CN103396718A

CN103396718A - 一种紧固件阴极电泳漆的制备方法

Info

Publication number: CN103396718A
Application number: CN2013103356992A
Authority: CN
Inventors: 孟东阳; 刘安心; 周全; 万涛; 刘云峰; 吴让君; 张星; 曾现策; 吴田
Original assignee: WUHAN TWIN TIGERS COATING CO Ltd
Current assignee: Wuhan Shuanghu Coating Co ltd
Priority date: 2013-08-02
Filing date: 2013-08-02
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2033-08-02
Also published as: CN103396718B

Abstract

本发明提供了一种紧固件阴极电泳漆的制备方法，其步骤包括：（1）将有机硅单体、丙烯酸单体、常规单体以及0.1-0.5%引发剂混合物滴加入溶剂中反应，然后向反应物中滴加质量百分数为链转移催化剂、链转移剂、丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸单体与常规单体的混合液以及功能性单体反应，最后滴加链转移催化剂，得到所述有机硅改性丙烯酸树脂，余量为溶剂；（2）向所述步骤（1）中的有机硅改性丙烯酸树脂中加入交联剂以及助剂，搅拌并中和后，乳化并抽提后得到丙烯酸乳液；（3）将丙烯酸乳液、环氧阴极电泳漆乳液和色浆混合制成紧固件阴极电泳漆。该制备方法得到的紧固件阴极电泳漆耐磨性好、边缘覆盖性能好并且耐盐雾性也很好。

Description

一种紧固件阴极电泳漆的制备方法

技术领域

本发明涉及紧固件涂料合成领域，尤其是涉及一种紧固件阴极电泳漆的制备方法。

背景技术

紧固件是两个或两个以上零、构件紧固连接成为一件整体的一类机械零件。紧固件由于处于恶劣的环境下，通常腐蚀比较严重，因此随着工业的飞速发展，生产要求高安全性、高稳定性的紧固件的表面处理，提高紧固件的防腐性能。目前，国内紧固件的表面保护为金属镀层、达克罗涂层，金属镀层存在电镀酸洗等过程容易产生氢脆，非电镀层颜色变化少，而达克罗涂层成本较高。国外紧固件行业应用较多的是气相防锈技术，是一种在常温下能自动挥发出气体，吸附在金属的表面，从而防止金属腐蚀的防腐蚀化学品，其防锈效果虽得到实际认可，但国内由于技术瓶颈以及成本问题，国内暂时难以广泛应用。随着阴极电泳涂料的不断发展，其机械化程度高、环保、效率高、漆膜具有优异的耐腐蚀性、耐侯性等优点成为阴极电泳涂料在紧固件行业运用的优势。

发明内容

本发明的目的是根据现有技术的不足提供一种紧固件阴极电泳漆的制备方法，该制备方法得到的紧固件阴极电泳漆耐磨性好、边缘覆盖性能好并且耐盐雾性也很好。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种紧固件阴极电泳漆的制备方法，其步骤包括：（1）将质量百分数为3-20%的有机硅单体、5-25%的丙烯酸单体、5-10%的常规单体以及0.1-0.5%引发剂混合物滴加入溶剂中聚合反应，然后向反应物中滴加质量百分数为0.1-0.15%链转移催化剂、0.1-1%链转移剂、1-20%的丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯、5-20%的丙烯酸单体与常规单体的混合液以及1-15%的功能性单体接枝反应，最后滴加质量百分数为0.05-0.07%的链转移催化剂，进行进一步链转移反应得到所述有机硅改性丙烯酸树脂，余量为溶剂；（2）向所述步骤（1）中的有机硅改性丙烯酸树脂中加入有机硅改性丙烯酸树脂质量5-20%的交联剂以及常规用量的助剂，搅拌并中和后，乳化并抽提后得到丙烯酸乳液；（3）将质量比为2:8-8:2的丙烯酸乳液和环氧阴极电泳漆乳液混合后，加入色浆和添加剂混合制成紧固件阴极电泳漆。所述助剂为常用助剂，如分散剂、消泡剂、流平剂、润湿剂等，根据需要添加常规用量。

优选的，所述步骤（1）中第一步聚合反应在80-100℃之间，3-5h内滴加完成的，然后保温1h进行反应；第二步接枝反应滴加单体是在80-150℃之间，1-4h滴加完成的，然后保温2h进行反应；第三步链转移反应滴加催化剂是在80-150℃之间，0.5-1h滴加完成，然后保温2h进行反应。

