一种耐酸型阴极电泳涂料、制备及应用方法
【专利摘要】一种耐酸型阴极电泳涂料、制备及应用方法，电泳涂料包括乳液、色浆，乳液由胺改性环氧树脂、全封闭异氰酸酯交联剂、乳化剂混合，在43～47℃温度下搅拌均匀；在45～49℃温度下加入甲酸酸化反应70分钟以上，再加入去离子水，搅拌均匀后，过滤制得；色浆由季胺盐分散树脂、去离子水、二丁基氧化锡、高岭土、炭黑、乳化剂、金红石型二氧化钛、钛基钠米浆混合，在温度≤30℃条件下搅拌均匀；混合物在温度≤35℃下经砂磨机研磨至细度≤15μm，搅拌均匀后，过滤制得。应用时包括配料、配槽和泳涂过程，配槽是将色浆10～15重量份、乳液35～40重量份、去离子水50～75重量份混合后，在28～30℃熟化48～50h；泳涂为被涂件在200V电压下电泳3～4min。
【专利说明】一种耐酸型阴极电泳涂料、制备及应用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及阴极电泳涂料【技术领域】，尤其是涉及一种耐酸型阴极电泳涂料、制备及应用方法。
【背景技术】
[0002]阴极电泳涂料应用比较广泛，其配比主要以环氧树脂作为主要成膜物质，具有较好的防腐蚀能力。
[0003]但是，现有技术的阴极电泳涂料存在以下不足之处:由于环氧树脂在水性化过程中一般都采用胺改性，导致涂膜的耐酸性能不足，我国目前阴极电泳涂料标准HG/T3952-2007中对耐酸性的规定仅为5%硫酸溶液中浸泡24h无异常，若浸泡2~3d即出现起泡、涂膜剥离现象，这远远不能满足石油管道等行业对防腐性能的要求。
【发明内容】
[0004]为了解决前述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种耐酸型阴极电泳涂料、制备及使用方法。
[0005]为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供一种耐酸型阴极电泳涂料，包括35~40重量份乳液、10~15重量份色浆，
所述乳液由胺改性环氧树脂20~60重量份、全封闭异氰酸酯交联剂5~20重量份、乳化剂0.3~0.6重量份混合，在43~47°C温度下搅拌均匀；在45~49°C温度下加入甲酸0.3~0.6重量份，在搅拌下酸化反应70分钟以上，再加入去离子水30~60重量份，搅拌均匀后，过滤制得；
所述色浆由季胺盐分散树脂15~20重量`份、去离子水30~35重量份、二丁基氧化锡3~5重量份、高岭土 10~15重量份、炭黑0.2~0.5重量份、乳化剂2~5重量份、金红石型二氧化钛20~25重量份、钛基钠米浆10~15重量份混合，在温度< 30°C条件下搅拌均匀；混合物在温度< 35°C下经砂磨机研磨至细度< 15 μ m，搅拌均匀后，过滤制得。
[0006]作为本发明的进一步改进方案，本发明提供的耐酸型阴极电泳涂料，所述乳液由胺改性环氧树脂20~60重量份、全封闭异氰酸酯交联剂5~20重量份、乳化剂0.3~0.6重量份、助剂I~4重量份混合，在温度为43~47°C条件下搅拌均匀；在温度为45~49°C条件下加入甲酸0.3~0.6重量份，在搅拌条件下酸化反应70分钟以上，再加入去离子水30~60重量份，搅拌均匀后过滤制得；所述助剂由重量比为0.9:1的一乙醇胺及甲基异丁基酮，升温至109°C开始回流；继续升温至148°C维持3h发生酮胺缩合反应，降温至60°C时补加一乙醇胺2wt%~5wt%的甲基异丁基酮，然后再降温至35°C制得。
[0007]所述胺改性环氧树脂是指含有离子盐基团的环氧树脂，它通常是以小分子环氧树脂和扩链剂为原料，通过逐步聚合先获得环氧当量介于182~192的环氧树脂，然后再和有机胺化合物加入到溶解了有机酸的去离子水中进行离子化反应。合成过程中所使用的环氧树脂通常是指每个分子上含有两个1，2-环氧基团的脂肪族、脂环族、芳香族或杂环化合物，所述环氧树脂的环氧当量介于182~192之间，特别合适的环氧树脂包括但不限于，双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、聚乙二醇二缩水甘油醚和聚丙二醇二缩水甘油醚中的任意一种或任意两种及两种以上的混合物；扩链剂为聚羧酸、多元醇、多元巯醇、多元酚和具有两个或两个以上活性氢的胺，所述扩链剂的分子量介于50~250之间，特别合适的扩链剂包括但不限于，二元羧酸、二元醇、二元巯醇和二元酚化合物中的任意一种或任意两种及两种以上的混合物；有机胺化合物为具有通过形成酮亚胺而被保护的伯氨基的仲胺化合物和具有HNR3R4结构式化合物中的任意一种或任意两种及两种以上的混合物，其中R3和R4可以是相同的基团，也可以是不同的基团，R3和R4基团是碳原子为2-12的烃基、羟烃基和羟亚烃基中的任意一种；有机酸为含有I~20个碳原子的脂肪族、脂环族、芳香族或杂环一元酸中的任意一种或任意两种及两种以上的混合物。
