CN107556469B - 乳化剂及其制备方法、制得的阴极电泳涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种乳化剂及其制备方法、制得的阴极电泳涂料及其制备方法，所述乳化剂包括改性聚醚胺，所述改性聚醚胺主链的一端为亲油基团，另一端为聚醚胺的端氨基酸化成盐的亲水基团。其中的末端阳离子型结构，能够有效增加乳化剂的极性和亲水性，使乳化剂在乳化结束后，分散相带有相同电荷而相互排斥，有助于增加乳液储存的稳定性，兼具传统表面活性剂型乳化剂及离子型乳化剂的效果；并且，所述乳化剂对漆膜固化有促进作用，有利于提高漆膜的耐盐雾性能和硬度等。

Description

乳化剂及其制备方法、制得的阴极电泳涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体而言，涉及一种乳化剂及其制备方法、制得的阴极电泳涂料及其制备方法。

背景技术

乳化剂是指能使两种互不相溶的液体混合时形成稳定的乳状液体所需加入的第三种物质。乳化剂的作用的机理主要包括：使分散相液滴带上电荷，分散相液滴间相同电荷互相排斥；降低分散相与分散介质间的界面张力；在界面上形成具有一定机械强度的保护膜，从而防止了分散相液滴的相互聚结，保证了乳状液体的稳定存在。

阴极电泳涂料的涂料利用率高，易于实现涂装自动化，其挥发性有机物和有害空气污染物含量低，对环境污染小。并且，阴极电泳涂料具有优良的防腐蚀性、高泳透率、高流平性、高装饰性，广泛应用于机动车工业中，并推广应用到建材、轻工、家用电器等工业领域以及五金和工艺品的表面防腐和装饰。

然而随着社会的不断进步，目前的阴极电泳涂料的使用范围以及性能已经不能满足涂装产品更高的质量要求。如现有的阴极电泳涂料常用的乳化剂为表面活性剂，例如烷基酚聚乙烯醚，制备得到的阴极电泳涂料放置一段时间后，会发生沉降，稳定性不能满足要求。并且，制作漆膜后，漆膜固化程度、耐水、耐盐雾等理化性能不能满足要求。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种乳化剂，其具有优异的乳化效果，并且能够有效提高制备得到乳液的储存稳定性。

本发明的第二目的在于提供一种所述乳化剂的制备方法，所述制备方法工艺简单、操作稳定可控，并且制备得到的乳化剂具有优异的乳化效果，能够有效提高制备得到乳液的储存稳定性。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种乳化剂，包括改性聚醚胺，所述改性聚醚胺主链一端为亲油基团，另一端为聚醚胺的端氨基酸化成盐的亲水基团。

所述乳化剂中的改性聚醚胺的主链的一端为亲水基团，另一端为亲油基团，实现乳化效果；其中的末端离子型结构，能够有效增加乳化剂的极性和亲水性，使乳化剂在乳化结束后，分散相带有相同电荷而相互排斥，有助于增加乳液储存的稳定性，兼具传统表面活性剂型乳化剂及离子型乳化剂的效果。

优选的，所述改性聚醚胺的分子量为400-2000。

优选的，所述乳化剂中的改性聚醚胺具有下列化学结构通式：

其中：R₁为H或CH₃，R₂为H或CH₃，R₃为CH₃或C₂H₅，R₄为H或C₁-C₆烷基。

本发明的聚醚胺-有机酸盐类乳化剂，在主链聚醚胺上一端为亲水基团有机酸盐，另一端为亲油基团，实现乳化效果；其中的末端阳离子型结构，能够有效增加乳化剂的极性和亲水性，使乳化剂在乳化结束后，分散相带有相同电荷而相互排斥，有助于增加乳液储存的稳定性，兼具传统表面活性剂型乳化剂及离子型乳化剂的效果。

优选的，所述化学结构通式中，R₄为H或CH₃。

采用甲酸或乙酸作为有机酸对聚醚胺进行酸化处理，使得到的末端有机酸盐水溶性更好，两端亲水性和亲油性的差异增加，进而提高乳化剂的乳化效果。并且，采用有机酸，酸性较弱，在后续制作阴极电泳涂料时，不会影响涂料的使用。

优选的，所述乳化剂按照重量份数计，主要由以下原料制成：乙醇胺10-15份、甲基异丁基酮100-150份、三苯基甲基碘化磷0.1-0.5份、环氧乙烷100-150份、环氧丙烷100-650份、乙酸10-15份、水1000-1200份。

