[发明专利]一种汽车金属闪光涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性金属闪光涂料，尤其涉及带有螯合基团乙酰乙酰氧基的水分散型丙烯酸树脂的金属闪光涂料，本发明还涉及该金属闪光涂料的制备方法。

背景技术

目前国内汽车涂装工业所用金属闪光漆一般是溶剂型金属闪光漆，其有机溶剂含量高达85％，施工固体分只有15％左右，占汽车车身涂装所用各道涂料的可挥发有机物(VOC)总排放量的50％左右，是汽车涂装工业的VOC排放量的最大来源。有机溶剂严重污染生产环境和大气环境，对人类健康构成极大危害。溶剂型涂料在生产、贮存和使用过程中还存在毒害、易燃、易爆等安全隐患。金属涂料的水性化可以大幅度降低VOC排放量。因此水性金属闪光涂料成为世界工业发达国家开发环保型涂料的重要发展方向。欧洲、美国和日本早已致力研究开发水性金属闪光涂料技术。目前，在工业发达国家，水性金属闪光涂料正逐渐进入汽车涂料市场。

然而，水性金属闪光涂料因以水为主要分散介质而存在一系列问题。首先，金属粒子在水中容易沉降而聚结。为使涂料树脂容易分散于水中而在其分子链上引入大量亲水性强的羧基。在水存在下，羧基易于电离金属粒子表面的原子，而多价金属离子可同时与不同分子链上的羧基形成多价金属羧酸盐成为离子交联键，造成树脂分子链易于凝聚，导致金属闪光涂料不稳定。由于上述两个原因，造成金属闪光涂料的施工性能存在流挂、缩边、针孔等缺陷，成膜时金属粒子排列不规整，严重影响金属闪光漆膜的外观。其次，羧基还起与固化剂发生交联反应使涂膜固化的作用，而与多价金属离子成盐的羧基不能与固化剂发生交联反应，导致漆膜的交联度降低，加上离子交联键不耐水，从而降低了漆膜的耐水性、耐盐雾性及其他物理机械性能。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种水性汽车金属闪光涂料，该涂料的成膜基料水分散型丙烯酸树脂是由甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯与其他单体共聚合而成，故其分子链带有乙酰乙酰氧侧基。乙酰乙酰氧侧基可与多价金属离子发生螯合作用形成可溶于水的螯合物，从而可显著提高水性金属闪光涂料的稳定性，改善喷涂施工性能，克服水性金属闪光涂料在成膜过程中出现的缺陷，使金属粒子规整排列，提高闪光指数。乙酰乙酰氧侧基在漆膜固化时还可与水性氨基树脂和/或水性封闭型多异氰酸酯发生交联作用，提高聚丙烯酸酯分子链的交联密度，从而增强漆膜的耐水性、耐盐雾性和其他物理机械性能。

本发明的另一个目的是要提供一种上述水性汽车金属闪光涂料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明的水性汽车金属闪光涂料主要由下述原料制备：水分散型丙烯酸树脂、水性固化剂HMMM、固体物含量为10～15％的CMCAB分散体和水性铝粉浆；其中水分散型丙烯酸树脂固体物/固化剂的固体物质量比为3/1～7/1；水分散型丙烯酸树脂固体物/水性铝粉的固体物质量比为10/3～5/1；水分散型丙烯酸树脂固体物/固体物含量为10～15％的CMCAB分散体固体物的质量比为7/1～13/1。水分散型丙烯酸树脂的制备过程如下：在反应器中加入有机溶剂，在聚合温度下滴加带螯合功能基团的单体与功能单体、有机引发剂及分子量调节剂十二烷基硫醇的混合物，进行自由基溶液共聚合，聚合反应结束后加入二甲基乙醇胺调节树脂的PH值为8左右，即制得水分散型丙烯酸树脂；其中带螯合功能侧基的单体是甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯，其用量为混合单体总质量的5～15％。

功能单体是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸其中的数种单体的混合物，其用量是混合单体总质量的85～95％。

引发剂是油溶性自由基引发剂偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰或二叔戊基过氧化物，最适宜的引发剂是偶氮二异丁腈，其用量是混合单体总量的1.0～1.5％；所用分子量调节剂为十二烷基硫醇，其用量是混合单体用量的0.8～1％。

有机溶剂是可挥发性的醇醚类溶剂：异丙醇、正丁醇、仲丁醇、正辛醇、乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单叔丁醚、二丙二醇单甲醚中的一种或其中多种溶剂的混合物；有机溶剂的用量是混合单体总质量的50～60％。

水性固化剂是HMMM和/或水性封端基多异氰酸酯。

水性汽车闪光涂料的制备包括两个步骤：