CN103333595A - 一种底面合一阴极电泳涂料及其制备方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

一种底面合一阴极电泳涂料的制备方法，包括如下步骤：固化剂的制备、主体树脂的制备、分散树脂的制备、阳离子丙烯酸树脂的制备、乳化液I的制备、阳离子丙烯酸乳液的制备、色浆的制备，后将将色浆、乳化液I、阳离子丙烯酸乳液和去离子水按1：1-2：3-5：6-7的比例混合，将涂料工作液固体含量调整到15%-30%，循环48小时后即可电泳涂装即制成底面合一阴极电泳涂料，本底面合一阴极电泳涂料烘烤时表面张力大的环氧成分沉于下层，表面张力小的丙烯酸成分浮于表层，形成耐蚀性和耐候性均良好的涂层。

Description

一种底面合一阴极电泳涂料及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及一种电泳涂料，特别是一种底面合一阴极电泳涂料及其制备方法和使用方法。 

背景技术

     阴极电泳涂料通常以耐蚀性好的环氧树脂为主体。环氧树脂多以双酚A型，由于其具有很高的附着力和优异的防腐蚀性能，故常用作底漆和防腐漆。虽然其耐蚀性优良，但耐候性不够好。丙烯酸酯型树脂以其优异的耐候性和良好的保色、保光性，且单体来源丰富，因此应用广泛。一般用作涂装底层，面漆还是以喷涂丙烯酸树脂涂料来保证耐候性、丰满性。通过使用底面合一型阴极电泳涂料一次性涂装，综合应用环氧树脂涂料和丙烯酸涂料的性能，使电泳一道阴极电泳漆既具备底漆性能，它可克服环氧树脂只适于作底漆的不足，又达到面漆耐老化性能， 进而满足涂装优化工艺、节约成本的需求，适用于汽车底盘、零部件、灯饰、五金等工件的涂装。 

提高阴极电泳涂料耐候性同时兼顾其耐腐蚀性是为了扩大其使用范围，使其在家电、钢制家具、办公用具、农业机械、空调器和汽车部件的涂装等行业有广阔的应用前景，是底面合一阴极电泳涂料研究的重点。这方面研究的人员较多，但仍然处于开发阶段，未见成熟产品，技术难度较大。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种阴极电泳涂料耐候性同时兼顾其耐腐蚀性的底面合一阴极电泳涂料以及其制备方法和使用方法。 

本发明通过以下方法和技术实现上述目的∶ 

一种底面合一阴极电泳涂料的制备方法，包括如下步骤：

（一）、固化剂的制备

将三羟甲基丙烷和醇醚类溶剂混合加热，在温度到达60℃前滴加异氰酸酯，然后在60℃保温1～2小时后，加热至70℃，在70℃的条件下保温2小时后制得固化剂，其中，异氰酸酯、醇醚类溶剂和三羟甲基丙烷的摩尔比为2-2.5∶1-2∶１-1.5；

（二）、主体树脂的制备

主体树脂改性整个反应包括有环氧树脂扩链反应，仲胺类和酮亚胺对环氧树脂开环反应；

（1）取摩尔比为7-9∶4：1的低分子量环氧树脂、双酚Ａ与异辛酸在120～130℃的条件下反应3～4小时制备得树脂平均分子量为1000～2000的中分子量环氧树脂；

（2）取摩尔比为4-5∶4-5：1的中分子量环氧树脂、N-甲基乙醇胺以及酮亚胺在110～120℃的条件下反应时间为2～3小时制备得主体树脂；

（三）、分散树脂的制备

分散树脂的制备包括有环氧树脂扩链反应，半封闭异氰酸酯的制备和接枝反应，叔胺类全封闭异氰酸酯的制备和开环反应。

（1）取摩尔比为10-12∶9：1的低分子量环氧树脂、双酚Ａ与醇酸类试剂在120～130℃的条件下反应3～4小时制备得树脂平均分子量为800～1500的扩链环氧树脂； 

（2）取摩尔比为2∶1的异氰酸酯和封闭溶剂在50～70℃的温度下反应3～5小时制备得半封闭异氰酸酯；

（3）取摩尔比1∶2～3的上述半封闭异氰酸酯与扩链环氧树脂在120～130℃的温度下反应1～2小时，制备的改性环氧树脂；

（4）取摩尔比为1-2：1的叔胺与改性环氧树脂进行开环反应，反应温度为100℃，反应时间为3-5小时制备得分散树脂；

（四）、阳离子丙烯酸树脂的制备

将甲基异丁酮加入配有搅拌器、回流冷凝管和控温仪的反应容器中，搅拌并升温到100-115℃后，开始滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯单体、丙烯酸正丁酯单体、MMA单体、甲基丙烯酸羟乙酯单体、苯乙烯单体单体和偶氮二异丁腈引发剂组成的混合溶液，其中，甲基异丁酮与混合溶液的质量比为4-6:6-4，混合溶液控制在2-4小时内滴加完，滴加完后继续保温1-2小时，补加引发剂，补加的引发剂与混合溶液中的引发剂的质量比为1:10，并继续再保温1-2小时，再加热升温脱溶剂和低沸混合物，降温到100℃加入中和剂，保温1小时得到平均分子量为5000-10000的阳离子丙烯酸树脂；

