[发明专利]一种快干羟基丙烯酸树脂水分散体及其制备方法与用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车作料，具体地说是一种由羟基丙烯酸树脂分散体制备的快干型水性汽车实色漆。

背景技术

近些年，随着汽车保有量和车辆使用年限的不断增加，汽车涂料成为我国涂料行业增长最快的涂料品种，我国已成为汽车涂料的新兴市场。然而，汽车涂料的发展所引起的环境污染和能源消耗问题也日益严重，甚至已成为社会可持续发展的障碍。随着人们环保意识的加强和各国环保法规的健全，挥发性有机物 (VOC)的排放量受到越来越严格的限制，汽车涂料的水性化是发展的必然趋势。据统计，2009年我国汽车涂料产量达到110～125万吨，占涂料总产量的20%左右，其中水性汽车涂料为17万吨，预计2010年水性汽车涂料的产销量将达到20万吨，此类产品的市场前景非常广阔。

低温固化的双组份丙烯酸聚氨酯涂料以其优异的耐久性、耐候性、高光泽和抗划伤性在汽车实色漆中占有重要的地位，然而该体系一般需70℃下烘烤30~40min方能进行抛光处理，这个过程的耗电如果折算成耗煤量，相当于3亿吨标准煤。如果能够实现更低温度更短时间的烘烤即可进行抛光处理，将大大节省能源的消耗，同时也可提高生产效率，缩短交车时间。

发明内容

为了克服现在技术的不足，本发明提供一种快干型水性汽车实色漆，使涂装过程在低温甚至常温完成，降低汽车涂装过程中VOC排放的同时实现节能减排，便于推广及应用。

本发明提供了一种羟基丙烯酸树脂水分散体的制备方法，它包括了如下步骤：

A、羟基丙烯酸树脂预聚物的制备

在装有搅拌桨、温度计、冷凝器反应釜中，加入25~40重量份的助溶剂（如丙二醇醚类或丙二醇醚酯类，其中丙二醇甲醚（PM）、二丙二醇甲醚（DPM）、丙二醇甲醚丙酸酯（PMP）或丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）），通入氮气升温至回流温度（具体多少温度？）；在此温度下滴加15~25重量份的非官能性（甲基）丙烯酸酯（如甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯）、10~20重量份的含羟基的（甲基）丙烯酸酯（如甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯）、5~10重量份的（甲基）丙烯酸（如丙烯酸或甲基丙烯酸）、1~15重量份的乙烯基类单体（如苯乙烯或丙烯腈），0.25~0.75重量份的引发剂（可选偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰）和0.1~1重量份的链调节剂（如十二烷基硫醇或疏基乙醇）组成的混合溶液，在2~3h内滴加完毕，保温0.5~1h，之后再加入的0.25~0.75重量份的上述引发剂，保温1.5~2.5h，即可得到丙烯酸树脂预聚物；

B、羟基丙烯酸树脂预聚物的水性化

将上述A步骤得到的羟基丙烯酸树脂真空蒸馏脱除部分溶剂，使溶剂的用量在树脂中的含量为0~20%，优选为0~15%；将脱除部分溶剂的树脂溶液倒入容器中，待树脂温度降至60~80℃时，加入中和剂（如氨水或三乙胺，中和度达50~90%为准）在高速圆盘分散机下以1500~2000r/min进行中和反应，反应时间为0.5~1h；升高分散机的转数，边缓慢滴加去离子水边以1500~3000r/min速度进行分散1~2h，然后充分搅拌25~30min出料，最终分散体产品的固含控制在40~50%即得产品。

本发明所述的另一方案中，提供一种快干型水性汽车实色漆的制备方法，它包括：

（1）、在权利要求1羟基丙烯酸树脂水分散体或在权利要求2的羟基丙烯酸树脂水分散体中添加流平剂、消泡剂、水、颜料、多功能助剂和任选的增稠剂，得到组分A，其中各组分的添加量如下（以水分散体重量为100份计）：

权利要求1或权利要求2所述水分散体：100

流平剂（毕克公司的BYK346）：1~5

消泡剂（毕克公司的BYK028）：0.2~1，优选0.2~0.6

增稠剂（德国Borchers公司的Borchi Gel PW-25）：0~0.8，优选0.2~0.5

颜料（进口金红石钛白粉）：0~75，优选10~74

多功能助剂（水性分散剂、流平剂、消泡剂、色料、助溶剂或聚氨酯增稠剂中的一种或多种混合。）：0.2~0.8，优选0.4~0.6

水：20~70，优选30~60

（2）、将作为组分B的亲水改性的多异氰酸酯（用改性HDI）与组分A按照A:B=1.5~3.0: 1(优选约1.5 : 1)的重量比例混合均匀，即可制得水性汽车实色漆。

以上本发明所述的亲水改性的多异氰酸酯选自改性HDI（拜耳公司的Bayhydur 304）或改性IPDI（拜耳公司的 Bayhydur 401）中的一种或两种混合。