[发明专利]提高阴极电泳涂料成膜性能的封闭异氰酸酯的制备方法

说明书

提高阴极电泳涂料成膜性能的封闭异氰酸酯的制备方法，包括如下步骤：（1）氮气保护下，有机化合物为催化剂，制备出异氰酸酯三聚体；（2）以多羟基单体对其扩链制备异氰酸根封端的多异氰酸酯预聚体，然后以复合封闭剂封闭预聚体制备支化型聚多异氰酸酯交联剂；（3）在支化体系中，加入二异氰酸酯，以聚酯多元醇对其扩链制备异氰酸根封端的二异氰酸酯预聚体，以炔醇表面活性剂对其亲水改性，然后以复合封闭剂封闭预聚体，得到封闭型聚异氰酸酯交联剂。本发明的封闭异氰酸酯制备工艺简单，反应过程易控制，其作为固化剂解封温度低，制备的电泳涂膜加热减量低、热流动性好、平整度高、交联密度大，具有优异的耐腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及异氰酸酯固化剂的制备及水性涂料领域，具体涉及一种提高阴极电泳涂料成膜性能的封闭异氰酸酯的制备方法。

背景技术

电泳涂料作为新型环保水性涂料，具有环保、节能、高效、高收益率等特点，在世界汽车工业100多年的历史中，汽车车身采用电泳涂装法取代喷涂法和浸涂法涂底漆工艺（俗称打底工艺）已有半个多世纪。随着汽车工业的快速发展，目前阴极电泳涂料的技术发展日新月异，新的涂料开发技术和涂装技术层出不穷。无锡、无铅、低害化、低温固化、涂膜外观平整且具有高泳透力、高耐腐蚀性、高抗石击性能是阴极电泳涂料的发展方向。同时拥有宽广的烘烤窗口，意味着电泳涂料可以在更宽广的烘烤温度条件下进行固化，烘烤温度降低也就节省了能源，降低了单车的能耗成本，另外，对于载重汽车车身及车架等难于升温的厚重部件，降低固化温度是非常有利的。阴极电泳涂料的烘烤温度范围一般在140～180℃，带有橡胶、塑料等的汽车零部件在高温烘烤容易变形，所以在保持耐腐蚀等其它性能情况下，低温固化高外观高交联密度阴极电泳涂料应运而生。开发低温固化高外观高交联密度阴极电泳涂料的技术关键是寻求新型的固化剂，开发低温固化交联剂，降低加热减量，扩大解封范围，增加涂膜交联密度，使树脂可以在较低温度下固化交联，但同时又要考虑在该温度下树脂的流平性。

封闭型多异氰酸酯固化剂因其能在室温下保持异氰酸酯基团的封闭，而在适当的条件下又能解封释放出-NCO参与反应，与阳离子树脂中的羟基、羧基等发生交联反应固化成膜，满足新型固化剂的要求，在涂料中有广泛应用。申请号为201610678114.0的中国专利申请公开了一种水性阴离子封闭型聚异氰酸酯交联剂的制备方法，该发明将甲苯二异氰酸酯和甲基丙烷反应合成预聚体，将预聚体与乙二醇乙醚反应合成反应液，最后用3,5-二甲基吡唑封闭制成水性阴离子封闭型聚异氰酸酯交联剂，提高了固化剂的储存稳定性，降低了解封固化温度，但制成的涂料膜层交联密度低、耐腐蚀性较差。申请号为201410578112.5的中国专利申请公开了一种复合封闭的多异氰酸酯涂料的制备方法，通过聚醚多元醇和4,4-二苯甲烷二异氰酸酯制备预聚体，然后用丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯和3,5-二甲基吡啶三种封闭剂对其复合封闭，得到多异氰酸酯固化剂，改善了膜层的流平性和力学性能，但其加热减量过高，膜层交联密度难以满足汽车金属表面防腐的要求。申请号为201410065236.3的中国专利申请公开了一种高度支化结构的水性封闭型聚异氰酸酯交联剂及其制备方法，通过二异氰酸酯与三乙醇胺反应形成高度支化的异氰酸酯预聚体，随后以聚乙二醇进行扩链，以咪唑类的衍生物对活性的异氰酸酯基进行封闭，最后以酸来中和骨架结构上的胺，形成水性封闭型聚异氰酸酯交联剂，提高了交联剂的活性基团和固化强度，但膜层耐水性和平整度不能满足汽车金属表面防腐的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，尤其是针对现有封闭异氰酸酯普遍存在的解封温度高、加热减量高、解封范围窄、-NCO利用率低，阴极电泳涂料热流动性差、泳透力低、交联密度低，以及新的汽车涂装工业要求底漆厚度减小、涂膜平整度要求提高、耐腐蚀性增强的问题，提供一种成本较低，操作过程易控制的用于提高阴极电泳涂料成膜性能的封闭异氰酸酯的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提高阴极电泳涂料成膜性能的封闭异氰酸酯的制备方法，包括以下具体步骤：