一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及涂料领域，具体涉及一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液及其制备工艺，该涂料用乳液包括按质量份计，胺化改性环氧树脂40?50份、环氧聚氨酯树脂10?20份、交联剂10?30份、乳化剂0.1?2份、中和剂0.1?2份和去离子水30?50份；所述胺化改性环氧树脂配方包括，双酚A型环氧树脂40?60份、溶剂甲基异丁基酮8?16、增塑剂4?16份、柔性聚合物10?35份和单分子胺3?8份；所述环氧聚氨酯树脂配方包括，醇醚类和酮类溶剂10?30份，环氧树脂20?35份，脂肪胺0.5?2份，酮亚胺树脂10?25份；所述的酮亚胺树脂配方包括，聚醚胺或聚酰胺60?80份、丁酮或甲基异丁基酮20?40份。
【专利说明】
一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及涂料领域，具体涉及一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液及其制备工
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【背景技术】
[0002]电泳涂料的开发源于上世纪30年代。早期的开发主要集中在阳极电泳涂料上，因此阳极电泳涂料的合成和涂装工艺比较成熟，历史久远，大约在上世纪60年代就已经实现工业化。但在实际应用中，由于阳极电泳涂料存在溶解阳极的缺点，造成漆液污染和漆膜性能下降，促使人们开发了阴极电泳涂料。由于阴极电泳涂料被涂物金属工件是阴极，所以不会损坏磷化层;在电沉积过程中，也没有金属离子溶出污染漆膜。另外，因为阴极有OH-存在，有助于防腐蚀，树脂本身的胺有较好的湿附着力，可大大改善防腐蚀性能。因此阴极电泳涂料具有比阳极电泳涂料更好的涂装稳定性和漆膜性能，目前被广泛应用于汽车及金属涂装领域。阴极电泳涂料用乳液主要通过丙烯酸树脂型、环氧型、聚氨酯型和聚丁二烯型的基料树脂制得，然而传统乳液配方得到的电泳漆的耐用性、泳透力和固化温度上还不够理雄
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【发明内容】
[0003]本发明的目的，是为了解决【背景技术】中的问题，提供一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液及其制备工艺。
[0004]本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液，包括按质量份计，胺化改性环氧树脂40-50份、环氧聚氨酯树脂10-20份、交联剂10-30份、乳化剂0.1-2份、中和剂0.1-2份和去离子水30-50份；
所述胺化改性环氧树脂配方包括，双酸A型环氧树脂40-60份、溶剂甲基异丁基酮8-16、增塑剂4-16份、柔性聚合物10-35份和单分子胺3-8份；
所述环氧聚氨酯树脂配方包括，醇醚类和酮类溶剂10-30份，环氧树脂20-35份，脂肪胺0.5-2份，酮亚胺树脂10-25份；
所述的酮亚胺树脂配方包括，聚醚胺或聚酰胺60-80份、丁酮或甲基异丁基酮20-40份；所述的交联剂为半封闭型和/或封闭型聚氨酯包括，芳香族多异氰酸酯5-20份，醇醚类化合物、杂环类化合物其中之一或两种以上混合3-30份，聚醚或聚碳酸酯二元醇0-80份，酮类溶剂0-40份。
[0005]通过采用，混合的胺化改性环氧树脂和环氧聚氨酯树脂作为乳液主材料，制得的电泳漆具有较强的泳透力以及电泳漆槽液具有较高的击穿电压，槽液的热稳定性也更高，并且该电泳漆的耐盐雾、耐化学品、耐碱、耐水性能优秀。
[0006]作为优选，所述单分子胺中至少有一种酮亚胺化伯胺的仲胺即氨乙基乙醇胺的酮亚胺或二亚乙基三胺的二酮亚胺，它的用量至少占单分子胺总用量的50%，单分子胺中的其他单分子胺为丁胺、辛胺、二乙胺、甲基丁胺、一乙醇胺、二乙醇胺或N-甲基乙醇胺中的一种或几种。