（五）乳化液I的制备

按重量份在乳化机中依次加入主体树脂30～40份、固化剂10～15份、醇醚类助溶剂1～2份、有机酸或无机酸0.5～1份，搅拌混合均匀，温度控制在４０℃以下，然后再将40～50份去离子水分两次或两次以上加入乳化机中进行高速乳化1小时得到粗乳化液I，其中，乳化温度控制在40℃以下，将粗乳化液I升温至50～70℃后进行抽提，提取粗乳化液I中的溶剂，再往抽提后的乳化液I中添加与被提取出的溶剂等量的去离子水，最后用过滤器过滤获得稳定性优良的乳化液I；

（六）阳离子丙烯酸乳液的制备

按重量份在反应釜中依次加入20-30份阳离子丙烯酸树脂、10-16份固化剂、0.5-1份醋酸搅拌混合均匀，温度控制在40℃以下，然后再将40-60份去离子水分两次或两次以上加入反应釜中进行高速乳化1小时得到粗阳离子丙烯酸乳液，其中，乳化温度控制在30℃以下，将粗阳离子丙烯酸乳液升温至50～70℃后进行抽提，提取粗阳离子丙烯酸乳液中的溶剂，再用过滤器过滤，制得阳离子丙烯酸乳液；

（七）色浆的制备

按重量份在容器中依次加入40～50份分散树脂、38～45份色粉与填料的混合物、3-5份催干剂、3～5份高沸点醇醚类成膜助溶剂以及10～15份去离子水，搅拌混合均匀后高速分散，再用砂磨机研磨至细度≤15μｍ，用袋式过滤机过滤得到色浆；

（八）底面合一阴极电泳涂料的制备

将色浆、乳化液I、阳离子丙烯酸乳液和去离子水按1：1-2：3-5：6-7的比例进行复配即可得到底面合一阴极电泳涂料。

其中，甲基丙烯酸缩水甘油酯单体、丙烯酸正丁酯单体、MMA单体、甲基丙烯酸羟乙酯单体、苯乙烯单体SM单体以及偶氮二异丁腈引发剂的质量比为1：1.5：1.2：1.4：1：0.3。 

优选地，所述乳化液I的控制指标为固体含量35±2％，粒径≤0.02μｍ，ｐＨ值6.0±0.5，电导率1500±300。 

优选地，所述阳离子丙烯酸乳液的指标控制为：固体含量30±2％ PH值6.0±0.5，电导率1100±300。 

进一步地，所述色浆的指标控制为细度≤15μｍ，固体含量55±2%，灰分含量:70±2，pH值8.0±0.5，电导率:900±300。 

进一步的地，所述色粉为炭黑或钛白粉，所述高沸点醇醚类成膜助溶剂为二乙醇丁醚或二乙二醇丁醚或PPH。 

根据上述方法可制得的底面合一阴极电泳涂料。 

上述底面合一阴极电泳涂料的使用方法，包括如下步骤： 

（一）色浆、乳化液I、阳离子丙烯酸乳液和去离子水按1：1-2：3-5：6-7的比例混合得到涂料工作液，将涂料工作液固体含量调整到15%-30%，循环48小时后，得到底面合一阴极电泳涂料的槽液，槽液的pH值为6.0-6.5，电导率为1000-1500，灰分为12-18，MEQA值为20-27；

（二）被涂物作为阳极，在槽液内进行电涂，涂膜在155-165℃固化20-30分钟；制得漆膜外观均匀平整光滑，膜厚10-30μm内可调，其中，涂装电压为100-250V，电泳温度为27-29℃，通电时间为1～3min；库仑效率＞25，再溶解性10' ，涂膜残存率≥92%，加热减量＜5%， gel分率＞92%。

本发明通过以环氧树脂和丙烯酸树脂为主体，由于两种树脂表面张力的不同，烘烤时表面张力大的环氧成分沉于下层，表面张力小的丙烯酸成分浮于表层，形成耐蚀性和耐候性均良好的涂层。本发明适应性广，适合本发明电泳涂装方法的被涂物，只要具有导电性就行，没有特别的限制。经过一次阴极电泳涂装即可获得优良的附着力、低收缩率、耐腐蚀、耐化学品等的涂层。 

具体实施方式

实施例一

一种底面合一阴极电泳涂料的制备方法，包括如下步骤：

（一）、固化剂的制备

将三羟甲基丙烷和醇醚类溶剂混合加热，在温度到达60℃前滴加异氰酸酯，然后在60℃保温1小时后，加热至70℃，在70℃的条件下保温2小时后制得固化剂，其中，异氰酸酯、醇醚类溶剂和三羟甲基丙烷的摩尔比为2∶1∶1；

