一种高湿膜电阻阴极电泳涂料用乳液树脂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种高湿膜电阻阴极电泳涂料用乳液树脂，其特征在于主要包含以下组分：i).功能性改性环氧树脂A，由双酚A型环氧树脂与8-羟基喹啉制得的含有喹啉结构的环氧树脂通过胺改性得到的，ii).功能性改性环氧树脂B，由基础环氧树脂与甲苯二异氰酸酯制备的含有噁唑烷酮环的环氧树脂经过双酚A扩链后胺改性得到。本发明将有含有噁唑烷酮结构的功能性树脂引入到电泳涂料的当中，其福特盒法测定的泳透力大于21cm。
【专利说明】一种高湿膜电阻阴极电泳涂料用乳液树脂及其制备方法
[【技术领域】]
[0001] 本发明涉及阴极电泳涂料【技术领域】，具体的说是一种通过提高电泳成膜后的湿膜 电阻而获得高泳透力的阴极电泳涂料乳液的制备方法。
[【背景技术】]
[0002] 从二十世纪七十年代开始，阴极电泳涂料开始在工业化应用以来，因为其优良的 耐腐蚀性能，优异的机械性能和其在涂装应用时的高度自动化。使其在汽车工业上迅速的 大面积使用并得以普及。但在目前的电泳涂装中，有一个难点一直无法完全攻破，即电泳涂 装的泳透力。因被涂装工件有各种复杂形状，在此中含有各种凹槽，缝隙和腔体。这些复杂 形状在电泳过程中常常因电屏蔽现象使得被涂装工件内外涂膜不均，内表面涂膜较薄，电 泳涂料能否在被涂装工件上的凹槽，缝隙和腔体上均匀成膜成为衡量电泳涂料产品质量的 重要指标即泳透力。泳透力越高，则被涂装工件内外表面差异越小，内外表面形成的涂膜差 异越小。而对于电泳涂料的泳透力，电泳成膜后的湿膜电阻决定着电泳涂料的泳透力，因此 高湿膜电阻的电泳涂料亦是当今电泳涂料的一种发展趋势。
[0003] 随着当前汽车工业的迅速发展，高泳透力电泳涂料有了广阔的市场空间，制备高 泳透力的电泳涂料已成为各大厂家争相开发的热点。常规的环氧树脂阴极电泳涂料用乳 液，一般由环氧改性的聚多胺树脂或胺改性后的环氧树脂混合全封闭型多异氰酸酯，经过 有机酸中和成盐后，加入去离子水乳化而成，此类型的电泳涂料，一般具有较优良的涂膜性 能和优异的耐腐蚀效果，但对于泳透力要求较高的场合，其使用面受到限制。
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【发明内容】
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[0004] 本发明的主要目的在于将有含有噁唑烷酮结构的功能性树脂引入到电泳涂料的 当中，从而提高电泳涂料电泳成膜后的湿膜电阻，基于此得到一种高泳透力的电泳涂料，使 用此发明制备的阴极电泳涂料，其福特盒法测定的泳透力大于21cm。
[0005] 为了实现上述目的，发明一种高湿膜电阻阴极电泳涂料用乳液树脂，其特征在于 主要包含以下组分：
[0006] i).功能性改性环氧树脂A，由双酚A型环氧树脂与8-羟基喹啉制得的含有喹啉 结构的环氧树脂通过胺改性得到的，
[0007] ii).功能性改性环氧树脂B，由基础环氧树脂与甲苯二异氰酸酯制备的含有噁唑 烷酮环的环氧树脂经过双酚A扩链后胺改性得到。
[0008] 其中，所述的功能性改性环氧树脂A优选占乳液树脂固体重量的50-60%，功能性 改性环氧树脂B优选占乳液树脂固体重量的20-30%。
[0009] 该乳液中还含有全封闭芳香族异氰酸酯。该全封闭芳香族异氰酸酯占乳液树脂固 体重量的20-30%。
[0010] 为了实现上述目的，本发明还包括一种高湿膜电阻阴极电泳涂料用乳液树脂的制 备方法，包括以下步骤：
