專利名稱：一種汽車中涂漆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低溫干燥的水性涂料，進(jìn)ー步涉及水性、單組分可加工的(einkomponentig verarbeitbare)粘合劑組合物及其制備和應(yīng)用，該組合物用于制備在100°C以下干燥、可砂磨(schleifbaren)和同時抗碎石和風(fēng)蝕穩(wěn)定的涂料，優(yōu)選用于汽車系列涂漆。
背景技術(shù)：
近年來隨著環(huán)境保護(hù)的觀念日益深入人心，限制可揮發(fā)性物排放量(VOC)已經(jīng)在各國相繼成為法規(guī)。市場上現(xiàn)有的溶劑型涂料產(chǎn)品及配套涂裝エ藝已經(jīng)違背了可持續(xù)發(fā)展的要求。聚酯樹脂作為成膜物質(zhì)具有良好的性能，對于各種基材的涂裝，其漆膜具有耐候， 耐溶劑，附著力強(qiáng)等特點(diǎn)。因此，從環(huán)境保護(hù)和限制VOC排放量的角度出發(fā)，水分散聚酯樹脂涂料具有很好的發(fā)展前景。汽車車身涂層是多層體系，通常包括電泳沉積底漆層，中涂層，面漆層等，其中中涂漆可増加底漆與面漆的附著力，具備一定的硬度和柔韌性，提供涂膜抗石擊性能。通常，為了提高抗石擊性能，一種簡單有效的方法就是提高樹脂的分子量。然而，分子量的提高意味著樹脂粘度的上升，從而需要使用更多的溶剤?，F(xiàn)有的一般中涂漆工藝是，使用溶劑型涂料樹脂和三聚氰胺甲醛樹脂或其他固化劑作為成膜物質(zhì)，烘烤固化后得到性能合適的涂膜。然而大量地使用有機(jī)溶劑，不符合限制VOC排放量的要求，存在火災(zāi)隱患、危害工人的身體健康，特別是對生態(tài)環(huán)境造成不可逆的破壞。在汽車系列涂漆的常規(guī)漆結(jié)構(gòu)中，首先在基于通過陰極電浸潰涂敷(KTL)的金屬表面施加一碎石保護(hù)層和填充層(FUllerschicht)或者二者的組合(“碎石保護(hù)填料”)，然后在這些層上涂敷基漆，然后涂敷清漆或顔料著色的面漆。碎石保護(hù)層和/或填充層用于補(bǔ)償表面的不均勻性并由于高弾性和變形性而提供良好的抗碎石性。對此，以前將柔性聚酯或聚醚-聚氨酯以及多異氰酸酯或蜜胺交聯(lián)劑用于這些層。在施用基漆和清漆或面漆之前烘烤碎石保護(hù)填料，這對于改善面漆狀態(tài)和在施用上面的漆層前磨蝕填料層是必要的。在涂敷清漆或面漆之后再次進(jìn)行烘烤。這ー方法的缺點(diǎn)是，必須進(jìn)行兩次昂貴的> 120°C的烘烤過程。在低溫下干燥的涂料，如可由聚丙烯酸酯配制的那些，不具有需要的抗碎石性，因?yàn)樗鼈兘宦?lián)成脆性膜。EP 1285937 A2公開了ー種水分散聚酯樹脂，采用封閉多異氰酸酯作為固化劑，固化后得到抗石擊性能優(yōu)良的涂膜，然而該聚酯分散液具有過高的酸值，殘留的羧基對涂膜的耐水耐鹽霧性能造成不利的影響。CN 1549849A公開了ー種低粘度的耐碎石沖擊水分散聚酯樹脂涂料，有機(jī)溶劑含量小于5%，但酸值高達(dá)40-50，同樣影響涂膜的耐水性能。CN101161701公開了ー種低酸值，高分子量的可作為汽車中涂漆的聚酯水分散體，該分散體包含有(A)水可分散聚酯樹脂、(B)中和劑和(C)水發(fā)明還公開了該聚酯分散體的制備方法；該聚酯水分散體具有優(yōu)良的存儲穩(wěn)定性，與固化劑等其它組份配合而成的涂料組合物可用于多層涂膜，特別適于用作汽車中涂漆，固化后得到的涂膜具有優(yōu)異的耐水、抗石擊性能。CN01816241. X公開了一種儲存穩(wěn)定的含水單組分、可加工、耐碎石和可砂磨涂料組合物，這種涂料可以在低于100°C下硬化，由用于汽車系列填料常用的顏料和添加劑以及由聚氨酯分散體A和B組成的粘合劑和市售高反應(yīng)性蜜胺樹脂組成，其特征在于，所述聚氨酯分散體A物理干燥后按DIN53157的擺桿硬度> 90s，聚氨酯分散體B物理干燥后(按DIN 53157的)擺桿硬度< 90s。所述涂料組合物用于制備在100°C以下干燥、可砂磨(schleifbaren)和同時抗碎石和風(fēng)蝕穩(wěn)定的涂料,優(yōu)選用于汽車系列涂漆。開發(fā)一種低V0C、低成本、儲存穩(wěn)定，且具有優(yōu)良的施工性和抗石性的汽車中涂漆