（二）、主体树脂的制备

（1）取摩尔比为7∶4：1的低分子量环氧树脂、双酚Ａ与异辛酸在120℃的条件下反应3小时制备得树脂平均分子量为1000的中分子量环氧树脂；

（2）取摩尔比为4∶4：1的中分子量环氧树脂、N-甲基乙醇胺以及酮亚胺在110℃的条件下反应时间为2小时制备得主体树脂；

（三）、分散树脂的制备

（1）取摩尔比为10∶9：1的低分子量环氧树脂、双酚Ａ与醇酸类试剂在120℃的条件下反应3小时制备得树脂平均分子量为800的扩链环氧树脂；

（2）取摩尔比为2∶1的异氰酸酯和封闭溶剂在50℃的温度下反应3小时制备得半封闭异氰酸酯；

（3）取摩尔比1∶2的上述半封闭异氰酸酯与扩链环氧树脂在120℃的温度下反应1小时，制备的改性环氧树脂；

（4）取摩尔比为1：1的叔胺与改性环氧树脂进行开环反应，反应温度为100℃，反应时间为3小时制备得分散树脂；

（四）、阳离子丙烯酸树脂的制备

将甲基异丁酮加入配有搅拌器、回流冷凝管和控温仪的反应容器中，搅拌并升温到100℃后，开始滴加由甲基丙烯酸缩水甘油酯单体、丙烯酸正丁酯单体、MMA单体、甲基丙烯酸羟乙酯单体、苯乙烯单体单体和偶氮二异丁腈引发剂组成的混合溶液，其中，甲基异丁酮与混合溶液的质量比为4：6，甲基丙烯酸缩水甘油酯单体、丙烯酸正丁酯单体、MMA单体、甲基丙烯酸羟乙酯单体、苯乙烯单体SM单体以及偶氮二异丁腈引发剂的质量比为1：1.5：1.2：1.4：1：0.3，混合溶液控制在2小时内滴加完，滴加完后继续保温1小时，补加引发剂，补加的引发剂与混合溶液中的引发剂的质量比为1：10，并继续再保温1小时，再加热升温脱溶剂和低沸混合物，降温到100℃加入中和剂，保温1小时得到平均分子量为5000的阳离子丙烯酸树脂；

（五）乳化液I的制备

按重量份在乳化机中依次加入主体树脂30份、固化剂10份、醇醚类助溶剂1份、有机酸0.5份，搅拌混合均匀，温度控制在40℃以下，然后再将40份去离子水分两次或两次以上加入乳化机中进行高速乳化1小时得到粗乳化液I，其中，乳化温度控制在40℃以下，将粗乳化液I升温至50℃后进行抽提，提取粗乳化液I中的溶剂，再往抽提后的乳化液I中添加与被提取出的溶剂等量的去离子水，最后用过滤器过滤获得稳定性优良的乳化液I；所述乳化液I的固体含量33％，粒径≤0.02μｍ，pH值5.5，电导率为1200。

（六）阳离子丙烯酸乳液的制备 

按重量份在反应釜中依次加入20份阳离子丙烯酸树脂、10份固化剂、0.5份醋酸搅拌混合均匀，温度控制在40℃以下，然后再将40份去离子水分两次或两次以上加入反应釜中进行高速乳化1小时得到粗阳离子丙烯酸乳液，其中，乳化温度控制在30℃以下，将粗阳离子丙烯酸乳液升温至50℃后进行抽提，提取粗阳离子丙烯酸乳液中的溶剂，再用过滤器过滤，制得阳离子丙烯酸乳液；该阳离子丙烯酸乳液的指标为：固体含量28％ pH值5.5，电导率为800。

（七）色浆的制备 

按重量份在容器中依次加入40份分散树脂、38份炭黑与填料的混合物、3份催干剂、3份二乙醇丁醚以及10份去离子水，搅拌混合均匀后高速分散，再用砂磨机研磨至细度≤15μｍ，用袋式过滤机过滤得到色浆；该色浆的指标控制为细度≤15μｍ，固体含量53%，灰分含量为68，pH值8.0±0.5，电导率:900±300。

（八）底面合一阴极电泳涂料的制备 

将色浆、乳化液I、阳离子丙烯酸乳液和去离子水按1：1：3：6的比例进行复配即可得到底面合一阴极电泳涂料。

上述底面合一阴极电泳涂料的使用方法，包括如下步骤： 

（一）色浆、乳化液I、阳离子丙烯酸乳液和去离子水按1：1：3：6的比例混合得到涂料工作液，将涂料工作液固体含量调整到15%，循环48小时后，得到底面合一阴极电泳涂料的槽液，槽液的pH值为6.0，电导率为1000，灰分为12，MEQA值为20；

（二）被涂物作为阳极，在槽液内进行电涂，涂膜在155℃固化20分钟；制得漆膜外观均匀平整光滑，膜厚10μm，其中，涂装电压为100V，电泳温度为27℃，通电时间为1min；库仑效率＞25，再溶解性10' ，涂膜残存率≥92%，加热减量＜5%， gel分率＞92%。

