汽车水性底色漆用聚酯树脂的合成

data-full-width-responsive="true"> 汽车水性底色漆用聚酯树脂的合成冯鹏程，汪凌云，文　风，陈艳丽，杨立文，范　晔(武汉双虎涂料有限公司，武汉　430070)0　前　言20世纪80年代，德国巴斯夫公司率先将水性树脂引入到汽车底色漆中，其性能完全可以跟溶剂型底色漆用树脂相媲美。为了能够满足最苛刻的行业环保要求，各大树脂及涂料开发巨头如纽佩斯(现湛新树脂，后同)、帝斯曼以及立邦等也推出了自己的汽车涂料用水性树脂体系，为水性汽车涂料在欧洲、北美、日本等地的普及推广提供了行之有效的解决方案。其中，巴斯夫和帝斯曼主要采用水性聚酯和聚氨酯混合树脂体系，纽佩斯和立邦主要采用水性丙烯酸和聚氨酯混合树脂体系。水性底色漆在国内推广较为缓慢，仍然以溶剂型底色漆来支撑局面，由于技术壁垒，国内成熟的水性汽车涂料专用树脂体系的开发尚属空白。水性汽车底色漆的发展趋势是要求施工性能好、鲜映性高、耐性出色，因此合成的水性树脂必须具备卓越的颜料润湿性、铝粉定向性、耐候性及化学抗性。聚酯树脂的特点是颜料润湿性好，硬度和柔韧性适中，但不耐水解。本文通过从分子结构设计入手，将功能二元酸的特殊支链脂肪烃引入到聚酯主链结构中，不仅能够显著改善聚酯树脂的柔韧性，而且可通过降低聚酯树脂的表面张力来提高其对颜填料的润湿性。另外，功能二元酸的长支链形成的空间位阻效应可有效抑制聚酯树脂的水解，从而显著提高其耐水性。1　实验部分11　实验原料新戊二醇(NPG)、1,6-己二醇(1,6-HDO)，巴斯夫；六氢苯酐(HHPA)，日本理化；功能二元酸，某英国公司；偏苯三酸酐(TMA)，江苏百川化工；二丙二醇甲醚(DPM)，陶氏化学；二甲基乙醇胺(DMEA)、二甲苯，巴斯夫；去离子水(DW)，车间自制。12　合成配方及工艺121　合成配方基本合成配方见表1。122　合成工艺在带有搅拌器、冷凝器、油水分离器和热电偶探头的四口烧瓶中分别投入NPG、1,6-HDO、HHPA、功能二元酸和二甲苯。开启加热，待升温至一定温度后试开搅拌，继续升温至150～170 ℃。之后在3～4 h内缓慢升温至210～240 ℃进行回流保温酯化，待酸值降低到5～15 mgKOH/g时，降温至170 ℃以下，加入TMA，之后在160～185 ℃进行保温反应直至酸值降低至25～50 mgKOH/g后，在140～160 ℃真空脱出二甲苯，然后加入DPM将树脂充分溶解，之后降温至80～100 ℃，加入DMEA进行充分中和。降温至60 ℃，缓慢加入去离子水稀释至一定固含量，降温至50 ℃过滤出料即制得水性聚酯树脂。13　性能检测131　外　观树脂外观按照目视法进行测定。132　固体分固体分按照GB 17252007进行测定。133　pH值pH值采用pH值试纸进行测定。134　酸　值酸值按照GB/T 67431986进行测定。135　黏　度树脂的黏度采用Brookfield旋转黏度计进行测定。136　分子量测试分子量采用Breeze GPC进行测定。137　色　数色数按照GB/T 222952008 进行测定。138　贮存稳定性测试取合成的聚酯树脂15 g，加入275 g去离子水充分溶解稀释后，调节pH值至80～90，然后加入25 gDPM，混合均一后放置于密封的40 mL玻璃瓶中，在60℃条件下进行贮存。139　耐冲击性能测试耐冲击性能测试按照GB 17321993进行测定。1310　涂膜硬度测试涂膜硬度测试按照GB/T 67392006进行测定。1311　耐水性测试耐水性测试按照GB 52091985进行测定。