水性汽车中涂涂料Word格式.docx

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树脂组成

①车身平板部位

中涂涂料

醇酸氨基

②前端立面

石击密封胶

马来酸化聚烯烃PU型

③侧护板

石击保护涂层

PVC-PU

④门柱

门柱中涂

⑤内板

内板涂料

与中涂面漆同样组成

而中涂的功能多种多样，典型的功能及内容如表2所示。

表2中涂的功能

作用

内容

层间附着力

ED/PS、PS/BC的附着力

抗石击

剥离面积达到底材的最小比

耐候性

1）防止暴露后中/面漆剥离

2）阻止光线透过到达ED，防止暴露后后从ED的剥离

调色

彩色中涂可以减少面漆的厚度扩大面漆涂装颜色范围

改善遮盖力

1）底材尘埃遮盖效果

2）减少打磨静电，降低外观异常

提高外观

遮盖底材粗糙度，确保平滑

为满足这些功能，树脂组成、颜料分散性、抗静电性、成本是重要因素，广泛使用的是醇酸氨基型。

2.3醇酸树脂

本节将重点介绍车身中涂，而其它部位的中涂将在3.2节中介绍.

2.3.1醇酸树脂的分类

醇酸树脂的分类如表3所示：

表3醇酸树脂的类型

分类方法

品种

按干燥方式

常温干燥（气干）、烘干

按组成成分

多元醇/多元酸/油或脂肪酸醇酸即聚酯

多元醇/多元酸无油醇酸

油改性醇酸或元油醇酸用改性树脂改性的改性醇酸

1.油或脂肪酸改性醇酸

油或脂肪酸改性醇酸树脂，溶解性、颜料润湿性良好，另一方面则耐候性、耐化学性、耐溶剂性、耐污性降低，且柔韧性和硬度调整范围窄，但是涂料刷涂施工性良好，广泛用于建筑、化工厂、大桥、船舶、重型机械、重型车辆、农机。

2.无油醇酸

无油醇酸是不含油或脂肪酸的醇酸树脂，是一种特殊类型的聚酯，不用脂肪酸，但仍可以通过调整多元醇、多元酸品种平衡结构与性能，可以获得柔韧性、抗冲击和硬度的平衡，且抗划伤性比醇酸强，用于汽车的聚酯，是高反应活性（OHV高）的，与氨基树脂合用，制烘漆。

3.改性剂或树脂改性醇酸树脂

（1）改性剂改性

改性剂改性的醇酸树脂，耐水性、耐化学性、抗冲击等性能得到改进，如叔碳酸的甘油

（二）酯改性，由于其具有脂肪酸的性质，具有良好耐候性、鲜映性，常用于汽车中涂、面漆的改性剂，用有机硅改性的醇酸树脂，耐候性提高。

ε-己内酯与树脂反应形成ε-己内酯聚合体，成为具伯羟基树脂改进反应性。

表4为改性剂一览表。

表4醇酸树脂常用改性剂

改性剂类型

实例

改进的性能

合成脂肪酸

异壬酸、异癸酸

耐候、耐化学性

烷基酸（C9-C12）

耐水解

环氧化合物

叔碳酸甘油酯（如环氧当量250、280）

耐水、耐化学性

具长链烷基单环氧

柔性、相容性、耐候性、保色性

叔碳酸缩水甘油酯（环氧当量245）

耐候性、外观、相容性、硬度、耐化学性

有机硅中间体

耐候、保色

ε-己内酯

柔性、冲击、附着、耐候性

多元醇

聚季戊四醇HO（CH2CH2CH2CH2O）nH

耐磨、耐开裂、低温柔性、抗石击

（2）树脂或特种单体改性

酚醛树脂、松香树脂、双酚A环氧树脂以及TDI、乙烯基单体均可以用于改性醇酸树脂，但这些树脂及单体改性后的醇酸均会产生不同程度的付效果，其结果如表5所示：

表5树脂改性醇酸树脂

改性树脂及单体

优点

缺点

酚醛树脂

耐水性、、耐化学性、

干性、硬度、附着力

耐候性降低，用于底中涂

乙烯单体（如苯乙烯、

甲基丙烯酸甲酯）

干性、硬度、耐化学性、光泽、耐候性

会有重涂咬底倾向，要用芳族碳-氢溶剂

TDI

耐候性降低

双酚A环氧树脂

可加工性、附着力、冲击、耐碱性

2.3.2醇酸树脂所用原材料

醇酸树脂所用原材料包括油或脂肪酸、多元醇、多元酸。

1.油、脂肪酸

形成长链油、脂肪酸的脂肪族化合物具有柔韧性、而且易溶于廉价的C-H溶剂。

油、脂肪酸，据其碘值判断是否为干性油、半干性油、不干性油，常温干醇酸树脂用干性油。

一般烘烤型醇酸特别要求耐候性的且合成时为解决色度加深的问题，要求使用碘值低的椰子油或椰子油酸。

表6常用油及脂肪酸功能

指标

蓖麻油

脱水蓖麻油

椰子油

亚麻油

棕榈油

葵花油

豆油

桐油

塔尔油脂肪酸

米糠油

干性类型

不干

干性油

用于醇酸树脂的效果

色调、保色性，附着性

快干、硬度、耐化学性

色调、保色、耐候性

快干，光泽

保色

非常快干性、硬度、耐化学性

干燥形式

氧化

常温

◎

○

强制

烘烤

拼入氨基

挥发

注：

◎可以用；

○与其他油拼用可以用。

根据油脂中油的含量多少决定何种油度醇酸树脂，油度在35%-45%以下称短油度，45%-55%为中油度，55%-65%为长油度，其中，35%以下称超短油度，65%以上为超长油度。