[0008]作为本发明的优选方案，本发明提供的耐酸型阴极电泳涂料，所述胺改性环氧树脂由40~50重量份环氧树脂850S或EP828、16~21重量份双酚A、0.58~0.73重量份甲基异丁基酮混合升温至110~115°C，双酚A溶解后，加入0.73~0.91重量份乙基戊丙酮发生环氧聚合反应，升温至130°C，在130°C反应至EP值为0.79~0.94meq/g ;加入8.76~11重量份乙基戊丙酮，升温至150°C，在150°C反应至EP值0.48~0.52meq/g ;加入乙二醇丁醚11.67~14.59重量份终止环氧聚合反应，同时降温至120°C ;加入2.26~2.83重量份甲基异丁基酮，降温至90°C;加入38~48重量份聚酰胺5155或聚酰胺3160、1.6~2.1重量份甲基异丁基酮，在90°C反应2小时，至样品与乙二醇丁醚按重量比=1:1稀释后的粘度为5.6~9.20S,样品TN值21.3~24.9 ;加入22~27.5重量份LLL、0.23~0.29重量份甲基异丁基酮、2.15~2.7重量份乙二醇己醚稀释后制得。
[0009]本发明中，所述LLL的结构式为:
【权利要求】
1.一种耐酸型阴极电泳涂料，包括35~40重量份乳液、10~15重量份色浆，其特征在于: 所述乳液由胺改性环氧树脂20~60重量份、全封闭异氰酸酯交联剂5~20重量份、乳化剂0.3~0.6重量份混合，在43~47°C温度下搅拌均匀；在45~49°C温度下加入甲酸0.3~0.6重量份，在搅拌下酸化反应70分钟以上，再加入去离子水30~60重量份，搅拌均匀后，过滤制得； 所述色浆由季胺盐分散树脂15~20重量份、去离子水30~35重量份、二丁基氧化锡3~5重量份、高岭土 10~15重量份、炭黑0.2~0.5重量份、乳化剂2~5重量份、金红石型二氧化钛20~25重量份、钛基钠米浆10~15重量份混合，在温度< 30°C条件下搅拌均匀；混合物在温度< 35°C下经砂磨机研磨至细度< 15 μ m，搅拌均匀后，过滤制得。
2.根据权利要求1所述的耐酸型阴极电泳涂料，其特征在于:所述乳液由胺改性环氧树脂20~60重量份、全封闭异氰酸酯交联剂5~20重量份、乳化剂0.3~0.6重量份、助剂I~4重量份混合，在温度为43~47°C条件下搅拌均匀；在温度为45~49°C条件下加入甲酸0.3~0.6重量份，在搅拌条件下酸化反应70分钟以上，再加入去离子水30~60重量份，搅拌均匀后过滤制得；所述助剂由重量比为0.9:1的一乙醇胺及甲基异丁基酮，升温至109°C开始回流；继续升温至148°C维持3h发生酮胺缩合反应，降温至60°C时补加一乙醇胺2wt%~5wt%的甲基异丁基酮，然后再降温至35°C制得。
3.根据权利要求1所述的耐酸型阴极电泳涂料，其特征在于:所述胺改性环氧树脂由40~50重量份环氧树脂850S或EP828、16~21重量份双酚A、0.58~0.73重量份甲基异丁基酮混合升温至110~115°C，双酚A溶解后，加入0.73~0.91重量份乙基戊丙酮发生环氧聚合反应，升温至130°C，在130°C反应至EP值为0.79~0.94meq/g ;加入8.76~11重量份乙基戊丙酮， 升温至150°C，在150°C反应至EP值0.48~0.52meq/g ;加入乙二醇丁醚11.67~14.59重量份终止环氧聚合反应，同时降温至120°C ;加入2.26~2.83重量份甲基异丁基酮，降温至90°C;加入38~48重量份聚酰胺5155或聚酰胺3160、1.6~2.1重量份甲基异丁基酮，在90°C反应2小时，至样品与乙二醇丁醚按重量比=1:1稀释后的粘度为5.6~9.20S,样品TN值21.3~24.9 ;加入22~27.5重量份LLL、0.23~0.29重量份甲基异丁基酮、2.15~2.7重量份乙二醇己醚稀释后制得。
4.根据权利要求1所述的耐酸型阴极电泳涂料，其特征在于:所述季胺盐分散树脂的配方包括环氧当量介于450~500的环氧树脂20~25重量份、丙二醇甲醚10~15重量份、乙二醇乙醚I~2重量份、甲基异丁基酮3~5重量份、十七烷基羟乙基咪唑啉10~15重量份、乳化剂I~2重量份。
5.根据权利要求1所述的耐酸型阴极电泳涂料，其特征在于:所述全封闭异氰酸酯交联剂的配方包括由异氰酸酯与多元醇及其配合助剂合成的聚氨酯材料40重量份、乙二醇二乙基己醚60重量份。