对使用上述底面合一阴极电泳涂料的涂膜性能评价，电泳涂装的具体条件为：槽温28±2℃按常规方法在150V下通电电泳至膜厚20±2μm。电泳结束后洗净，再在160℃下烘烤20min，然后进行涂膜性能评价，结果如表一所示。 

                         表一、涂膜性能评价表 

其中，各项目的评价方法为：

1—用光泽计测定60°的光泽 

2—在涂膜上用切割刀割成100个棋盘格，再在其上贴附胶带纸后，快速剥离胶带纸，观察涂膜的附着状态：100/100：没有脱落；0/100：全部脱落

3 —按JIS-K-5400标准，以划破判定

4 —在20℃的0.1摩尔的NaOH中浸渍8h后，观察涂面的状态 

5 —在20℃的0.05摩尔的硫酸中浸渍8h后，观察涂面状态

6— 涂膜磷化板的厚度20±2μm,在盐雾箱800h后，观察涂面状态

7—疝灯老化试验机进行人工加速老化试验。

实施例2

一种底面合一阴极电泳涂料的制备方法，包括如下步骤：

（一）、固化剂的制备

将三羟甲基丙烷和醇醚类溶剂混合加热，在温度到达60℃前滴加异氰酸酯，然后在60℃保温2小时后，加热至70℃，在70℃的条件下保温2小时后制得固化剂，其中，异氰酸酯、醇醚类溶剂和三羟甲基丙烷的摩尔比为2.5∶2∶1.5；

（二）、主体树脂的制备

（1）取摩尔比为9∶4：1的低分子量环氧树脂、双酚Ａ与异辛酸在130℃的条件下反应4小时制备得树脂平均分子量为2000的中分子量环氧树脂；

（2）取摩尔比为5∶5：1的中分子量环氧树脂、N-甲基乙醇胺以及酮亚胺在20℃的条件下反应时间为3小时制备得主体树脂；

（三）、分散树脂的制备

（1）取摩尔比为12∶9：1的低分子量环氧树脂、双酚Ａ与醇酸类试剂在130℃的条件下反应4小时制备得树脂平均分子量为1500的扩链环氧树脂；

（2）取摩尔比为2∶1的异氰酸酯和封闭溶剂在70℃的温度下反应5小时制备得半封闭异氰酸酯；

（3）取摩尔比1∶3的上述半封闭异氰酸酯与扩链环氧树脂在130℃的温度下反应2小时，制备的改性环氧树脂；

（4）取摩尔比为2：1的叔胺与改性环氧树脂进行开环反应，反应温度为100℃，反应时间为5小时制备得分散树脂；

（四）、阳离子丙烯酸树脂的制备

将甲基异丁酮加入配有搅拌器、回流冷凝管和控温仪的反应容器中，搅拌并升温到115℃后，开始滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯单体、丙烯酸正丁酯单体、MMA单体、甲基丙烯酸羟乙酯单体、苯乙烯单体单体和偶氮二异丁腈引发剂组成的混合溶液，其中，甲基异丁酮与混合溶液的质量比为6：4，甲基丙烯酸缩水甘油酯单体、丙烯酸正丁酯单体、MMA单体、甲基丙烯酸羟乙酯单体、苯乙烯单体SM单体以及偶氮二异丁腈引发剂的质量比为1：1.5：1.2：1.4：1：0，混合溶液控制在4小时内滴加完，滴加完后继续保温2小时，补加引发剂，补加的引发剂与混合溶液中的引发剂的质量比为1：10，并继续再保温2小时，再加热升温脱溶剂和低沸混合物，降温到100℃加入中和剂，保温1小时得到平均分子量为10000的阳离子丙烯酸树脂；

（五）乳化液I的制备

按重量份在乳化机中依次加入主体树脂40份、固化剂15份、醇醚类助溶剂2份、无机酸1份，搅拌混合均匀，温度控制在40℃以下，然后再将50份去离子水分两次或两次以上加入乳化机中进行高速乳化1小时得到粗乳化液I，其中，乳化温度控制在40℃以下，将粗乳化液I升温至70℃后进行抽提，提取粗乳化液I中的溶剂，再往抽提后的乳化液I中添加与被提取出的溶剂等量的去离子水，最后用过滤器过滤获得稳定性优良的乳化液I；乳化液I的控制指标为固体含量37％，粒径≤0.02μｍ，pH值6.5，电导率1800。

（六）阳离子丙烯酸乳液的制备 

按重量份在反应釜中依次加入30份阳离子丙烯酸树脂、16份固化剂、1份醋酸搅拌混合均匀，温度控制在40℃以下，然后再将60份去离子水分两次或两次以上加入反应釜中进行高速乳化1小时得到粗阳离子丙烯酸乳液，其中，乳化温度控制在30℃以下，将粗阳离子丙烯酸乳液升温至70℃后进行抽提，提取粗阳离子丙烯酸乳液中的溶剂，再用过滤器过滤，制得阳离子丙烯酸乳液；阳离子丙烯酸乳液的指标控制为：固体含量32％ pH值6.5，电导率1400。