[0011] a.双酚A型环氧树脂与8-羟基喹啉制得的含有喹啉结构的环氧树脂通过胺改性 得到功能性改性环氧树脂A，
[0012] b.基础环氧树脂与甲苯二异氰酸酯制备的含有噁唑烷酮环的环氧树脂经过双酚 A扩链后胺改性得到功能性改性环氧树脂B，
[0013] C.将功能性改性环氧树脂A和功能性改性环氧树脂B进行混合。
[0014] 制得的含有喹啉结构的环氧树脂的步骤进一步如下：将双酚A型环氧树脂加入惰 性有机溶剂，在不断搅拌下升温至115-125°C，加入8-羟基喹啉，加完后升温至120-130°C 保温3小时后降温出料。
[0015] 制得的含有噁唑烷酮环的环氧树脂的步骤进一步如下：先将基础环氧树脂和甲苯 二异氰酸酯混合均匀，二十分钟后加入有机碱催化剂后升温至120-140°c，保温2-4小时 后，降温至100 C。
[0016] 8-羟基喹啉与双酚A型环氧树脂的环氧基团之比优选为0. 2-0. 3:1。
[0017] 步骤a中胺改性的步骤中采用含活泼氢的胺改性合物，该胺改性物与含有喹啉结 构的环氧树脂的环氧基团之比为：〇. 7-0. 8:1。
[0018] 步骤a中胺改性采用含活泼氢的胺改性合物，该胺改性物与经过双酚A扩链后含 有噁唑烷酮环的环氧树脂的环氧基团之比为：〇. 7-0. 8:1。
[0019] 上述含活泼氢的胺改性合物优选为至少一种一元仲胺或一种同时含伯氨基和叔 胺基团的多元胺或其混合物。
[0020] 采用本发明的方案后，具有以下有益效用：
[0021] a.含噁唑烷酮功能基团的功能改性环氧树脂成分，该特殊的五元环结构，具有良 好的电绝缘效果，能有效的提高涂料成膜后的湿膜电阻，配合阴极电泳涂料通用色浆配制 成阴极电泳涂料时，其电泳成膜时的体系电流相对于普通不加该组分的电泳涂料由〇. 2安 培下降至0.05安培。
[0022] b.选择的交联剂中，含活性氢的封闭剂，封端至少一种芳香族的多异氰酸酯，所制 备的封闭端异氰酸酯，使得成膜后的湿膜电阻得以提高，同时，芳香族的封闭端异氰酸酯， 也增强了涂料的耐腐蚀能力，双酚A树脂参与扩链并用胺改性，增强了环氧树脂的耐电压 性能。这样使得电泳涂料可以在高电压情况下使用，对于提高电泳涂料的泳透力亦有明显 的益处。
[0023] c.含噁唑烷酮功能基团的功能改性环氧树脂成分，因其特殊的五元环结构，能很 大程度上提升涂料的强度和耐腐蚀能力。
[0024] d.含有噁唑烷酮功能基团，有效的提高了涂料的耐电压能力。使得涂料可以在更 高的电泳下施工。
[0025] e.含喹啉结构的功能改性环氧树脂成分，因其特殊的结构，对基材具有良好的附 着能力，能很大程度上提升涂料的附着力和耐腐蚀能力。
[0026] f.含喹啉结构的功能改性环氧树脂成分，因喹啉基团对金属底材有良好的吸附 性，其能有效提高电泳后湿膜的致密性，使得电泳涂装时的电渗效果大大提升，有效的提升 了电泳后成膜的湿膜电阻。加入该组分的电泳涂料，在电泳成膜时，相对于不加该组分的涂 料在成膜时，体系电流由〇. 2安培降至0. 05安培。
[0027] g.配合阴极电泳涂料通用色浆配制成阴极电泳涂料时，福特盒法测试泳透力，可 使泳透力大于21cm。
[【具体实施方式】]
[0028] 下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，下述实施例仅仅是为清楚地说明本 发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。
[0029] 实施例1