是本領(lǐng)域的一個技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種低V0C、低成本、儲存穩(wěn)定，且具有優(yōu)良的施工性和抗石性的汽車中涂漆。本發(fā)明所述中涂漆包含(a)自乳化聚酯樹脂、(b)固化劑和(C)水，其中，所述(a)自乳化聚酯樹脂包括多元醇、多元酸、1，4-環(huán)己烷二乙醇、二丁基錫。聚酯樹脂由多元酸多元醇羧聚而成，其酯鍵較易水解而影響固化漆膜的耐水性，由于支鏈可以保護(hù)酯鍵，因此多元醇應(yīng)選擇帶有支鏈的醇。優(yōu)選地，本發(fā)明所述多元醇選自2-乙基-2-丁基-1，3-丙二醇、2-丁基-2-丁基-1，3-丙二醇、2-異丙基-2-新丁基_1，3-丙二醇、新戍二醇、2, 3-二丁基-1,4-丁二醇中的任意I種或至少2種的組合，所述組合例如2-乙基-2- 丁基-1，3-丙二醇/2- 丁基_2_ 丁基-1，3-丙二醇、2- 丁基-2- 丁基-1，3-丙二醇/2-異丙基-2-新丁基-1，3-丙二醇、2，3- 二丁基-1，4- 丁二醇 /2- 丁基-2- 丁基-1，3-丙二醇 /2-乙基-2- 丁基-1，3-丙二醇等。優(yōu)選地，所述多元酸包括芳香族多元酸和具有對稱結(jié)構(gòu)的烷基多元酸。芳香族多元酸可以使聚酯漆膜具有高硬度和良好的沖擊性能，而具有對稱結(jié)構(gòu)的烷基多元酸，可以使平衡聚酯漆膜的硬度和柔韌性。優(yōu)選地，所述芳香族多元酸選自對鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、2-甲基對苯二甲酸、2- 丁基-5-甲基間苯二甲酸中的任意I種或至少2種的組合，所述組合例如對苯二甲酸/鄰苯二甲酸、間苯二甲酸/對苯二甲酸、間苯二甲酸/2- 丁基-5-甲基間苯二甲酸、2-甲基
對苯二甲酸/鄰苯二甲酸/苯二甲酸等。優(yōu)選地，所述具有對稱結(jié)構(gòu)的烷基多元酸選自己二酸、1，4-二甲基己二酸、1，4- 丁二酸、I, 4- 二乙基己二酸、2，5- 二甲基己二酸中的任意I種或至少2種的組合，所述組合例如己二酸/1，4- 二甲基己二酸、2，5- 二甲基己二酸/己二酸/1，4- 二乙基己二酸、1，4- 丁二酸/己二酸/1，4- 二甲基己二酸/1，4- 二乙基己二酸等。優(yōu)選地，本發(fā)明所述(a)自乳化聚酯樹脂按重量份數(shù)包括如下組分多元醇25-45
多元酸34-60
1.4-環(huán)己烷ニ乙醇10-15
ニ丁基錫0.03-0.2。優(yōu)選地，所述(a)自乳化聚酯樹脂按重量份數(shù)包括如下組分
多元醇32-43
多元酸41-58 1，4-環(huán)己烷ニ乙醇11-14
ニ丁基錫0.05-0.15 ο自乳化聚酯樹脂的制備方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的技術(shù)，本發(fā)明所述的自乳化聚酯樹脂的制備方法包括如下步驟將配方量的自乳化聚酯樹脂的所有組分加熱至160°C，待大部分物料開始熔融，開啟攪拌，在3h內(nèi)逐漸升溫至240°C，繼續(xù)酯化反應(yīng)3h，抽真空進(jìn)行減壓，除去縮聚反應(yīng)中生成的小分子產(chǎn)物和水，反應(yīng)2h后，加入甲基ニこ醇胺，繼續(xù)反應(yīng)Ih后，測定酸值。然后降溫至60°C以下，加入丁酮溶解聚合產(chǎn)物，冷卻，在攪拌下緩慢向其中加入三こ醇胺，O. 5h后繼續(xù)加入去離子水，體系發(fā)生相反轉(zhuǎn)，然后抽真空減壓蒸餾出丁酮，得到聚酯水分散體。優(yōu)選地，本發(fā)明所述(a)自乳化聚酯樹脂按重量份數(shù)包括如下組分
多元醇25-45
