一种水性汽车底漆及其制备方法技术

本发明专利技术属于汽车涂料技术领域，具体涉及一种水性汽车底漆及其制备方法，水性汽车底漆包括A组分和B组分；A组分包括聚丙烯酸酯多元醇乳液40～60份、消泡剂0.02～1份、流平剂0.2～1.5份、润湿分散剂1～2份、附着力促进剂0.5～1份、防锈颜料2～10份、着色颜料0.1～0.5份；B组分包括亲水改性多异氰酸酯80～90份、阴离子表面活性剂1.5～3份、PMA或PGDA10～20份；水性汽车底漆在使用时将组分A和组分B按照重量比(6～8):1混合使用；混合后制得水性汽车底漆中NCO/OH的摩尔比为(1.2～1.5):1，由本发明专利技术提供的组分形成的涂膜的具备较优的硬度、附着力、光泽及耐介质性能。光泽及耐介质性能。

【技术实现步骤摘要】
一种水性汽车底漆及其制备方法


[0001]本专利技术属于汽车涂料
，具体涉及一种水性汽车底漆及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着对传统溶剂型涂料挥发性有机化合物以及有害空气污染物排放的限 制，开发高性能水性聚氨酯涂料势在必行。水性聚氨酯涂料以水为主要分散介 质，具有不燃，对环境友好，易于清洗等优点而被广泛应用。
[0003]底漆涂层是整个涂层的基础，底漆的作用一方面防止金属表面的氧化腐蚀， 另一方面增强金属表面与腻子或面漆以及腻子与面漆之间的附着力，因此，汽 车底漆对涂膜性能要求较高。
[0004]现有双组份水性涂料体系中固化剂的NCO基团易与水发生反应生成CO2， 残留在涂膜中进而降低涂膜性能；亲水基团的过多引入可导致涂膜耐化学介质 性差，另外涂料施工过程中存在两相组分混溶性不好，干燥速度慢等问题，因 此开发高性能的水性汽车涂料具有重要意义。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术旨在提供一种水性汽车底漆及其制备 方法，具有成膜性速度快，成膜性好，涂膜具备优良的附着力、硬度以及耐介 质性。
[0006]基于上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种水性汽车底漆，包括A组分和B组分；其中， A组分包括如下重量份的组分：聚丙烯酸酯多元醇乳液40～60份、消泡剂0.02～ 1份、流平剂0.2～1.5份、润湿分散剂1～2份、附着力促进剂0.5～1份、防锈 颜料2～10份、着色颜料0.1～0.5份；r/>[0008]B组分包括如下重量份的组分：亲水改性多异氰酸酯80～90份、阴离子表 面活性剂1.5～3份、丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)或丙二醇二乙酸酯(PGDA)10～ 20份；
[0009]水性汽车底漆在使用时将组分A和组分B按照重量比(6～8):1混合使用； 组分A和组分B混合后制得水性汽车底漆中NCO/OH的摩尔比为(1.2～1.5):1。
[0010]本专利技术水性汽车底漆以聚丙烯酸酯多元醇乳液作为主要成膜基料，与固化 剂亲水改性多异氰酸酯混合固化成膜，固化后的涂膜具备较高的附着力、硬度 和耐冲击性能，同时具备优良的耐水性及耐酸碱性。
[0011]经试验发现，当NCO/OH比例较低时，有利于表干时间的缩短，涂膜外观 较好，但其附着力、硬度不高，当NCO/OH比例较高时，涂膜硬度增大、附着 力提高，但涂膜外观差，因此当NCO/OH的摩尔比为(1.2～1.5):1时，成膜的 硬度、附着力、光泽及耐介质性能达到最优。
[0012]进一步地，聚丙烯酸酯多元醇乳液的羟基含量为2％～3％。
[0013]经试验发现，羟基含量低会导致交联密度降低，从而影响涂膜的性能，涂 膜硬度低，耐冲击性不高；随着聚丙烯酸酯多元醇乳液中羟基含量的增加，涂 膜性能得到不断改善，羟基含量高，则在成膜时与固化剂的交联度就高，必然 会使最终涂膜的性能变好，如硬
度和附着力增加，但羟基含量过低或过高时， 涂膜的耐介质性能差，当聚丙烯酯多元醇乳液中羟基含量为2％～3％时，已然使 得涂膜具备相对较优力学性能，同时具备良好的耐介质性能。
[0014]进一步地，亲水改性多异氰酸酯由异氰酸酯在二月桂酸二丁基锡催化下， 与丙烯酸
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羟乙酯发生亲和加成反应制得。
[0015]本专利技术采用丙烯酸
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羟乙酯对多异氰酸酯进行亲水改性，使得改性后的多 异氰酸酯与聚丙烯酸酯多元醇乳液相容性好，在相对低用量下却具有成膜速度 快，且形成的涂膜外观平整有光泽，并且涂膜具有较优的附着力和硬度。
[0016]进一步地，异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯与六亚甲基二异氰酸酯体积比 为(2～3):1的混合液。
[0017]异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)具有脂肪族环状结构，其涂膜干 燥速度快，硬度高，具有较高的耐化学品性和耐磨性，但IPDI固化剂粘度较高， 不易被多元醇分散，其涂膜的流平性和光泽不及六亚甲基二异氰酸酯(HDI)； HDI具有长的亚甲基链，其粘度低，容易被多元醇分散，涂膜易流平、外观好， 具有较优的柔韧性和耐刮性；综合考虑优选IPDI的HDI比例为(2～3):1，使 其混合物综合两者的优势，相对较易被多元醇分散，涂膜外观好，且具备较优 的柔韧性、耐刮性、耐磨性以及硬度高。
