一种耐盐雾水性聚酯面漆及其制备方法
【技术领域】
[0002] 本发明涉及一种涂料技术领域，更具体地，本发明涉及一种耐盐雾水性聚酯面漆 及其制备方法。
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【背景技术】
[0004] 近年来，随着农机车辆、小微型汽车涂装的技术要求越来越高，聚酯树脂涂料因其 优越的性能在行业内的用量也逐年增加。目前国内外的汽车专用涂料、农机械用涂料所用 到的聚酯树脂主要还是以溶剂型树脂为主，这些体系中大量的挥发性有机化合物（V0C)不 仅会对 环境造成污染，也会对人体健康造成伤害，同时挥发到空气中的这些V0C也是对资源 的一种严重浪费。在全民提倡低碳环保的今天，其水性化、低V0C方面的研究是必然和亟需 的。水性聚酯树脂除在性能上兼具传统溶剂型聚酯高光泽、高硬度、高耐冲击性及良好的耐 候、耐水、耐溶剂及耐老化性外，还作为环境友好型树脂被大力推广。车用面漆除了目前的 环保性能需求，更需具备较好的耐盐雾腐蚀性能，来达到保护车辆的作用。盐雾腐蚀的三要 素是水、氧和离子，通过在车辆表面上涂层，可以不同程度地阻缓上述三要素的通过而发挥 防腐作用。
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【发明内容】
[0006] 为了解决上述问题，本发明提供了一种耐盐雾水性聚酯面漆及其制备方法，该面 漆具有优异的环保性能和耐盐雾性能。
[0007] 为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案： 一种耐盐雾水性聚酯面漆，其特征在于，所述面漆由包括以下重量份原料制备而成： 水性聚酯树脂 40~60份 固化剂 25~40份 消泡剂 0. 2~0. 4份 流平剂 0. 1~0. 3份 颜料 3 ~15份 填料 2~15份 水 22~32份 其中，所述水性聚酯树脂是由P0SS改性二元酸、多元醇、顺丁烯酸酐、氯桥酸酐、磺酸 盐水性单体和双环戊二烯制备而得；所述固化剂为全甲醚化氨基树脂。
[0008] 在其中一些实施例中，所述P0SS改性二元酸为八苯基P0SS改性的二元酸。
[0009] 在其中一些实施例中，所述磺酸盐水性单体选自间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二 甲酸-5-磺酸锂和丁二酸酐磺酸钠中的一种。
[0010] 在其中一些实施例中，所述多元醇选自甘油、山梨醇、三羟甲基丙烷、单季戊四醇 和双季戊四醇中的一种。
[0011] 在其中一些实施例中，所述面漆还包括2~4重量份的胺类中和剂，其选自二甲基 乙醇胺、三乙胺和三乙醇胺中的一种。
[0012] 在其中一些实施例中，所述消泡剂选自BYK-028、TG810和X-901中的一种。
[0013] 在其中一些实施例中，所述流平剂选自BYK-333或BYK381。
[0014] 在其中一些实施例中，所述颜料为金红石型钛白粉，其粒径为20~60ym。
[0015] 在其中一些实施例中，所述填料选自滑石粉、透明粉和碳酸钙中的一种或多种。 [0016]本发明还提供了上述耐盐雾水性聚酯面漆制备方法，包括以下步骤： (1) 在搅拌的条件下，按原料组分的重量份计，加入水性聚酯树脂、水与胺类中和剂，搅 拌均匀后，加入消泡剂、流平剂、填料，搅拌l〇~15min，再加入颜料，搅拌5~10min; (2) 向步骤（1)中再加入固化剂，搅拌20min后，即得。
[0017] 参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
[0018]
【具体实施方式】
[0019]参考以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本公 开内容。在以下说明书和权利要求书中会提及大量术语，这些术语被定义为具有以下含义。
[0020] 单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。
[0021] "任选的"或者"任选地"是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描 述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