芳香族多元酸34-60
具有對稱結(jié)構(gòu)的烷基多元酸34-60
1.4-環(huán)己院_■乙醇10-15
ニ丁基錫0.03-0.2 ο進(jìn)ー步優(yōu)選地，本發(fā)明所述(a)自乳化聚酯樹脂按重量份數(shù)包括如下組分多元醇32-43
芳香族多元酸32-43
具有對稱結(jié)構(gòu)的烷基多元酸8 15
1,4-環(huán)己院一■乙醇11-14
ニ丁基錫0.03-0.2。優(yōu)選地，本發(fā)明所述(b)固化劑為封端異氰酸酯或氨基樹脂，優(yōu)選氨基樹脂交聯(lián)齊U，進(jìn)ー步優(yōu)選水性蜜胺樹脂。優(yōu)選地，本發(fā)明所述中涂漆按重量份數(shù)包括如下組分(a)自乳化聚酯樹脂40-60 (b)固化劑22-28(C)水10-15。進(jìn)ー步優(yōu)選地，本發(fā)明所述中涂漆按重量份數(shù)包括如下組分(a)自乳化聚酯樹脂43-56(b)固化劑23-27(C)水10-15。優(yōu)選地，本發(fā)明所述中涂漆還含有35-45重量份的鈦白粉，例如鈦白粉的重量份數(shù)為 35. 5,37. 5,40. 2,42. 5,43. 6,44. 8 等；優(yōu)選地，本發(fā)明所述中涂漆還含有22-28重量份的滑石粉，例如滑石粉的重量份數(shù)為 22. 2,23. 7,24. 8,25. 2,26. 7,27. 4,27. 8 等；優(yōu)選地，本發(fā)明所述中涂漆還含有O. 1-0. 5重量份的消泡劑，例如消泡劑的重量份數(shù)為 O. 11,0. 28,0. 37,0. 45,0. 48 等；優(yōu)選地，本發(fā)明所述中涂漆還含有O. 1-0. 5重量份的流平劑，例如流平劑的重量份數(shù)為 O. 11,0. 28,0. 37,0. 45,0. 48 等；優(yōu)選地，本發(fā)明所述中涂漆還含有O. 1-0. 5重量份的硬化觸媒劑，例如硬化觸媒劑的重量份為 O. 11,0. 28,0. 37,0. 45,0. 48 等。優(yōu)選地，本發(fā)明所述中涂漆按重量份包括如下組分
Ca)自乳化聚酯樹脂40-60
(b)固化劑22-28
鈦白粉35-45
滑石粉22-28
消泡劑O. I-0.5流平劑0.1-0.5
硬化觸媒劑0 I 0.5
(C)水10-15。進(jìn)一步優(yōu)選地，本發(fā)明所述中涂漆按重量份包括如下組分
Ca)自乳化聚酯樹脂44-55
(b)固化劑23-27鈦白粉34-44
滑石粉24-29
消泡劑0.12-0.3
流平劑0.12-0.3
硬化觸媒劑0.12-0.3
(C)水10-15。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果(I)通過復(fù)配自乳化聚酯樹脂中各組分的含量，得到一種低粘度的水分散體，所述
的自乳化聚酯樹脂能夠賦予汽車中涂漆優(yōu)良的施工性和抗石性。(2)本發(fā)明所選用的固化劑為固化劑，大大降低了 VOC的排放量。( 3 )本發(fā)明所述的自乳化聚酯樹脂中，所選用的醇和酸含有的直鏈較多，所得到的
聚酯樹脂穩(wěn)定性好，由此所制得的中涂漆的穩(wěn)定性好。
具體實(shí)施例方式為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施
例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。實(shí)施例I一種自乳化聚酯樹脂按重量份數(shù)包括如下組分
2-乙基-2-丁基-1，3-丙二醇45
對苯二甲酸34
1,4-環(huán)己烷二乙醇15
—■丁基錫0.03。
一種選用上述自乳化聚酯樹脂制備的汽車中涂漆按重量份包括如下組分(a)自乳化聚酯樹脂60封端異氰酸酯22(C)水15。實(shí)施例2ー種自乳化聚酯樹脂按重量份數(shù)包括如下組分
2-異丙基-2-新丁基-1,3-丙:ニ醇25間苯二甲酸601.4-丁ニ酸34
