CN106479248A - 阴极电泳色浆高效研磨助剂和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阴极电泳色浆高效研磨助剂和制备方法，a先由苯酐中加入惰性有机溶剂、烷基伯胺及有机碱，不断搅拌下升温到70‑85℃，保温5‑8小时后，降温出料；b.三羟甲基丙烷三缩水甘油醚加入惰性有机溶剂在有机碱的催化下与步骤a的产物及双酚A升温至120‑150℃进行扩链反应2‑3小时后，即制得环氧当量为400‑700的环氧树脂；c将步骤b所制备的环氧树脂，在不断搅拌下升温至70‑85℃，加入醇醚类溶剂，然后加入硫醇，二羟甲基丙酸和去离子水后继续保温8‑15小时，即可制得该研磨助剂。在阴极电泳色浆磨过程中加入该助剂，能有效的降低砂磨时间，从而有效的提高研磨效率。对于提高电泳漆的生产效率具有重大的现实意义。

Description

阴极电泳色浆高效研磨助剂和制备方法

[技术领域]

本发明涉及一种阴极电泳色浆高效研磨助剂和制备方法。

[背景技术]

从二十世纪七十年代开始，阴极电泳涂料开始在工业化应用以来，因为其优良的耐腐蚀性能，优异的机械性能和其在涂装应用时的高度自动化。使其在汽车工业上迅速的大面积使用并得以普及。阴极电泳涂料作为水性涂料中的佼佼者，一是以水为溶剂，无污染、无毒、无火灾危险，二是采用电泳涂装工艺，对于任何复杂的工件能得到均匀致密涂层，具有较高的耐腐蚀性，对其研究与开发受到了人们广泛的青睐。随着国内汽车行业的壮大，以环氧树脂为主的阴极电泳涂料在汽车涂装业越来越体现出它的优越性。目前的阴极电泳涂料主要由色浆和乳液两个组分组成，实际应用中，电泳漆的高效循环利用的特性，使得电泳漆色浆相对于其他类型的色浆，对细度有了更高的要求。如何兼顾色浆细度与生产效率，这也是目前各厂家共同面临的一个难题。因此，高效率的砂磨助剂，对于解决这一难题，具有十分重要的意义。

[发明内容]

本发明所要解决的技术问题是：合成一种特殊结构的助剂，该助剂能有效提高阴极电泳色浆的砂磨效率。

为了解决上述技术问题，设计一种用于阴极电泳涂料的助剂，该助剂树脂具有式I的结构：

其中R’具有式II结构：

式II本发明还包括一种式I的结构环氧树脂的制备方法，包括以下步骤

a先由苯酐中加入惰性有机溶剂、烷基伯胺及有机碱，不断搅拌下升温到70-85℃，保温5-8小时后，降温出料，反应式如下式所述：

b三羟甲基丙烷三缩水甘油醚加入惰性有机溶剂在有机碱的催化下与步骤a的产物及双酚A升温至120-150℃进行扩链反应2-3小时后，即制得环氧当量为400-700的环氧树脂，反应式如下式所示：

c将步骤b所制备的环氧树脂，在不断搅拌下升温至70-85℃，加入醇醚类溶剂，然后加入硫醇，DMPA(二羟甲基丙酸)和去离子水后继续保温8-15小时，即可制得式I的结构的助剂。反应式如下式所示：

其中R':

上述制备方法进一步还具有如下优化方案：

步骤a中所述的惰性有机溶剂为甲苯类溶剂或酮类溶剂。甲苯类溶剂可选择甲苯、邻二甲苯、间二甲苯；酮类溶剂可选择甲乙酮、甲基异丁基酮，所用的有机碱催化剂选用三乙胺、N-N二甲基苄胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、三苯基磷、甲基二乙醇胺。所用的烷基伯胺为烷基链长为6-12个碳链的烷基。步骤a中苯酐和烷基胺按1:1的摩尔比进行反应。

步骤b中所用的有机碱催化剂选用三乙胺、N-N二甲基苄胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、三苯基磷、甲基二乙醇胺。所述的惰性有机溶剂为甲苯类溶剂或酮类溶剂。甲苯类溶剂可选择甲苯、邻二甲苯、间二甲苯；酮类溶剂可选择甲乙酮、甲基异丁基酮，步骤b中的步骤a产物与双酚A的摩尔比为2-2.5，环氧当量控制在400-700，否则，反应过程会产生凝胶现象或水溶性不足的效果。

步骤c可选择在反应中添加醇醚类溶剂可选择乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇己醚、二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚，选择的硫醇为硫二甘醇及其相差1-2个亚甲基的相关衍生物。

采用本发明的方案后，具有以下有益效用：

a.助剂树脂结构中含有不同极性体系的结构，使得该助剂能对多种颜料体系适应，包括锍盐结构、酰胺、酯键、醚键、羟基及苯环结构，能有效的对多种颜填料体系迅速键和。

b.助剂树脂结构为枝桠体系，能对颜填料进行有效的物理包裹，在砂磨过程中能大大提高研磨效率。

c.助剂树脂结构的主要水溶性基团为锍盐结构，该结构对pH值呈惰性，能满足多种类型的色浆体系。

d.助剂树脂结构中的长链烷基能对颜填料有效的润湿。从而提高砂磨效率。

[具体实施方式]

实施例1

制备步骤a产物

具体配方如下表：

物质名称	质量份数(g)
		邻苯二甲酸酐	296
正己胺	202
		三乙胺	2
二甲苯	60

在配有温度计、搅拌桨、冷凝管的四口烧瓶中，加入正己胺，邻苯二甲酸酐、三乙胺和二甲苯，升温到85℃，保温5小时后，降温出料，即得步骤a产物。放入干燥密闭的容器中备用。反应式如下：

