一种单组分清漆组合物、制备方法及其用途技术

本发明专利技术公开了一种单组分清漆组合物，包括至少一种具有超支化或树状结构的聚合物；至少一种羟基丙烯酸树脂或羟基甲基丙烯酸树脂；至少一种有机硅改性丙烯酸树脂；至少一种交联固化剂；至少一种酸催化剂；至少一种流变控制剂；至少一种助剂，以及至少一种溶剂；所述单组分清漆组合物为高耐刮擦和高耐候的单组分清漆组合物。本发明专利技术提供的高耐刮擦和高耐候的单组分清漆组合物，能够有效地提高清漆组合物涂膜表面的滑爽性，从而增加涂膜的耐摩擦性；此外，有机硅改性丙烯酸树脂的引入可以进一步提高清漆组合物涂膜的耐候性。

【技术实现步骤摘要】
一种单组分清漆组合物、制备方法及其用途
本专利技术属于涂料制备
，涉及清漆组合物、制备方法及其用途，尤其涉及一种高耐刮擦和高耐候的单组分清漆组合物及其制备方法，以及所述高耐刮擦和高耐候的单组分清漆组合物按照不同施工工艺涂覆在底材上形成固化涂层或制备多涂层涂饰体系的应用方法。
技术介绍
目前，汽车作为人们日常最普遍的代步工具，已经逐渐的深入到千家万户中。随着人们对汽车需求量的不断增加，随之而来的针对汽车外观和性能的要求也在不断提高。汽车车身通过喷涂汽车涂料可以赋予车身优良的外观，也可以提高汽车车身的各项性能。日常生活中，汽车经常会被车主放置在室外进行曝晒，或将汽车送至清洗店进行洗刷，这就要求涂覆在汽车车身表面的涂层能够具有优异的耐候性和耐摩擦性，通常这些性能主要是由汽车涂膜最外部保护装饰涂层来决定的。涂于面漆之上形成最外部保护装饰涂层的清漆统称为罩光清漆，其特点是明度高、光泽高、附着力好、硬度高和丰满度好，同时还具有优异的耐水、耐汽油、耐化学品、耐磨和耐候等性能，因此被广泛地应用于中高档汽车、豪华客车和旅行车等高级车辆的表面涂饰。有机硅是一类以重复的Si-O-Si键为主链，硅原子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单组分清漆组合物，其特征在于：包括：至少一种具有超支化或树状结构的聚合物；至少一种羟基丙烯酸树脂或羟基甲基丙烯酸树脂；至少一种有机硅改性丙烯酸树脂；至少一种交联固化剂；至少一种酸催化剂；至少一种流变控制剂；至少一种助剂；以及至少一种溶剂；所述单组分清漆组合物为高耐刮擦和高耐候的单组分清漆组合物。

【技术特征摘要】
1.一种单组分清漆组合物，其特征在于：包括：至少一种具有超支化或树状结构的聚合物；至少一种羟基丙烯酸树脂或羟基甲基丙烯酸树脂；至少一种有机硅改性丙烯酸树脂；至少一种交联固化剂；至少一种酸催化剂；至少一种流变控制剂；至少一种助剂；以及至少一种溶剂；所述单组分清漆组合物为高耐刮擦和高耐候的单组分清漆组合物。2.根据权利要求1所述的单组分清漆组合物，其特征在于：包括以下重量份的组分：3.根据权利要求1或2所述的单组分清漆组合物，其特征在于：所述具有超支化或树状结构的聚合物是一种具有超支化或树状结构的高分子聚酯，平均所述每个高分子聚合物链含有8～80个羟基基团，其羟值介于150～600mgKOH/g之间，玻璃转化温度介于-25℃到+30℃之间；所述具有超支化或树状结构的聚合物中的羟基可选择性地被环氧基团和封闭脂肪族异氰酸酯基团改性取代，即成为环氧改性超支化聚酯树脂、封闭异氰酸酯改性超支化聚酯树脂；且被改性取代后的功能性基团的数目，即被取代的羟基的数目，占原超支化或树状结构的聚合物中羟基数目的1％～50％。4.根据权利要求3所述的单组分清漆组合物，其特征在于：所述环氧改性超支化聚酯树脂是以超支化羟基聚酯、酸酐和环氧树脂为原料进行制备的，具有下列结构式：式中，m和n为正整数，m+n≦80；其中，为超支化羟基聚酯的骨架，R1为酸酐分子中除去酸酐基团后剩余的烷基基团，其中，酸酐为六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢苯酐、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐、十二烯基丁二酸酐、偏苯三酸酐中的至少一种；R2为环氧树脂分子中除去环氧基团后剩余的烷基基团，其中，环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、乙二醇二缩水甘油醚、一缩二乙二醇二缩水甘油醚、三缩二乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、1,2-丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、间苯二甲酸二缩水甘油酯、对苯二甲酸二缩水甘油酯、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯中的至少一种。