1.4-環(huán)己烷ニ乙醇10
—-丁基錫0.2。一種選用上述自乳化聚酯樹脂制備的汽車中涂漆按重量份數(shù)包括如下組分(a)自乳化聚酯樹脂40氨基樹脂28(C)水14。實(shí)施例3ー種自乳化聚酯樹脂按重量份數(shù)包括如下組分
2-異丙基-2-新丁基-1，3-丙ニ醇32 5
間苯ニ甲酸40 1
14 Γ 二酸10 3
1，4-環(huán)己垸_■乙醇12
—0.1?！N選用上述自乳化聚酯樹脂制備的汽車中涂漆按重量份數(shù)包括如下組分、Ca)自乳化聚酯樹脂42
氨基樹脂交聯(lián)劑22
鈦白粉23
滑石粉18
消泡劑0.1
流平劑0.1
硬化觸媒劑0.1
(C)水10實(shí)施例3—種自乳化聚酯樹脂按重量份數(shù)包括如下組分
新戊二醇35
2-甲基對苯二甲酸43
己二酸12
1,4-環(huán)己烷二乙醇12
_-I 基錫0.13 o—種選用上述自乳化聚酯樹脂制備的汽車中涂漆按重量份數(shù)包括如下組分
Ca)自乳化聚酯樹脂44
水性蜜胺樹脂23
鈦白粉35
滑石粉12
消泡劑0.5
流平劑0 5
硬化觸媒劑0.5
(C)水13。
對比例以CN01816241. X中的實(shí)施例I為對比例，具體步驟如下可水稀釋的含有OH-的、脂肪酸改性的聚酯-聚氨酯分散體與反應(yīng)性蜜胺樹脂組合((Bayhydrol FT 145 (Bayer AG, Leverkusen, Germany)/Cymel328(CyteclndustriesB. V. , Rotterdam, Netherlands))將35. 8g下述的顏料糊與50. 8g45 %的脂肪酸改性的聚酷-聚氨酯分散體(Bayhydrol FT145)和3. 0g85%的商購水性蜜胺樹脂(Cymel 328) 一起攪拌并用10.4g蒸餾水稀釋到約17s ISO-Cup 5mm的噴霧粘度。對比試驗(yàn)通過噴嘴直徑為I. 5mm和霧化壓カ為5巴的流動杯(Fliessbecher)噴槍將這些 涂料噴涂到下述基材上，所得的干膜厚度為25-35 μ m。將所述濕涂料膜在23°C通空氣5分鐘，然后在循環(huán)空氣爐中烘烤。用玻璃板作為基材測試擺桿硬度和光澤。碎石測試組成KTL-板，填料(IOmin RT和30min 90 °C )，水基涂層“黑金屬的”(15 μ m, IOmin 80°C )，2-組分丙烯酸系清漆(40 μ m, 30min, 90°C )撞擊2次 500g ；1. 5 巴·測試結(jié)果如表I所示表I為實(shí)施例1-3與對比例的性能測試結(jié)果
外觀擺桿硬度抗石性穩(wěn)定性
實(shí)施例I平整80s380h無氣泡、
無脫皮
實(shí)施例I平整80s380h無氣泡、
無脫皮
實(shí)施例I平整80s380h無氣泡、
無脫皮對比例平整78s280h有少量氣泡、無脫皮結(jié)果表明，實(shí)施例1-3在硬度和抗石性方面表現(xiàn)優(yōu)異，較對比例有明顯好的效果，并且本發(fā)明所提供的水性涂料更加穩(wěn)定，因此，本發(fā)明提供的低溫干燥的水性涂料是ー種穩(wěn)定的，有優(yōu)異的抗石性和硬度的低溫干燥水性涂料。申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)エ藝設(shè)備和エ藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)エ藝設(shè)備和エ藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)エ藝設(shè)備和エ藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的 保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種汽車中涂漆，其特征在于，所述中涂漆包含(a)自乳化聚酯樹脂、(b)固化劑和(C)水； 所述(a)自乳化聚酯樹脂包括多元醇、多元酸、1，4-環(huán)己烷二乙醇、二丁基錫。
