[发明专利]阴极电沉积涂料用树脂及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种阴极电沉积涂料用的环氧胺-多胺-封闭异氰酸酯树脂及其制备和应用。

阴极电沉积涂料是70年代中期发展起来并迅速得到工业化应用的一种新型电沉积涂料。由于它具有优良的防腐蚀性、机械性能、泳透率和自动化涂装能力等优点，很快受到汽车工业的重视，到1988年世界汽车总产量中已有91％采用阴极电沉积涂料作底漆。

在我国，70年代末期自行研制成功酚醛改性环氧多胺阳离子型阴极电沉积涂料80年代初期相继从日本、奥地利等国引进PPG和Hoechst两大体系的阴极电沉积涂料。

但是，由于国外技术对制备涂料所用原料要求苛刻，国产化率较低，故难于大量推广，而自行开发的酚醛改性环氧多胺阳离子垫阴极电沉积涂料技术，尚属早期阴极电沉积涂料，这种产品耐腐蚀性差，电泳液pH值低、泳透率低。因此，随着我国汽车工业的发展，急需一种在产品性能上可与国外同类产品相当、原材料国产化，而在操作性和使用性等方面优良的产品。

本发明的目的是以国内产品为原料，开发制备一种防腐蚀性好、泳透率高、电泳液接近中性且电沉积循环稳定性好的阴极电沉积涂料用树脂及其制备和应用

实现本发明目的的方法是制备一种适合电沉积涂料用的环氧胺-多胺-封闭异氰酸酯树脂。

该树脂由三种组分构成加合物：组分(1)是胺化程度为20～70％的环氧胺加成物；组分(2)是酮类封闭的多胺；组分(3)是用带活泼氢的化合物封闭的异氰酸酯。将上述3种组分按下述配方称量、混合、升温进行热拼，达到预定粘度3～5秒(格氏管25℃测定，树脂∶丁醇=6∶4)后，降温至80℃以下，加入乳酸和一缩二乙二醇搅拌均匀即可制得水溶性树脂。配方

组分1    环氧胺加成物    45～55(重量百分数，下同)

组分2        多胺(固体分90±2％)     10～20

组分3        封闭异氰酸酯            18～25

中和剂       乳酸(工业品)            1.5～2.5

溶剂         一缩二乙二醇(工业品)    5～9

其中3种组分的制备方法是：

组分1是将环氧树脂按胺化程度加入胺化剂，使之回流形成胺化程度为20～70％的环氧胺加成物。所用环氧树脂可以是不同品种的高分子量双酚A型环氧树脂及其混合物；所用胺化剂可以是低分子量胺(如，二乙胺、三乙胺、三甲胺等)、醇胺(如，一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等)或者上述胺类的混合物。

组分2是以酸类为催化剂，用酮类和高分子聚酰胺加热、回流、脱水制成，其中酮类为丙酮、丁酮、甲乙酮、甲基异丁基酮等；聚酰胺为二聚酸、三聚酸等的多胺化合物，胺值为315±15mg KOH/g，酸类为无机酸，如盐酸。

组分3是在有机锡催化剂存在下，将异氰酸酯与带活泼氢的封闭剂一起加热，反应至游离异氰酸酯基≤2％制成的。所用异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯等；封闭剂为醇类、二元醇的单醇醚类、聚醚类及乙酰乙酸乙酯等带活泼氢的化合物；有机锡催化剂为月桂酸二丁基锡。

本发明材脂可采用我国现有的通用生产设备按下述配方和方法配制成适用于阴极电沉积的涂料：将配方(颜/基比＞1.5)中部分树脂、颜料、填料和术搅拌均匀后，用三辊磨研磨至细度＜30μm，再补齐剩余量树脂和丁醇，用高速搅拌机搅均匀后，测定固体分并用蒸馏水调至固体分70±2％。

(A)氧化铁红底漆配方

   本发明树脂           60.0～65.0(重量百分数，下同)

   氧化铁红             12.0～18.0

   丁醇                 1.0～2.5

   瓷土                 5.0～8.0

   水                   10.0～15.0

(B)黑色半光漆

   本发明树脂           80.0～90.0(重量百分数，下同)

   炭黑                 3.0～6.5

     瓷土                 5.0～8.0

     钼铬红               1.0～3.0

     丁醇                 1.0～3.0

上述涂料配成电泳液，其固体分为16～20％，pH值为6.0～6.5，电导率为1200±400μs/cm，采用常规电泳方法进行电泳涂装，电压150～250伏，电泳槽液温度23～27℃。