5.根据权利要求3所述的单组分清漆组合物，其特征在于：所述封闭异氰酸酯改性超支化聚酯树脂是以超支化羟基聚酯、异氰酸酯和封闭剂为原料进行制备的，具有下列结构式：式中，x和y为正整数，2≦x+y≦超支化羟基聚酯的总官能团数目；为超支化羟基聚酯的骨架，R3为异氰酸酯分子中除去异氰酸酯基团后剩余的烷基基团，其中，异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、氢化甲苯二异氰酸酯中的至少一种；R4为封闭剂分子中除去活泼氢后剩余的烷基基团，其中：封闭剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、辛醇、苯甲醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单己醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、甲乙酮肟、丙酮肟、环己酮肟、二异丙基胺、3,5-二甲基吡唑、N-叔丁基苄胺、己内酰胺、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯中的至少一种。6.根据权利要求1或2所述的单组分清漆组合物，其特征在于：所述羟基丙烯酸树脂或羟基甲基丙烯酸树脂的羟值介于110～250mgKOH/g之间，玻璃转化温度介于-10℃到+35℃之间，数均分子量介于2000～4000之间，固含量大于等于80％。7.根据权利要求1或2所述的单组分清漆组合物，其特征在于：所述有机硅改性丙烯酸树脂的结构如通式I所示：其中：通式I中：R1选自含1～20个碳原子的脂肪族、脂环族、芳香族的烷基、烷氧基、酰氧基、羟烷基、羟亚烷基；R2、R3、R4、R5各自独立地选自氢原子、含1～20个碳原子的脂肪族、脂环族、芳香族的烷基、羟烷基、羟亚烷基；R6的结构选自式II中的一种：CH2CH2CH2OHCH2CH2CH2CH2OHCH2CH2CH2CH2CH2OHCH2CH2CH2CH2CH2CH2OHCH2CH2CH2OCH2CH(OH)CH2OCH3(II)；R7的结构选自式III中的一种：CH3CH2CH2CH2CH3CH(CH3)CH2(CH3)3C(CH3)3SiO(III)；m>0，n>0，o>0，p>0，q>0，x>0，y>0。8.根据权利要求1或2所述的单组分清漆组合物，其特征在于：所述有机硅改性丙烯酸树脂的羟值介于50～250mgKOH/g之间；酸值介于0～20mgKOH/g之间；玻璃转化温度介于-30℃到+50℃之间；数均分子量介于500～20000之间；固含量介于70％～100％之间，B型旋转粘度介于0.5～200Pa·s之间。9.根据权利要求1或2所述的单组分清漆组合物，其特征在于：所述有机硅改性丙烯酸树脂包括以下重量份的组分：10.根据权利要求9所述的单组分清漆组合物，其特征在于：所述溶剂选自脂肪族酯类、一元醇类、酮类、二元醇类、二元醇醚类、二元醇酯类、芳香族碳烃类溶剂中的至少一种；所述丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体的衍生物选自丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸环烷基酯、甲基丙烯酸环烷基酯中的至少一种；所述含羟基的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体的衍生物选自丙烯酸羟烷基酯、甲基丙烯酸羟烷基酯中的至少一种；所述引发剂选自偶氮类引发剂或过氧类引发剂中的至少一种。11.