CN101928513A - 一种环保型黑色低温固化阴极电泳涂料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电泳涂料技术领域，具体说是一种环保型黑色低温固化阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于将55％含量的色浆和35％含量的乳液按照1∶4的质量混兑在一起并加入和涂料相同质量的去离子水，循环48小时后即可电泳涂装；本发明与现有技术相比，固化程度较好，本发明120℃/20min烘烤完毕后实测GEL：95.5％(电泳涂料行业标准GEL＞90％即为干燥)，传统电泳涂料烘烤温度要170℃以上才能达到90％的GEL值，耐腐蚀性强，抗黄变明显优于传统含铅电泳涂膜。
Description
技术领域
本发明涉及电泳涂料技术领域，具体说是一种环保型黑色低温固化阴极电泳涂料的制备方法。
背景技术
传统阴极电泳涂料使用各种类型含铅固化催化剂，其中脂肪酸铅与醋酸铅的结合使用催化效果非常理想。醋酸铅为水溶性铅，既可作为水溶性固化催化剂，又可水解结合酸作为颜料分散树脂的中和剂，能起到促进固化和中和作用；脂肪酸铅作为固化促进剂可改善涂膜的耐干燥斑痕性能；铅在涂膜中还能提高涂膜的耐腐蚀能力。但铅是最严重的环境污染物之一。由于环保法规的限制，含铅的电泳涂料已经不能满足涂料涂装的发展。阴极电泳装作为新兴的防护装饰手段，取代涂料中所用的含铅催化剂势在必行。而为了加强环保节能，还必须进一步减少阴极电泳涂料涂装过程中的有机挥发份，降低涂料的固化温度。因此本工作制备了低温固化剂，并筛选出了固化催化剂，从而开发出了低温固化的无铅环保型阴极电泳涂料。
国内专利03132255.7公开了一种低温固化的阴极电泳涂料用树脂乳液，它是由改性环氧树脂20～70％、多元胺5～50％和可在120～140℃完全解封的封闭型多异氰酸酯10～30％，经化学反应和混合，再用有机酸中和后，在水中分散制成的，以上百分数均以固体重量计，其中改性环氧树脂是环氧化合物与多羟基化合物，在催化剂作用下，用环氧树脂合成方法制成的，分子量为300～3000，其环氧化合物与多羟基化合物的纯固体重量比为5～8/2～5，所述环氧化合物是双酚A二缩水甘油醚和含柔性链的缩水甘油醚或缩水甘油酯，所述多羟基化合物是双酚A和含柔性链的多羟基化合物。
发明内容
本发明的目地在于克服现有技术的不足，提供一种耐腐蚀性强、固化程度好的环保型黑色低温固化阴极电泳涂料的制备方法。
为实现上述目的，设计一种环保型黑色低温固化阴极电泳涂料，其特征在于将55％含量的色浆和35％含量的乳液按照1∶4的质量混兑在一起并加入和涂料相同质量的去离子水，循环48小时后即可电泳涂装；
所述的乳液配方质量百分比：
阳离子树脂 45％
固化剂 2％
增韧树脂 4％
醇醚溶剂 1％
表面活性剂 1％
流平剂 1％
杀菌剂 0.5％
醋酸 0.5％
去离子水 45％
所述的色浆配方质量百分比：
色浆用树脂 25％
润湿分散剂 2％
流平剂 1％
醋酸 1％
去离子水 25％
催干剂 10％
高强度碳黑 8％
增韧矿物土 28％
所述的催干剂配方质量百分比：
色浆用树脂 50％
表面活性剂 1％
醋酸 0.5％
去离子水 10％
乳酸铋 19.5％
氧化钇 19％
所述的固化剂的制备方法：在有冷凝器和氮气保护及回流装置的四口烧瓶内，投入100g甲苯二异氰酸酯和5g甲基异丁基酮，升温至65℃；在65-75℃之间滴加51g甲乙酮肟，异氰酸值控制为160；加入29g乙二醇甲醚，加完后升温至120℃，保温2h，使异氰酸值控制为28±1，降温至100℃滴加15g三羟甲基丙烷，搅拌30min后加入17g甲基异丁基酮稀释，异氰酸值控制为1以下，固化剂固体分控制为90％。
