一种汽车喷涂车衣用树脂及其制备方法及其应用与流程

本发明涉及汽车车膜/车衣领域，尤其是涉及一种汽车喷涂车衣用树脂及其制备方法及其应用。

背景技术：

1、汽车车衣主要由tpu材料制成，广泛应用于保护车身、保护原厂车漆。目前的汽车车衣主要是用tpu颗粒制成薄膜，再人工加热拉伸贴在汽车车身上。由于人工加热拉伸的这一过程使得tpu薄膜具有应力，造成后期tpu薄膜容易在边角处崩边。为了避免应力导致的tpu薄膜崩边，可以采用喷涂工艺直接在车身上喷涂车衣涂料，得到更为美观的隐形车衣。

2、由于使用tpu材料直接制备成的涂料粘度极高，无法适应汽车车衣喷涂施工要求，采用多异氰酸酯和聚己内酯多元醇制成预聚体，然后加入小分子醇形成涂料后再喷涂到车身上固化成车衣是目前市场选择的主要方案。但是，该方案也存在一定的缺点，由于多异氰酸酯和醇上的羟基反应速率不高，尤其是反应后期扩链到一定程度后，反应速率急剧降低，而汽车车衣喷涂主要针对已经出厂的小汽车，车身无法在60℃以上的温度下进一步烘烤固化，而在非高温条件下烘烤固化难以促进多异氰酸酯和醇的反应，这直接导致喷涂车衣的扩链不完全，因此采用此方法得到的喷涂车衣，其力学性能要低于tpu薄膜制备的车衣。

3、因此，有必要开发出一种力学性能更为优异的树脂，使用这样的树脂替代聚己内酯多元醇制备喷涂车衣时，喷涂车衣在60℃以下低温烘烤固化也能够具有媲美tpu薄膜制备的车衣的力学性能。

技术实现思路

1、为了提高喷涂车衣的力学性能，本技术提供一种汽车喷涂车衣用树脂及其制备方法及其应用。本技术提供的汽车喷涂车衣用树脂是一种含有三环癸烷结构和有机硅结构的二元胺树脂，本技术的汽车喷涂车衣用树脂替代聚己内酯多元醇和多异氰酸酯反应制备而成的预聚体，具有更优异的力学性能，使用这样的预聚体制备喷涂车衣的涂料时，能够得到力学性能媲美tpu薄膜的喷涂车衣。

2、第一方面，本技术提供的一种汽车喷涂车衣用树脂采用如下的技术方案：

3、一种汽车喷涂车衣用树脂，所述汽车喷涂车衣用树脂是由三环癸烷二甲酸二乙烯酯、1，1，3，3-四甲基二硅氧烷和n-烯丙基天冬氨酸二甲酯反应得到；

4、其中，所述三环癸烷二甲酸二乙烯酯、1，1，3，3-四甲基二硅氧烷和n-烯丙基天冬氨酸二甲酯的质量比是(552～1104)：(402～670)：(400～600)。

5、上述技术方案中，三环癸烷二甲酸二乙烯酯含有刚性较强的三环癸烷结构，1，1，3，3-四甲基二硅氧烷，即四甲基二氢二硅氧烷(含氢双封头)具备耐候性和柔性的硅氧烷结构，本技术通过让三环癸烷二甲酸二乙烯酯和1，1，3，3-四甲基二硅氧烷在一定条件下产生缩聚反应，在缩聚反应生成的聚合物上同时引入了刚性较强的三环癸烷结构和具备耐候性、柔性的硅氧烷结构，制备得到具备高弹性、高拉伸强度和高撕裂强度的树脂产物，本技术进一步加入n-烯丙基天冬氨酸二甲酯，n-烯丙基天冬氨酸二甲酯对该树脂产物封端，克服了硅氢加成反应对水、醇等结构敏感的缺陷，最终得到具备良好力学性能、耐候性和稳定性的汽车喷涂车衣用树脂。

6、同时，本技术通过加入n-烯丙基天冬氨酸二甲酯，在汽车喷涂车衣用树脂中引入了氨基，氨基上的活性氢可以直接和多异氰酸酯反应固化，也可以用过量的多异氰酸酯制成预聚体后再和多元醇进行扩链。也就是说，本技术的汽车喷涂车衣用树脂可以直接和多异氰酸酯混合制备成喷涂车衣用的涂料，也可以先与多异氰酸酯制备成预聚体，再加入多元醇制备成喷涂车衣用的涂料。采用本技术的汽车喷涂车衣用树脂制备喷涂车衣的涂料时，能够得到力学性能媲美tpu薄膜的喷涂车衣。