[0022] 说明书和权利要求书中的近似用语来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数 量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应 的，用"大约"、"约"等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似 用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以 组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
[0023] 为了解决上述问题，本发明提供了一种耐盐雾水性聚酯面漆，所述面漆由包括以 下重量份原料制备而成： 水性聚酯树脂 40~60份 固化剂 25~40份 消泡剂 0. 2~0. 4份 流平剂 0. 1~0. 3份 颜料 3 ~15份 填料 2~15份 水 22~32份 其中，所述水性聚酯树脂是由P0SS改性二元酸、多元醇、顺丁烯酸酐、氯桥酸酐、磺酸 盐水性单体和双环戊二烯制备而得；所述固化剂为全甲醚化氨基树脂。
[0024] 在本发明中，所使用的原料分别说明如下： 水件聚醅树脂 本发明所述的水性聚酯树脂是以P0SS改性二元酸、多元醇、顺丁烯酸酐、氯桥酸酐、磺 酸盐水性单体和双环戊二烯为原料而制备得到的，其制备方法如下： (1)在装有搅拌器、温度计、分水冷凝装置以及氮气保护装置的500ml的四口烧瓶中加 入摩尔比为1:0. 6~2的P0SS改性二元酸和多元醇，再加入占投料总重量的0. 8%的次磷酸 减色剂，并且快速加热升温至230±5°C，并酯化反应2h，随后取样检测酸值，待反应体系中 的酸值< 5时，将反应体系温度降至120°C以下。
[0025] (2)在装有搅拌器、温度计、分水冷凝装置以及氮气保护装置的500ml的四口 烧瓶中加入一定量的顺丁烯酸酐，以其摩尔量为基准量，加入1. 2倍基准量的去离子水， 在120°C下水解反应lh后，缓慢滴加0. 6倍基准量的双环戊二烯，然后在130°C下保温反 应2. 5h;随后将反应体系的温度降至100 °C后，向反应体系依次加入0. 5~1. 6倍基准量 的多元醇、0. 2倍基准量的步骤（1)中所合成的中间体、0. 05~0. 1倍基准量的磺酸盐水性 单体、0. 05~0. 08倍基准量的氯桥酸酐、0. 1~0. 25倍基准量的顺丁烯酸酐以及占投料总重 0. 1~0. 3%。的亚磷酸三苯酯和占投料总重0. 02~0. 08%。的甲基氢醌，缓慢将温度升至200°C 并反应3h，反应完后进行真空脱水至酸值< 40,并将反应体系温度降至120°C以下，即得水 性聚酯树脂。
[0026] P0SS改件二元酸 本发明所述的P0SS改性二元酸是指利用P0SS上的基团与二元酸的羧基进行反应而制 备得到一个以P0SS为核心的多元酸。"P0SS"是指笼型倍半硅氧烷（PolyhedralOligomeric Silsesquioxane，简称P0SS)是一类笼状结构的有机/无机杂化分子，其结构简式为 (RSiOuh，其中n-般为6、8、10或12,而应用最广泛的是六面体低聚倍半硅氧烷（Ts)，即 n为8的P0SS分子。1'8类？055分子具有高度对称的立方体笼形结构，Si原子位于立方 体的八个顶角，与0原子相连，构成以Si-0-Si纳米结构为核心的无机骨架。中 相邻Si元素间距为0? 53nm，有机基团间距为1. 5nm。这种纳米尺寸效应和无机框架内 核，可以为材料提供良好的耐热性、抗氧化性、强度、硬度以及降低浸润性等。其外围被有机 基团R包围，这些有机基团可以是氢基、乙烯基、氨基等一些活性基团，也可以是环己基、环 戊基、异丁基、苯基等惰性基团。通过分子设计可合成含有不同R基团的P0SS分子，以满足 多种反应条件和聚合物性能的需求。
[0027] 作为本发明的其中一个优选实施方式，P0SS改性二元酸为八苯基P0SS改性二元 酸。
[0028] 八苯基P0SS改性二元酸的制备方法如下： (1)八苯基P0SS:以甲苯为溶剂，在催化剂作用和氮气保护下，将15g三乙氧基苯基硅 烷（PTES)和60ml去离子水在装有机械搅拌和回流装置的三口烧瓶中加热回流反应10h， 待反应结束后冷却至室温，滤去体系中的液体，将产物用甲醇多次洗涤，在真空供箱中， 65-70°C下干燥24小时，所得产物为纯白色粉末即为八苯基P0SS。
[0029] (2)八苯基P0SS改性二元酸：将八苯基P0SS与二元酸以1:1的摩尔比溶解于 N，N-二甲基甲酰胺中，在氮