[发明专利]水性免中涂色漆用成膜树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水性免中涂色漆用成膜树脂及其制备方法，先采用溶液法合成高软化点改性丙烯酸树脂预聚物，用低软化点单体与反应釜中亲水性助溶剂作为分散液，通过引发剂与升温，使得低软化点单体之间共聚并与高软化点改性丙烯酸树脂预聚物进行接枝与互穿；反应结束后加中和剂中和、预脱部分溶剂，然后加乳化剂乳化并水分散，再继续脱除有机溶剂，直至有机溶剂的残留控制在助溶剂总量15%以下，得到改性聚丙烯酸酯水分散体。本发明制备得到的树脂作为免中涂色漆用成膜树脂，该成膜树脂是自干性挥发性体系，不需要使用交联剂，降低了成本也避免交联剂使用过程带来的不便。

技术领域

本发明涉及一种水性免中涂色漆用成膜树脂及其制备方法。

背景技术

国内外汽车车身涂装主流方案是三涂层体系，即在车身材料上依次涂装阴极电泳漆层（也称电泳底漆层）、中涂漆层和面漆层。其中的中涂层是一个非常重要的涂层，不仅可以填补电泳底漆层表面的缺陷或印痕，增加底色漆与电泳底漆层之间的附着力，而且具有较好的抗石击性能、表面平整性和耐候性。

随着面漆技术的进步，省略中涂层后漆面性能依旧达到原先三涂层的性能，因此免中涂的涂装工艺开始广泛应用起来。

申请人于2010年11月29日申请了《用于金属件的免中涂闪光底色漆及其制备方法》（申请号201010563534.7），包含如下重量份的组分：聚酯改性树脂26～35份，氨基树脂7～10份，封闭型脂肪族聚异氰酸酯3～8份，功能树脂4～10份，流变控制树脂8～15份，着色颜料1～6份，效应颜料0.5～8 份，填料3～10份，光稳定助剂2～8 份， 分散剂2～5份， 流平剂0.1～2 份，定向助剂3～10份，防沉降助剂1～5份，有机溶剂20～40份 。

又于2015年2月4日申请了《水性短工艺闪光底色漆及其涂装方法》（申请号201510057053.1），所述短工艺即为省略中涂层的免中涂工艺，该底色漆包括第一道水性短工艺闪光底色漆和第二道水性短工艺闪光底色漆；其中第一道水性短工艺闪光底色漆包括油漆组分和固化剂。

上述两项技术虽然性能优异，但涉及的是双组份体系，需要使用固化剂交联，涂装过程中两组分的配制与应用过程中的消耗要相一致才能减少不必要的消耗，而且双组分水性体系对交联剂的消耗与传统的溶剂型相比呈倍数增长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水性免中涂色漆用成膜树脂及其制备方法。

实现本发明目的的技术方案是一种水性免中涂色漆用成膜树脂的制备方法，包括以下步骤：

①采用溶液法合成高软化点改性丙烯酸树脂预聚物。

②用低软化点单体与反应釜中亲水性助溶剂作为分散液，通过引发剂与升温，使得低软化点单体之间共聚并与高软化点改性丙烯酸树脂预聚物进行接枝与互穿。

③反应结束后加中和剂中和、预脱部分溶剂，然后加乳化剂乳化并水分散，再继续脱除有机溶剂，直至有机溶剂的残留控制在助溶剂总量15%以下，得到改性聚丙烯酸酯水分散体。

具体的过程为，在反应器中，注入适量助溶剂，启动搅拌，升温至90℃以上，开始滴加高软化点单体与活性硅氧烷、引发剂的混合物，分3～6h滴加完毕，继续在100℃～110℃下保温3～6h；开始滴加低软化点单体与引发剂的混合物，分3～6h滴完，继续保温3～6h，加中和剂N，N-二甲基乙醇胺中和，中和度控制在90～95%；减压蒸馏脱有机溶剂，当溶剂脱除量达到溶剂总量的60%时，加乳化剂并搅拌均匀，然后缓慢加水，加水过程中物料快速搅拌、乳化并水分散，再继续脱除有机溶剂，直至有机溶剂的残留控制在助溶剂总量15%以下，过滤、包装。

所述助溶剂为亲水性的对热塑性丙烯酸具有溶解能力的溶剂。

所述高软化点单体为甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、苯乙烯中的三种或三种以上的混合物。