[发明专利]一种作为汽车中涂漆的聚酯水分散体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低酸值，高分子量的作为汽车中涂漆的聚酯水分散体，该聚酯水分散体形成的涂膜具有优异的综合性能，可广泛应用于各种汽车车身的涂装，本发明还涉及该聚酯水分散体的制备方法。

背景技术

近年来随着环境保护的观念日益深入人心，限制可挥发性物排放量(VOC)已经在各国相继成为法规。市场上现有的溶剂型涂料产品及配套涂装工艺已经违背了可持续发展的要求。

聚酯树脂作为成膜物质具有良好的性能，对于各种基材的涂装，其漆膜具有耐候，耐溶剂，附着力强等特点。因此，从环境保护和限制VOC排放量的角度出发，水分散聚酯树脂涂料具有很好的发展前景。

汽车车身涂层是多层体系，通常包括电泳沉积底漆层，中涂层，面漆层等，其中中涂漆可增加底漆与面漆的附着力，具备一定的硬度和柔韧性，提供涂膜抗石击性能。通常，为了提高抗石击性能，一种简单有效的方法就是提高树脂的分子量。然而，分子量的提高意味着树脂粘度的上升，从而需要使用更多的溶剂。

现有的一般中涂漆工艺是，使用溶剂型涂料树脂和三聚氰胺甲醛树脂或其他固化剂作为成膜物质，烘烤固化后得到性能合适的涂膜。然而大量地使用有机溶剂，不符合限制VOC排放量的要求，存在火灾隐患、危害工人的身体健康，特别是对生态环境造成不可逆的破坏。

欧洲专利EP 1285937A2公开了一种水分散聚酯树脂，采用封闭多异氰酸酯作为固化剂，固化后得到抗石击性能优良的涂膜，然而该聚酯分散液具有过高的酸值，残留的羧基对涂膜的耐水耐盐雾性能造成不利的影响。

中国专利CN 1549849A公开了一种低粘度的耐碎石冲击水分散聚酯树脂涂料，有机溶剂含量小于5％，但酸值高达40-50，同样影响涂膜的耐水性能。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种低酸值、高分子量且具有优异存储稳定性的聚酯水分散体，并能与其他组合物一起配合，固化成膜后具有良好的耐水和耐溶剂性能，附着力和抗石击能力强。

本发明的第二个目的是要提供一种该聚酯水分散体的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种作为汽车中涂漆的聚酯水分散体，其特征在于该分散体包含有(A)水可分散聚酯树脂、(B)中和剂和(C)水，所述聚酯树酯是将一种或多种多元酸与一种或多种多元醇混合均匀，进行熔融缩聚反应，在反应后期引入亲水基团到聚酯分子链上，反应结束后加入一种或多种有机溶剂溶解所得的聚合物，其分子量介于4000～8000，羟值低于60mg KOH/g，酸值介于15～35mg KOH/g，平均粒度小于500nm。

该分散体40℃下粘度低于20mPa·S，有机溶剂的含量小于5％。

本发明的多元羧酸可以是对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、苯酐、偏苯三酸、偏苯三酸酐中的一种或多种，或脂肪族羧酸中的1，4-环己烷二羧酸、丁二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、富马酸中的一种或几种；多元醇多元醇是乙二醇、丙二醇、1，3-丁二醇、二甘醇、二丙二醇、1，4-环己烷二甲醇、1，3-丙二醇、1，6-己二醇、新戊二醇中的一种或几种。

上述多元酸组分中以摩尔计含有至少50％的芳香族多元羧酸，多元醇组分中以摩尔计含有至少60％的乙二醇和/或新戊二醇。

本发明采用的水可分散聚酯树脂具有足够的可被中和形成水分散盐的-COOH基团。

中和剂的物质为NaOH、KOH、氨水、二乙胺、三乙胺、二乙醇胺或二甲基乙醇胺。

该分散体中还包含有固化剂，所述的固化剂为封端异氰酸酯或氨基树脂。

上述作为汽车中涂漆的聚酯水分散体的制备方法，包括有如下步骤：采用逐步聚合的方法，制备高分子量的具有足够-COOH基团的聚酯树脂，该聚酯分子量介于4000～8000，酸值介于15～35mgKOH/g，羟值低于60mg KOH/g；将聚酯(A)溶解在有机溶剂中，加入中和剂中和至必要的中和度；将得到的聚酯溶液与水混合，形成聚酯/溶剂/水三元共混物，进行相反转自乳化过程，并在低于60℃的温度下抽除有机溶剂。

在聚合反应过程中，必要时可使用缩聚反应催化剂，所述催化剂为有机锡类、钛酸酯类或氧化锑类化合物。

以下是本发明采用的最优技术方案：