[0007]作为优选，所述双酚A型环氧树脂的环氧当量为200?1000，所述柔性聚合物为聚醚二元醇、聚酯二元醇或聚醚二元胺，其数均分子量为400?1500，所述增塑剂为双酸A聚氧乙烯醚或双酸A聚氧丙烯醚。
[0008]作为优选，所述胺化改性环氧树脂的数均分子量为1500?3500。
[0009]作为优选，所述环氧树脂为环氧当量为180-1000之间的双酚A型环氧树脂或酚醛改性环氧树脂，所述聚酰胺的胺值为80-380，分子量为1000-3000。
[0010]作为优选，所述中和剂为甲酸、乙酸、丙酸、乳酸，草酸或其他有机酸。
[0011]—种高泳透力阴极电泳涂料用乳液制备工艺，包括以下步骤:①制备胺化改性环氧树脂;②制备环氧聚氨酯树脂;③将胺化改性环氧树脂40-50份和环氧聚氨酯树脂10-20份搅拌混合后，加热到100-120°C ；④滴加或分批加入交联剂10-30份，保温1.5-2.5小时；⑤降温到70-90°C，加入乳化剂0.1-2份和中和剂0.1-2份，搅拌分散30-60分钟;⑥降温到30-70°C，加入去离子水30-50份，继续搅拌30-60分钟得到乳液。
[0012]作为优选，所述胺化改性环氧树脂制备方法为，将环氧当量为200?1000的双酚A型环氧树脂与溶剂甲基异丁基酮，一起加热到110°c，直至双酸A型环氧树脂完全熔融，随后降温到90°C，加入柔性聚合物，加热到120°C进行扩链反应或加热并有催化剂存在下进行扩链反应，保温2小时；降温至100°C，加入适量增塑剂和溶剂混合均匀后，再加入单分子胺，继续混合2小时。
[0013]作为优选，所述环氧聚氨酯树脂制备方法为，将环氧树脂20-35份，醇醚类和酮类溶剂10-30份在50 0C -80 0C下搅拌溶解，随后加入脂肪胺0.5_2份，在80 °C-90 °C下反应2_3小时;反应完成后，在75 °C-90 °C下滴加酮亚胺树脂10-25份，保温1.5-2.5小时。
[0014]作为优选，所述交联剂制备方法为，将芳香族多异氰酸酯5-20份投入反应锅，在20-50°C分批加入或滴加醇醚类化合物或杂环类化合物3-30份，聚醚或聚碳酸酯二元醇0-80份；随后在30-80°C保温0.5-2小时后再升温至70°C-90°C保温1.5-3小时，加酮类溶剂0-40份，即得半封闭型和/或封闭型聚氨酯固化剂;其中，所述的醇醚类化合物为醇醚类单羟基化合物，所述的杂环类化合物为杂环类含羟基化合物。。
[0015]综上所述，本发明的有益效果:
①本发明所述的一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液使得配置后的电泳漆的击穿电压彡380V，福特盒法测得泳透力彡22cm，对工件的内腔涂膜能力强。
[0016]②本发明所述的一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液，使得槽液的热稳定性高，槽液电泳温度多35°C，电泳漆膜均匀性好。
[0017]③本发明所述的一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液，使得电泳漆的固化温度为160°C节能环保，槽液工作溶剂含量低于1.5%时，依然能正常涂膜。
【具体实施方式】
[0018]以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
[0019]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0020]实施例1:
