一种阳离子微凝胶、制备方法及其用图
【技术领域】
[0001] 本发明属于涂料制备技术领域，尤其设及一种水分散的阳离子微凝胶、制备方法 及其用途。
【背景技术】
[0002] 电泳涂料的商业化应用有50多年的历史，在电动车、摩托车、汽车及零部件乃至 航空等领域内得到广泛应用，其应用范围也随着电泳配方和涂装技术的进步、发展和完善， 得到不断推广与扩大。
[0003] 在电泳涂料的涂装中，常会遇见形状复杂的汽车车身、零部件或金属工件，其中往 往会有锋利的切边、尖锐的边角或者极薄的层状结构。在电泳烘烤过程中，涂层尚未固化之 前，随着溫度升高，涂层粘度降低，流动性提高。涂层发生流动，往往会漏出边角部位。而运 些裸露部位的金属由于得不到涂层保护，就会发生严重的诱蚀即边角腐蚀。
[0004] 微凝胶属于亚微米级的聚合物水分散体，是一种在大分子内部交联的聚合物水性 分散体；微凝胶不完全溶于水，是一种稳定的聚合物水性分散体，在水中可W有一定程度的 溶胀，常可W用于调整涂层流变性能。根据微凝胶分子内部交联密度的不同，可W分为硬质 微凝胶和软质微凝胶两类。交联密度越高，微凝胶硬度越高；反之，微凝胶越柔软，越趋向于 线型聚合物。根据分子内及表面有无反应性基团，微凝胶又可W分为反应性微凝胶和非反 应性微凝胶两类，其中W反应性微凝胶的研究最为活跃，应用最为广泛。
[0005] 电泳涂料中常用的微凝胶有环氧-胺类、丙締酸类、硅氧烷类。其作为重要技术 手段的基本原理是：包含微凝胶组合物的电泳涂料在烘烤过程中，微凝胶可W增加烙融状 态下涂层的粘度，降低涂层的流动性，阻止边角部分涂层的收缩，提高边角部位的涂层覆盖 率。现在应用的微凝胶存在生产过程不易控制甚至焦锅、添加量大边角保护仍不充分，涂层 外观难W接受根本无法应用等弊端。
[0006] 专利申请公开号CN103319976A介绍了一种高交联密度阳离子微凝胶，使用聚酸 胺与环氧加成。由于聚酸胺中引入大量的聚酸链段，往往造成层间附着力不良，然而在车身 等有中上涂配套的领域，对底涂提供的附着力仍有比较高的要求。
[0007] 专利US5, 096, 556制备了含有环氧-胺的微凝胶。环氧主链上环氧使用酬亚胺开 环，酬亚胺在水解后产生伯胺，伯胺再与环氧反应生成了微凝胶。该微凝胶的生产过程复 杂，原材料或过程工艺参数控制不当，容易过度交联造成反应蓋焦锅。包含了该微凝胶组合 物的电泳涂料，边角效果得到改善，但正是由于流动性抑制原因，涂层不能够充分流平，造 成外观不好。添加量需要很大才能达到理想的边角保护效果，并由此产生槽液参数、涂装性 能的巨大差异，使用方法麻烦，应用效率下降。
[0008] 有鉴于此，有必要提供一种阳离子微凝胶，可在涂装过程中提高涂层的边角覆盖 率，W提高边角的防腐蚀性。
【发明内容】
[0009] 针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种阳离子微凝胶。
[0010] 本发明的另一个目的是提供一种上述阳离子微凝胶的制备方法。
[0011] 本发明的又一个目的是提供一种使用上述阳离子微凝胶制备的电泳涂料。
[0012] 为了实现上述目的，本发明的一个方面采用的技术方案如下：
[0013] 一种阳离子微凝胶，包括W下重量份的组分：
[0014] 环氧树脂 1300-巧00份， 双酷A 386-1035 份， 雨类物质 244-361份， 催化剂 0.2-10汾， 组合胺类物质 佛-1000份， 酸水 100~5500份， 高官能度环氧树脂 50-500份， 溶剂 100-12000 份。 阳015] 本发明的另一个方面采用的技术方案如下：
[0016] 一种阳离子微凝胶，包括W下重量份的组分：
[0017] 环氧树脂 1300-2蜘:0愤， 双酪A %6-1035份， 酬类物质 244-361份， 權化窥J 0.2-10餘， 组合胺类物质 60-1000份， 酸冰 100-5500化，
[0018] 裔官能媛坏氧树繼 50-500悅， 溶剂 100-12000 份， 填充物 1-474份。
[0019] 优选地，所述环氧树脂为由双酪A、环氧氯丙烷在碱性条件下缩合制备，环氧当量 在185-192,至少含有两个反应性环氧基团的树脂化合物。
[0020] 优选地，所述环氧树脂具备W下特征：在催化剂催化下与双酪A增长扩链后，采用 组合胺化合物全部或部分打开扩链后的环氧树脂上的环氧环；或采用含有其它活泼氨的化 合物，打开或部分打开剩余的环氧环。
