本發(fā)明涉及涂料，尤其涉及一種高固低粘的丙烯酸聚氨酯面漆及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、高固低粘丙烯酸聚氨酯面漆因其優(yōu)異的耐磨性、耐化學(xué)性和耐候性廣泛應(yīng)用于汽車、航空、船舶和建筑等領(lǐng)域。其高固含量（通常在60%以上）意味著更高的涂布效率和更低的voc排放，不僅提高了涂層的厚度和保護(hù)性能，還響應(yīng)了綠色環(huán)保的趨勢；低粘度特性確保了良好的施工性能，使其在噴涂過程中能夠形成均勻光滑的漆膜，減少了流掛和桔皮現(xiàn)象的發(fā)生。這種涂料的使用提高了產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和使用壽命，成為現(xiàn)代涂料技術(shù)發(fā)展的重要方向。

2、現(xiàn)有技術(shù)中通常采用低粘度樹脂和超支化樹脂達(dá)到高固低粘的目的，由于低粘度樹脂通常分子量較小，會導(dǎo)致面漆固化效果差，柔韌性不足；超支化樹脂的高度分支結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致分子內(nèi)部和分子間的空間位阻增加，使得某些反應(yīng)位點(diǎn)無法有效參與反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致樹脂交聯(lián)密度降低，涂層的硬度降低，耐老化性差等技術(shù)問題。因此需要研發(fā)一種空間位阻小，交聯(lián)密度高的高固低粘的丙烯酸聚氨酯面漆。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提出了一種空間位阻小，交聯(lián)密度高的高固低粘的丙烯酸聚氨酯面漆及其制備方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一方面，本發(fā)明提供了一種高固低粘的丙烯酸聚氨酯面漆，包括a組分和b組分，所述a組分包括超支化丙烯酸樹脂、顏填料、混合有機(jī)溶劑、活性稀釋劑、分散劑和消泡劑，所述b組分包括異氰酸酯固化劑；

3、所述超支化丙烯酸樹脂由丙烯酸酯單體、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和2-硫醇基苯駢咪唑共聚得到。

4、由丙烯酸酯單體、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和2-硫醇基苯駢咪唑共聚得到的超支化丙烯酸樹脂可以在一定程度上解決空間位阻問題，并提高涂層性能，原理是：乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的乙氧基化的結(jié)構(gòu)引入了柔性鏈段，有助于減少空間位阻，此外，2-硫醇基苯駢咪唑的高反應(yīng)活性也可以克服部分位阻效應(yīng)。多官能度單體（乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯）和高反應(yīng)活性基團(tuán)（硫醇基）的組合可以提高交聯(lián)密度，高交聯(lián)密度和苯駢咪唑結(jié)構(gòu)進(jìn)一步可以提高涂層的硬度，丙烯酸骨架和苯駢咪唑結(jié)構(gòu)都有助于提高耐候性和耐化學(xué)性。乙氧基化結(jié)構(gòu)進(jìn)一步降低分子間相互作用，有助于保持超支化結(jié)構(gòu)低粘度的特性。

5、綜上所述，丙烯酸酯單體、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和2-硫醇基苯駢咪唑共聚方式，可以在一定程度上緩解超支化樹脂的空間位阻問題，提高交聯(lián)密度和涂層性能。

6、在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，按照重量份數(shù)計(jì)算，所述a組分包括超支化丙烯酸樹脂40-60份、顏填料25-40份、混合有機(jī)溶劑1-5份、活性稀釋劑3-5份、分散劑0.1-1份和消泡劑0.1-0.5份；所述b組分包括異氰酸酯固化劑和γ-巰丙基甲基二甲氧基硅烷

7、所述丙烯酸酯單體∶乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯∶2-硫醇基苯駢咪唑的質(zhì)量比為50-60∶15-20∶5-10；

8、所述a組分∶b組分的質(zhì)量比為6-10∶1。

9、在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述超支化丙烯酸樹脂的制備方法為：

10、s1，丙烯酸酯單體、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和2-硫醇基苯駢咪唑混合得到單體混合物；

11、s2，取單體混合物質(zhì)量的10%-30%加入反應(yīng)釜中，將10%-20%重量份數(shù)的引發(fā)劑溶解后加入反應(yīng)釜中，在150-170℃?2-5bar條件下反應(yīng)2-3h；

