[发明专利]一种低温固化阴极电泳涂料及其制备方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及电泳涂料技术领域，具体说是一种环保型的低温固化阴极电泳涂料的制备。

[背景技术]

阴极电泳涂料的泳透力、库仑效率很高，槽液比较稳定容易控制，不易受杂质离子和微生物的影响而变质，逐渐取代了阳极电泳涂料作为主要的汽车底涂涂料。并且具有高耐候性、高耐蚀性、高透明度、装饰性好、环保安全且对金属基体无腐蚀性等特点而广泛应用于金属表面涂装处理。特别是阴极电泳涂料是以带有胺基的碱性高分子树脂为基体，对黑色金属有缓蚀保护功能，所以其涂膜非常适用于黑色金属等表面保护，目前被大量应用于汽车、机电、家电等五金件的涂装。其应用也不再局限于材料的防腐蚀，而是兼有材料的表面装饰作用。但阴极电泳涂料的烘烤温度范围一般在160℃～180℃，对带有橡胶、塑料等的汽车零部件在高温烘烤容易变形，这就产生了开发低温固化型阴极电泳涂料的客观需要。低温固化型阴极电泳涂料不仅有利于带有塑料和橡胶的汽车零部件的涂装，而且能大大降低能耗。为了满足产品性能和环保节能，低温固化阴极电泳漆的开发愈发迫切。

与传统的溶剂型涂料和其它浸涂、喷涂水性烤漆相比，低温固化阴极电泳涂料具有无可比拟的优越性：烘干温度低；烘干时不产生烟油；涂装汽车底盘等大型工件时不产生应变；可整件涂装塑料、橡胶与钢板组装工件；可涂装铸件等壁厚的工件。且大大降低因烘烤工件产生的能耗。作为一项环保产品，是当今乃至未来很长一段时间内电泳涂料行业的发展趋势。

[发明内容]

本发明的主要目的制备一组能低温解封并迅速促进树脂固化的阴极电泳涂料，从而降低电泳涂料的烘烤温度，获得一种低温固化的阴极电泳涂料，使用此发明制备的阴极电泳涂料，固化温度可以低至110℃。

为实现上述目的，设计一种低温固化阴极电泳涂料，包括树脂乳液及色浆，其特征在于所述的树脂乳液由乳液树脂升温至50℃后，搅拌均匀并保温30分钟后，加入有机酸或含有有机酸的混合物中和，可以是甲酸、乙酸、乳酸、柠檬酸等或者是其中有机酸的混合物，在50℃搅拌1小时，搅拌状态下慢慢加入去离子水，加完后继续搅拌30分钟形成，所述乳液树脂包括四个组分：

①改性环氧树脂，占乳液树脂固体重量的50%-67%，所述改性环氧树脂是环氧树脂经由双酚A碱性催化扩链、再通过含活泼氢的胺化合物改性而成，经双酚A扩链后的环氧树脂，其环氧当量为300-2000，所述含活泼氢的胺化合物至少有一种一元仲胺和一种同时含伯氨基和叔胺基团的多元胺；

②吡唑类化合物封端的HDI缩二脲，占乳液树脂固体重量百分8%-10%；

③以酮肟类化合物封端的MDI，占乳液树脂固体重量百分比的20%-30%；

④叔碳酸缩水甘油酯，占乳液树脂固体重量百分比5%-10%。

所述双酚A与环氧树脂的份数比优选7:23，所述碱性催化剂为三乙胺或N-N二甲基苄胺或三乙醇胺或二甲基乙醇胺或三苯基磷或甲基二乙醇胺。

所述的一元仲胺为烷基胺类或酮亚胺类或醇胺类或其混合物，其中，烷基胺类包括二乙基胺或甲基异丁基胺或二丁基胺，酮亚胺类包括羟甲基乙二胺酮亚胺或二乙烯三胺酮亚胺。

所述含活泼氢的胺化合物优选二乙烯三胺的酮亚胺，其中活泼氢总和与环氧基团的总和之比为0.6-0.9:1；所述吡唑类化合物封端的HDI缩二脲优选3-5二甲基吡唑封端的HDI缩二脲，其中3-5二甲基吡唑与HDI缩二脲的份数比为17:10；所述酮肟类化合物封端的MDI优选以甲乙酮肟封端的MDI，其中甲乙酮肟与MDI的份数比为17:10；所述的叔碳酸缩水甘油酯优选新葵酸缩水甘油酯，环氧当量控制在230-245。

上述低温固化阴极电泳涂料的制备方法的步骤如下：

a.制备经双酚A扩链后的环氧树脂

在环氧树脂中搅拌下加入双酚A和惰性溶剂，并添加有机碱作催化剂，升温到125℃-145℃，保温1-3小时后，降温出料，制得环氧当量为300-2000的环氧树脂，放入干净密封的容器中备用，以制备扩链后的胺改性的双酚a环氧树脂；

b.制备扩链后的胺改性的双酚a环氧树脂

将步骤a所制备的环氧树脂和惰性溶剂升温至80℃，并搅拌下加入含活泼氢的胺化合物，所述含活泼氢的胺化合物，至少有一种一元仲胺和一种同时含伯氨基和叔胺基团的多元胺，并控制活泼氢总和与环氧基团的总和之比为0.6-0.9:1，加完后升温至110℃保温3小时后降温出料，得到扩链后的胺改性的双酚A环氧树脂，放入干净密封的容器中备用，本组分的固体份控制在70-90%之间；