7、优选的，所述三环癸烷二甲酸二乙烯酯、1，1，3，3-四甲基二硅氧烷和n-烯丙基天冬氨酸二甲酯的质量比是(552～966)：(402～603)：510。

8、上述技术方案中，通过调整三环癸烷二甲酸二乙烯酯、1，1，3，3-四甲基二硅氧烷和n-烯丙基天冬氨酸二甲酯的质量比，可以进一步优化汽车喷涂车衣用树脂的性能，提高树脂的力学性能、耐候性和稳定性。

9、优选的，所述三环癸烷二甲酸二乙烯酯、1，1，3，3-四甲基二硅氧烷和n-烯丙基天冬氨酸二甲酯的质量比是552：402：510。

10、上述技术方案中，本技术通过进一步将三环癸烷二甲酸二乙烯酯、1，1，3，3-四甲基二硅氧烷和n-烯丙基天冬氨酸二甲酯的质量比调整为552：402：510，获得具备更好力学性能表现、耐候性能表现和稳定性表现的汽车喷涂车衣用树脂。

11、第二方面，本技术提供的一种汽车喷涂车衣用树脂的制备方法采用如下的技术方案：一种汽车喷涂车衣用树脂的制备方法，包括以下步骤：

12、步骤1：将三环癸烷二甲酸二乙烯酯与1，1，3，3-四甲基二硅氧烷混合后，加入一定量的有机溶剂，再加入一定量的铂催化剂，发生反应，得到第一反应物；

13、步骤2：加入n-烯丙基天冬氨酸二甲酯与所述第一反应物继续反应，得到所述汽车喷涂车衣用树脂溶液；

14、步骤3：减压蒸馏，蒸除有机溶剂，得到汽车喷涂车衣用树脂。

15、上述技术方案中，本技术通过将三环癸烷二甲酸二乙烯酯与1，1，3，3-四甲基二硅氧烷混合后，加入一定量的有机溶剂，再加入一定量的铂催化剂，发生反应，得到第一反应物，通过加入n-烯丙基天冬氨酸二甲酯与所述第一反应物继续反应，得到汽车喷涂车衣用树脂，通过本技术的制备方法制备得到的汽车喷涂车衣用树脂具有良好的力学性能、稳定性和耐候性，能够满足汽车喷涂车衣的制造和使用要求。

16、本技术的汽车喷涂车衣用树脂的制备方法具有操作简单、条件温和、收率高、产物质量稳定等优点，能够满足大规模工业生产的需求。同时，本技术提供的汽车喷涂车衣用树脂和制备方法具有广泛的应用前景和市场前景。

17、优选的，所述有机溶剂是甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种。

18、优选的，所述铂催化剂是氯铂酸、二氯(1，5-环辛二烯)铂、二(三苯基膦)二氯化铂中的一种。

19、优选的，所述步骤1中的有机溶剂的添加质量与三环癸烷二甲酸二乙烯酯和1，1，3，3-四甲基二硅氧烷者的添加总质量相等；所述铂催化剂的添加量占有机溶剂、三环癸烷二甲酸二乙烯酯和1，1，3，3-四甲基二硅氧烷三者总质量的0.01％～0.02％。

20、上述技术方案中，本技术通过进一步优化制备方法，通过在步骤1中加入与三环癸烷二甲酸二乙烯酯和1，1，3，3-四甲基二硅氧烷的添加总质量相等的有机溶剂，加入占有机溶剂、三环癸烷二甲酸二乙烯酯和1，1，3，3-四甲基二硅氧烷三者总质量的0.01％～0.02％的铂催化剂，可以进一步优化汽车喷涂车衣用树脂的制备方法，进一步优化汽车喷涂车衣用树脂的力学性能、耐候性和稳定性。

21、优选的，所述步骤1中的反应条件如下：在惰性气体保护下，60～70℃下反应2～4h。

22、上述技术方案中，本技术通过进一步优化制备方法，通过限定步骤1中的反应条件为在惰性气体保护下，60～70℃下反应2～4h，进一步优化汽车喷涂车衣用树脂的制备方法，进一步优化汽车喷涂车衣用树脂的力学性能、耐候性和稳定性。