所述的阳离子树脂的制备方法：将聚醚多元醇1000(PEGi000)50g与双酚A型环氧树脂(当量1100)500g加入到四口烧瓶中，并加入丙二醇苯醚100g卞基二甲胺0.5g升温至120℃反应4小时后，降至60℃，加入二乙醇胺30g反应2小时后升温12℃加入自制酮亚胺100g保温3小时后，降至50℃加入固化剂195g后反应5小时后加入10g去离子水并降至40℃出料。
所述的酮亚胺的制备方法：将三乙烯四胺134g和甲基异丁基酮180g混合均匀后升温到120℃回流反应8小时后，利用分水器中收集情况判定，水的收集量有34g-36g即为反应终点。
所述的乳液固体含量(35±2)％，粒径≤0.20t.zm，pH值7.0±0.5。所述的色浆的制备方法：将双酚A型环氧树脂750g加入到四口烧瓶中，并加入丙二醇苯醚80g升温至100℃待树脂完全溶解后，降至60℃，加入二乙醇胺20g反应2小时后升温120℃加入自制酮亚胺12g保温3小时后，降至50℃加入固化剂240g后反应4小时后加入10g去离子水并降至40℃出料。
所述的色浆固含量(55±2)％，PH：5.0-7.0。
所述的阳离子树脂及色浆用树脂制备反应如下：
所述的催干剂催化机理反应：
本发明与现有技术相比，固化程度较好，本发明120℃/20min烘烤完毕后实测GEL：95.5％(电泳涂料行业标准GEL＞90％即为干燥)，传统电泳涂料烘烤温度要170℃以上才能达到90％的GEL值，耐腐蚀性强，抗黄变明显优于传统含铅电泳涂膜。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
1、乳液的制备
固化剂体系的制备
在有冷凝器和氮气保护及回流装置的四口烧瓶内，投入100g甲苯二异氰酸酯和5g甲基异丁基酮，升温至65℃；在65-75℃之间滴加51g甲乙酮肟，异氰酸值控制为160；加入29g乙二醇甲醚，加完后升温至120℃，保温2h，使异氰酸值控制为28±1，降温至100℃滴加15g三羟甲基丙烷，搅拌30min后加入17g甲基异丁基酮稀释，异氰酸值控制为1以下，固化剂固体分控制为90％。
酮亚胺的制备
将三乙烯四胺134g和甲基异丁基酮180g混合均匀后升温到120℃回流反应8小时后，利用分水器中收集情况判定(水的收集量有34g-36g即为反应终点)。
阳离子树脂的制备
将聚醚多元醇1000(PEG1000)50g与双酚A型环氧树脂(当量1100)500g加入到四口烧瓶中，并加入丙二醇苯醚100g卞基二甲胺0.5g升温至120℃反应4小时后，降至60℃，加入二乙醇胺30g反应2小时后升温12℃加入自制酮亚胺100g保温3小时后，降至50℃加入固化剂195g后反应5小时后加入10g去离子水并降至40℃出料。
阴极电泳用乳液制备(质量百分比)
阳离子树脂 45％
固化剂 2％
增韧树脂 4％
醇醚溶剂 1％
表面活性剂 1％
流平剂 1％
杀菌剂 0.5％
醋酸 0.5％
去离子水 45％
乳液指标为：固体含量(35±2)％，粒径≤0.20t.zm，pH值7.0±0.5。
1、色浆的制备
色浆用树脂的制备
将双酚A型环氧树脂(当量800)750g加入到四口烧瓶中，并加入丙二醇苯醚80g升温至100℃待树脂完全溶解后，降至60℃，加入二乙醇胺20g反应2小时后升温120℃加入自制酮亚胺12g保温3小时后，降至50℃加入固化剂240g后反应4小时后加入10g去离子水并降至40℃出料。
色浆催干剂的制备
色浆用树脂 50％
表面活性剂 1％
醋酸 0.5％
去离子水 10％
乳酸铋 19.5％
氧化钇 19％
催干剂指标：固含量(70±2)％，PH：5.0-7.0细度：20um以下
色浆的制备
色浆用树脂 25％
润湿分散剂 2％
流平剂 1％
醋酸 1％
去离子水 25％
催干剂 10％
高强度碳黑 8％
增韧矿物土 28％
色浆指标：固含量(55±2)％，PH：5.0-7.0
