CN103937367B - 一种白色阴极电泳涂料及其制备方法和使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种白色阴极电泳涂料，包括色浆和乳液,色浆中包括如下组分：白色专用分散树脂20‑30份、表面活性剂1‑2份、钛白粉30‑40份、中和剂3‑4份、成膜助溶剂1‑2份以及去离子水15‑25份。乳液包括如下组分：自制环氧树脂30‑40份、羟基丙烯酸树脂5‑10份、氨基固化剂10‑20份、成膜助溶剂1‑2份、表面活性剂1‑2份、中和剂3‑4份以及去离子水15‑25份。工件涂装时加入色浆、乳液和去离子水按1:3‑5：4的比例混合，调整固体含量，循环48小时后即可。本发明制得的电泳涂料，具有白度高、耐黄变好，良好平展性赋予涂层较高的丰满度，耐化学品性优、耐腐蚀性强，附着力好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种电泳涂料，特别是一种白色阴极电泳涂料及其制备方法和使用方法。
背景技术
阴极电泳涂料是20世纪70年代中期发展起来并得到工业化应用的一种新型防腐蚀水性涂料，该体系中挥发性有机物(VOC)和有害空气污染物(HAP)含量低，对环境污染小，属绿色环保涂料。
阴极电泳涂装具有涂料利用率高、容易实现涂装自动化、环境污染小、涂膜厚度均匀、耐腐蚀性强、泳透率高、适于涂装形状复杂的工件等优点。被广泛应用在汽车、五金电器、家电、自行车和工艺品等众多领域。现在市场上要求白色阴极电泳涂料要白度好、遮盖率好、附着力好、耐黄变性好等特点，但目前白色阴极电泳涂料都以环氧树脂型或环氧—丙烯酸白色阴极电泳涂料为主，环氧树脂本身结构决定涂料易黄变，于是，普遍存在涂层丰满度较差，涂膜易出现白点，色泽不稳定易黄变，附着力差等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能有效减少胺类氧化，苯环类物质氧化为醌类物质等易黄变因素的影响，减少异氰酸酯导致的黄变，同时保持良好平展性赋予涂层较高的丰满度，耐化学品性优、耐腐蚀性强，附着力好等优点的白色阴极电泳涂料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∶
一种白色阴极电泳涂料，包括色浆和乳液：
所述色浆中包括如下重量份数的组分：白色专用分散树脂20‐30份、表面活性剂1‐2份、钛白粉30‐40份、中和剂3‐4份、成膜助溶剂1‐2份以及去离子水15‐25份。
所述乳液包括如下重量份数的组分：自制环氧树脂30‐40份、羟基丙烯酸树脂5‐10份、氨基固化剂10‐20份、成膜助溶剂1‐2份、表面活性剂1‐2份、中和剂3‐4份以及去离子水15‐25份。
所述白色阴极电泳涂料还包括去离子水，色浆和乳液以及去离子水的质量比为1：(3‐4)：5。
所述环氧树脂为采用128环氧树脂与双酚A以及异辛酸100-140℃反应而得到的环氧值在0.2-0.4mol/100g之间、分子量在200-1000之间的低分子量环氧树脂。
进一步地，所述色浆和乳液中的表面活性剂包括：NP‐4、NP‐6、NP‐7、NP‐9、NP‐10、NP‐15、NP‐21、EL‐40、EL‐80、聚二醇中的任一种。
进一步地，所述色浆和乳液中的成膜助溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、乙二醇乙醚、二乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇苯醚、丙二醇甲醚中的任一种。
进一步地，所述色浆和乳液中的中和剂包括氨基磺酸、乙酸、羟基乙酸、甲酸、草酸、柠檬酸、乳酸中的任一种。
进一步地，氨基固化剂包括六甲氧甲基三聚氰胺、丁醚化三聚氰胺‐甲醛、脲醛树脂、苯代三聚氰胺甲醛树脂中的任一种。
上述白色阴极电泳涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1、色浆的制备
依次将如下重量份数的白色专用分散树脂20‐30份、表面活性剂1‐2份、钛白粉30‐40份、中和剂3‐4份、成膜助溶剂1‐2份以及去离子水15‐25份加入容器中，开动搅拌混合均匀后在1300r/min‐1800r/min的转速下高速分散，再用砂磨机研磨至细度≤15μm，然后用袋式过滤机过滤，得到色浆，备用；
S2、乳液的制备
依次将如下重量份数的自制环氧树脂30‐40份、羟基丙烯酸树脂5‐10份、氨基固化剂10‐20份、成膜助溶剂1‐2份；表面活性剂1‐2份；中和剂3‐4份依次加入反应釜中搅拌混合均匀，温度控制在40℃以下，然后再分多次加入去离子水40‐50份在反应釜中高速乳化1‐3小时，乳化温度控制在30℃以下，用过滤器过滤，即可制得乳液；
S3、白色阴极电泳涂料的制备
工件涂装时加入S1制得的色浆、S2制得的乳液和去离子水按1：(3‐4)：5的比例混合，把固体含量调整到15％‐30％，循环48小时后即可；
