封闭异氰酸酯固化剂及其制备方法、单组份涂料及涂膜制品技术

本发明专利技术涉及一种封闭异氰酸酯固化剂及其制备方法、单组份涂料及涂膜制品。该封闭异氰酸酯固化剂的制备原料包括：二异氰酸酯、封闭剂、第一扩链剂、第二扩链剂、催化剂及稀释溶剂；其中，所述封闭剂选自氨基封闭剂和羟基封闭剂中的至少一种；所述第一扩链剂为含有2～20个碳原子的饱和二元烷基醇；所述第二扩链剂为饱和三元烷基醇。得到的封闭异氰酸酯固化剂应用于汽车的中面涂等涂料，能够在不影响涂膜耐化学品性能的前提下，降低涂膜内应力，有效提升涂膜的重涂附着力，改善涂料的重涂性能，同时降低成本。

Blocked isocyanate curing agent and its preparation method, single component coating and coating products

【技术实现步骤摘要】
封闭异氰酸酯固化剂及其制备方法、单组份涂料及涂膜制品
本专利技术涉及涂料
，特别是涉及一种封闭异氰酸酯固化剂及其制备方法、单组份涂料及涂膜制品。
技术介绍
汽车清漆的重涂性能是清漆涂料的一项重要性能，可重涂的清漆涂料对汽车漆涂装过程中的返工、汽车售后维护、车身修补有非常重要的作用。影响清漆的重涂性能的因素多种多样，如清漆表面的粗糙度、漆膜表层的可润湿性、清漆漆膜表层分子的可极化性，这些因素在主体树脂基本确定后可改变的幅度有限；另外，清漆涂膜的内应力也是影响清漆的重涂性能一个非常重要的因素，若涂膜内应力大于其附着力，漆膜将剥落。而通过改变主体树脂的Tg(玻璃化转变温度)、柔韧性将会对清漆涂膜造成无法估计的潜在耐化学品性能风险，因此，在不改变主体树脂的前提下，通过改变少量添加辅助型封闭固化剂来调整漆膜内应力，就成为一个较好研究的方向。封闭异氰酸酯固化剂是一类常温不固化、储存稳定的辅助型封闭固化树脂，在汽车涂料的1K清漆涂料(单组份清漆涂料)中被广泛使用。然而目前市场上所提供的封闭固化剂很少报道在汽车1K清漆中能够改善重涂性能。因而急需提供一种固化剂，用于汽车1K清漆涂料中，能够在不影响清漆涂膜的耐化学品性能的前提下，提升涂膜重涂性能。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够在不影响涂膜的耐化学品性能的前提下，提升涂膜重涂性能的性封闭异氰酸酯固化剂及其制备方法、水性涂料及涂膜制品。本专利技术的一个方面，提供了一种封闭异氰酸酯固化剂，其制备原料包括：二异氰酸酯、封闭剂、第一扩链剂、第二扩链剂、催化剂及稀释溶剂；其中，所述封闭剂选自氨基封闭剂和羟基封闭剂中的至少一种；所述第一扩链剂为含有2～20个碳原子的饱和二元烷基醇；所述第二扩链剂为饱和三元烷基醇。上述封闭异氰酸酯固化剂，通过封闭剂对二异氰酸酯的部分-NCO基团进行封闭，使用饱和二元烷基醇与二异氰酸酯反应进行线形扩链，再与饱和三元烷基醇进行体型扩链，相比于传统的封闭异氰酸酯固化剂的结构，该封闭异氰酸酯固化剂具有较长的弹性链段，能够延缓能量释放，故而得到的封闭异氰酸酯固化剂应用于汽车的单组份涂料，能够在不影响涂膜耐化学品性能的前提下，显著降低涂膜内应力，进而有效提升涂膜的重涂附着力，改善涂料的重涂性能。在其中一些实施例中，按重量百分比计在所述制备原料中，按重量百分比计在所述制备原料中，所述二异氰酸酯为40％～55％，所述封闭剂为8％～22％，所述第一扩链剂为2％～10％，所述第二扩链剂为5％～15％，所述催化剂为0.05％～0.15％，所述稀释溶剂为10％～30％。在其中一些实施例中，所述多异氰酸酯单体选自六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)及4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)中的至少一种。在其中一些实施例中，所述封闭剂选自3,5-二甲基吡唑、1,2,4-三氮唑、二异丙胺和甲乙酮肟中的至少一种。在其中一些实施例中，所述第一扩链剂为含有5～12个碳原子的饱和二元烷基醇。在其中一些实施例中，所述第二扩链剂选自三羟甲基丙烷和三羟甲基乙烷中的至少一种。在其中一些实施例中，所述稀释溶剂为三甲苯和丙二醇甲醚醋酸酯的混合物。本专利技术的另一个方面，提供了一种封闭异氰酸酯固化剂的制备方法，包括如下步骤：将二异氰酸酯与封闭剂在稀释溶剂的作用下进行封端反应，制备第一预聚物；将所述第一预聚物与第一扩链剂在催化剂的作用下进行第一次扩链反应，制备第二预聚物；将所述预聚物与第二扩链剂进行第二次扩链反应，加入稀释溶剂调整体系的固含量，制备封闭异氰酸酯固化剂；其中，其中，所述封闭剂选自氨基封闭剂和羟基封闭剂中的至少一种；所述第一扩链剂为含有2～20个碳原子的饱和二元烷基醇；所述第二扩链剂为饱和三元烷基醇。在其中一些实施例中，所述封端反应的反应温度为60℃～90℃，所述封端反应控制在反应体系中-NCO基团的质量含量为16.8％～26.5％时结束；所述第一次扩链反应的反应温度为60℃～90℃，所述第一次扩链反应控制在反应体系中-NCO基团的质量含量为10.5％～18.5％时结束；所述第二次扩链反应的反应温度为60℃～90℃，所述第二次扩链反应控制在反应体系中-NCO基团的质量含量≤0.1％时结束。需要说明的是，第二次扩链反应控制在反应体系中-NCO基团的质量含量需要低于第一次扩链反应控制在反应体系中-NCO基团的质量含量。且最好是第二次扩链反应后反应体系中-NCO基团的质量含量相较第一次扩链反应后反应体中-NCO基团的质量含量再下降5％～9％，比如，在一具体示例中，第一次扩链反应控制在反应体系中-NCO基团的质量含量为23％时结束，第二次扩链反应控制在反应体系中-NCO基团的质量含量16％时结束。本专利技术的另一个方面，提供了一种单组份涂料，包括主体树脂及封闭异氰酸酯固化剂，所述封闭异氰酸酯固化剂为上述任一种封闭异氰酸酯固化剂或上述任一种制备方法制得的封闭异氰酸酯固化剂。在其中一些实施例中，所述主体树脂选自氨基树脂、丙烯酸树脂和三聚氰胺树脂中的至少一种。本专利技术的另一个方面，提供了一种涂膜制品，含有上述任一种单组份涂料形成的涂膜。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术一实施方式提供了一种封闭异氰酸酯固化剂，其制备原料包括：二异氰酸酯、封闭剂、第一扩链剂、第二扩链剂、催化剂及稀释溶剂。其中，封闭剂选自氨基封闭剂和羟基封闭剂中的至少一种；第一扩链剂为含有2～20个碳原子的饱和二元烷基醇；第二扩链剂为饱和三元烷基醇。上述封闭异氰酸酯固化剂，通过封闭剂对二异氰酸酯的部分-NCO基团进行封闭，使用第一扩链剂饱和二元烷基醇与二异氰酸酯反应进行线形扩链，再与第二扩链剂饱和三元烷基醇进行体型扩链，相比于传统的封闭异氰酸酯固化剂的结构，该封闭异氰酸酯固化剂具有较长的弹性链段，能够延缓能量释放，故而得到的封闭异氰酸酯固化剂应用于汽车的单组份涂料，能够在不影响涂膜耐化学品性能的前提下，显著降低涂膜内应力，进而有效提升涂膜的重涂附着力，改善涂料的重涂性能，降低成本。在其中一些实施例中，按重量百分比计在制备原料中，二异氰酸酯为40％～55％，所述封闭剂为8％～22％，所述第一扩链剂为2％～10％，所述第二扩链剂为5％～15％，所述催化剂为0.05％～0.15％，所述稀释溶剂为10％～30％。如此通过控制各组分的配比，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封闭异氰酸酯固化剂，其特征在于，其制备原料包括：二异氰酸酯、封闭剂、第一扩链剂、第二扩链剂、催化剂及稀释溶剂；/n其中，所述封闭剂选自氨基封闭剂和羟基封闭剂中的至少一种；所述第一扩链剂为含有2～20个碳原子的饱和二元烷基醇；所述第二扩链剂为饱和三元烷基醇。/n

