含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂及包含其的清漆組合物制造技術

本發明專利技術涉及含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂及包含其的清漆組合物，提供了一種含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂，它包括：i)一個或多個多環基團，以及ii)可水解的烷氧基硅烷。還提供了一種汽車用的清漆組合物，其包括上述含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂，以所述清漆組合物的重量計，所述含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂的含量為30-40重量％。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于化工
，涉及一種丙烯酸樹脂及其涂料組合物。具體地說，本專利技術涉及可用作汽車和卡車罩光清漆的硅烷改性丙烯酸樹脂及包含該丙烯酸樹脂的清漆組合物。
技術介紹
目前，隨著工業生產和汽車尾氣向大氣中排放大量的二氧化硫、氮氧化合物等酸性氣體，酸雨已日益經成為一個嚴重的環境問題。在大氣中，二氧化硫、氮氧化合物等酸性氣體會與水蒸汽結合形成硫酸、硝酸，這些強腐蝕性的酸往往再以強酸雨(pH<5.6)的方式降落地面，對生態環境、人體健康以及建筑材料等造成嚴重的損害。具體到汽車行業，酸雨首先對汽車表面的涂膜進行破壞，進而影響鐵質外殼。因此，要防止酸雨對汽車的侵蝕，需要最外層的涂膜具有優異的耐化學介質性能，尤其是抗酸雨性能。目前，汽車涂料涂膜的形成主要是醚化三聚氰胺樹脂與(醇酸樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂)羥基的高溫交聯反應，二者通過醚鍵進行連接。這類交聯鍵由于受到周邊氮原子的影響，呈現出一定的弱堿性，在偏酸性(pH≤6)的條件下對水比較敏感，易使成膜物質降解，致使漆膜失光、變色、開裂。構成涂膜的交聯鍵除了醚之外，還有酯、氨酯、脲、酰胺、亞甲基等，這些結合鍵的耐酸穩定性次序為酯<醚<氨酯<脲<酰胺<亞甲基。鑒于氨基烤漆的結合醚鍵易在酸性條件下加水分解，人們設想采用其他的交聯方式來制備成膜，以提高涂膜的抗酸雨性能。目前，解決涂膜耐酸雨性能不足的方法主要是改變漆膜的交聯方式，如采用環氧基-活潑氫，異氰酸酯-活潑氫，環碳酸酯-氨基等。然而這些反應性基團的反應活性較高，難以作為單組分涂料的成膜樹脂。若需要制備成為單組分漆，則需要對這些反應性基團如異氰酸酯、羧酸等進行封端，然而這無疑大幅提高了原料成本。一種簡易的提高漆膜耐酸雨性能的方法是在涂料體系中引入硅烷。硅烷上的烷氧基團在高溫烘烤過程中會發生水解反應，產生硅羥基，這些硅羥基發生縮合反應形成Si-O-Si硅氧烷結構的交聯鍵,從而改善漆膜的耐酸雨性能。這主要是因為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。同時，通過硅烷氧基的引入，漆膜的耐候性、耐沸水、耐溶劑和抗污染性能也得到極大增強。例如美國專利申請US5886125公開了一種包含乙烯基烷氧基硅烷單體和支鏈脂肪酸的乙烯基酯的可交聯共聚物，這些共聚物能夠生產耐腐蝕的薄膜。再者，美國專利申請US5162426報道了一種可交聯成膜的丙烯酸酯-硅烷聚合物涂料組合物，該涂料組合物作為汽車車體外部的罩光漆，體現出非常優良的耐酸雨性能。另外，中國專利申請CN1643009A描述了一種包含乙烯基硅烷單體的可交聯丙烯酸酯-硅烷聚合物，以該聚合物為基礎制備的溶劑基涂料組合物，具有優異的耐酸蝕性能。然而，雖然這些含硅烷單體的聚合物配制成相關涂料組合物以后耐酸雨性能優異，但由于硅烷單體與丙烯酸樹脂的相容性較差，制備的硅烷改性丙烯酸酯樹脂用于罩光清漆時，往往會犧牲漆膜外觀和光澤，飽滿度和層次感不足。因此，針對現有技術中存在的上述缺陷，本領域迫切需要解決如何在引入硅烷的同時提高漆膜的外觀的技術問題。
技術實現思路
本專利技術提供了一種新穎的含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂及包含其的清漆組合物，從而解決了現有技術中存在的問題。一方面，本專利技術提供了一種含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂，它包括：i)一個或多個多環基團，以及ii)可水解的烷氧基硅烷。在一個優選的實施方式中，所述多環基團包括飽和的雙環基團、芳族雙環基團以及至少三環的基團中的至少一種。在另一個優選的實施方式中，所述飽和的雙環基團包括異山梨醇、異甘露醇、異艾杜醇及其衍生物中的至少一種；所述芳族雙環基團包括聯苯二酚、1,4-萘二酚、萘二甲酰亞胺、S-聯萘酚和異亞丙基二酚中的至少一種。在另一個優選的實施方式中，所述至少三環基團選自三環癸烷二甲醇、三環癸烷二胺、三環癸烷二異氰酸酯及其衍生物中的至少一種。