（七）色浆的制备 

按重量份在容器中依次加入50份分散树脂、45份钛白粉与填料的混合物、5份催干剂、5份二乙二醇丁醚以及15份去离子水，搅拌混合均匀后高速分散，再用砂磨机研磨至细度≤15μｍ，用袋式过滤机过滤得到色浆；色浆的指标控制为细度≤15μｍ，固体含量为57%，灰分含量:72， pH值8. 5，电导率:1200。

（八）底面合一阴极电泳涂料的制备 

将色浆、乳化液I、阳离子丙烯酸乳液和去离子水按1：2：5： 7的比例进行复配即可得到底面合一阴极电泳涂料。

根据上述方法可制得的底面合一阴极电泳涂料。 

上述底面合一阴极电泳涂料的使用方法，包括如下步骤： 

（一）色浆、乳化液I、阳离子丙烯酸乳液和去离子水按1：1-2：3-5：6-7的比例混合得到涂料工作液，将涂料工作液固体含量调整到30%，循环48小时后，得到底面合一阴极电泳涂料的槽液，槽液的pH值为6.5，电导率为1500，灰分为18，MEQA值为27；

（二）被涂物作为阳极，在槽液内进行电涂，涂膜在165℃固化30分钟；制得漆膜外观均匀平整光滑，膜厚为30μm，其中，涂装电压为250V，电泳温度为29℃，通电时间为3min；库仑效率＞25，再溶解性10' ，涂膜残存率≥92%，加热减量＜5%， gel分率＞92%。

 采用实施例一中的评价方式对被涂物的涂膜进行评价，得到的结果与表一一致。 

实施例三 

一种底面合一阴极电泳涂料的制备方法，包括如下步骤：

（一）、固化剂的制备

将三羟甲基丙烷和醇醚类溶剂混合加热，在温度到达60℃前滴加异氰酸酯，然后在60℃保温1.5小时后，加热至70℃，在70℃的条件下保温2小时后制得固化剂，其中，异氰酸酯、醇醚类溶剂和三羟甲基丙烷的摩尔比为2.3∶1.5∶1.2；

（二）、主体树脂的制备

（1）取摩尔比为8∶4：1的低分子量环氧树脂、双酚Ａ与异辛酸在125℃的条件下反应3.5小时制备得树脂平均分子量为1500的中分子量环氧树脂；

（2）取摩尔比为4.5∶4.6：1的中分子量环氧树脂、N-甲基乙醇胺以及酮亚胺在115℃的条件下反应时间为2.5小时制备得主体树脂；

（三）、分散树脂的制备

（1）取摩尔比为11∶9：1的低分子量环氧树脂、双酚Ａ与醇酸类试剂在125℃的条件下反应3.5小时制备得树脂平均分子量为1200的扩链环氧树脂；

（2）取摩尔比为2∶1的异氰酸酯和封闭溶剂在60℃的温度下反应4小时制备得半封闭异氰酸酯；

（3）取摩尔比1∶2.5的上述半封闭异氰酸酯与扩链环氧树脂在125℃的温度下反应1.5小时，制备的改性环氧树脂；

（4）取摩尔比为1.5：1的叔胺与改性环氧树脂进行开环反应，反应温度为100℃，反应时间为4小时制备得分散树脂；

（四）、阳离子丙烯酸树脂的制备

将甲基异丁酮加入配有搅拌器、回流冷凝管和控温仪的反应容器中，搅拌并升温到110℃后，开始滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯单体、丙烯酸正丁酯单体、MMA单体、甲基丙烯酸羟乙酯单体、苯乙烯单体单体和偶氮二异丁腈引发剂组成的混合溶液，其中，甲基异丁酮与混合溶液的质量比为5：5，甲基丙烯酸缩水甘油酯单体、丙烯酸正丁酯单体、MMA单体、甲基丙烯酸羟乙酯单体、苯乙烯单体SM单体以及偶氮二异丁腈引发剂的质量比为1：1.5：1.2：1.4：1：0.3，混合溶液控制在3小时内滴加完，滴加完后继续保温1.5小时，补加引发剂，补加的引发剂与混合溶液中的引发剂的质量比为1:10，并继续再保温1.5小时，再加热升温脱溶剂和低沸混合物，降温到100℃加入中和剂，保温1小时得到平均分子量为8000的阳离子丙烯酸树脂；

（五）乳化液I的制备

按重量份在乳化机中依次加入主体树脂35份、固化剂13份、醇醚类助溶剂1.5份、有机酸0.8份，搅拌混合均匀，温度控制在40℃以下，然后再将45份去离子水分两次或两次以上加入乳化机中进行高速乳化1小时得到粗乳化液I，其中，乳化温度控制在40℃以下，将粗乳化液I升温至60℃后进行抽提，提取粗乳化液I中的溶剂，再往抽提后的乳化液I中添加与被提取出的溶剂等量的去离子水，最后用过滤器过滤获得稳定性优良的乳化液I；乳化液I的控制指标为固体含量35％，粒径≤0.02μｍ，pH值6.0，电导率1500。