优选的，所述步骤（2）中是在60-70℃下搅拌半小时反应的。

优选的，所述添加剂为四氧化三铁、二硫化钼、聚乙烯蜡中的一种或多种混合物，其加入的量以调节到紧固件阴极电泳漆的含固量为18-26%为宜。

优选的，所述常规单体为丙烯腈或甲基丙烯腈、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、苯乙烯中的一种或多种混合物。

优选的，所述功能性单体为丁二烯、异丁烯、氟乙烯、四氟乙烯、偏二氟乙烯、顺式-1,4-异戊二烯或反式-1,4-异戊二烯中的一种或多种混合物。

优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈；链转移催化剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、叔丁基过氧化异辛酸酯或叔戊基过氧化异辛酸酯中的一种。

优选的，所述交联剂为氨基树脂与封闭聚氨酯中的一种或两种混合物。

优选的，所述有机硅单体为三乙基乙烯基硅烷、三叔丁氧基乙烯基硅烷、二甲基苯基乙烯基硅烷、二乙基甲基乙烯基硅烷、二甲基二甲氨基乙烯基硅烷、三乙烯基硅烷、三苯基乙烯基硅烷、甲基乙烯基硅橡胶、八甲基环四硅氧烷中的一种或多种混合物。

优选的，所述步骤（2）中中和用的酸为乳酸、甲酸或乙酸。

本发明的紧固件阴极电泳漆是通过将硅氧结构引入分子主链中，提高电泳漆的耐磨性能，按照GB/T 1768-89检测，1000r后失重16g；并且利用不同引发剂将功能性单体接枝到丙烯酸单体之中，增加树脂分子的内旋转位垒，减少丙烯酸树脂的收缩性，能与环氧树脂混配得到光滑平整的漆膜；扩宽丙烯酸树脂的分子量分布，增加漆膜的边缘覆盖性；通过加入润滑材料，降低了漆膜的摩擦系数；通过与环氧树脂阴极电泳漆复配，保证漆膜一定的耐盐雾性；通过调整色浆的颜色，得到与紧固件主体一致的颜色。本发明的阴极电泳漆涂布在紧固件后，能够在后续施工过程中不破坏涂层的情况下，更好的保护紧固件，并且成本低廉，制备方法适合于工业化生产。

具体实施方式

以下通过具体实施例来进一步说明本发明：

实施例1

（1）向装有23.8g丙二醇甲醚、16.0g二甲苯、18g正丁醇的四口烧瓶中，滴加42.9g丙烯酸丁酯、34.4g丙烯酸羟乙酯、32g丙烯酸乙酯、26.1g苯乙烯、25g三乙基乙烯基硅烷、10g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、5g偶氮二异丁腈的混合液，3.5-4h内滴加完，温度保持在90-100℃，滴加完毕后，保温1h，然后滴加1.2g过氧化苯甲酰、5.4g十二硫醇以及10g丙烯酸丁酯、10g丙烯酸羟乙酯、10g丙烯酸乙酯、5g苯乙烯、10g甲基丙烯酸缩水甘油酯、5g顺式-1，4-异戊二烯的混合液，2h滴加完，温度保持在110-120℃，保温1h，再次滴加0.2g过氧化苯甲酰与5g丙二醇甲醚的混合物，0.5h滴加完毕，温度保持在110-120℃，保温2h，得到有机硅改性的丙烯酸树脂；

（2）将制备的有机硅改性丙烯酸树脂，在60℃下加入40.4g氨基树脂，45.7g封闭聚氨酯，适量助剂，高速搅拌至少半小时，然后加入12g乳酸酸化半小时，最后在606.9g去离子水中乳化，抽提后得到阴极电泳乳液；

（3）将制备的乳液与环氧阴极电泳漆按照比例为4：6的比例混合，加入一定配比的去离子水、含有二硫化钼、聚乙烯蜡的配套色浆配制成固含为20%的槽液，熟化48h后即可进行电泳生产。

该改性丙烯酸乳液中加入适量的基材润湿剂（TEGO Wet 280，0.02%）、抗划伤（BYK-258，0.05%）、消泡剂（TEGO Wet 901W，0.02%）等各种助剂能显著提高漆膜的外观性能。