3、将上述55％含量的黑色浆和35％含量的乳液按照1∶4的质量混兑在一起并加入和涂料相同质量的去离子水，循环48小时后即可电泳涂装。
无铅低温固化电泳涂膜与传统含铅电泳涂膜其他性能比较
Claims (9)
1.一种环保型黑色低温固化阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于将55％含量的色浆和35％含量的乳液按照1∶4的质量混兑在一起并加入和涂料相同质量的去离子水，循环48小时后即可电泳涂装；
a.所述的乳液配方质量百分比：
阳离子树脂 45％
固化剂 2％
增韧树脂 4％
醇醚溶剂 1％
表面活性剂 1％
流平剂 1％
杀菌剂 0.5％
醋酸 0.5％
去离子水 45％
b.所述的色浆配方质量百分比：
色浆用树脂 25％
润湿分散剂 2％
流平剂 1％
醋酸 1％
去离子水 25％
催干剂 10％
高强度碳黑 8％
增韧矿物土 28％。
2.如权利要求1所述的一种环保型黑色低温固化阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于所述的催干剂配方质量百分比：
色浆用树脂 50％
表面活性剂 1％
醋酸 0.5％
去离子水 10％
乳酸铋 19.5％
氧化钇 19％。
3.如权利要求1所述的一种环保型黑色低温固化阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于所述的阳离子树脂的制备方法：将聚醚多元醇1000(PEG1000)50g与双酚A型环氧树脂(当量1100)500g加入到四口烧瓶中，并加入丙二醇苯醚100g卞基二甲胺0.5g升温至120℃反应4小时后，降至60℃，加入二乙醇胺30g反应2小时后升温12℃加入自制酮亚胺100g保温3小时后，降至50℃加入固化剂195g后反应5小时后加入10g去离子水并降至40℃出料。
4.如权利要求1或3所述的一种环保型黑色低温固化阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于所述的酮亚胺的制备方法：将三乙烯四胺134g和甲基异丁基酮180g混合均匀后升温到120℃回流反应8小时后，利用分水器中收集情况判定，水的收集量有34g-36g即为反应终点。
5.如权利要求1所述的一种环保型黑色低温固化阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于所述的乳液固体含量(35±2)％，粒径≤0.20t.zm，pH值7.0±0.5。
6.如权利要求1所述的一种环保型黑色低温固化阴极电泳涂料的制备方 法，其特征在于所述的色浆的制备方法：将双酚A型环氧树脂750g加入到四口烧瓶中，并加入丙二醇苯醚80g升温至100℃待树脂完全溶解后，降至60℃，加入二乙醇胺20g反应2小时后升温120℃加入自制酮亚胺12g保温3小时后，降至50℃加入固化剂240g后反应4小时后加入10g去离子水并降至40℃出料。
7.如权利要求1所述的一种环保型黑色低温固化阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于所述的色浆固含量(55±2)％，PH：5.0-7.0。
8.如权利要求1所述的一种环保型黑色低温固化阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于所述的阳离子树脂及色浆用树脂制备反应如下：
9.如权利要求1所述的一种环保型黑色低温固化阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于所述的催干剂催化机理反应：
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