（六）阳离子丙烯酸乳液的制备 

按重量份在反应釜中依次加入25份阳离子丙烯酸树脂、14份固化剂、0.8份醋酸搅拌混合均匀，温度控制在40℃以下，然后再将50份去离子水分两次或两次以上加入反应釜中进行高速乳化1小时得到粗阳离子丙烯酸乳液，其中，乳化温度控制在30℃以下，将粗阳离子丙烯酸乳液升温至60℃后进行抽提，提取粗阳离子丙烯酸乳液中的溶剂，再用过滤器过滤，制得阳离子丙烯酸乳液；阳离子丙烯酸乳液的指标控制为：固体含量30％pH值6.0，电导率1100。

（七）色浆的制备 

按重量份在容器中依次加入45份分散树脂、40份炭黑与填料的混合物、4份催干剂、4份PPH以及13份去离子水，搅拌混合均匀后高速分散，再用砂磨机研磨至细度≤15μｍ，用袋式过滤机过滤得到色浆；色浆的指标控制为细度≤15μｍ，固体含量55%，灰分含量:70 ，pH值8.0，电导率为900。

（八）底面合一阴极电泳涂料的制备 

将色浆、乳化液I、阳离子丙烯酸乳液和去离子水按1：1.5：4：6.5的比例进行复配即可得到底面合一阴极电泳涂料。

根据上述方法可制得的底面合一阴极电泳涂料。 

上述底面合一阴极电泳涂料的使用方法，包括如下步骤： 

（一）色浆、乳化液I、阳离子丙烯酸乳液和去离子水按1：1.5：4：6.5的比例混合得到涂料工作液，将涂料工作液固体含量调整到20%，循环48小时后，得到底面合一阴极电泳涂料的槽液，槽液的pH值为6.3，电导率为1200，灰分为15，MEQA值为26；

（二）被涂物作为阳极，在槽液内进行电涂，涂膜在160℃固化25分钟；制得漆膜外观均匀平整光滑，膜厚20μm，其中，涂装电压为200V，电泳温度为28℃，通电时间为2min；库仑效率＞25，再溶解性10' ，涂膜残存率≥92%，加热减量＜5%， gel分率＞92%。

   采用实施例一中的评价方式对被涂物的涂膜进行评价，得到的结果与表一一致。 

实施例四 

一种底面合一阴极电泳涂料的制备方法，包括如下步骤：

（一）、固化剂的制备

将三羟甲基丙烷和醇醚类溶剂混合加热，在温度到达60℃前滴加异氰酸酯，然后在60℃保温1.6小时后，加热至70℃，在70℃的条件下保温2小时后制得固化剂，其中，异氰酸酯、醇醚类溶剂和三羟甲基丙烷的摩尔比为2∶1.5∶1；

（二）、主体树脂的制备

（1）取摩尔比为8∶4：1的低分子量环氧树脂、双酚Ａ与异辛酸在120℃的条件下反应3小时制备得树脂平均分子量为1800的中分子量环氧树脂；

（2）取摩尔比为4∶5：1的中分子量环氧树脂、N-甲基乙醇胺以及酮亚胺在120℃的条件下反应时间为2小时制备得主体树脂；

（三）、分散树脂的制备

（1）取摩尔比为12∶9：1的低分子量环氧树脂、双酚Ａ与醇酸类试剂在120～130℃的条件下反应3.6小时制备得树脂平均分子量为1200的扩链环氧树脂；

（2）取摩尔比为2∶1的异氰酸酯和封闭溶剂在55℃的温度下反应4.5小时制备得半封闭异氰酸酯；

（3）取摩尔比1∶3的上述半封闭异氰酸酯与扩链环氧树脂在127℃的温度下反应2小时，制备的改性环氧树脂；

（4）取摩尔比为1.8：1的叔胺与改性环氧树脂进行开环反应，反应温度为100℃，反应时间为4.5小时制备得分散树脂；

（四）、阳离子丙烯酸树脂的制备

将甲基异丁酮加入配有搅拌器、回流冷凝管和控温仪的反应容器中，搅拌并升温到108℃后，开始滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯单体、丙烯酸正丁酯单体、MMA单体、甲基丙烯酸羟乙酯单体、苯乙烯单体单体和偶氮二异丁腈引发剂组成的混合溶液，其中，甲基异丁酮与混合溶液的质量比为5：4，甲基丙烯酸缩水甘油酯单体、丙烯酸正丁酯单体、MMA单体、甲基丙烯酸羟乙酯单体、苯乙烯单体SM单体以及偶氮二异丁腈引发剂的质量比为1：1.5：1.2：1.4：1：0，混合溶液控制在3.6小时内滴加完，滴加完后继续保温1.8小时，补加引发剂，补加的引发剂与混合溶液中的引发剂的质量比为1:10，并继续再保温1小时，再加热升温脱溶剂和低沸混合物，降温到100℃加入中和剂，保温1小时得到平均分子量为8000的阳离子丙烯酸树脂；

