[发明专利]含多环基团的硅烷改性丙烯酸树脂及包含其的清漆组合物

说明书

本发明涉及含多环基团的硅烷改性丙烯酸树脂及包含其的清漆组合物，提供了一种含多环基团的硅烷改性丙烯酸树脂，它包括：i)一个或多个多环基团，以及ii)可水解的烷氧基硅烷。还提供了一种汽车用的清漆组合物，其包括上述含多环基团的硅烷改性丙烯酸树脂，以所述清漆组合物的重量计，所述含多环基团的硅烷改性丙烯酸树脂的含量为30‑40重量％。

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种丙烯酸树脂及其涂料组合物。具体地说，本发明涉及可用作汽车和卡车罩光清漆的硅烷改性丙烯酸树脂及包含该丙烯酸树脂的清漆组合物。

背景技术

目前，随着工业生产和汽车尾气向大气中排放大量的二氧化硫、氮氧化合物等酸性气体，酸雨已日益经成为一个严重的环境问题。在大气中，二氧化硫、氮氧化合物等酸性气体会与水蒸汽结合形成硫酸、硝酸，这些强腐蚀性的酸往往再以强酸雨(pH<5.6)的方式降落地面，对生态环境、人体健康以及建筑材料等造成严重的损害。

具体到汽车行业，酸雨首先对汽车表面的涂膜进行破坏，进而影响铁质外壳。因此，要防止酸雨对汽车的侵蚀，需要最外层的涂膜具有优异的耐化学介质性能，尤其是抗酸雨性能。目前，汽车涂料涂膜的形成主要是醚化三聚氰胺树脂与(醇酸树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂)羟基的高温交联反应，二者通过醚键进行连接。这类交联键由于受到周边氮原子的影响，呈现出一定的弱碱性，在偏酸性(pH≤6)的条件下对水比较敏感，易使成膜物质降解，致使漆膜失光、变色、开裂。

构成涂膜的交联键除了醚之外，还有酯、氨酯、脲、酰胺、亚甲基等，这些结合键的耐酸稳定性次序为酯<醚<氨酯<脲<酰胺<亚甲基。鉴于氨基烤漆的结合醚键易在酸性条件下加水分解，人们设想采用其他的交联方式来制备成膜，以提高涂膜的抗酸雨性能。目前，解决涂膜耐酸雨性能不足的方法主要是改变漆膜的交联方式，如采用环氧基-活泼氢，异氰酸酯-活泼氢，环碳酸酯-氨基等。然而这些反应性基团的反应活性较高，难以作为单组分涂料的成膜树脂。若需要制备成为单组分漆，则需要对这些反应性基团如异氰酸酯、羧酸等进行封端，然而这无疑大幅提高了原料成本。

一种简易的提高漆膜耐酸雨性能的方法是在涂料体系中引入硅烷。硅烷上的烷氧基团在高温烘烤过程中会发生水解反应，产生硅羟基，这些硅羟基发生缩合反应形成Si-O-Si硅氧烷结构的交联键,从而改善漆膜的耐酸雨性能。这主要是因为在漆膜中引入硅氧烷，可以降低表面能，增加漆膜表面的疏水性。同时，通过硅烷氧基的引入，漆膜的耐候性、耐沸水、耐溶剂和抗污染性能也得到极大增强。例如美国专利申请US5886125公开了一种包含乙烯基烷氧基硅烷单体和支链脂肪酸的乙烯基酯的可交联共聚物，这些共聚物能够生产耐腐蚀的薄膜。再者，美国专利申请US5162426报道了一种可交联成膜的丙烯酸酯-硅烷聚合物涂料组合物，该涂料组合物作为汽车车体外部的罩光漆，体现出非常优良的耐酸雨性能。另外，中国专利申请CN 1643009A描述了一种包含乙烯基硅烷单体的可交联丙烯酸酯-硅烷聚合物，以该聚合物为基础制备的溶剂基涂料组合物，具有优异的耐酸蚀性能。然而，虽然这些含硅烷单体的聚合物配制成相关涂料组合物以后耐酸雨性能优异，但由于硅烷单体与丙烯酸树脂的相容性较差，制备的硅烷改性丙烯酸酯树脂用于罩光清漆时，往往会牺牲漆膜外观和光泽，饱满度和层次感不足。

因此，针对现有技术中存在的上述缺陷，本领域迫切需要解决如何在引入硅烷的同时提高漆膜的外观的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种新颖的含多环基团的硅烷改性丙烯酸树脂及包含其的清漆组合物，从而解决了现有技术中存在的问题。

一方面，本发明提供了一种含多环基团的硅烷改性丙烯酸树脂，它包括：

i)一个或多个多环基团，以及

ii)可水解的烷氧基硅烷。

在一个优选的实施方式中，所述多环基团包括饱和的双环基团、芳族双环基团以及至少三环的基团中的至少一种。