[0018]进一步地，消泡剂优选为有机硅类消泡剂如二甲基硅油；流平剂优选为非 离子型丙烯酸共聚物溶液；润湿分散剂优选为有机硅和/或改性有机硅；附着力 促进剂优选为酞酸酯类偶联剂；防锈颜料优选为磷酸锌类化合物如磷酸锌、改 性磷酸锌、三聚磷酸锌；着色颜料优选为钛白、酞青蓝、铁黄、铁红中的一种 或多种。
[0019]第二方面，本专利技术提供上述水性汽车底漆的制备方法，包括如下步骤：
[0020](1)组分A的制备方法：将聚丙烯酸酯多元醇乳液、消泡剂、流平剂、润 湿分散剂、附着力促进剂搅拌均匀后，加入防锈颜料、着色颜料高速搅拌混匀；
[0021](2)组分B的制备方法：将亲水改性多异氰酸酯、阴离子表面活性剂与丙 二醇甲醚醋酸酯(PMA)或丙二醇二乙酸酯(PGDA)充分混匀制得。
[0022]进一步地，聚丙烯酸酯多元醇乳液由如下方法制得：
[0023]将乳化剂、碳酸氢钠加水混合后于80℃～85℃恒温10～12min，加入引发 剂过硫酸钾水溶液10～15min后，向上述混合体系中滴加丙烯酸及丙烯酸酯单 体混合液，待体系呈蓝相并稳定30min，随后升温至85℃～90℃，熟化2h后降 温至50℃，调节pH至7.5～8.0，制得聚丙烯酸酯多元醇乳液。
[0024]进一步地，丙烯酸及丙烯酸酯单体混合液由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁 酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸按照体积比1:1:(1～2):1混合而成。
[0025]甲基丙烯酸羟丙酯含量直接决定了乳液体系的羟基含量，甲基丙烯酸羟丙 酯的含量高低与乳液体系中羟基含量呈正相关，因此，通过控制上述比例能够 将乳液体系中羟基含量控制在2％～3％。
[0026]进一步地，乳化剂由壬基酚聚乙氧基醚与十二烷基苯二苯醚二磺酸钠按照 质量比1:2混合而成，所述乳化剂的添加量为丙烯酸及丙烯酸酯单体混合液的 2％～3％。
[0027]进一步地，亲水改性多异氰酸酯由如下方法制得：
[0028]将异氰酸酯、对苯二酚、二月桂酸二丁基锡于丙酮混合，随后向混合液中 缓慢滴
加丙烯酸
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羟乙酯，在30℃～40℃下反应至体系NCO值不变为止，制 得亲水改性多异氰酸酯；
[0029]对苯二酚的用量为异氰酸酯重量的1.5wt％～1.8wt％；催化剂二月桂酸二丁 基锡的用量为异氰酸酯重量的0.8wt％～0.9wt％；丙烯酸
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羟乙酯的用量为异氰 酸酯重量的55wt％～70wt％。
[0030]进一步地，异氰酸酯由异佛尔酮二异氰酸酯与六亚甲基二异氰酸酯按照体 积比(2～3):1混合而成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性汽车底漆，其特征在于，所述水性汽车底漆包括A组分和B组分；所述A组分包括如下重量份的组分：聚丙烯酸酯多元醇乳液40～60份、消泡剂0.02～1份、流平剂0.2～1.5份、润湿分散剂1～2份、附着力促进剂0.5～1份、防锈颜料2～10份、着色颜料0.1～0.5份；所述B组分包括如下重量份的组分：亲水改性多异氰酸酯80～90份、阴离子表面活性剂1.5～3份、PMA或PGDA10～20份；所述水性汽车底漆在使用时将组分A和组分B按照重量比(6～8):1混合使用；组分A和组分B混合后制得水性汽车底漆中NCO/OH的摩尔比为(1.2～1.5):1。2.根据权利要求1所述水性汽车底漆，其特征在于，所述聚丙烯酸酯多元醇乳液的羟基含量为2％～3％。3.根据权利要求1所述水性汽车底漆，其特征在于，所述亲水改性多异氰酸酯由异氰酸酯在二月桂酸二丁基锡催化下，与丙烯酸
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羟乙酯发生亲和加成反应制得。4.根据权利要求3所述水性汽车底漆，其特征在于，所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯与六亚甲基二异氰酸酯体积比为(2～3):1的混合液。5.一种水性汽车底漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)组分A的制备方法：将聚丙烯酸酯多元醇乳液、消泡剂、流平剂、润湿分散剂、附着力促进剂搅拌均匀后，加入防锈颜料、着色颜料高速搅拌混匀；(2)组分B的制备方法：将亲水改性多异氰酸酯、阴离子表面活性剂与PMA或PGDA充分混匀制得。6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述聚丙烯酸酯多元醇乳液由如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭逍遥，汤汉良，刘凯，雷斯敏，成剑平，
申请(专利权)人：清远威凛材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：