优选地，色浆控制的指标为：细度≤15μm，固体含量50±2％，pH值7.5±0.5，电导率1000±300μs/cm。
优选地，乳液指标控制为：固体含量33±2％，粒径≤0.20μm，pH值6.5±0.5，电导率1300±500μs/cm，粘度＜100cps。
上述白色阴极电泳涂料的使用方法，包括如下步骤：工件涂装时加入色浆、乳液和去离子水按1：3‐4：5比例混合，制成工作液，并调整固体含量调整至15％‐30％，循环48小时后电泳涂装，其中，工作液的pH值为6.0‐6.5，电泳电压150‐250V，电泳温度为27‐29℃，电泳时间为1‐3min；涂膜在170‐180℃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。
本发明的优点在于制得的电泳涂料，具有白度高、耐黄变好，良好平展性赋予涂层较高的丰满度，耐化学品性优、耐腐蚀性强，附着力好等优点，弥补了现有技术环氧树脂白色涂料的白度不够、易黄变的不足，但保留其高防腐性，附着力好等优点。
具体实施方式
现结合具体实施例，详细说明本发明。
所述实施例中，自制环氧树脂为采用128环氧树脂与双酚A以及异辛酸100‐140℃反应而得到的环氧值在0.2‐0.4mol/100g之间、分子量在200‐1000之间的低分子量环氧树脂。
实施例一
一种白色阴极电泳涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1、色浆的制备
依次将如下重量份数的白色专用分散树脂20份、NP‐4 1份、钛白粉30份、氨基磺酸3份、乙醇1份以及去离子水15‐25份加入容器中，开动搅拌混合均匀后在1300r/min的转速下高速分散，再用砂磨机研磨至细度≤15μm，然后用袋式过滤机过滤，得到色浆，备用，色浆控制的指标为：细度≤15μm，固体含量50±2％，pH值7.5±0.5，电导率1000±300μs/cm；
S2、乳液的制备
依次将如下重量份数的自制环氧树脂30份、羟基丙烯酸树脂5份、氨基六甲氧甲基三聚氰胺10份、乙醇1份；NP‐4 1份；氨基磺酸3份依次加入反应釜中搅拌混合均匀，温度控制在40℃以下，然后再分多次加入去离子水40份在反应釜中高速乳化1小时，乳化温度控制在30℃以下，用过滤器过滤，即可制得乳液，乳液指标控制为：固体含量33±2％，粒径≤0.20μm，pH值6.5±0.5，电导率1300±500μs/cm，粘度＜100cps；其中，自制的环氧树脂滴加到羟基丙烯酸树脂中，在有机胺的催化作用下100‐120℃反应，羟基与环氧基开环反应，将自制的环氧树脂环氧树脂接到羟基丙烯酸树脂之上，反应完成后加入中和剂，与有机胺中和。加入固化剂和其它助剂乳化后得到产品乳液。其产品质量较一般的环氧树脂与丙烯酸树脂制成的涂料有所提升，能有效解决白色涂料的白度不够、易黄变的不足；
S3、白色阴极电泳涂料的制备
工件涂装时加入S1制得的色浆、S2制得的乳液和去离子水按1：3：5的比例混合，把固体含量调整到15％，循环48小时后即可。
上述白色阴极电泳涂料的使用方法，包括如下步骤：工件涂装时加入色浆、乳液和去离子水按1：3：5混合，循环48小时后电泳涂装，其中，工作液的pH值为6.0，电泳电压150V，电泳温度为27℃，电泳时间为1min；涂膜在170℃固化20分钟；制得漆膜外观均匀平整光滑，膜厚10‐30μm内可调。
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120V下通电电泳至膜厚20±2μm。电泳结束后洗净，上述的样板在180℃/20min条件下烘烤，然后进行涂膜性能评价，采取如下的方法测试涂膜的性能：
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、在40℃的水中浸渍500h后，观察涂面状态。
结果如表所示：
上述的样板在170℃/20min、180℃/20min、190℃/20min、200℃/20min条件下烘烤，温度梯度之间黄变均匀性好，△E＜1。
实施例二
一种白色阴极电泳涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1、色浆的制备
依次将如下重量份数的白色专用分散树脂30份、EL‐402份、钛白粉40份、羟基乙酸4份、丙酮2份以及去离子水25份加入容器中，开动搅拌混合均匀后在1800r/min的转速下高速分散，再用砂磨机研磨至细度≤15μm，然后用袋式过滤机过滤，得到色浆，备用，色浆控制的指标为：细度≤15μm，固体含量50±2％，pH值7.5±0.5，电导率1000±300μs/cm；
S2、乳液的制备
依次将如下重量份数的自制环氧树脂40份、羟基丙烯酸树脂10份、丁醚化三聚氰胺‐甲醛20份、丙酮2份；EL‐40 2份；羟基乙酸4份依次加入反应釜中搅拌混合均匀，温度控制在40℃以下，然后再分多次加入去离子水50份在反应釜中高速乳化3小时，乳化温度控制在30℃以下，用过滤器过滤，即可制得乳液,乳液指标控制为：固体含量33±2％，粒径≤0.20μm，pH值6.5±0.5，电导率1300±500μs/cm，粘度＜100cps；