【技术特征摘要】
1.一种封闭异氰酸酯固化剂，其特征在于，其制备原料包括：二异氰酸酯、封闭剂、第一扩链剂、第二扩链剂、催化剂及稀释溶剂；
其中，所述封闭剂选自氨基封闭剂和羟基封闭剂中的至少一种；所述第一扩链剂为含有2～20个碳原子的饱和二元烷基醇；所述第二扩链剂为饱和三元烷基醇。


2.根据权利要求1所述的封闭异氰酸酯固化剂，其特征在于，按重量百分比计在所述制备原料中，所述二异氰酸酯为40％～55％，所述封闭剂为8％～22％，所述第一扩链剂为2％～10％，所述第二扩链剂为5％～15％，所述催化剂为0.05％～0.15％，所述稀释溶剂为10％～30％。


3.根据权利要求1或2所述的封闭异氰酸酯固化剂，其特征在于，所述二异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。


4.根据权利要求1或2所述的封闭异氰酸酯固化剂，其特征在于，所述封闭剂选自3,5-二甲基吡唑、1,2,4-三氮唑、二异丙胺和甲乙酮肟中的至少一种。


5.根据权利要求1或2所述的封闭异氰酸酯固化剂，其特征在于，所述第一扩链剂为含有5～12个碳原子的饱和二元烷基醇。


6.根据权利要求1或2所述的封闭异氰酸酯固化剂，其特征在于，所述第二扩链剂选自三羟甲基丙烷和三羟甲基乙烷中的至少一种。


7.根据权利要求1或2所述的封闭异氰酸酯固化剂，其特征在于，所述稀释溶剂为三甲苯和丙二醇甲醚醋酸酯的混合物。


8.一种封闭异氰酸酯固化剂的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻佳，杨鹏飞，张杰，黄鹂，胡启明，董军胜，
申请(专利权)人：湖南湘江关西涂料长沙有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43