一般短油度-中油度醇酸树脂，用作邻苯二甲酸瓷漆、清漆，超短油度醇酸树脂用于汽车烘烤漆，而长油-超长油醇酸则用于调和漆。

2.有机酸、多元酸和多元醇

用于醇酸树脂合成的有机酸、多元酸、多元醇很多，应根据性能要求，成本等综合考虑，选择、组合，典型的品种如表7所示：

表7用于醇酸树脂的原料

当量值

一元酸

三元酸

苯甲酸

122.1

偏苯三酸酐

64.0

对叔丁基甲酸

178.1

偏苯三甲酸

70.0

2-乙基己酸

144.2

四元酸

月桂酸

200.3

均苯四甲酸

54.5

二元酸

二元醇

己二酸

73.1

乙二醇

31.0

1,4-环己基二甲酸

88.1

1,3-丁二醇

45.0

癸二酸

101.1

1,4-环己基二甲醇

72.1

富马酸

58.0

新戊二醇

52.1

顺酐

49.0

新戊二醇特戊酯

102.1

苯酐

三元醇

四氢苯酐

76.1

三羟甲基丙烷

44.7

六氢苯酐

78.1

四元醇

间苯二甲酸

83.1

季戊四醇

34.0（工业35.5）

上表中，1,4-环甲基二甲醇（CHDM），1,4-环甲基二甲酸（CHDA）可获得高耐性、柔韧性和硬度，2,2,4-三甲基-1,3丙二醇，新戊二醇特戊酯（HPHP）可以制得低粘度树脂，从而可制高固体份涂料，而偏苯三酸酐（TMA）可以作水性醇酸（聚酯）的重要原料。

2.3.3酸树脂的合成

1.醇酸树脂的合成工艺

醇酸树脂的合成工艺有两种，一是不使用溶剂的熔融法，一是溶剂共沸脱水法。

两种工艺反应温度在170-250℃反应约10-25h，及时移去脱出水，加催化剂可以使反应时间缩短，常用的酯化催化剂是二丁基氧化锡，辛酸锌、钛酸丁酯等。

目前熔融法工艺已很少用，因为温度控制非常困难，因而批次不同，树脂质量会有差别，分子结构、分子量控制不易，且往往颜色深。

溶剂共沸脱水法则是目前普遍采用的方法，它是利用二甲苯等惰性溶剂品种及用量控制，其装置是将熔融法冷凝器改为叶形冷凝器，有的溶剂法生产醇酸树脂时，在反应器上装有蒸汽加热分馏柱，柱内装填料，反应时蒸汽经过分馏柱后进入冷凝器。

一般在反应前阶段，勿使溶剂回馏，到一定反应程度（转化率）改溶剂回流。

这个方法有利于含低沸点成分的配方（如含苯甲酸、新戊二醇、乙二醇），无分馏柱时损失大，树脂配方成分改变。

溶剂的应用，脱出速度加快，可以缩短反应时间。

用溶剂法生产的树脂，分子量与粘度关系明确。

2.合成方法

合成方法有醇解法、酸解法、脂肪酸法、酯化法和缩聚法。

i）醇解法

该法是将油、多元醇、催化剂进行酯交换后，加多元醇、多元酸再缩聚的方法。

油是三甘油酯应易酯化，所以借助醇解变成甘油的不完全酯，一般以单甘油酯含量为最高。

醇解程度可以用碘酸法测定或用甲醇的溶解度判定出来。

更有效的方法是电导法。

ii）酸解法

酸解法则是将油和多元酸进行酯交换后加多元醇、多元酸再反应的方法：

此法只用于IPA制醇酸树脂时用。

iii）脂肪酸法

该法是将油变成脂肪酸，然后直接将脂肪酸与多元醇、多元酸酯化制醇酸树脂，此法往往采取分步聚合。

先用部分脂肪酸反应至低AV，然后加入剩下脂肪酸再酯化到要求酸值，此法可改善醇酸树脂干性和耐碱性。

iv）酯化法

此法实际上是脂肪酸法的一种特例，以有机一元酸如苯甲酸代替脂肪酸或不加，这就是无油醇酸或聚酯。

醇酸树脂的长链脂肪酸的侧链、树脂的溶解性，与其他树脂的相容性、颜料的润湿性好，但耐候性、耐污性、耐溶剂性低。

而且醇酸树脂形成高硬度涂膜困难。

无油聚酯与醇酸树脂比，可获得耐候性、耐化学性、硬度，为提高涂膜硬度，要考虑提高树脂的Tg，主链中引入芳香族二元酸。

线型聚酯结构：

支化型聚酯结构：

如考虑耐候性，则采用六氢苯酐（HHPA）、1,4-环甲基二甲酸（1,4-CHDA）；

提高涂料酯键耐水解性，有两种方法。

第一，树脂中酯键受水（或酸碱）进攻，增大酯键周围立体障碍，采用具有支链烷基的多元醇如2,2二甲基-1,3-戊二醇及1,4-CHDA