23、优选的，所述步骤2中的反应条件如下：在惰性气体保护下，60～70℃下反应1～3h。

24、上述技术方案中，本技术通过进一步优化制备方法，通过限定步骤2中的反应条件为在惰性气体保护下，60～70℃下反应1～3h，进一步优化汽车喷涂车衣用树脂的制备方法，确保了步骤1反应得到的树脂产物能够更完全地被n-烯丙基天冬氨酸二甲酯封端，进一步优化了汽车喷涂车衣用树脂的稳定性。

25、优选的，所述步骤1中的有机溶剂是甲苯。

26、优选的，所述步骤1中的铂催化剂是氯铂酸。

27、上述技术方案中，本技术通过在制备汽车喷涂车衣用树脂的过程中，采用甲苯作为有机溶剂，能够更好地溶解反应物，促进反应的进行，同时甲苯具有较高的沸点，能够在反应过程中起到一定的散热作用，避免反应温度过高影响反应的进行。而采用氯铂酸作为铂催化剂，能够有效地催化有机硅单体与三环癸烷二甲酸二乙烯酯的缩聚反应，提高反应速率和产物收率。

28、第三方面，本技术提供的一种汽车喷涂车衣用树脂的应用采用如下的技术方案：

29、一种汽车喷涂车衣用树脂的应用，将汽车喷涂车衣用树脂用于制备喷涂车衣用的涂料。

30、上述技术方案中，本技术通过将汽车喷涂车衣用树脂用于制备喷涂车衣用的涂料，能够得到力学性能媲美tpu薄膜的喷涂车衣，同时这样的喷涂车衣具备更好的耐候性和稳定性，能够有效保护汽车漆面，提高汽车的使用寿命和外观质量。

31、优选的，所述喷涂车衣用的涂料的制备方法如下：

32、步骤(1)：将汽车喷涂车衣用树脂和多异氰酸酯混合，加入乙酸丁酯作为溶剂，配制成60％～70％质量浓度的溶液；

33、步骤(2)：再加入占步骤(1)溶液总质量0.01％～0.02％的催化剂，即得喷涂车衣用的涂料。

34、优选的，所述涂料的制备方法如下：

35、步骤(1)：将汽车喷涂车衣用树脂和多异氰酸酯混合反应制备成预聚体；

36、步骤(2)：然后往预聚体中加入三环癸烷二甲醇得溶液，其中，多异氰酸酯和三环癸烷二甲醇的质量比是1：0.475；

37、步骤(3)：再加入占步骤(2)溶液总质量0.01％～0.02％的催化剂，即得涂料。

38、优选的，所述喷涂车衣用的涂料的制备方法如下：

39、步骤(1)：将汽车喷涂车衣用树脂和多异氰酸酯混合反应制备成预聚体；

40、步骤(2)：然后往预聚体中加入三环癸烷二甲醇得预制液，其中，多异氰酸酯和三环癸烷二甲醇的质量比是1：0.475；

41、步骤(3)：再往预制液中加入乙酸丁酯作为溶剂，配制成60％～70％质量浓度的溶液；

42、步骤(4)：最后加入占步骤(3)溶液总质量0.01％～0.02％的催化剂，即得喷涂车衣用的涂料。

43、上述技术方案中，通过采用了本技术第一方面介绍的汽车喷涂车衣用树脂，得到具备更优异力学性能的喷涂车衣用的涂料，采用这样的涂料制备的车衣具备媲美tpu薄膜的力学性能。

44、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

45、本技术通过三环癸烷二甲酸二乙烯酯和1，1，3，3-四甲基二硅氧烷的缩聚反应，在汽车喷涂车衣用树脂中引入了刚性较强的三环癸烷结构和具备耐候性、柔性的硅氧烷结构，通过加入n-烯丙基天冬氨酸二甲酯封端，不仅克服了硅氢加成反应对水、醇等结构敏感的缺陷，还在汽车喷涂车衣用树脂中引入了氨基，氨基上带有活性氢，这使得本技术的汽车喷涂车衣用树脂可以直接和多异氰酸酯混合并加入一定剂量的有机溶剂制备成喷涂车衣用涂料，也可以先与多异氰酸酯制备成预聚体，再加入多元醇和一定剂量的有机溶剂制备成喷涂车衣用的涂料，最终得到力学性能、耐候性和稳定性均良好的汽车喷涂车衣用树脂。