（五）乳化液I的制备

按重量份在乳化机中依次加入主体树脂38份、固化剂14份、醇醚类助溶剂2份、有机酸或无机酸0.6份，搅拌混合均匀，温度控制在40℃以下，然后再将48份去离子水分三次加入乳化机中进行高速乳化1小时得到粗乳化液I，其中，乳化温度控制在40℃以下，将粗乳化液I升温至65℃后进行抽提，提取粗乳化液I中的溶剂，再往抽提后的乳化液I中添加与被提取出的溶剂等量的去离子水，最后用过滤器过滤获得稳定性优良的乳化液I；乳化液I的控制指标为固体含量36％，粒径≤0.02μｍ，pH值6.3，电导率1600。

（六）阳离子丙烯酸乳液的制备 

按重量份在反应釜中依次加入28份阳离子丙烯酸树脂、15份固化剂、0.7份醋酸搅拌混合均匀，温度控制在40℃以下，然后再将54份去离子水分三次加入反应釜中进行高速乳化1小时得到粗阳离子丙烯酸乳液，其中，乳化温度控制在30℃以下，将粗阳离子丙烯酸乳液升温至64℃后进行抽提，提取粗阳离子丙烯酸乳液中的溶剂，再用过滤器过滤，制得阳离子丙烯酸乳液；阳离子丙烯酸乳液的指标控制为：固体含量31％ pH值6.2，电导率1300。

（七）色浆的制备 

按重量份在容器中依次加入46份分散树脂、42份钛白粉与填料的混合物、3.6份催干剂、4.5份二乙二醇丁醚以及13份去离子水，搅拌混合均匀后高速分散，再用砂磨机研磨至细度≤15μｍ，用袋式过滤机过滤得到色浆；色浆的指标控制为细度≤15μｍ，固体含量56%，灰分含量69，pH值8.2，电导率:1000。

（八）底面合一阴极电泳涂料的制备 

将色浆、乳化液I、阳离子丙烯酸乳液和去离子水按1：1.6：4.5：6.4的比例进行复配即可得到底面合一阴极电泳涂料。

根据上述方法可制得的底面合一阴极电泳涂料。 

上述底面合一阴极电泳涂料的使用方法，包括如下步骤： 

（一）色浆、乳化液I、阳离子丙烯酸乳液和去离子水按1：1.6：4.5：6.4的比例混合得到涂料工作液，将涂料工作液固体含量调整到15%-30%，循环48小时后，得到底面合一阴极电泳涂料的槽液，槽液的pH值为6.0-6.5，电导率为1000-1500，灰分为12-18，MEQA值为20-27；

（二）被涂物作为阳极，在槽液内进行电涂，涂膜在155-165℃固化20-30分钟；制得漆膜外观均匀平整光滑，膜厚10-30μm内可调，其中，涂装电压为100-250V，电泳温度为27-29℃，通电时间为1～3min；库仑效率＞25，再溶解性10' ，涂膜残存率≥92%，加热减量＜5%， gel分率＞92%。

   采用实施例一中的评价方式对被涂物的涂膜进行评价，得到的结果与表一一致。 

Claims (9)

1.一种底面合一阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（一）、固化剂的制备

将三羟甲基丙烷和醇醚类溶剂混合加热，在温度到达60℃前滴加异氰酸酯，然后在60℃保温1～2小时后，加热至70℃，在70℃的条件下保温2小时后制得固化剂，其中，异氰酸酯、醇醚类溶剂和三羟甲基丙烷的摩尔比为2-2.5∶1-2∶1-1.5；

（二）、主体树脂的制备

（1）取摩尔比为7-9∶4：1的低分子量环氧树脂、双酚Ａ与异辛酸在120～130℃的条件下反应3～4小时制备得树脂平均分子量为1000～2000的中分子量环氧树脂；

（2）取摩尔比为4-5∶4-5：1的中分子量环氧树脂、N-甲基乙醇胺以及酮亚胺在110～120℃的条件下反应时间为2～3小时制备得主体树脂；

（三）、分散树脂的制备

（1）取摩尔比为10-12∶9：1的低分子量环氧树脂、双酚Ａ与醇酸类试剂在120～130℃的条件下反应3～4小时制备得树脂平均分子量为800～1500的扩链环氧树脂；