[0030] 制备双酚A型环氧树脂：
[0031] 先由基础环氧树脂加入惰性有机溶剂、双酚A及有机碱，不断搅拌下升温到 100-150°C，保温1-2小时后，降温出料，基础环氧树脂在有机碱的催化下与双酚A进行扩链 反应，即制得环氧当量为300-2000的环氧树脂，放入干净密封的容器中备用，有机碱催化 剂可选用三乙胺、N-N二甲基苄胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、三苯基磷、甲基二乙醇胺。反 应式如下式所示：
[0032]
【权利要求】
1. 一种高湿膜电阻阴极电泳涂料用乳液树脂，其特征在于主要包含以下组分： i) .功能性改性环氧树脂A，由双酚A型环氧树脂与8-羟基喹啉制得的含有喹啉结构 的环氧树脂通过胺改性得到的， ii) .功能性改性环氧树脂B，由基础环氧树脂与甲苯二异氰酸酯制备的含有噁唑烷酮 环的环氧树脂经过双酚A扩链后胺改性得到。
2. 如权利要求1所述的高湿膜电阻阴极电泳涂料用乳液树脂，其特征在于所述的功能 性改性环氧树脂A占乳液树脂固体重量的50-60%，功能性改性环氧树脂B占乳液树脂固体 重量的20-30%。
3. 如权利要求1所述的高湿膜电阻阴极电泳涂料用乳液树脂，其特征在于还包括全封 闭芳香族异氰酸酯。
4. 如权利要求3所述的高湿膜电阻阴极电泳涂料用乳液树脂，其特征在于所述的全封 闭芳香族异氰酸酯占乳液树脂固体重量的20-30%。
5. -种高湿膜电阻阴极电泳涂料用乳液树脂的制备方法，其特征在于包括以下步骤： a. 双酚A型环氧树脂与8-羟基喹啉制得的含有喹啉结构的环氧树脂通过胺改性得到 功能性改性环氧树脂A， b. 基础环氧树脂与甲苯二异氰酸酯制备的含有噁唑烷酮环的环氧树脂经过双酚A扩 链后胺改性得到功能性改性环氧树脂B， c. 将功能性改性环氧树脂A和功能性改性环氧树脂B进行混合。
6. 如权利要求5所述的高湿膜电阻阴极电泳涂料用乳液树脂的制备方法，其特征在于 制得的含有喹啉结构的环氧树脂的步骤如下：将双酚A型环氧树脂加入惰性有机溶剂，在 不断搅拌下升温至115-125?，加入8-羟基喹啉，加完后升温至120-130°C保温3小时后降 温出料。
7. 如权利要求5所述的高湿膜电阻阴极电泳涂料用乳液树脂的制备方法，其特征在于 制得的含有噁唑烷酮环的环氧树脂的步骤如下：先将基础环氧树脂和甲苯二异氰酸酯混合 均匀，二十分钟后加入有机碱催化剂后升温至120_140°C，保温2-4小时后，降温至100°C。
8. 如权利要求5所述的高湿膜电阻阴极电泳涂料用乳液树脂的制备方法，其特征在于 8-羟基喹啉与双酚A型环氧树脂的环氧基团之比为：0. 2-0. 3:1。
9. 如权利要求5所述的高湿膜电阻阴极电泳涂料用乳液树脂的制备方法，其特征在于 步骤a中胺改性采用含活泼氢的胺改性合物，该胺改性物与含有喹啉结构的环氧树脂的环 氧基团之比为：0. 7-0. 8:1。
10. 如权利要求5所述的高湿膜电阻阴极电泳涂料用乳液树脂的制备方法，其特征在 于步骤a中胺改性采用含活泼氢的胺改性合物，该胺改性物与经过双酚A扩链后含有噁唑 烷酮环的环氧树脂的环氧基团之比为：0.7-0. 8:1。
【文档编号】C08G18/58GK104140742SQ201410380459
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日
【发明者】柳昀, 刘薇薇, 周贤, 赵颖, 陈豪杰, 付志虎, 高文举 申请人:浩力森涂料（上海）有限公司, 浩力森化学科技江苏有限公司