实施例2

具体配方如下表：

物质名称	份数(g)
		实施例1树脂	280
三羟甲基丙烷三缩水甘油醚	302
		甲基异丁基酮	80
三乙胺	1
		双酚A	114

在配有温度计、搅拌桨、冷凝管的四口烧瓶中，加入三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(南亚公司生产，环氧当量102)再加入实施例1树脂。加入三乙胺作催化剂，升温到130℃，保温3小时后，降温出料，制得环氧当量为640左右的环氧树脂，放入干净密封的容器中备用，可能的反应式如下：

实施例3

制备离子化的成品助剂树脂

具体配方如下表：

物质名称	份数(g)
		实施例2树脂	388
丙二醇单丁醚	100
		硫二甘醇	185
DMPA	134
		去离子水	154
去离子水	1050

将实施例2所制备的树脂，在不断搅拌下升温至80-85℃，加入丙二醇单丁醚，然后加入硫二甘醇，DMPA(二羟甲基丙酸)和去离子水后继续保温8-15小时，加入纯水稀释至30％的固体份，即可制得式I的结构的助剂。反应式如下式所示：

其中R′：

实施例4

研磨常规黑色阴极电泳色浆效果对比

具体配方如下表：

按表中所示的配方进行混合分散后由砂磨机研磨1小时，配方A细度为24μm，而加入了助剂的配方B细度为11μm。

配方B色浆置于50℃烘箱中，放置7天，测试细度为12μm。常温放置90天，检测细度为13μm。

按上述方案配制的电泳涂料色浆与1507乳液(HLS公司产品)和去离子水按配比1:5:8置于电泳槽中熟化24小时后，控制施工电压在220伏特、槽液温度在30℃的条件下。电泳3分钟后。获得涂膜在170℃烘烤30分钟，得到黑色干膜厚度在22μm，外观均匀平整，涂膜的各项指标均符合产品标准。将涂膜喷涂灰色环氧粉末后170℃烘干后测试附着力，评价指标为0级，附着力优异。

实施例5

研磨常规灰色色阴极电泳色浆效果对比

具体配方如下表：

按表中所示的配方进行混合分散后由砂磨机研磨1小时，配方C细度为19μm，而加入了助剂的配方D细度为10μm。

配方D色浆置于50℃烘箱中，放置7天，测试细度为11μm。常温放置90天，检测细度为13μm。

按上述方案配制的电泳涂料色浆与5060乳液(HLS公司产品)和去离子水按配比1:6:8置于电泳槽中熟化24小时后，控制施工电压在200伏特、槽液温度在30℃的条件下。电泳3分钟后。获得涂膜在170℃烘烤30分钟，得到黑色干膜厚度在22μm，外观均匀平整，涂膜的各项指标均符合产品标准。将涂膜喷涂灰色环氧粉末后170℃烘干后测试附着力，评价指标为0级，附着力优异。

实施例10

研磨金属氧化物浆料对比：

按表中所示的配方进行混合分散后由砂磨机研磨1小时，配方E细度为28μm，而加入了助剂的配方F细度为13μm。

配方F分散浆料置于50℃烘箱中，放置7天，测试细度为15μm。常温放置90天，检测细度为17μm。

Claims (10)

1.一种式I结构的研磨助剂，其特征在于具有如下结构：

其中R’具有式II结构：

2.一种式I的结构研磨助剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

a.先在苯酐中加入惰性有机溶剂、烷基伯胺及有机碱，不断搅拌下升温到70-85℃，保温5-8小时后，降温出料，反应式如下式所述：

b.三羟甲基丙烷三缩水甘油醚加入惰性有机溶剂在有机碱的催化下与步骤a的产物及双酚A升温至120-150℃进行扩链反应2-3小时后，制得 环氧当量为400-700的环氧树脂，反应式如下式所示：

c.将步骤b所制备的环氧树脂，在不断搅拌下升温至70-85℃，加入醇醚类溶剂，然后加入硫醇，二羟甲基丙酸和去离子水后继续保温8-15小时，即可制得式I的结构的研磨助剂，反应式如下式所示：

其中R′：。

3.如权利要求2所述的式I的结构研磨助剂的制备方法，其特征在于步骤a中所述的惰性有机溶剂为甲苯类溶剂或酮类溶剂。

4.如权利要求2所述的式I的结构研磨助剂的制备方法，其特征在于步骤a中苯酐和烷基胺按1:1的摩尔比进行反应。

5.如权利要求2所述的式I的结构研磨助剂的制备方法，其特征在于步骤b中所用的有机碱催化剂选用三乙胺、N-N二甲基苄胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、三苯基磷、甲基二乙醇胺。

6.如权利要求2所述的式I的结构研磨助剂的制备方法，其特征在于所述的惰性有机溶剂为甲苯类溶剂或酮类溶剂。

7.如权利要求2所述的式I的结构研磨助剂的制备方法，其特征在于所述的甲苯类溶剂采用甲苯、邻二甲苯或间二甲苯；酮类溶剂采用甲乙酮或甲基异丁基酮。

8.如权利要求2所述的式I的结构研磨助剂的制备方法，其特征在于步骤b中的步骤a产物与双酚A的摩尔比为2-2.5，环氧当量控制在400-700。

9.如权利要求2所述的式I的结构研磨助剂的制备方法，其特征在于步骤c添加的醇醚类溶剂采用乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇己醚、二乙二醇丁醚或丙二醇甲醚。

10.如权利要求2所述的式I的结构研磨助剂的制备方法，其特征在于硫醇为硫二甘醇及其相差1-2个亚甲基的相关衍生物。