12、s3，反應(yīng)結(jié)束后，將剩余的單體混合物和引發(fā)劑溶液混合均勻，然后緩慢滴加到反應(yīng)液中，3-4h滴完，在150-170℃?2-5bar條件下反應(yīng)4-6h得到超支化丙烯酸樹脂。

13、具體的，采用分步聚合的方法，逐步增加分子量和交聯(lián)密度，可以避免一次性生成過多的分支，可以在一定程度上減少空間位阻。

14、在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑為二甲基亞砜、二甲基甲酰胺和?n-甲基吡咯烷酮中的一種或多種。

15、在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述引發(fā)劑為單體混合物質(zhì)量的1%-3%。

16、在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述b組分還包括γ-巰丙基甲基二甲氧基硅烷。

17、具體的，γ-巰丙基甲基二甲氧基硅烷具有硫醇基團(tuán)和硅烷基團(tuán)，能夠與異氰酸酯中的異氰酸基反應(yīng)，形成多重交聯(lián)點(diǎn)，有助于提高涂層的交聯(lián)密度。此外，硅烷偶聯(lián)劑還能夠在有機(jī)和無機(jī)相之間形成橋接，提高整體交聯(lián)密度，增強(qiáng)涂層的硬度和耐久性，彌補(bǔ)超支化樹脂在這方面的不足。

18、在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述γ-巰丙基甲基二甲氧基硅烷為異氰酸酯固化劑質(zhì)量的1/10-1/8。

19、在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸羥丙酯中的一種或多種組合；

20、活性稀釋劑為三羥甲基丙烷縮水甘油醚、乙二醇縮水甘油醚和叔碳酸縮水甘油醚中的一種；

21、分散劑為烷基聚葡萄糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物中的一種；

22、消泡劑為聚醚消泡劑或有機(jī)硅消泡劑；

23、引發(fā)劑為過氧化氫叔丁基、過氧化環(huán)己酮和過氧化新戊酸叔戊酯中的一種；

24、顏填料為云母粉、滑石粉、鈦白粉、碳黑和沉淀硫酸鋇中的一種或多種；

25、混合有機(jī)溶劑為甲苯、乙酸乙酯、甲乙酮、碳酸二乙酯和丙酮的混合物。

26、另一方面，本發(fā)明還提供了一種高固低粘的丙烯酸聚氨酯面漆的制備方法，包括以下步驟：

27、s1，將超支化丙烯酸樹脂、有機(jī)溶劑、活性稀釋劑、分散劑和消泡劑加入反應(yīng)釜中混合，攪拌均勻，隨后加入顏填料再次攪拌均勻后過濾得到a組分；

28、s2，將a組分和b組分混合，攪拌均勻，隨后過濾得到高固低粘的丙烯酸聚氨酯面漆。

29、在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，攪拌速度為1000-2000r/min，攪拌時間為0.5-1h。

30、本發(fā)明的一種高固低粘的丙烯酸聚氨酯面漆及其制備方法相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

31、（1）本發(fā)明由丙烯酸酯單體、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和2-硫醇基苯駢咪唑共聚得到的超支化丙烯酸樹脂，其中乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯通過其乙氧基化的結(jié)構(gòu)引入柔性鏈段，多官能度單體（乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯）和高反應(yīng)活性基團(tuán)（硫醇基）的組合可以提高交聯(lián)密度，三者協(xié)同作用在一定程度上解決了超支化丙烯酸樹脂的空間位阻問題，提高了超支化丙烯酸樹脂的交聯(lián)密度，涂層性能得到了進(jìn)一步提高。

32、（2）超支化丙烯酸樹脂制備時采用分步聚合的方法，這樣可以逐步增加分子量和交聯(lián)密度，可以避免一次性生成過多的分支，可以在一定程度上減少空間位阻。

33、（3）固化劑中的γ-巰丙基甲基二甲氧基硅烷具有硫醇基團(tuán)和硅烷基團(tuán)，能夠與異氰酸酯中的異氰酸基反應(yīng)，形成多重交聯(lián)點(diǎn)，有助于進(jìn)一步提高涂層的交聯(lián)密度。此外，硅烷偶聯(lián)劑還能夠在有機(jī)和無機(jī)相之間形成橋接，提高整體交聯(lián)密度，增強(qiáng)涂層的附著力、硬度和耐久性，彌補(bǔ)超支化樹脂在這方面的不足。