一种高柔韧耐水煮水性丙烯酸酯氨基烤漆的制作方法_2

文档序号:9641894阅读:来源:国知局
基树脂用醇醚化,醚化时所使用的醇可列举出如甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、辛醇、 2-乙基己醇、苄醇中的一种或几种。优选地,本申请所述氨基树脂为三聚氰胺甲醛树脂,醚 化时所用的醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇中的一种或几种。
[0027] 本申请所述醚化氨基树脂为醚化三聚氰胺甲醛树脂,包括高压氨基型高甲醚化三 聚氰胺甲醛树脂、高亚胺基型三聚氰胺甲醛树脂、甲醇丁醇高醚化三聚氰胺甲醛树脂、六甲 氧基甲基三聚氰胺甲醛树脂,其中,高亚胺基型三聚氰胺甲醛树脂可以实现快速固化而不 需要酸催化,甲醛释放量低、厚膜涂层不易失重及起泡,因此,本申请优选高亚胺基型三聚 氰胺甲醛树脂,所述氨基树脂的加入量为5-15重量份,优选地,为7-12重量份。
[0028] 氨基冠醚-三聚氰胺-甲醛共聚树脂 本申请所述氨基冠醚-三聚氰胺-甲醛共聚树脂为至多含有两个氨基的冠醚、三聚氰 胺与甲醛经缩聚反应制得的热固性树脂,加入量为3-5重量份。
[0029] 本申请所述氨基冠醚为至多包含两个氨基的冠醚,具体可列举出4' -氨基苯 并-18-冠醚_6、4',4'(5')-二氨基二苯并-15-冠醚_5、4'_氨基苯并-15-冠醚_5、4'_氨 基苯并-12-冠醚_4、4' -氨基苯并-21-冠醚_7、4' -氨基苯并-24-冠醚_8、4' -氨基苯 并-27-冠醚_9、4' -氨基苯并-30-冠醚-10、氮杂-15-冠醚_5、4_酰基-18-冠醚-16、 氮杂-12-冠醚-4、氮杂-18-冠醚-6、1,10-二氮杂-18-冠醚-6、1,4,10-三噁-7,13-环 十五烷、1,7-二氮-12-冠醚_4、4,4' -二氨基二苯并-18-冠醚_6、4,4' -二氨基二苯 并-24-冠醚_8、4,4' -二氨基二苯并-30-冠醚-10中的一种或几种,优选地,所述氨基冠 醚选自4' -氨基苯并-18-冠醚-6、氮杂-15-冠醚_5、4,4' -二氨基二苯并-18-冠醚-6、 1,10-二氮杂-18-冠醚-6中的一种或几种。
[0030] 所述氨基冠醚可以从市场购得也可以自己合成,以合成氨基苯并冠醚为例,合成 步骤如下: (1)将一定量的甘醇类化合物、吡啶和苯置于三口烧瓶内,加回流后,向体系中缓慢滴 加一定量的氯化亚砜,继续加热回流15_30h,冷却至室温,将稀释的浓盐酸加入体系,静置、 分层,取上层用无水硫酸镁干燥,旋蒸浓缩,150°C下收集馏分。
[0031] (2)将一定量的1,2-二羟基-4-硝基苯、正丁醇和氢氧化钠加入三口烧瓶中,氮气 气氛下室温搅拌5-10min,然后向体系中滴加步骤(1)收集的馏分,继续回流15-40h后,冷 却至室温,加入一定量浓盐酸,用甲醇洗涤、正庚烷萃取,即得所述产物。
[0032] 本发明所述氨基冠醚-三聚氰胺-甲醛共聚树脂的合成方法步骤分为两个阶段, 首先是氨基冠醚、三聚氰胺与甲醛发生加成反应,形成羟甲基氨基冠醚和羟甲基三聚氰胺, 然后再逐步进行缩聚,形成具有不溶不熔的体型热固性树脂,具体的合成步骤为: (1)羟甲基化反应 在三口烧瓶中加入一定量的甲醇,用NaOH做为碱催化剂调节反应体系的pH值为 8. 5-9,加入一定量的三聚氰胺,缓慢升温,待其完全溶解,加入一定量的氨基冠醚,继续升 温至反应体系温度至85°C,计时反应20-50min,此阶段要间歇性的加入碱催化剂,以保证 反应体系的pH值一直维持在8. 5-9。
[0033] (2)缩聚反应 将反应体系温度降至50°C,缓慢加入甲醇,同时使用草酸溶液作为酸催化剂调节反应 体系的pH值为5. 0-5. 5,继续反应,至滴一滴于水中后,产生白色絮状沉淀时,终止反应。出 料后立刻使用30%的NaOH调节体系的pH值为8. 0。
[0034] 在制备本申请所述氨基冠醚-三聚氰胺-甲醛共聚物树脂的反应过程中,甲醛、氨 基冠醚、三聚氰胺、甲醇四种物质的加入摩尔比为I :1-2 :2-10 :1-12。
[0035]由于氨基树脂在固化过程中交联成体型结构,使得氨基树脂形成的膜较脆,做出 的产品漆膜偏硬,其柔韧性和附着力则相应下降。在本申请所述的水性丙烯酸酯氨基烤漆 中加入氨基冠醚-三聚氰胺-甲醛共聚树脂,一方面氨基冠醚中较少的交联位点降低了共 聚物的支化程度,降低了漆膜的脆性,另一方面冠醚的醚环的存在增加了共聚物的柔韧程 度,最后,冠醚的存在进一步增强了漆膜对于基材的附着力,因此构成了本发明的有益效 果。