实施例2

（1）向装有28.8g丙二醇丁醚、16.0g二甲苯的四口烧瓶中，滴加50.9g甲基丙烯酸甲酯、39.4g丙烯酸羟乙酯、32g丙烯酸乙酯、25.1g苯乙烯、30g二乙基甲基乙烯基硅烷、10g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、5 g偶氮二异丁腈的混合液，3.5-4h内滴加完，温度保持在90-100℃，滴加完毕后，保温1h，然后滴加1.2g过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、10.4g2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯以及10g甲基丙烯酸甲酯、10g丙烯酸羟乙酯、10g丙烯酸乙酯、5g苯乙烯、10g甲基丙烯酸缩水甘油酯、5g反式-1，4-异戊二烯的混合液，2h滴加完，温度保持在140-150℃，保温1h，再次滴加0.2g过氧化-2-乙基己酸叔丁酯与5g丙二醇丁醚的混合物，0.5h滴加完毕，温度保持在140-150℃，保温2h，的混合液，1h滴加完，温度保持在90-100℃，保温1h，得到有机硅改性的丙烯酸树脂；

（3）将制备的乳液与环氧阴极电泳漆按照比例为5：5的比例混合，加入一定配比的去离子水、含有四氧化三铁、二硫化钼、聚乙烯蜡的配套色浆配制成固含为20%的槽液，熟化48h后即可进行电泳生产。

该改性丙烯酸乳液中加入适量的基材润湿剂（TEGO Wet 280，0.02%）、抗划伤（BYK-3605，0.05%）、消泡剂（TEGO Wet 901W，0.02%）等各种助剂能显著提高漆膜的外观性能。

实施例3

（1）向装有23.8g丙二醇丁醚、16.0g二甲苯、18g正丁醇的四口烧瓶中，滴加35.9g甲基丙烯酸丁酯、30.4g甲基丙烯酸羟乙酯、40g丙烯酸乙酯、27.1g苯乙烯、25g三叔丁氧基乙烯基硅烷、10g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、5g偶氮二异丁腈的混合液，3.5~4h内滴加完，温度保持在90-100℃，滴加完毕后，保温1h，然后滴加1.2g过氧化苯甲酰、5.4g2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯以及10g甲基丙烯酸丁酯、10g甲基丙烯酸羟乙酯、10g丙烯酸乙酯、5g苯乙烯、10g甲基丙烯酸缩水甘油酯、5g丁二烯的混合液，2h滴加完，温度保持在110-120℃，保温1h，再次滴加0.2g叔丁（戊）基过氧化异辛酸酯与5g丙二醇丁醚的混合物，0.5h滴加完毕，温度保持在110-120℃，保温2h，得到有机硅改性的丙烯酸树脂；

（3）将制备的乳液与环氧阴极电泳漆按照比例为2：8的比例混合，加入一定配比的去离子水、含有二硫化钼、聚乙烯蜡的配套色浆配制成固含为20%的槽液，熟化48h后即可进行电泳生产。

实施例4

（1）向装有28.8g乙二醇丁醚、16.0g异丙醇的四口烧瓶中，滴加50.9g甲基丙烯酸甲酯、19.4g丙烯酸羟乙酯、32g甲基丙烯酸-2-乙基己酯、45.1g苯乙烯、30g三乙烯基硅烷、10g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、5g偶氮二异丁腈的混合液，3.5~4h内滴加完，温度保持在90-100℃，滴加完毕后，保温1h，然后滴加1.2g过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、10.4g2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯以及10g甲基丙烯酸甲酯、10g丙烯酸羟乙酯、10g（甲基）丙烯酸-2-乙基己酯、5g苯乙烯、10g甲基丙烯酸缩水甘油酯、5g四氟乙烯的混合液，2h滴加完，温度保持在140-150℃，保温1h，再次滴加0.2g偶氮二异丁腈与5g乙二醇丁醚的混合物，0.5h滴加完毕，温度保持在140-150℃，保温2h，的混合液，1h滴加完，温度保持在90-100℃，保温1h，得到有机硅改性的丙烯酸树脂；

（3）将制备的乳液与环氧阴极电泳漆按照比例为3：7的比例混合，加入一定配比的去离子水、含有四氧化三铁、二硫化钼的配套色浆配制成固含为20%的槽液，熟化48h后即可进行电泳生产。

