象，如六元环具有船式构象和椅式构象，五元环具有信封式构象和半椅式构象，两种构象都可以相互转变，当涂层材料受到冲击时，环的构象翻转调整，从而缓冲吸收冲击的能量，避免涂层受到严重的损害。
附图说明
图1 为实施例1的抗石击性能；
图2 为实施例2的抗石击性能；
图3 为实施例3的抗石击性能；
图4 为对比例1的抗石击性能。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例和对比例中各原料成分来源如下：
豆油酸改性醇酸树脂：SY9701
氨基树脂：FB717
环氧树脂：EP-430
填料：钛白粉；
分散剂：BYK-180分散剂；
消泡剂：DM-F45PS
电阻调节剂：甲醇；
流平剂：BYK-381；
稀释剂：异丁醇。
实施例1
本实施例所述汽车中涂漆包含以下重量份的组分：
聚酯树脂 25份、豆油酸改性醇酸树脂12份、氨基树脂12份、环氧树脂3份、填料45份、分散剂 1份、消泡剂 0.5份、电阻调节剂 2份、流平剂2份、稀释剂45份。
本实施例所述聚酯树脂的结构如式（II）所示：
（II）
其中，R1和R2为
；
水性聚酯分散液的制备方法为：
S1. 在装有分水器、 回流冷凝器、 搅拌器、温度计、保护气的反应釜中，加入42份的1,4-环己二醇，57.5份的1,4-环己二酸，0.5份二月桂酸二丁基锡，缓慢升温加热到200℃，反应过程用氮气吹扫，反应3h得到以羟基封端的聚酯树脂预聚体：
R1和R2为
；
S2. 继续在氮气保护下，降温到150℃，然后加入占预聚体质量5%的1,3,5-苯三甲酸，升温到210℃，反应过程用氮气吹扫，反应3h；
S3. 加入占预聚体质量为10%的二甲苯回流1h, 然后抽真空下保温 30min，用二甲苯带出体系中残余的水；降低温度到120℃，加入二甲苯和丙二醇单甲醚为1：2的混合溶液，得到固体质量分数为 60% 左右的聚酯树脂。
实施例2
本实施例所述汽车中涂漆包含以下重量份的组分：
聚酯树脂 15份、豆油酸改性醇酸树脂10份、氨基树脂15份、环氧树脂2份、填料45份、分散剂 1份、消泡剂 0.5份、电阻调节剂 2份、流平剂2份、稀释剂45份。
本实施例所述聚酯树脂的结构同实施例1。
实施例3
本实施例所述汽车中涂漆包含以下重量份的组分：
聚酯树脂 25份、豆油酸改性醇酸树脂15份、氨基树脂10份、环氧树脂4份、填料45份、分散剂 1份、消泡剂 0.5份、电阻调节剂 2份、流平剂2份、稀释剂45份。
本实施例所述聚酯树脂的结构同实施例1。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于用等量的溶剂二甲苯和丙二醇单甲醚为1：2的混合溶液替代聚酯树脂。
将实施例1~3和对比例1中的中涂喷涂在电泳板上，喷涂干膜膜厚为25微米，150℃烘烤20min，然后喷涂素色白涂料和清漆，150℃烘烤20min。
性能测试
涂膜的厚度测试按照GB/T 13452.2-2008的标准检测；
涂膜的附着力测试按照GB/T 9286-1998的标准检测；
涂膜的抗石击测试按照FLTM BI 157-06的标准检测。
检测结果表1。
表1
| 中涂膜厚/微米 | 复合涂层膜厚/微米 | 附着力（划格法） | |
| 实施例1 | 35±2 | 90±2 | 0级 |
| 实施例2 | 35±2 | 90±2 | 0级 |
| 实施例3 | 35±2 | 90±2 | 0级 |
| 对比例1 | 35±2 | 90±2 | 0级 |
抗石击性能按照FLTM BI 157-06的标准检测，具体为：（1）2kg 铁砂，用2bar的气压，以45°角度打击喷涂有复合涂层的钢板；（2）打击一次后在水中浸泡72h，32℃；（3）浸泡后晾干水分1h，按照步骤1重复一次；（4）用胶带粘贴除去松散的漆渣，然后评估。结果见图1~4。
从图中可以看出实施例1-3的抗石击性能明显优于对比例1。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种抗石击溶剂型汽车中涂漆，其特征在于，包含以下重量份的组分：
聚酯树脂 15-25份、豆油酸改性醇酸树脂10-15份、氨基树脂10-15份、环氧树脂2-4份、填料40-50份、分散剂 1-2份、消泡剂 0.5-1份、电阻调节剂 1-3份、流平剂1-2份和稀释剂40-50份；
所述聚酯树脂的结构式如式（I）所示：
（I）
其中，R1和R2为以下任意一种或多种混合：
R3为1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、1,3,5-苯三甲酸、1,2,3-丙烷三甲酸、和顺式-乌头酸中的一种或多种；n 为15-50的整数。
2.如权利要求1所述抗石击溶剂型汽车中涂漆，其特征在于，所述豆油酸改性醇酸树脂重均分子量为10000-20000，羟值为80-100。
3.如权利要求1所述抗石击溶剂型汽车中涂漆，其特征在于，所述聚酯树脂的重均分子量为10000-30000，羟值为80-100。
4.如权利要求1所述抗石击溶剂型汽车中涂漆，其特征在于，所述氨基树脂的重均分子量3000-4000。
5.如权利要求1所述抗石击溶剂型汽车中涂漆，其特征在于，所述环氧树脂的环氧当量为150-200。
6.如权利要求1所述抗石击溶剂型汽车中涂漆，其特征在于，所述分散剂是聚酰胺化合物和超支化高聚物中的至少一种。
7.如权利要求1所述抗石击溶剂型汽车中涂漆，其特征在于，所述电阻调节剂为甲醇、二丙酮醇和乙二醇乙醚中的至少一种；所述稀释剂为甲苯、二甲苯、异丁醇、正丁醇、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚和乙酸乙酯中的至少一种。
8.如权利要求1所述抗石击溶剂型汽车中涂漆，其特征在于，所述流平剂为有机硅改性的丙烯酸树脂和有机氟改性的丙烯酸树脂中的至少一种。
9.如权利要求1所述抗石击溶剂型汽车中涂漆，其特征在于，所述聚酯树脂的制备方法包括以下步骤：
S1. 二元醇和二元酸在催化剂的作用下，加热反应，反应过程用氮气吹扫，并用分水器分离产生的水，得到以羟基封端的聚酯树脂预聚体；
S2 在步骤S1所得到的以羟基封端的聚酯树脂预聚体中加入三元酸，在催化剂的作用下，加热反应，反应过程用氮气吹扫，并用分水器分离产生的水，得到具有交联结构的聚酯树脂；
S3 在S2所得具有交联结构的聚酯树脂中加入二甲苯作为回流溶剂，回流即得所述聚酯树脂。
10.如权利要求9所述抗石击溶剂型汽车中涂漆，其特征在于，所述催化剂为锡类催化剂；S1和S2中，所述加热反应的温度为190-210℃，时间为2-4h。
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