[0036] 封闭异氰酸醅改件氣化石墨燔 本申请所述封闭型异氰酸酯改性氧化石墨烯是指将封闭型异氰酸酯接枝到氧化石墨 烯上形成的物质,本申请所述异氰酸酯为含有两个或多个异氰酸酯基的多异氰酸酯。
[0037] 本申请所述封闭型异氰酸酯是指用封闭剂将多异氰酸酯中较为活泼的异氰酸酯 基部分或全部保护起来,当达到一定温度时,封闭剂从异氰酸酯基上脱落,异氰酸酯基恢复 原来的活性。
[0038] 本申请所述氧化石墨稀可以从市场上购得,也可以合成得到,如用Hummers法合 成时的步骤如下:称取5g石墨粉和l-5g的硝酸钠放入烧杯中,在冰浴的条件下加入70-120 ml的浓硫酸,搅拌0. 5-3h后,加入5-15 g高锰酸钾,控制反应温度低于KTC,搅拌1-3 h ; 升温至30-40°C,保持0. 5-2h,缓慢加入200-300 ml去离子水,保持混合液温度在98°C左 右0.5h,依次加入40-80 ml去离子水和10-30 ml 30 vol%的去离子水,10-30 min后,加 入20-60 ml 10 vol%的盐酸搅拌后,用离心洗涤法将反应物洗至中性,即得所述氧化石墨 稀。
[0039] 本申请所述多异氰酸酯具体可列举出如甲苯二异氰酸酯、二甲苯甲烷二异氰酸 酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸 酯、甲基环己基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、间苯二亚甲基二异氰酸酯、间亚苯基 双(二甲基亚甲基)二异氰酸酯,赖氨酸二异氰酸酯中的一种或几种,优选地,所述多异氰酸 酯为六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的一种或几种。
[0040] 本申请所述封闭剂为甲乙酮甲乙酮肟、2-甲基咪唑、三羟甲基丙烷、丙二酸二乙 酯、乙醇、乙酰乙酸乙酯、亚硫酸氢钠、己内酰胺、甲氧基丙醇、乙基硫醇、苯酸、水杨酸甲酯、 3, 5-二甲基吡唑、1,2,4-三唑、乙酰基丙酮、焦亚硫酸钠中的一种或几种,优选地,所述封 闭剂为甲乙酮肟、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠中的一种或几种。
[0041] 本申请所述封闭异氰酸酯改性氧化石墨烯的制备方法为:(1)向装有回流管的四 口烧瓶中添加 100g的异氰酸酯,70-120g的乙酸乙酯和30-70mg氧化石墨烯,缓慢加热升温 至50-80°C,反应2-5h,冷却至室温。(2)按照一定摩尔比OH (二羟甲基丙酸):NC0=1 :1-6 取二羟甲基丙酸,用丙酮充分溶解加入到反应产物(1)中,加热升温至一定温度,反应若干 小时,降温至室温。(3)取0. 9-1. 2倍游离的-CNO基团物质的量的封闭剂,用适量溶剂溶 解,在室温下滴加,控制滴加速率使其温度不超过40°C,滴加后,升温,反应2-4h,冷却至室 温,取同二羟甲基丙酸等物质的量的三乙胺进行中和,即得封闭异氰酸酯改性氧化石墨烯。
[0042] 所述封闭异氰酸酯改性氧化石墨烯中,封闭型异氰酸酯的接枝率为5_15wt%,优选 地,封闭型异氰酸酯的接枝率为7-10 wt%。所述封闭型异氰酸酯改性氧化石墨烯的加入量 为1_3重量份。
[0043] 封闭异氰酸酯改性氧化石墨烯加入所述丙烯酸氨基烤漆中可以进一步降低体系 中未反应的水性基团,增加所述丙烯酸氨基烤漆的耐水煮性和柔韧性,因此,构成了本发明 的有益效果。
[0044] 氯化聚丙燔树脂 本申请所述氯化聚丙烯树脂为聚丙烯分子链上引入氯原子的聚丙烯树脂,其加入量为 3-8重量份,数均分子量在1000-5000,含氯量在20 wt%-60wt%,优选地,所述氯化聚丙烯的 含氯量在30 wt%-50 wt%。
[0045] 助剂 在不损害本发明目的的范围内可以含有各种添加剂。作为添加剂的具体例子,可列举 天然油脂消泡剂、高碳醇消泡剂、聚醚类消泡剂、硅类消泡剂、聚醚改性硅类消泡剂;有机磺 酸固化催化剂、有机磷酸固化催化剂、苯酚类抗氧剂、磷类抗氧剂、硫类抗氧剂等各种抗氧 剂;受阻胺类热稳定剂等各种热稳定剂;二苯酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收 剂、苯甲酸盐类紫外线吸收剂等各种紫外线吸收剂;非离子型抗静电剂、阳离子型抗静电 剂、阴离子型抗静电剂等各种抗静电剂;双酰胺类分散剂、石蜡类分散剂、有机金属盐类分 散剂等各种分散剂;碱土金属盐的羧酸盐类氯清除剂等各种氯清除剂;酰胺类润滑剂、石 蜡类
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