实施例5

（1）向装有23.8g乙二醇甲醚、18g正丁醇的四口烧瓶中，滴加42.9g丙烯酸丁酯、34.4g丙烯酸羟乙酯、42g丙烯酸乙酯、38.1g苯乙烯、3g三乙基乙烯基硅烷、10g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、5g偶氮二异丁腈的混合液，3.5-4h内滴加完，温度保持在90-100℃，滴加完毕后，保温1h，然后滴加1.2g过氧化苯甲酰、5.4g十二硫醇以及10g丙烯酸丁酯、10g丙烯酸羟乙酯、10g丙烯酸乙酯、5g苯乙烯、10g甲基丙烯酸缩水甘油酯、3g偏二氟乙烯、2g氟乙烯的混合液，2h滴加完，温度保持在110-120℃，保温1h，再次滴加0.2g过氧化苯甲酰与5g乙二醇甲醚的混合物，0.5h滴加完毕，温度保持在110-120℃，保温2h，得到有机硅改性的丙烯酸树脂；

（3）将制备的乳液与环氧阴极电泳漆按照比例为5：5的比例混合，加入一定配比的去离子水、含有二硫化钼、聚乙烯蜡的配套色浆配制成固含为20%的槽液，熟化48h后即可进行电泳生产。

实施例6

（1）向装有28.8g丙二醇丁醚、16.0g仲丁醇的四口烧瓶中，滴加50.9g甲基丙烯酸甲酯、39.4g丙烯酸羟乙酯、32g丙烯酸乙酯、25.1g苯乙烯、20g二乙基甲基乙烯基硅烷、10g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、5 g偶氮二异丁腈的混合液，3.5-4h内滴加完，温度保持在90-100℃，滴加完毕后，保温1h，然后滴加1.2g过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、10.4g2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯以及10g甲基丙烯酸-β-羟乙酯、10g甲基丙烯酸-β-羟丙酯、10g丙烯酸乙酯、5g苯乙烯、10g甲基丙烯酸缩水甘油酯、5g反式-1，4-异戊二烯的混合液，2h滴加完，温度保持在140-150℃，保温1h，再次滴加0.2g过氧化-2-乙基己酸叔丁酯与5g丙二醇丁醚的混合物，0.5h滴加完毕，温度保持在140-150℃，保温2h，的混合液，1h滴加完，温度保持在90-100℃，保温1h，得到有机硅改性的丙烯酸树脂；

（3）将制备的乳液与环氧阴极电泳漆按照比例为6：4的比例混合，加入一定配比的去离子水、含有四氧化三铁、二硫化钼、聚乙烯蜡的配套色浆配制成固含为20%的槽液，熟化48h后即可进行电泳生产。

实施例7

（1）向装有23.8g丙二醇丁醚、16.0g二甲苯、18g乙酸丁酯的四口烧瓶中，滴加35.9g甲基丙烯酸丁酯、20.4g甲基丙烯酸羟乙酯、39.8g丙烯酸乙酯、37.3g苯乙烯、25g三叔丁氧基乙烯基硅烷、10g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、5g偶氮二异丁腈的混合液，3.5-4h内滴加完，温度保持在90-100℃，滴加完毕后，保温1h，然后滴加1.2g过氧化苯甲酰、5.4g2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯以及10g甲基丙烯酸丁酯、10g甲基丙烯酸羟乙酯、10g甲基丙烯酸乙酯、5g苯乙烯、10g甲基丙烯酸缩水甘油酯、5g顺式-1，4-异戊二烯的混合液，2h滴加完，温度保持在110-120℃，保温1h，再次滴加0.2g叔丁（戊）基过氧化异辛酸酯与5g丙二醇丁醚的混合物，0.5h滴加完毕，温度保持在110-120℃，保温2h，得到有机硅改性的丙烯酸树脂；

（3）将制备的乳液与环氧阴极电泳漆按照比例为7：3的比例混合，加入一定配比的去离子水、含有二硫化钼、聚乙烯蜡的配套色浆配制成固含为20%的槽液，熟化48h后即可进行电泳生产。