[0021] 优选地，所述酬类物质可W是甲乙酬、甲基异丙基甲酬、甲基异下基甲酬中的至少 一种。
[0022] 优选地，所述催化剂为胺类、节胺类、叔胺类、季锭类、咪挫类、咪挫嘟类、憐类催化 剂中的至少一种；优选为Ξ苯基憐、二甲基节胺、二甲基咪挫、漠化四乙基锭中的至少一种。
[0023] 优选地，所述组合胺类物质为酬亚胺或氨基化合物中的至少一种，所述酬亚胺由 酬类与多元胺经缩合反应脱水制得，其中：酬类为甲乙酬、甲基异丙基甲酬、甲基异下基甲 酬中的至少一种，多元胺为二乙締Ξ胺、间苯二胺、间苯二甲胺、1,3-二（氨甲基）环己烧等 中的至少一种。本发明优选二乙締Ξ胺与MIBK(甲基异下基酬）脱水制备得到的酬亚胺。 所述氨基化合物选自伯胺、仲胺、季胺盐中的至少一种，优选为二正下胺、二甲基氨基乙胺、 甲基乙醇胺、二乙醇胺、Ξ乙醇胺、二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺等中的至少一种。本发明中 优选甲基乙醇胺和二乙醇胺。
[0024] 优选地，所述酸水包括W下重量份的组分： 阳0巧]酸 30~500份，
[0026] 纯水 70 ~5000 份。
[0027] 优选地，所述酸为氨基横酸、甲酸或冰醋酸中的至少一种。
[0028] 优选地，所述高官能度环氧树脂为在环氧树脂大分子中含有2个或2个W上的环 氧基，既含有两个环氧基又含有柔性链段的可W是但不限于陶氏化学DER732环氧树脂；还 包括由Ξ径甲基丙烷作为原料，获得的Ξ缩水甘油酸类的环氧树脂；类似Ξ径基丙烷Ξ缩 水甘油酸，还包括但不限于四缩水甘油酸基四苯基乙烧、Ξ苯基缩水甘油酸基甲烧、四缩水 甘油基二甲苯二胺、Ξ缩水甘油基-P-氨基苯酪、四缩水甘油基二氨基二亚甲基苯、Ξ缩水 甘油基Ξ聚异氯酸醋中的至少一种。在本发明中，所述高官能度环氧树脂可选用但不仅限 于美国滿森特种化学公司的Ξ径基丙烷Ξ缩水甘油酸肥L0XYModifier48等。
[0029] 优选地，所述溶剂为纯水。
[0030] 优选地，所述填充物可W是二甲苯甲醒树脂、Ξ洋化成精细化学品有限公司的 BPE-60C、陶氏化学的T0NE-200、法国赛比克公司的CAPA2054等聚醋或聚酸中的至少一 种；可W与环氧树脂发生反应，也可W仅仅作为"填充物"形式存在。可W不使用，也可W使 用一种或一种W上上述填充物。本发明中优选二甲苯甲醒树脂。
[0031] 优选地，所述制备的阳离子微凝胶旋转粘度为10-5000厘泊，优选为40-4000厘 泊，特别优选为50-3000厘泊。
[0032] 一种上述阳离子微凝胶的制备方法，包括W下步骤：
[0033] 将1300-2900份环氧树脂、386-1035份双酪AJ44-361份酬类物质混合，升溫 至100-120°C后揽拌均匀，加入0. 2-10份催化剂升溫至130-150°C保溫，直至环氧当量扩 大至所需范围为止；降溫至ll〇°CW下加入60-1000份组合胺类物质，升溫至110-130°C 保溫2-3小时；加入100-5500份酸水揽拌均匀，再加入溶剂乳化，升溫至50-80°C后，加入 50-500份高官能度环氧树脂，在50-100°C保溫1-5小时，加入溶剂后降溫出料，制备得到所 述阳离子微凝胶，所述溶剂共加入100-12000份；
[0034] 或，将1300-2900份环氧树脂、1-474份填充物、386-1035份双酪A、244-361份酬 类物质混合，升溫至100-120°C后揽拌均匀，加入0.2-10份催化剂升溫至130-150°C保溫， 直至环氧当量扩大至所需范围为止；降溫至ll〇°CW下加入60-1000份组合胺类物质，升 溫至110-13(TC保溫2-3小时；加入100-5500份酸水揽拌均匀，再加入溶剂乳化，升溫至 50-80°C后，加入50-500份高官能度环氧树脂，在50-100°C保溫1-5小时，加入溶剂后降溫 出料，制备得到所述阳离子微凝胶，所述溶剂共加入100-12000份。
[0035] 一种由上述阳离子微凝胶制备的电泳涂料，包括W下重量份的组分：
[0036] FEM-8108环氧聚氨醋树脂 300-500份， PN-1300 色浆 60-120错， 阳离子微凝胶 1-200份， 溶剂 300-600份。
[0037] 所述FEM-8108环氧聚氨醋树脂是包含多种环氧与多种异氯酸醋等物质的化学混 合物，可统称为环氧聚氨醋树脂；所述FEM-8108环氧聚氨醋树脂和所述PN-1300色浆均购 于立邦涂料（中国）有限公司。