一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液，包括按质量份计，数均分子量为2500的胺化改性环氧树脂40份、环氧聚氨酯树脂10份、交联剂30份、乳化剂0.1份、乙酸0.5份和去离子水40份;所述胺化改性环氧树脂配方包括，环氧当量为200?1000的双酚A型环氧树脂60份、溶剂甲基异丁基酮12份、双酚A聚氧乙烯醚8份、数均分子量为1400的聚醚二元醇10份和单分子胺8份;其中单分子胺由甲基乙醇胺4份和二亚乙基三胺的二酮亚胺4份组成;所述环氧聚氨酯树脂配方包括，醇醚类和酮类溶剂15份，环氧当量为400的双酚A型环氧树脂20份，二乙醇胺0.5份，酮亚胺树脂10份；所述的酮亚胺树脂配方包括，胺值为80-380，分子量为1000-3000的聚酰胺80份、甲基异丁基酮20份;所述的交联剂为封闭型聚氨酯配方包括，TDI20份，乙二醇丁醚15份，聚碳酸酯二元醇50份，甲基异丁基酮30份。
[0021]上述高泳透力阴极电泳涂料用乳液的制备工艺，包括以下步骤:①制备胺化改性环氧树脂，将环氧当量为200?1000的双酚A型环氧树脂60份与溶剂甲基异丁基酮12份，一起加热到110°C，直至双酚A型环氧树脂完全熔融，随后降温到90°C，加入数均分子量为1400的聚醚二元醇10份，加热到120 0C进行扩链反应或加热并有催化剂存在下进行扩链反应，保温2小时；降温至100°C，加入双酚A聚氧乙烯醚8份和溶剂混合均匀后，再加入甲基乙醇胺4份和二亚乙基三胺的二酮亚胺4份，继续混合2小时;②制备环氧聚氨酯树脂，将环氧树脂20份，醇醚类和酮类溶剂10-30份在50 0C -80 0C下搅拌溶解，随后加入二乙醇胺0.5份，在80 V -900C下反应2-3小时;反应完成后，在75°C_90 V下滴加酮亚胺树脂10份，保温1.5小时;③将胺化改性环氧树脂40份和环氧聚氨酯树脂10份搅拌混合后，加热到100-12(TC;④滴加或分批加入交联剂30份，保温1.5-2.5小时，所述交联剂制备方法为，将20份TDI投入反应锅，在20-50°(:分批加入乙二醇丁醚3-30份，聚碳酸酯二元醇50份;随后在30-80°(:保温0.5-2小时后再升温至70°C-90°C保温1.5-3小时，加甲基异丁基酮30份，即得封闭型聚氨酯固化剂;⑤降温到70-90°C，加入乳化剂0.1-2份和中和剂0.1-2份，搅拌分散30-60分钟;⑥降温到30-70°C，加入去离子水30-50份，继续搅拌30-60分钟得到乳液。
[0022]实施例2:
一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液，包括按质量份计，数均分子量为2000胺化改性环氧树脂50份、环氧聚氨酯树脂10份、交联剂20份、乳化剂0.5份、乙酸0.1份和去离子水50份；所述胺化改性环氧树脂配方包括，环氧当量为200?1000双酚A型环氧树脂50份、溶剂甲基异丁基酮16份、双酚A聚氧丙烯醚8份、数均分子量为1000的聚醚二元醇10份和单分子胺5份;其中单分子胺由二乙醇胺4份和氨乙基乙醇胺的酮亚胺4份组成;所述环氧聚氨酯树脂配方包括，醇醚类和酮类溶剂30份，环氧当量为400的双酸A型环氧树脂30份，二乙醇胺0.5-2份，酮亚胺树脂20份;所述的酮亚胺树脂配方包括，分子量为1000-3000的聚酰胺60份、丁酮40份;所述的交联剂为半封闭型聚氨酯包括，TDI20份，二乙二醇乙醚20份，聚碳酸酯二元醇40份，丁酮30份。
[0023]上述高泳透力阴极电泳涂料用乳液的制备工艺，包括以下步骤:①制备胺化改性环氧树脂，将环氧当量为200?1000的双酚A型环氧树脂50份与溶剂甲基异丁基酮16份，一起加热到110°C，直至双酚A型环氧树脂完全熔融，随后降温到90°C，加入数均分子量为1000的聚醚二元醇10份，加热到120 0C进行扩链反应或加热并有催化剂存在下进行扩链反应，保温2小时；降温至100°C，加入双酚A聚氧丙烯醚8份和溶剂混合均匀后，再加入二乙醇胺4份和氨乙基乙醇胺的酮亚胺4份，继续混合2小时；②制备环氧聚氨酯树脂，将环氧树脂30份，醇醚类和酮类溶剂30份在50 0C -80 °C下搅拌溶解，随后加入二乙醇胺0.5-2份，在80 °C -90 °C下反应2-3小时;反应完成后，在75 °C-90 °C下滴加酮亚胺树脂20份，保温2小时;③将胺化改性环氧树脂50份和环氧聚氨酯树脂10份搅拌混合后，加热到100-12(TC;④滴加或分批加入交联剂20份，保温1.5-2.5小时，所述交联剂制备方法为，将20份TDI投入反应锅，在20-50°C分批加入或二乙二醇乙醚20份，聚碳酸酯二元醇40份;随后在30-80°C保温0.5-2小时后再升温至70°C-90°C保温1.5-3小时，丁酮30份，即得半封闭型聚氨酯固化剂;⑤降温到70-90°C，加入乳化剂0.5份和乙酸0.1份，搅拌分散30-60分钟;⑥降温到30-70 °C，加入去离子水50份，继续搅拌30-60分钟得到乳液。
[0024]实施例3:
一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液，包括按质量份计，数均分子量为3000胺化改性环氧树脂45份、环氧聚氨酯树脂20份、交联剂25份、乳化剂I份、乙酸0.5份和去离子水50份;所述胺化改性环氧树脂配方包括，环氧当量为200?1000双酚A型环氧树脂45份、溶剂甲基异丁基酮10份、双酚A聚氧乙烯醚10份、数均分子量为800的聚醚二元醇20份和单分子胺7份；其中单分子胺由二乙醇胺4份和氨乙基乙醇胺的酮亚胺4份组成;所述环氧聚氨酯树脂配方包括，醇醚类和酮类溶剂20份，环氧当量为600的双酚A型环氧树脂35份，二乙醇胺I份，酮亚胺树脂20份;所述的酮亚胺树脂配方包括，分子量为1000-3000的聚酰胺60份、丁酮40份;所述的交联剂为半封闭型聚氨酯包括，TDI20份，二乙二醇乙醚20份，聚碳酸酯二元醇40份，丁酮30份。
[0025]—种高泳透力阴极电泳涂料用乳液用乳液的制备工艺，包括以下步骤:①制备胺化改性环氧树脂，将环氧当量为200?1000的双酚A型环氧树脂45份与溶剂甲基异丁基酮10份，一起加热到IlOtC，直至双酚A型环氧树脂完全熔融，随后降温到90°C，加入数均分子量为800的聚醚二元醇20份，加热到120°C进行扩链反应或加热并有催化剂存在下进行扩链反应，保温2小时；降温至100°C，加入双酚A聚氧乙烯醚10份和溶剂混合均匀后，再加入二乙醇胺4份和氨乙基乙醇胺的酮亚胺4份，继续混合2小时；②制备环氧聚氨酯树脂，将环氧树脂35份，醇醚类和酮类溶剂20份在50 0C -80 °C下搅拌溶解，随后加入二乙醇胺I份，在80 °C -90°C下反应2-3小时;反应完成后，在75°C_90°C下滴加酮亚胺树脂20份，保温2小时;③将胺化改性环氧树脂45份和环氧聚氨酯树脂20份搅拌混合后，加热到100-120Γ;④滴加或分批加入交联剂25份，保温1.5-2.5小时，所述交联剂制备方法为，将20份TDI投入反应锅，在20-50°C分批加入或二乙二醇乙醚20份，聚碳酸酯二元醇40份；随后在30-80°C保温0.5-2小时后再升温至70°C-90°C保温1.5-3小时，丁酮30份，即得半封闭型聚氨酯固化剂;⑤降温到70-90°C，加入乳化剂I份和中和剂0.5份，搅拌分散30-60分钟；⑥降温到30-70°C，加入去离子水50份，继续搅拌30-60分钟得到乳液。
【主权项】
1.一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液，其特征在于，包括按质量份计，胺化改性环氧树月旨40-50份、环氧聚氨酯树脂10-20份、交联剂10-30份、乳化剂0.卜2份、中和剂0.卜2份和去离子水30-50份； 所述胺化改性环氧树脂配方包括，双酚A型环氧树脂40-60份、溶剂甲基异丁基酮8-16、增塑剂4-16份、柔性聚合物10-35份和单分子胺3-8份； 所述环氧聚氨酯树脂配方包括，醇醚类和酮类溶剂10-30份，环氧树脂20-35份，脂肪胺0.5-2份，酮亚胺树脂10-25份； 所述的酮亚胺树脂配方包括，聚醚胺或聚酰胺60-80份、丁酮或甲基异丁基酮20-40份； 所述的交联剂为半封闭型和/或封闭型聚氨酯包括，芳香族多异氰酸酯5-20份，醇醚类化合物、杂环类化合物其中之一或两种以上混合3-30份，聚醚或聚碳酸酯二元醇0-80份，酮类溶剂0-40份。