实施例8

（1）向装有28.8g乙二醇丁醚、16.0g甲基异丁基酮的四口烧瓶中，滴加30 g甲基丙烯酸异冰片酯、29.4g甲基丙烯酸羟乙酯、32.9g甲基丙烯酸-2-乙基己酯、55.1g苯乙烯、30g三乙烯基硅烷、10g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、5 g偶氮二异丁腈的混合液，3.5~4h内滴加完，温度保持在90-100℃，滴加完毕后，保温1h，然后滴加1.2g过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、10.4g2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯以及10g甲基丙烯酸异冰片酯、10g甲基丙烯酸羟乙酯、10g（甲基）丙烯酸-2-乙基己酯、5g苯乙烯、10g甲基丙烯酸缩水甘油酯、5g反式-1，4-异戊二烯的混合液，2h滴加完，温度保持在140-150℃，保温1h，再次滴加0.2g偶氮二异丁腈与5g乙二醇丁醚的混合物，0.5h滴加完毕，温度保持在140-150℃，保温2h，的混合液，1h滴加完，温度保持在90-100℃，保温1h，得到有机硅改性的丙烯酸树脂；

（3）将制备的乳液与环氧阴极电泳漆按照比例为8：2的比例混合，加入一定配比的去离子水、含有四氧化三铁、二硫化钼的配套色浆配制成固含为20%的槽液，熟化48h后即可进行电泳生产。

Claims

1.一种紧固件阴极电泳漆的制备方法，其步骤包括：（1）将质量百分数为3-20%的有机硅单体、5-25%的丙烯酸单体、5-10%的常规单体以及0.1-0.5%引发剂混合物滴加入溶剂中聚合反应，然后向反应物中滴加质量百分数为0.1-0.15%链转移催化剂、0.1-1%链转移剂、1-20%的丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯、5-20%的丙烯酸单体与常规单体的混合液以及1-15%的功能性单体接枝反应，最后滴加质量百分数为0.05-0.07%的链转移催化剂，进行进一步链转移反应得到所述有机硅改性丙烯酸树脂，余量为溶剂；（2）向所述步骤（1）中的有机硅改性丙烯酸树脂中加入有机硅改性丙烯酸树脂质量5-20%的交联剂以及常规用量的助剂，搅拌并中和后，乳化并抽提后得到丙烯酸乳液；（3）将质量比为2:8-8:2的丙烯酸乳液和环氧阴极电泳漆乳液混合后，加入色浆和添加剂混合制成紧固件阴极电泳漆。

2.根据权利要求1所述紧固件阴极电泳漆的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中第一步聚合反应在80-100℃之间，3-5h内滴加完成的，然后保温1h进行反应；第二步接枝反应滴加单体是在80-150℃之间，1-4h滴加完成的，然后保温2h进行反应；第三步链转移反应滴加催化剂是在80-150℃之间，0.5-1h滴加完成，然后保温2h进行反应。

3.根据权利要求1所述紧固件阴极电泳漆的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中是在60-70℃下搅拌半小时反应的。

4.根据权利要求1所述紧固件阴极电泳漆的制备方法，其特征在于：所述添加剂为四氧化三铁、二硫化钼、聚乙烯蜡中的一种或多种混合物，其加入的量能调节到紧固件阴极电泳漆的含固量为18-26%。

5.根据权利要求1所述紧固件阴极电泳漆，其特征在于：所述常规单体为丙烯腈或甲基丙烯腈、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、苯乙烯中的一种或多种混合物。

6.根据权利要求1所述紧固件阴极电泳漆，其特征在于：所述功能性单体为丁二烯、异丁烯、氟乙烯、四氟乙烯、偏二氟乙烯、顺式-1,4-异戊二烯或反式-1,4-异戊二烯中的一种或多种混合物。

7.根据权利要求1所述紧固件阴极电泳漆，其特征在于：所述引发剂为偶氮二异丁腈；链转移催化剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、叔丁基过氧化异辛酸酯或叔戊基过氧化异辛酸酯中的一种。

8.根据权利要求1所述紧固件阴极电泳漆，其特征在于：所述交联剂为氨基树脂与封闭聚氨酯中的一种或两种混合物。

9.根据权利要求1所述紧固件阴极电泳漆，其特征在于：所述有机硅单体为三乙基乙烯基硅烷、三叔丁氧基乙烯基硅烷、二甲基苯基乙烯基硅烷、二乙基甲基乙烯基硅烷、二甲基二甲氨基乙烯基硅烷、三乙烯基硅烷、三苯基乙烯基硅烷、甲基乙烯基硅橡胶、八甲基环四硅氧烷中的一种或多种混合物。

10.根据权利要求9所述紧固件阴极电泳漆的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中中和用的酸为乳酸、甲酸或乙酸。