[发明专利]一种封闭型异氰酸酯交联剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种烘烤涂料用的封闭型异氰酸酯交联剂及其制备方法，本发明的交联剂用碳酸甘油酯作为主要封闭剂，以HDI三聚体或IPDI三聚体或二者混合物作为异氰酸酯组分，在干燥的反应釜中，60—100℃温度范围内反应1‑3小时即可制备得到封闭型异氰酸酯类交联剂。依据本发明的制备的封闭型异氰酸酯，解封闭温度可以低至105℃，用其制备的涂料具有优异的性能。

技术领域

本发明属于烘烤涂料技术领域，具体涉及一种以碳酸甘油酯为主要封闭剂的多异氰酸酯交联剂混合物，以及它们在高温烤漆、如汽车OEM涂料中作为交联组分的用途。

背景技术

随着汽车工业的快速发展，目前汽车涂料的技术发展日新月异，新的涂料开发技术和涂装技术层出不穷。无锡、无铅、低害化、低温固化、涂膜外观平整且具有高耐腐蚀性、高抗石击性能是汽车涂料的发展方向。本发明的封闭型异氰酸酯作为汽车涂料中的交联剂使用，制得的汽车涂料可以在保持良好的外观性能下，大大降低了烘烤温度，烘烤温度降低意味着节省了能源，有利于汽车生产厂家降低了单车能耗成本。

异氰酸酯固化剂，性能优异，由于异氰酸酯基团的高反应活性，其与醇类，胺类等具有活泼氢原子的聚合物在室温下即可交联固化，因而其只能用在双组分涂料中，限制了其应用。为解决此技术难题，封闭型多异氰酸酯固化剂应运而生，利用小分子的封闭剂将活泼的异氰酸酯基团保护起来，使交联剂在室温下能够与涂料中的其它组分、如多羟基聚合物，稳定共存；而在高温的应用条件下又能解封闭释放出游离的异氰酸酯基团，与其它树脂中的羟基、羧基等发生交联反应固化成膜，满足固化剂的要求，在烘烤涂料、如汽车涂料中有广泛应用。在申请号为01809004.4的德国专利申请公开了一种二甲基吡唑封闭的异氰酸酯混合物的制备方法，通过3，5-二甲基吡唑作为封闭剂，与HDI三聚体和IPDI三聚体反应制得封闭型多异氰酸酯。再与丙烯酸树脂和氨基树脂以一定比例混合制备汽车涂料，其产品有良好的耐酸性、抗划伤性以及耐热泛黄性等优点，但其烘烤温度过高(130-150℃)，而且其解封闭温度单一。本发明的封闭型异氰酸酯交联剂，解封闭温度可以低至105℃,大大降低能耗，而且主副封闭剂共同作用，在不同温度解封闭，能够控制固化反应分阶段进行。主副封闭剂与HDI三聚体和IPDI三聚体的混合配制的交联剂，有利于提高烘烤涂料的各项性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种封闭型异氰酸酯交联剂及其制备方法，具体的说是一种可以用在高温烘烤涂料中的封闭型异氰酸酯交联剂，其以碳酸甘油酯作为主要封闭剂，以HDI三聚体或IPDI三聚体或二者混合物作为异氰酸酯组分，在干燥的反应釜中，60—100℃温度范围内反应1-3小时即可制备得到封闭型异氰酸酯类交联剂。其可以加工成具有以下性能的高温烘烤涂料：

1、良好的外观性能。

2、105-130℃的相对低的烘烤温度(30分钟)。

该目的可使用根据本发明的封闭型异氰酸酯混合物来实现。

本发明提供了含有以下组分的封闭型多异氰酸酯的混合物：

(1)以六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDI三聚体)为基础的封闭型多异氰酸酯，其特征在于碳酸甘油酯作为唯一封闭剂，在组分中与HDI三聚体的摩尔比例为＝2.8-3.2：1。

(2)以六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDI三聚体)为基础的封闭型多异氰酸酯，其特征在于碳酸甘油酯作为主封闭剂，甲乙酮肟，正丁醇，卡必醇，乙醇，乙二醇丁醚，3,5二甲基吡唑，甲氧基聚乙二醇中的一种或几种为副封闭剂，主副封闭剂的比例根据性能需要进行调节，封闭剂与HDI三聚体的摩尔比例为＝2.8-3.2：1。

(3)以异佛尔酮二异氰酸酯三聚体(IPDI三聚体)为基础的封闭型多异氰酸酯，其特征在于碳酸甘油酯作为唯一封闭剂，在组分中与IPDI三聚体的摩尔比例为＝2.8-3.2：1。