S3、白色阴极电泳涂料的制备
工件涂装时加入S1制得的色浆、S2制得的乳液和去离子水按1：4：5的比例混合，把固体含量调整到30％，循环48小时后即可；
上述白色阴极电泳涂料的使用方法，包括如下步骤：工件涂装时加入色浆、乳液和去离子水按1：4：5比例混合，制成工作液，并调整固体含量调整至30％，循环48小时后电泳涂装，其中，工作液的pH值为6.5，电泳电压250V，电泳温度为29℃，电泳时间为3min；涂膜在180℃固化30分钟；制得漆膜外观均匀平整光滑，膜厚10‐30μm内可调。
采用实施例一的方法对涂膜进行表征，评价结果如实施例一。
实施例三
上述白色阴极电泳涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1、色浆的制备
依次将如下重量份数的白色专用分散树脂25份、聚二醇1.5份、钛白粉35份、草酸3.5份、乙二醇乙醚1.5份以及去离子水20份加入容器中，开动搅拌混合均匀后在1500r/min的转速下高速分散，再用砂磨机研磨至细度≤15μm，然后用袋式过滤机过滤，得到色浆，备用，色浆控制的指标为：细度≤15μm，固体含量50±2％，pH值7.5±0.5，电导率1000±300μs/cm；
S2、乳液的制备
依次将如下重量份数的自制环氧树脂35份、羟基丙烯酸树脂7份、脲醛树脂15份、乙二醇乙醚1.5份；聚二醇1.5份；草酸3.5份依次加入反应釜中搅拌混合均匀，温度控制在40℃以下，然后再分多次加入去离子水45份在反应釜中高速乳化2小时，乳化温度控制在30℃以下，用过滤器过滤，即可制得乳液，乳液指标控制为：固体含量33±2％，粒径≤0.20μm，pH值6.5±0.5，电导率1300±500μs/cm，粘度＜100cps；
S3、白色阴极电泳涂料的制备
工件涂装时加入S1制得的色浆、S2制得的乳液和去离子水按1：3.5：5的比例混合，把固体含量调整到20％，循环48小时后即可。
上述白色阴极电泳涂料的使用方法，包括如下步骤：工件涂装时加入色浆、乳液和去离子水按1：3.5：5比例混合，制成工作液，并调整固体含量调整至20％，循环48小时后电泳涂装，其中，工作液的pH值为6.3，电泳电压200V，电泳温度为28℃，电泳时间为2min；涂膜在175℃固化25分钟；制得漆膜外观均匀平整光滑，膜厚10‐30μm内可调。
采用实施例一的方法对涂膜进行表征，评价结果如实施例一。
实施例四
上述白色阴极电泳涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1、色浆的制备
依次将如下重量份数的白色专用分散树脂22份、NP‐151.8份、钛白粉36份、乳酸3.8份、丙二醇苯醚1.4份以及去离子水19份加入容器中，开动搅拌混合均匀后在1600r/min的转速下高速分散，再用砂磨机研磨至细度≤15μm，然后用袋式过滤机过滤，得到色浆，备用，色浆控制的指标为：细度≤15μm，固体含量50±2％，pH值7.5±0.5，电导率1000±300μs/cm；
S2、乳液的制备
依次将如下重量份数的自制环氧树脂36份、羟基丙烯酸树脂8份、苯代三聚氰胺甲醛树脂17份、丙二醇苯醚1.3份；NP‐15 1.6份；乳酸3.2份依次加入反应釜中搅拌混合均匀，温度控制在40℃以下，然后再分多次加入去离子水47份在反应釜中高速乳化1.8小时，乳化温度控制在30℃以下，用过滤器过滤，即可制得乳液，乳液指标控制为：固体含量33±2％，粒径≤0.20μm，pH值6.5±0.5，电导率1300±500μs/cm，粘度＜100cps；
S3、白色阴极电泳涂料的制备
工件涂装时加入S1制得的色浆、S2制得的乳液和去离子水按1：3.6：5的比例混合，把固体含量调整到23％，循环48小时后即可。
上述白色阴极电泳涂料的使用方法，包括如下步骤：工件涂装时加入色浆、乳液和去离子水按1：3.2：5比例混合，制成工作液，并调整固体含量调整至23％，循环48小时后电泳涂装，其中，工作液的pH值为6.4，电泳电压220V，电泳温度为28℃，电泳时间为2min；涂膜在176℃固化24分钟；制得漆膜外观均匀平整光滑，膜厚10‐30μm内可调。
采用实施例一的方法对涂膜进行表征，评价结果如实施例一。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种白色阴极电泳涂料，其特征在于：包括色浆和乳液；
所述色浆中包括如下重量份数的组分：白色专用分散树脂20-30份、表面活性剂1-2份、钛白粉30-40份、中和剂3-4份、成膜助溶剂1-2份以及去离子水15-25份；
