水性免中涂色漆用成膜树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性免中涂色漆用成膜树脂及其制备方法，先采用溶液法合成高软化点改性丙烯酸树脂预聚物，用低软化点单体与反应釜中亲水性助溶剂作为分散液，通过引发剂与升温，使得低软化点单体之间共聚并与高软化点改性丙烯酸树脂预聚物进行接枝与互穿；反应结束后加中和剂中和、预脱部分溶剂，然后加乳化剂乳化并水分散，再继续脱除有机溶剂，直至有机溶剂的残留控制在助溶剂总量15%以下，得到改性聚丙烯酸酯水分散体。本发明专利技术制备得到的树脂作为免中涂色漆用成膜树脂，该成膜树脂是自干性挥发性体系，不需要使用交联剂，降低了成本也避免交联剂使用过程带来的不便。也避免交联剂使用过程带来的不便。也避免交联剂使用过程带来的不便。

【技术实现步骤摘要】
水性免中涂色漆用成膜树脂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种水性免中涂色漆用成膜树脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]国内外汽车车身涂装主流方案是三涂层体系，即在车身材料上依次涂装阴极电泳漆层（也称电泳底漆层）、中涂漆层和面漆层。其中的中涂层是一个非常重要的涂层，不仅可以填补电泳底漆层表面的缺陷或印痕，增加底色漆与电泳底漆层之间的附着力，而且具有较好的抗石击性能、表面平整性和耐候性。
[0003]随着面漆技术的进步，省略中涂层后漆面性能依旧达到原先三涂层的性能，因此免中涂的涂装工艺开始广泛应用起来。
[0004]申请人于2010年11月29日申请了《用于金属件的免中涂闪光底色漆及其制备方法》（申请号201010563534.7），包含如下重量份的组分：聚酯改性树脂26～35份，氨基树脂7～10份，封闭型脂肪族聚异氰酸酯3～8份，功能树脂4～10份，流变控制树脂8～15份，着色颜料1～6份，效应颜料0.5～8 份，填料3～10份，光稳定助剂2～8 份， 分散剂2～5份， 流平剂0.1～2 份，定向助剂3～10份，防沉降助剂1～5份，有机溶剂20～40份 。
[0005]又于2015年2月4日申请了《水性短工艺闪光底色漆及其涂装方法》（申请号 201510057053.1），所述短工艺即为省略中涂层的免中涂工艺，该底色漆包括第一道水性短工艺闪光底色漆和第二道水性短工艺闪光底色漆；其中第一道水性短工艺闪光底色漆包括油漆组分和固化剂。
[0006]上述两项技术虽然性能优异，但涉及的是双组份体系，需要使用固化剂交联，涂装过程中两组分的配制与应用过程中的消耗要相一致才能减少不必要的消耗，而且双组分水性体系对交联剂的消耗与传统的溶剂型相比呈倍数增长。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种水性免中涂色漆用成膜树脂及其制备方法。
[0008]实现本专利技术目的的技术方案是一种水性免中涂色漆用成膜树脂的制备方法，包括以下步骤：
①
采用溶液法合成高软化点改性丙烯酸树脂预聚物。
[0009]②
用低软化点单体与反应釜中亲水性助溶剂作为分散液，通过引发剂与升温，使得低软化点单体之间共聚并与高软化点改性丙烯酸树脂预聚物进行接枝与互穿。
[0010]③
反应结束后加中和剂中和、预脱部分溶剂，然后加乳化剂乳化并水分散，再继续脱除有机溶剂，直至有机溶剂的残留控制在助溶剂总量15%以下，得到改性聚丙烯酸酯水分散体。
[0011]具体的过程为，在反应器中，注入适量助溶剂，启动搅拌，升温至90℃以上，开始滴加高软化点单体与活性硅氧烷、引发剂的混合物，分3～6h滴加完毕，继续在100℃～110℃
下保温3～6h；开始滴加低软化点单体与引发剂的混合物，分3～6h滴完，继续保温3～6h，加中和剂N，N
‑
二甲基乙醇胺中和，中和度控制在90～95%；减压蒸馏脱有机溶剂，当溶剂脱除量达到溶剂总量的60%时，加乳化剂并搅拌均匀，然后缓慢加水，加水过程中物料快速搅拌、乳化并水分散，再继续脱除有机溶剂，直至有机溶剂的残留控制在助溶剂总量15%以下，过滤、包装。
[0012]所述助溶剂为亲水性的对热塑性丙烯酸具有溶解能力的溶剂。
[0013]所述高软化点单体为甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、苯乙烯中的三种或三种以上的混合物。
[0014]所述活性硅氧烷为乙烯基有机硅。
[0015]所述引发剂为偶氮类或过氧化物。
[0016]步骤
②
中，在装有预聚物的反应器中加入亲水性助溶剂，滴加低软化点单体与引发剂的混合物，分3～6小时滴加完毕，继续保温3～6小时；滴加与保温阶段，温度控制在90℃～110℃。
[0017]高软化点单体的总质量与低软化点单体总质量之比在80～95:5～20。