本发明通过上述原料制备得到一种聚醚胺-有机酸盐类乳化剂，其中，乙醇胺的伯氨基与甲基异丁基酮的羰基，进行缩合反应脱水，反应得到甲基异丁基酮酮亚胺化的乙醇胺，也就是乙醇基-甲基异丁基酮亚胺，形成酮亚胺化(-N＝C-)的惰性结构，将乙醇胺上的伯氨基封存；反应生成的乙醇基-甲基异丁基酮亚胺中的醇羟基使环氧乙烷和环氧丙烷的环氧环开环，环氧环开环后形成羟基，羟基继续开环直至环氧乙烷和环氧丙烷反应完全，扩链形成聚醚胺；酮亚胺化的产物在生成的聚醚胺主链末端的其中一端，因而聚醚胺上一端为亲水基团，另一端为亲油基团，实现乳化效果；加水后，聚醚胺主链末端的酮亚胺化(-N＝C-)的惰性结构吸水反应，生成伯氨基-NH₂和甲基异丁基酮，加入乙酸，聚醚胺上的伯氨基与乙酸反应生成有机酸盐，形成末端阳离子型聚醚胺，增加乳化剂的极性和亲水性，使乳化剂在乳化结束后，分散相带有相同电荷而相互排斥，有助于增加乳液储存的稳定性。

优选的，所述乳化剂按重量份数计由以下原料制成：乙醇胺12份、甲基异丁基酮125份、三苯基甲基碘化磷0.3份、环氧乙烷125份、环氧丙烷350份、乙酸12份、水1100份。

优选的，所述乳化剂的固含量为15-25％。

所述乳化剂包括改性聚醚胺、少量甲基异丁基酮、水。乳化剂的固含量在此范围内，流动性好，稳定性好；并且可以直接使用。

本发明还提供一种乳化剂的制备方法，加入有机酸对聚醚胺酸化，得到所述乳化剂；优选的，

所述聚醚胺的化学结构通式为

所述有机酸的化学结构通式为

本发明的乳化剂的制备方法简单，易于操作；聚醚胺上的伯氨基与有机酸反应生成有机酸盐，形成末端阳离子型聚醚胺，能够有效增加乳化剂的极性和亲水性，使乳化剂在乳化结束后，分散相带有相同电荷而相互排斥，有助于增加乳液储存的稳定性，兼具传统表面活性剂型乳化剂及离子型乳化剂的效果。

优选的，所述乳化剂的制备方法，包括以下步骤：

A)加入乙醇胺和甲基异丁基酮，进行回流反应，反应结束后降温，得到产物a；

B)向步骤A)制得的产物a中加入三苯基甲基碘化磷、环氧乙烷、环氧丙烷，升温至60-100℃反应，得到产物b；

C)将步骤B)制得的产物b降温至40-50℃，加入乙酸和水，搅拌得到所述乳化剂。

本发明的乳化剂的制备方法，先将乙醇胺和甲基异丁基酮进行反应，得到酮亚胺化的惰性结构，将乙醇胺上的伯氨基封存，通过甲基异丁基酮将乙醇胺的伯氨基进行保护；反应生成的乙醇基-甲基异丁基酮亚胺作为一个扩链单元，其中的醇羟基对环氧乙烷和环氧丙烷中的环氧环进行开环，由于在酮亚胺化的惰性结构已经将伯氨基封存，在开环反应中不会参与反应；醇羟基开环氧环形成羟基，羟基继续开环直至环氧乙烷和环氧丙烷反应完全，扩链形成聚醚胺；酮亚胺化的产物在生成的聚醚胺主链末端的其中一端，因而聚醚胺上一端为亲水基团，另一端为亲油基团，实现乳化效果；加水后，聚醚胺主链末端的酮亚胺化(-N＝C-)的惰性结构吸水反应，生成伯氨基-NH₂和甲基异丁基酮，加入乙酸，聚醚胺上的伯氨基与乙酸反应生成有机酸盐，形成末端阳离子型聚醚胺。

这种聚醚胺-有机盐型乳化剂，一端为带电的有机盐阳离子，另一端为疏水亲油的聚醚胺，使所述乳化剂兼有表面活性剂、离子型乳化剂的特点。本发明所述的乳化剂亲水端为有机盐，亲油端为聚醚，亲水和亲油的差距明显，乳化效果好。而现有的亲水基团通常采用羟基、醚键等有机基团，亲水性往往较差，因而乳化效果较差。本发明的乳化剂，聚醚胺一端形成有机盐，既大幅度提高表面活性剂的效果，同时获得了离子型乳化剂的优势，这是传统乳化剂不可比拟的。

优选的，所述步骤A)中，回流反应的温度为110-120℃。

优选的，所述步骤B)中，先升温至60-80℃反应4-8h，再升温至80-100℃反应4-8h，得到产物b。

优选的，所述步骤C)中，将步骤B)制得的产物B降温至40-50℃，加入乙酸和1/10-1/4量的水，反应2-6h，然后加入余量的水，搅拌得到所述乳化剂。

本发明还提供了一种阴极电泳涂料，包括色浆、乳液和水；

所述色浆按重量份数计包括：环氧树脂500-700份、颜料200-350份、醋酸15-30份、乳化剂10-20份、水400-800；

所述乳液按重量份数计包括：环氧树脂500-700份、醋酸15-30份、乳化剂10-20份、水500-1000份；

所述色浆、乳液、水的质量比为1﹕(2-4)﹕4；

其中，所述乳化剂为前述任意一种乳化剂。

传统的离子型乳化剂在阴极电泳涂料中使用时，会使乳液涂料破乳等，本发明所述的阴极电泳涂料，采用聚醚胺-有机盐型乳化剂，一端为带电的有机盐阳离子，另一端为疏水亲油的聚醚胺，是弱酸和弱碱成盐，使所述乳化剂兼有表面活性剂、离子型乳化剂的特点，并且不存在传统离子型乳化剂的弊病，乳化效果好，混合后粒径小，并且带电的乳液离子相互排斥，融合、撞击、破碎的几率小，乳液更稳定，因而，采用所述乳化剂制备得到的阴极电泳涂料分散更均匀、稳定。