（2）取摩尔比为2∶1的异氰酸酯和封闭溶剂在50～70℃的温度下反应3～5小时制备得半封闭异氰酸酯；

（3）取摩尔比1∶2～3的上述半封闭异氰酸酯与扩链环氧树脂在120～130℃的温度下反应1～2小时，制备的改性环氧树脂；

（4）取摩尔比为1-2：1的叔胺与改性环氧树脂进行开环反应，反应温度为100℃，反应时间为3-5小时制备得分散树脂；

（四）、阳离子丙烯酸树脂的制备

将甲基异丁酮加入配有搅拌器、回流冷凝管和控温仪的反应容器中，搅拌并升温到100-115℃后，开始滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯单体、丙烯酸正丁酯单体、MMA单体、甲基丙烯酸羟乙酯单体、苯乙烯单体单体和偶氮二异丁腈引发剂组成的混合溶液，其中，甲基异丁酮与混合溶液的质量比为4-6：6-4，混合溶液控制在2-4小时内滴加完，滴加完后继续保温1-2小时，补加引发剂，补加的引发剂与混合溶液中的引发剂的质量比为1：10，并继续再保温1-2小时，再加热升温脱溶剂和低沸混合物，降温到100℃加入中和剂，保温1小时得到平均分子量为5000-10000的阳离子丙烯酸树脂；

（五）乳化液I的制备

按重量份在乳化机中依次加入主体树脂30～40份、固化剂10～15份、醇醚类助溶剂1～2份、有机酸或无机酸0.5～1份，搅拌混合均匀，温度控制在40℃以下，然后再将40～50份去离子水分两次或两次以上加入乳化机中进行高速乳化1小时得到粗乳化液I，其中，乳化温度控制在40℃以下，将粗乳化液I升温至50～70℃后进行抽提，提取粗乳化液I中的溶剂，再往抽提后的乳化液I中添加与被提取出的溶剂等量的去离子水，最后用过滤器过滤获得稳定性优良的乳化液I；

（六）阳离子丙烯酸乳液的制备

按重量份在反应釜中依次加入20-30份阳离子丙烯酸树脂、10-16份固化剂、0.5-1份醋酸搅拌混合均匀，温度控制在40℃以下，然后再将40-60份去离子水分两次或两次以上加入反应釜中进行高速乳化1小时得到粗阳离子丙烯酸乳液，其中，乳化温度控制在30℃以下，将粗阳离子丙烯酸乳液升温至50～70℃后进行抽提，提取粗阳离子丙烯酸乳液中的溶剂，再用过滤器过滤，制得阳离子丙烯酸乳液；

（七）色浆的制备

按重量份在容器中依次加入40～50份分散树脂、38～45份色粉与填料的混合物、3-5份催干剂、3～5份高沸点醇醚类成膜助溶剂以及10～15份去离子水，搅拌混合均匀后高速分散，再用砂磨机研磨至细度≤15μｍ，用袋式过滤机过滤得到色浆；

（七）底面合一阴极电泳涂料的制备

将色浆、乳化液I、阳离子丙烯酸乳液和去离子水按1：1-2：3-5：6-7的比例进行复配即可得到底面合一阴极电泳涂料。

2.根据权利要求1所述的一种底面合一阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于，甲基丙烯酸缩水甘油酯单体、丙烯酸正丁酯单体、MMA单体、甲基丙烯酸羟乙酯单体、苯乙烯单体SM单体以及偶氮二异丁腈引发剂的质量比为1：1.5：1.2：1.4：1：0.3。

3.根据权利要求1所述的一种底面合一阴极电泳涂料的制备方法，所述高沸点醇醚类成膜助溶剂为二乙醇丁醚或二乙二醇丁醚或PPH。

4.根据权利要求1所述的一种底面合一阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于，所述色粉为炭黑或钛白粉。

5.根据权利要求1所述的一种底面合一阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于，所述乳化液I的控制指标为固体含量35±2％，粒径≤0.02μｍ，ｐＨ值6.0±0.5，电导率1500±300。

6.根据权利要求1所述的一种底面合一阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于，所述阳离子丙烯酸乳液的指标控制为：固体含量30±2％ PH值6.0±0.5，电导率1100±300。

7.根据权利要求1所述的一种底面合一阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于，所述色浆的指标控制为细度≤15μｍ，固体含量55±2%，灰分含量:70±2 ，pH值8.0±0.5，电导率:900±300。

8.权利要求1-7任一项所制得的底面合一阴极电泳涂料。

9.权利要求1-8任一项所述的底面合一阴极电泳涂料的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

（一）色浆、乳化液I、阳离子丙烯酸乳液和去离子水按1：1-2：3-5：6-7的比例混合得到涂料工作液，将涂料工作液固体含量调整到15%-30%，循环48小时后，得到底面合一阴极电泳涂料的槽液，槽液的pH值为6.0-6.5，电导率为1000-1500，灰分为12-18，MEQA值为20-27；

（二）被涂物作为阳极，在槽液内进行电涂，涂膜在155-165℃固化20-30分钟；制得漆膜外观均匀平整光滑，膜厚10-30μm内可调，其中，涂装电压为100-250V，电泳温度为27-29℃，通电时间为1～3min；库仑效率＞25，再溶解性10' ，涂膜残存率≥92%，加热减量＜5%， gel分率＞92%。