一种汽车表面涂装用高固低粘高性能聚氨酯树脂材料及其制备方法与流程

本发明涉及聚氨酯树脂材料，具体涉及一种汽车表面涂装用高固低粘高性能聚氨酯树脂材料及其制备方法。

背景技术：

1、在传统的汽车原厂涂料及修补涂料的应用领域，主要以饱和聚酯树脂与羟基丙烯酸树脂为主要成膜物质，这两类成膜物质都含有30-40%的有机溶剂，而且最终施工还得添加20-30%的溶剂进行稀释。随着相关环保法规的出台，低溶剂含量或无溶剂型树脂将成为行业主流。

2、四甲基苯二甲基二异氰酸酯（tmxdi）由于空间位阻的作用，所制得的相应聚合物黏度比其他异氰酸酯制备的聚合物要低得多，且其黏度稳定性也很好。甲基的屏蔽作用阻止该异氰酸酯缩聚生成脲基甲酸酯、缩二脲或异氰脲酸酯。无副反应发生及叔异氰酸酯与亲水性化合物中羧基的低反应性，可允许预聚物的合成在较高的温度下与多元醇反应也无交联发生，无副反应物产生。

3、有鉴于此，使用tmxdi合成具有良好实用性能的高固含低粘度聚氨酯树脂材料，具有较高的商业前景。

技术实现思路

1、本发明解决技术问题采用如下技术方案：

2、本发明提供一种汽车表面涂装用高固低粘高性能聚氨酯树脂材料，该聚氨酯树脂材料溶剂量很低，固含可以达到90%，粘度可达到1000mpa.s以下。

3、所述聚氨酯树脂材料原料按重量份计包括：四甲基苯二甲基异氰酸酯11-20份、新型聚酯多元醇20-30份、多异氰酸酯9-14份、溶剂2-4份、催化剂0.3-0.8份。

4、优选地，所述聚氨酯树脂材料原料按重量份计包括：四甲基苯二甲基异氰酸酯15-19份、新型聚酯多元醇25-28份、多异氰酸酯10-13份、溶剂2-3份、催化剂0.4-0.7份。

5、优选地，所述聚氨酯树脂材料原料按重量份计包括：四甲基苯二甲基异氰酸酯17份、新型聚酯多元醇27份、多异氰酸酯12份、溶剂3份、催化剂0.5份。

6、优选地，所述多异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中任选一种。

7、多异氰酸酯分子中含有两个或两个以上的活性官能团，因此在发生聚合反应时，可向两端或三向延伸成线型或交联聚合物，可实现降低聚氨酯树脂粘度的作用。

8、优选地，所述新型聚酯多元醇的制备方法如下：

9、s1、将一缩二乙二醇、季戊四醇、与多元酸在150-200℃进行缩聚反应，氮气保护，反应时间为6-8h，待酸值降低到10mgkoh/g，羟值为150-200mgkoh/g时停止反应；