6.根据权利要求1所述的耐酸型阴极电泳涂料，其特征在于:所述全封闭异氰酸酯交联剂由重量比为8:1的二苯基甲烷异氰酸酯及丁酮40重量份，升温至不低于60°C使二苯基甲烷异氰酸酯融化后；降温至48~52°C，在0.5~Ih内滴加二乙二醇乙醚60重量份，保持温度48~52°C滴加异辛醇4~6h，通过控制异辛醇的滴入速度控制反应温度，滴加结束保温0.5小时后升温至70°C，在70°C下保温约2h，检测NCO基团值≤0.2mg/g后停止保温制得，所得全封闭异氰酸酯交联剂外观透明或微浊，格式管粘度计检测粘度为2~4秒。
7.根据权利要求1所述的耐酸型阴极电泳涂料，其特征在于:所述钛基钠米浆的配方包括金属纳米钛粒子70~80重量份、环氧当量介于182~192的环氧树脂5~10重量份、硅烷类偶联剂2~5重量份、丁酮5~10重量份。
8.一种耐酸型阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于: 所述耐酸型阴极电泳涂料制备过程包括乳液制备，包括以下步骤:将胺改性环氧树脂20~60重量份、全封闭异氰酸酯交联剂5~20重量份、乳化剂0.3~0.6重量份混合，在温度43~47 °C条件下搅拌均匀；在温度45~49 °C条件下加入甲酸0.3~0.6重量份，在搅拌下酸化反应70分钟，转罐后加入去离子水30~60重量份，搅拌均匀后过滤； 所述耐酸型阴极电泳涂料制备过程还包括色浆制备，包括以下步骤:将季胺盐分散树脂15~20重量份、去离子水30~35重量份、二丁基氧化锡3~5重量份、高岭土 10~15重量份、炭黑0.2~0.5重量份、乳化剂2~5重量份、金红石型二氧化钛20~25重量份、钛基钠米浆10~15重量份混合，在温度< 30°C条件下搅拌均匀；混合物在温度< 35°C下经砂磨机研磨至细度为< 15 μ m，在调合罐中搅拌均匀后过滤。
9.根据权利要求8所述的耐酸型阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于:所述胺改性环氧树脂的制备包括以下过程:用40~50重量份环氧树脂850S或EP828U6~21重量份双酚A、0.58~0.73重量份甲基异丁基酮混合升温至110~115°C，双酚A溶解后，加入0.73~0.91重量份乙基戊丙酮发生环氧聚合反应，升温至130°C，在130°C反应至EP值为0.79~0.94meq/g;加入8.76~11重量份乙基戊丙酮，升温至150°C，在150°C反应至EP值0.48~0.52meq/g ;加入乙二醇丁醚11.67~14.59重量份，终止环氧聚合反应，同时降温至120°C ;加入2.26~2.83重量份甲基异丁基酮，降温至90°C ;加入38~48重量份聚酰胺5155或3160、1.6~2.1重量份甲基异丁基酮，在90°C反应2小时，至样品与乙二醇丁醚按重量比=1:1稀释后的粘度为5.6~9.2S，样品TN值21.3~24.9 ;加入22~27.5重量份LLL、0.23~0.29重量份甲基异丁基酮、2.15~2.7重量份乙二醇己醚稀释。
10.一种耐酸型阴极电泳涂料的应用方法，包括配料、配槽和泳涂过程，其特征在于， 所述配料包括配制乳液和色浆，所述乳液配制包括以下步骤:将胺改性环氧树脂20~60重量份、全封闭异氰酸酯交联剂5~20重量份、乳化剂0.3~0.6重量份混合，在温度43~47 °C条件下搅拌均匀；在温度45~49 °C条件下加入甲酸0.3~0.6重量份，在搅拌下酸化反应70分钟，转罐后加入去离子水30~60重量份，搅拌均匀后过滤；所述色浆配制包括以下步骤:将季胺盐分散树脂15~20重量份、去离子水30~35重量份、二丁基氧化锡3~5重量份、高岭土 10~15重量份、炭黑0.2~0.5重量份、乳化剂2~5重量份、金红石型二氧化钛20~25重量份、钛基钠米浆10~15重量份混合，在温度< 30°C条件下搅拌均匀；混合物在温度< 35°C下经砂磨机研磨至细度为< 15 μ m，在调合罐中搅拌均匀后过滤； 所述配槽是将所述色浆10~15重量份、所述乳液35~40重量份、去离子水50~75重量份混合后，在28~30°C的温度下熟化48~50h ； 所述泳涂为被涂件浸入电泳槽中，在200V电压下电泳3~4min。
【文档编号】C09D17/00GK103865360SQ201410121567
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】刘颂东, 裴俊 申请人:湖南伟邦汽车涂料有限公司