2.如權(quán)利要求I所述的中涂漆，其特征在于，所述多元醇選自2-乙基-2-丁基-1，3-丙二醇、2-丁基-2-丁基-1，3-丙二醇、2-異丙基-2-新丁基-1，3-丙二醇、新戍二醇、2, 3-二丁基-1，4- 丁二醇中的任意I種或至少2種的組合。
3.如權(quán)利要求I或2所述的中涂漆，其特征在于，所述多元酸包括芳香族多元酸和具有對稱結(jié)構(gòu)的燒基多兀酸。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的中涂漆，其特征在于，所述芳香族多元酸選自對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、2-甲基對苯二甲酸、2-丁基-5-甲基間苯二甲酸中的任意I種或至少2種的組合。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的中涂漆，其特征在于，所述具有對稱結(jié)構(gòu)的烷基多元酸選自己二酸、1，4-二甲基己二酸、1，4-丁二酸、1，4-二乙基己二酸、2，5-二甲基己二酸中的任意I種或至少2種的組合。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的中涂漆，其特征在于，所述(a)自乳化聚酯樹脂按重量份數(shù)包括如下組分多元醇25-45多元酸34-601.4-環(huán)己烷二乙醇10-15^■丁基錫0.03-0.2 o
7.如權(quán)利要求1-5之一所述的中涂漆，其特征在于，所述(a)自乳化聚酯樹脂按重量份數(shù)包括如下組分多元醇25 45芳香族多元酸34-60具有對稱結(jié)構(gòu)的烷基多元酸34-601.4-環(huán)己烷二乙醇10-15~ 丁基錫0.03-0.2。
8.如權(quán)利要求1-6之一所述的中涂漆，其特征在于，所述(b)固化劑為封端異氰酸酯或氨基樹脂，優(yōu)選氨基樹脂交聯(lián)劑，進(jìn)一步優(yōu)選水性蜜胺樹脂。
9.如權(quán)利要求1-7之一所述的中涂漆，其特征在于，所述中涂漆按重量份數(shù)包括如下組分 (a)自乳化聚酯樹脂40-60 (b)固化劑22-28(C)水10-15。
10.如權(quán)利要求1-8之一所述的中涂漆，其特征在于，所述中涂漆還含有35-45重量份數(shù)的鈦白粉； 優(yōu)選地，所述中涂漆還含有22-28重量份數(shù)的滑石粉； 優(yōu)選地，所述中涂漆還含有0. 1-0. 5重量份數(shù)的消泡劑； 優(yōu)選地，所述中涂漆還含有0. 1-0. 5重量份數(shù)的流平劑； 優(yōu)選地，所述中涂漆還含有0. 1-0. 5重量份數(shù)的硬化觸媒劑； 優(yōu)選地，所述中涂漆按重量份數(shù)包括如下組分Ca)自乳化聚酯樹脂40-60(b) M化劑22-28鈦白粉23-35滑石粉12 18消泡劑0.1-0.5流平劑CU-0.5硬化觸媒劑0.1-0.5(C)水10-15。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車中涂漆，所述中涂漆包含(a)自乳化聚酯樹脂、(b)固化劑和(c)水；所述(a)自乳化聚酯樹脂包括多元醇、多元酸、1,4-環(huán)己烷二乙醇、二丁基錫。本發(fā)明通過復(fù)配自乳化聚酯樹脂中各組分的含量，得到一種低粘度的水分散體，所述的自乳化聚酯樹脂能夠賦予汽車中涂漆優(yōu)良的施工性和抗石性。同時，本發(fā)明所選用的固化劑為固化劑，大大降低了VOC的排放量。另外，在本發(fā)明所述的自乳化聚酯樹脂中，所選用的醇和酸含有的直鏈較多，所得到的聚酯樹脂穩(wěn)定性好，由此所制得的中涂漆的穩(wěn)定性好。
文檔編號C09D7/12GK102702940SQ20121019297
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者孫保國 申請人:天長市巨龍車船涂料有限公司