10、s2、控制温度为120-140℃，在反应体系中加入二甲苯，在二甲苯回流时用分水器将生成的水和多余的化合物缓慢带出，即得新型聚酯多元醇。

11、聚酯多元醇是聚酯型聚氨酯的主要原料之一，采用本发明制备的新型聚酯多元醇分子内含有较多的酯基、氨基等极性基团，内聚强度和附着力强，具有较高的强度、耐磨性。

12、优选地，所述多元酸为苯二甲酸、苯二甲酸酐、己二酸、卤代苯二甲酸、偏苯三酸酐中一种或几种的组合；所述一缩二乙二醇、季戊四醇与多元酸的质量之比为2:3:6。

13、优选地，所述溶剂为甲基异丁基酮、甲基正戊基酮、正丁醇、醋酸丁酯、二甲苯中的一种或几种。

14、优选地，所述催化剂为二丁基锡二月桂酸酯。

15、优选地，所述聚氨酯树脂材料的制备方法为：

16、s11、将新型聚酯多元醇、多异氰酸酯、催化剂溶于溶剂加入至反应釜中，加热至180-200℃，反应1.5-2.5h；

17、s12、通过滴液漏斗在1小时内缓慢滴加tmxdi，控制温度在70-80℃；滴加完后控制温度在75℃反应，每隔2小时进行取样，测量nco值；

18、s13、待nco值达到目标值后，冷却，即可得到聚氨酯树脂材料。

19、本发明产品在汽车涂装上的具体使用方法为直接搭配无溶剂型固化剂可直接喷涂施工，无需添加释释剂。可以单组份高温烘烤干燥，也可以低温双组份干燥。

20、本发明的有益效果：

21、本发明的汽车表面涂装用的高固含低粘聚氨酯树脂可以与参与反应的活性基团发生交联反应，在成膜过程同时发生交联反应，增加了交联密度，所需溶剂量很低，固含可以达到90%，粘度可达到1000mpa.s以下，配合无溶剂型固化剂可以实现不加稀释剂直接喷涂施工，可单组份高温烘烤干燥，也可以低温双组份干燥，减少了环境的污染，且性能及施工便利性不受任何影响，在汽车表面涂装的应用前景广阔。

技术特征：

1.一种汽车表面涂装用高固低粘高性能聚氨酯树脂材料，其特征在于，所述聚氨酯树脂材料原料按重量份计包括：四甲基苯二甲基异氰酸酯11-20份、新型聚酯多元醇20-30份、多异氰酸酯9-14份、溶剂2-4份、催化剂0.3-0.8份。

2.根据权利要求1所述的一种汽车表面涂装用高固低粘高性能聚氨酯树脂材料，其特征在于，所述聚氨酯树脂材料原料按重量份计包括：四甲基苯二甲基异氰酸酯15-19份、新型聚酯多元醇25-28份、多异氰酸酯10-13份、溶剂2-3份、催化剂0.4-0.7份。

3.根据权利要求1所述的一种汽车表面涂装用高固低粘高性能聚氨酯树脂材料，其特征在于，所述聚氨酯树脂材料原料按重量份计包括：四甲基苯二甲基异氰酸酯17份、新型聚酯多元醇27份、多异氰酸酯12份、溶剂3份、催化剂0.5份。

4.根据权利要求1所述的一种汽车表面涂装用高固低粘高性能聚氨酯树脂材料，其特征在于，所述多异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中任选一种。

5.根据权利要求1所述的一种汽车表面涂装用高固低粘高性能聚氨酯树脂材料，其特征在于，所述新型聚酯多元醇的制备方法如下：

6.根据权利要求5说述所述的一种汽车表面涂装用高固低粘高性能聚氨酯树脂材料，其特征在于，所述多元酸为苯二甲酸、苯二甲酸酐、己二酸、卤代苯二甲酸、偏苯三酸酐中一种或几种的组合。

7.根据权利要求5说述所述的一种汽车表面涂装用高固低粘高性能聚氨酯树脂材料，其特征在于，所述一缩二乙二醇、季戊四醇与多元酸的质量之比为2:3:6。

8.根据权利要求1所述的一种汽车表面涂装用高固低粘高性能聚氨酯树脂材料，其特征在于，所述溶剂为甲基异丁基酮、甲基正戊基酮、正丁醇、醋酸丁酯、二甲苯中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的一种汽车表面涂装用高固低粘高性能聚氨酯树脂材料，其特征在于，所述聚氨酯树脂材料的制备方法为：

技术总结
本发明公开了一种汽车表面涂装用高固低粘高性能聚氨酯树脂材料及其制备方法，所述聚氨酯树脂材料以重量份计包括：四甲基苯二甲基异氰酸酯11‑20份、新型聚酯多元醇20‑30份、多异氰酸酯9‑14份、溶剂2‑4份、催化剂0.3‑0.8份。本发明产品是以四甲基苯二甲基异氰酸酯（TMXDI）及聚酯多元醇为主体，通过高温及催化剂催化反应的高分子量聚氨酯聚合物，反应体系活性基团间发生交联反应，增加了交联密度，所需溶剂量很低，固含可以达到90%，粘度可达到1000MPa.s以下，配合无溶剂型固化剂可以实现不加稀释剂直接喷涂施工，减少了环境的污染，且性能及施工便利性不受任何影响，在汽车表面涂装的应用前景广阔。

技术研发人员：黄华,胡乐平,张国华
受保护的技术使用者：龙南市昊宇新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16