所述乳液包括如下重量份数的组分：自制环氧树脂30-40份、羟基丙烯酸树脂5-10份、氨基固化剂10-20份、成膜助溶剂1-2份、表面活性剂1-2份、中和剂3-4份以及去离子水15-25份；
所述白色阴极电泳涂料还包括去离子水，色浆和乳液以及去离子水的质量比为1:(3-4)：5；
所述环氧树脂为采用128环氧树脂与双酚A以及异辛酸100-140℃反应而得到的环氧值在0.2-0.4mol/100g之间、分子量在200-1000之间的低分子量环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的一种白色阴极电泳涂料，特征在于：所述色浆和乳液中的表面活性剂包括：NP-4、NP-6、NP-7、NP-9、NP-10、NP-15、NP-21、EL-40、EL-80、聚二醇中的任一种。
3.根据权利要求1所述的一种白色阴极电泳涂料，特征在于：所述色浆和乳液中的成膜助溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、乙二醇乙醚、二乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇苯醚、丙二醇甲醚中的任一种。
4.根据权利要求1所述的一种白色阴极电泳涂料，特征在于：所述色浆和乳液中的中和剂包括氨基磺酸、乙酸、羟基乙酸、甲酸、草酸、柠檬酸、乳酸中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种白色阴极电泳涂料，特征在于：氨基固化剂包括六甲氧甲基三聚氰胺、丁醚化三聚氰胺-甲醛、脲醛树脂、苯代三聚氰胺甲醛树脂中的任一种。
6.制备权利要求1-5任一项所述的白色阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、色浆的制备
依次将如下重量份数的白色专用分散树脂20-30份、表面活性剂1-2份、钛白粉30-40份、中和剂3-4份、成膜助溶剂1-2份以及去离子水15-25份加入容器中，开动搅拌混合均匀后在1300r/min-1800r/min的转速下高速分散，再用砂磨机研磨至细度≤15μm，然后用袋式过滤机过滤，得到色浆，备用；
S2、乳液的制备
依次将如下重量份数的自制环氧树脂30-40份、羟基丙烯酸树脂5-10份、氨基固化剂10-20份、成膜助溶剂1-2份；表面活性剂1-2份；中和剂3-4份依次加入反应釜中搅拌混合均匀，温度控制在40℃以下，然后再分多次加入去离子水40-50份在反应釜中高速乳化1-3小时，乳化温度控制在30℃以下，用过滤器过滤，即可制得乳液；
S3、白色阴极电泳涂料的制备
工件涂装时加入S1制得的色浆、S2制得的乳液和去离子水按1：3-4：5的比例混合，把固体含量调整到15％-30％，循环48小时后即可。
7.根据权利要求6所述的白色阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于，色浆控制的指标为：细度≤15μm，固体含量50±2％，pH值7.5±0.5，电导率1000±300μs/cm。
8.根据权利要求7所述的白色阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于，乳液指标控制为：固体含量33±2％，粒径≤0.20μm，pH值6.5±0.5，电导率1300±500μs/cm，粘度＜100cps。
9.根据权利要求1-5任一项所述的白色阴极电泳涂料的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：工件涂装时加入色浆、乳液和去离子水按1：3-4：5比例混合，制成工作液，并调整固体含量调整至15％-30％，循环48小时后电泳涂装，其中，工作液的pH值为6.0-6.5，电泳电压150-250V，电泳温度为27-29℃，电泳时间为1-3min；涂膜在170-180℃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。
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Denomination of invention: A white cathodic electrophoretic coating and its preparation and Application Effective date of registration: 20201105 Granted publication date: 20170405 Pledgee: Guangdong Nanhai Rural Commercial Bank branch branch of Limited by Share Ltd. Pledgor: GUANGDONG KODEST ECO-TECHNOLOGY INC. Co.,Ltd. Registration number: Y2020980007622 |