根据权利要求10所述的单组分清漆组合物，其特征在于：所述溶剂为甲苯、二甲苯、S-100#溶剂油、三甲苯溶剂油、S-150#溶剂油、均四甲苯溶剂油、丁酮、甲基异丁基酮、环己酮、乙酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇丁醚乙酸酯、乙酸戊酯、乙二醇乙醚丙酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种；所述含碳碳双键且可进行共聚反应的单体为苯乙烯、甲基丙乙烯、烯丙醇、叔碳酸乙烯酯、马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、马来酸单正丙酯、马来酸单异丙酯、马来酸单正丁酯、马来酸单仲丁酯、马来酸单叔丁酯、马来酸单戊酯、马来酸单己酯、马来酸单乙基己酯、马来酸双甲酯、马来酸双乙酯、马来酸双正丙酯、马来酸双异丙酯、马来酸双正丁酯、马来酸双仲丁酯、马来酸双叔丁酯、马来酸双戊酯、马来酸双己酯、马来酸双乙基己酯中的至少一种；所述丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体的衍生物为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸乙基己酯、丙烯酸3,3,5-三甲基己酯、甲基丙烯酸3,3,5-三甲基己酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸环戊基酯、甲基丙烯酸环戊基酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种；所述含羟基的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体的衍生物为丙烯酸2-羟乙基酯、甲基丙烯酸2-羟乙基酯、丙烯酸2-羟丙基酯、甲基丙烯酸2-羟丙基酯、丙烯酸3-羟丙基酯、甲基丙烯酸3-羟丙基酯、丙烯酸3-羟丁基酯、甲基丙烯酸3-羟丁基酯、丙烯酸4-羟丁基酯、甲基丙烯酸4-羟丁基酯、丙烯酸与叔碳酸缩水甘油酯缩合产物、甲基丙烯酸与叔碳酸缩水甘油酯缩合产物中的至少一种；所述含羧基的丙烯酸和/或甲基丙烯酸的衍生物选自丙烯酸和/或甲基丙烯酸；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、过氧化2-乙基已酸叔丁酯、过氧化2-乙基已酸叔戊酯、1,1-双(叔戊基过氧化)环基烷、1,1-双(叔戊基过氧)-3,3,5-三甲基环已烷、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化醋酸叔戊酯、过氧化3,5,-三甲基已酸叔丁酯、3,3-双(叔丁基过氧)丁酸乙酯、3,3-双(叔戊基过氧)丁酸乙酯、过氧化二异丙苯、叔戊基过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二叔戊基中的至少一种。12.根据权利要求9所述的单组分清漆组合物，其特征在于：所述有机硅大分子单体的制备方法包括以下步骤：1)将六甲基二硅氮烷滴加到不饱和一元醇A中，将体系升温至90～120℃，并在此温度下继续反应4～8h，通过羟基保护得到三甲基硅氧基不饱和化合物B；2)往三甲基硅氧基不饱和化合物B中加入催化剂，用氮气进行保护，反应温度为：80～110℃，反应时间为：4～12h，然后滴加三甲基环三硅氧烷反应完全后获得三甲基硅氧基烷基改性环三硅氧烷3)将三甲基硅氧基烷基改性环三硅氧烷六甲基环三硅氧烷D3用非极性有机溶剂和极性溶剂进行溶解，再加入烷基锂引发剂，反应过程中用氩气进行保护，反应温度：-70℃～50℃，反应时间：4-12h，最后加入二甲基氢氯硅烷进行封端，得到侧链带有羟基保护基团、单端带有硅氢基团的有机硅大分子E；4)将侧链带有羟基保护基团、单端...

【专利技术属性】
技术研发人员：张萌，夏天渊，果建军，梅鹏，张景斌，
申请(专利权)人：廊坊立邦涂料有限公司，立邦涂料中国有限公司，广州立邦涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13