2.根据权利要求1所述的一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液，其特征在于，所述单分子胺中至少有一种酮亚胺化伯胺的仲胺即氨乙基乙醇胺的酮亚胺或二亚乙基三胺的二酮亚胺，它的用量至少占单分子胺总用量的50%，单分子胺中的其他单分子胺为丁胺、辛胺、二乙胺、甲基丁胺、一乙醇胺、二乙醇胺或N-甲基乙醇胺中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂的环氧当量为200?1000，所述柔性聚合物为聚醚二元醇、聚酯二元醇或聚醚二元胺，其数均分子量为400?1500，所述增塑剂为双酸A聚氧乙烯醚或双酸A聚氧丙烯醚。4.根据权利要求3所述的一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液，其特征在于，所述胺化改性环氧树脂的数均分子量为1500?3500。5.根据权利要求1所述的一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液，其特征在于，所述环氧树脂为环氧当量为180-1000之间的双酚A型环氧树脂或酚醛改性环氧树脂，所述聚酰胺的胺值为80-380，分子量为1000-3000。6.根据权利要求5所述的一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液，其特征在于，所述中和剂为甲酸、乙酸、丙酸、乳酸，草酸或其他有机酸。7.—种高泳透力阴极电泳涂料用乳液制备工艺，其特征在于，包括以下步骤:①制备胺化改性环氧树脂;②制备环氧聚氨酯树脂;③将胺化改性环氧树脂40-50份和环氧聚氨酯树月旨10-20份搅拌混合后，加热到100-120°C ；④滴加或分批加入交联剂10-30份，保温1.5-2.5小时;⑤降温到70-90°C，加入乳化剂0.卜2份和中和剂0.卜2份，搅拌分散30-60分钟;⑥降温到30-70°C，加入去离子水30-50份，继续搅拌30-60分钟得到乳液。8.根据权利要求7所述的一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液制备工艺，其特征在于，所述胺化改性环氧树脂制备方法为，将环氧当量为200?1000的双酸A型环氧树脂与溶剂甲基异丁基酮，一起加热到110°C，直至双酚A型环氧树脂完全熔融，随后降温到90°C，加入柔性聚合物，加热到120°C进行扩链反应或加热并有催化剂存在下进行扩链反应，保温2小时；降温至100°C，加入适量增塑剂和溶剂混合均匀后，再加入单分子胺，继续混合2小时。9.根据权利要求7所述的一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液制备工艺，其特征在于，所述环氧聚氨酯树脂制备方法为，将环氧树脂20-35份，醇醚类和酮类溶剂10-30份在50°C-80°C下搅拌溶解，随后加入脂肪胺0.5-2份，在80°C-90°C下反应2-3小时；反应完成后，在75°C-90 °C下滴加酮亚胺树脂10-25份，保温1.5-2.5小时。10.根据权利要求7所述的一种高泳透力阴极电泳涂料用乳液制备工艺，其特征在于，所述交联剂制备方法为，将芳香族多异氰酸酯5-20份投入反应锅，在20-50°C分批加入或滴加醇醚类化合物或杂环类化合物3-30份，聚醚或聚碳酸酯二元醇0-80份;随后在30-80°C保温0.5-2小时后再升温至70°C-90°C保温1.5-3小时，加酮类溶剂0-40份，即得半封闭型和/或封闭型聚氨酯固化剂;其中，所述的醇醚类化合物为醇醚类单羟基化合物，所述的杂环类化合物为杂环类含羟基化合物。
【文档编号】C09D163/00GK106047053SQ201610382566
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】彭德琼
【申请人】广德县中银化工有限责任公司