[0018]可选的，所述低软化点单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、苯乙烯中的三种或三种以上的混合物；所述引发剂为偶氮类或过氧化物。
[0019]作为优选的，步骤
③
中，中和剂为N，N
‑
二甲基乙醇胺，控制中和度为90%～95%。
[0020]步骤
③
中，乳化剂为阴离子或非离子型的乳化剂。
[0021]步骤
③
中，助溶剂被蒸除过程中适当补充水分，以维持树脂质量有效分在50
±
5%。
[0022]本专利技术具有积极的效果：（1）本专利技术在制备树脂时，先采用溶剂法合成高软化点丙烯酸预聚物，再用低软化点的单体混合物参与高软化点低聚物的结构渗透，再共聚、中和、加乳化剂乳化、水分散、脱溶剂，得到自交联、单组分自干性体系的成膜聚合物。本专利技术制备得到的树脂可以作为免中涂色漆用成膜树脂，该成膜树脂是自干性挥发性体系，不需要使用交联剂固化，降低了成本也避免交联剂使用过程带来的不便。
[0023]（2）本专利技术的成膜树脂实用性强，可广泛用作水性免中涂色漆的成膜基料。使用本专利技术的成膜树脂制备的色漆兼具中涂层漆和底色漆的功能，具有优异的机械性能、干性、抗石击性、耐介质性。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的工艺流程图。
具体实施方式
[0025]（实施例1）见图1，本实施例的水性免中涂色漆用成膜树脂的制备方法包括以下步骤：
①
将亲水性助溶剂加入带有加热、搅拌装置的反应器中，启动搅拌、升温，当温度升至90℃～95℃时候，滴加高软化点单体、活性硅氧烷和引发剂的混合物，用 3～6小时滴加完毕后，继续在100℃～110℃下保温3～6小时，得到硬质单体预聚物，后面以预聚物A代
号。
[0026]所述助溶剂为亲水性的对热塑性丙烯酸具有溶解能力的溶剂，如乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚等中的一种或一种以上的混合物，本实施例中为丙二醇甲醚。
[0027]所述活性硅氧烷为乙烯基有机硅，如KH
‑
570或A
‑
151，乙烯基有机硅含量在0.5%～5%（以最终的分散乳液所消耗的活性双键单体计算）。本实施例中活性硅氧烷为KH
‑
570。
[0028]高软化点单体选自甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、苯乙烯，为其中3种或3种以上的混合物。
[0029]引发剂采用偶氮类或过氧化物，如偶氮二异丁腈、过氧化叔戊基酯、过氧化苯甲酰，本实施例中使用的是过氧化苯甲酰。
[0030]具体的，本实施例中将50份的亲水性助溶剂加入带有加热、搅拌装置的反应器中，启动搅拌、升温，当温度升至90℃时候，滴加含35份甲基丙烯酸甲酯、1份丙烯腈、2.5份甲基丙烯酸、6.5份甲基丙烯酸丁酯、4.5份苯乙烯、0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性免中涂色漆用成膜树脂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
①
采用溶液法合成高软化点改性丙烯酸树脂预聚物；
②
用低软化点单体与反应釜中亲水性助溶剂作为分散液，通过引发剂与升温，使得低软化点单体之间共聚并与高软化点改性丙烯酸树脂预聚物进行接枝与互穿；
③
反应结束后加中和剂中和、预脱部分溶剂，然后加乳化剂乳化并水分散，再继续脱除有机溶剂，直至有机溶剂的残留控制在助溶剂总量15%以下，得到改性聚丙烯酸酯水分散体。2.根据权利要求1所述的水性免中涂色漆用成膜树脂的制备方法，其特征在于：步骤
①
中，将亲水性助溶剂加入带有加热、搅拌装置的反应器中，启动搅拌、升温，当温度升至90℃～95℃时候，滴加高软化点单体、活性硅氧烷和引发剂的混合物，用 3～6小时滴加完毕后，继续在100℃～110℃下保温3～6小时，得到高软化点改性丙烯酸树脂预聚物。3.根据权利要求2所述的水性免中涂色漆用成膜树脂的制备方法，其特征在于：高软化点单体的总质量与低软化点单体总质量之比为80～95:5～20。4.根据权利要求2所述的水性免中涂色漆用成膜树脂的制备方法，其特征在于：所述助溶剂为亲水性的对热塑性丙烯酸具有溶解能力的溶剂；所述高软化点单体为甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸、丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳晓峰，徐勤力，郭北横，
申请(专利权)人：常州市武进晨光金属涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：