在另一個優選的實施方式中，所述含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂包含10-30重量％的含一個或多個多環基團的單體，以所述含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂的重量。在另一個優選的實施方式中，所述可水解的烷氧基硅烷包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷以及乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷中的至少一種。在另一個優選的實施方式中，所述含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂包含10-25重量％的可水解的烷氧基硅烷單體，以所述含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂的重量。在另一個優選的實施方式中，該聚合物的羥值在100-160之間，酸值低于10；該聚合物的玻璃化轉變溫度>50℃，重均分子量在10,000-40,000之間。另一方面，本專利技術提供了一種汽車用的清漆組合物，其包括上述含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂，以所述清漆組合物的重量計，所述含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂的含量為30-40重量％。在一個優選的實施方式中，所述汽車用的清漆組合物進一步包含防流掛樹脂、氨基樹脂交聯劑、助劑以及有機溶劑。具體實施方式本申請的專利技術人經過廣泛而深入的研究后發現，通過在丙烯酸樹脂中引入一個或多個多環基團，以及成本低廉的乙烯基烷氧基硅烷單體以選擇性地與丙烯酸單體共聚，對所述丙烯酸樹脂進行硅烷改性，獲得了一種改性的丙烯酸樹脂；將該丙烯酸樹脂作為汽車車體外部的罩光清漆主體樹脂，可以使漆膜同時兼具優異的外觀和耐酸雨性能。基于上述發現，本專利技術得以完成。在本專利技術的第一方面，提供了一種含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂聚合物，該聚合物可以作為車用涂料的主要成膜組分，該聚合物包含：i)一個或多個多環基團，以及ii)可水解的烷氧基硅烷。在本專利技術中，所述多環基團包括飽和的雙環基團、芳族雙環基團以及至少三環的基團等中的至少一種。在本專利技術中，所述飽和的雙環基團包括異山梨醇、異甘露醇、異艾杜醇及其衍生物等雙脫水己糖醇中的至少一種。在本專利技術中，所述芳族雙環基團包括：聯苯二酚，1,4-萘二酚，萘二甲酰亞胺，S-聯萘酚，異亞丙基二酚中的至少一種。在本專利技術中，所述至少三環基團選自三環癸烷二甲醇、三環癸烷二胺、三環癸烷二異氰酸酯及其衍生物等中的至少一種。在本專利技術中，以所述聚合物的重量計，該聚合物包含約10-30重量％的含多環基團的單體。在本專利技術中，所述烷氧基硅烷選自成本低廉的乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷以及乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅<本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂，它包括：i)一個或多個多環基團，以及ii)可水解的烷氧基硅烷。

【技術特征摘要】
1.一種含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂，它包括：
i)一個或多個多環基團，以及
ii)可水解的烷氧基硅烷。
2.如權利要求1所述的含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂，其特征在于，所
述多環基團包括飽和的雙環基團、芳族雙環基團以及至少三環的基團中的至少一
種。
3.如權利要求2所述的含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂，其特征在于，所
述飽和的雙環基團包括異山梨醇、異甘露醇、異艾杜醇及其衍生物中的至少一種；
所述芳族雙環基團包括聯苯二酚、1,4-萘二酚、萘二甲酰亞胺、S-聯萘酚和異亞
丙基二酚中的至少一種。
4.如權利要求2所述的含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂，其特征在于，所
述至少三環基團選自三環癸烷二甲醇、三環癸烷二胺、三環癸烷二異氰酸酯及其
衍生物中的至少一種。
5.如權利要求1-4中任一項所述的含多環基團的硅烷改性丙烯酸樹脂，其特
征在于，它包含10-30重量％的含一個或多個多環基團的單體，以所述含多環基團
的硅烷改性丙烯酸樹脂的重量。
6.如權利要求1所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：余劍勤，魏人建，張學權，白恩恩，陳波，
申請(專利權)人：上海金力泰化工股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31