此外，传统的乳化剂用于阴极电泳涂料时，最终会游离在漆膜中，对漆膜的耐盐雾性能、硬度等产生负面的影响。而本发明的阴极电泳涂料，采用所述聚醚胺-有机盐型乳化剂，因末端含有有机酸盐，在高温烘烤下有机酸挥发，会重新恢复伯氨基-NH₂结构，伯氨基-NH₂会与漆膜中的异氰酸酯反应，对漆膜固化有促进作用，有利于提高漆膜的耐盐雾性能和硬度等。

优选的，所述色浆、乳液、水的质量比为1﹕3﹕4。

优选的，所述颜料为钛白粉、炭黑、偶氮颜料、酞菁颜料、蒽醌、靛族、喹吖啶酮、二恶嗪等多环颜料、芳甲烷系颜料中的一种或多种。

优选的，所述环氧树脂为水性环氧树脂。更优选的，所述水性环氧树脂按照重量份数计，主要由以下原料制成：环氧树脂100-120份、双酚A40-50份、三苯基甲基碘化磷0.05-0.1份、N-甲基乙醇胺10-20份、甲基异丁基酮50-100份、聚醚多元醇5-10份、二异氰酸酯40-60份、二乙二醇丁醚30-40份、乙二醇丁醚50-100份、聚酰胺树脂50-70份、水30-40份。

优选的，所述环氧树脂为环氧树脂E-54，所述聚醚多元醇的相对分子质量为400-4000，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯，所述聚酰胺树脂为聚酰胺树脂-1013U。更优选的，所述聚醚多元醇的相对分子量为2000。

其中，所述水性环氧树脂是按照如下方法制备的：

预制封闭式二异氰酸酯：向二异氰酸酯中滴加二乙二醇丁醚，于45-55℃下保温反应1-4h，然后滴加乙二醇丁醚，升温至65-75℃保温反应1-4h，得到封闭式二异氰酸酯；

将环氧树脂、双酚A、三苯基甲基碘化磷、甲基异丁基酮、聚醚多元醇混合，升温至140-160℃下反应1-4h，然后降温至50-70℃；加入N-甲基乙醇胺、甲基异丁基酮、聚酰胺树脂，于80-100℃下回流反应4-8h，然后降温至50-70℃；加入步骤1)中预制的封闭式二异氰酸酯，于60-80℃反应1-4h；加入水搅拌均匀，得到水性环氧树脂。

通过对二异氰酸酯、二乙二醇丁醚和乙二醇丁醚用量的调控，能够有效提高固化剂的封闭程度，制备得到全封闭式的二异氰酸酯；并且，过量的乙二醇丁醚可充当溶剂，降低粘度，使固化剂分散均匀，促进均匀的聚合反应。

本发明还提供了一种阴极电泳涂料的制备方法，包括以下步骤：

制备色浆：将环氧树脂、颜料和醋酸混合后，搅拌至均匀分散；再加入乳化剂和水，搅拌至均匀分散；然后研磨至细度不超过15μm，得到色浆；

制备乳液：将环氧树脂和醋酸混合后，升温至45-55℃，搅拌均匀后，加入乳化剂和1/10-1/4量的水，于45-55℃搅拌均匀得到树脂液；向树脂液中加入余量的水，搅拌均匀得到乳液；

将色浆、乳液和水按比例混合得到阴极电泳涂料。

本发明所述的阴极电泳涂料的制备方法，采用了聚醚胺-有机盐型乳化剂，乳化效果好，混合后粒径小，并且带电的乳液离子相互排斥，融合、撞击、破碎的几率小，乳液更稳定，使得制备得到的阴极电泳涂料分散更均匀、稳定。并且，通过所述方法制备得到的阴极电泳涂料，对漆膜固化有促进作用，有利于提高漆膜的耐盐雾性能和硬度等。本发明所述的制备方法简单，条件温和，可重复性好。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)所述乳化剂中，乙醇胺的伯氨基与甲基异丁基酮的羰基，反应得到甲基异丁基酮酮亚胺化的乙醇胺，形成酮亚胺化(-N＝C-)的惰性结构，将乙醇胺上的伯氨基封存，能够在后续聚合过程中避免其参与反应，并在聚合反应结束后，解封酸化成盐，为乳化剂提供了有机盐阳离子；

(2)所述乳化剂为聚醚胺-有机盐型乳化剂，一端为带电的有机盐阳离子，另一端为疏水亲油的聚醚胺，使所述乳化剂兼有表面活性剂、离子型乳化剂的特点，乳化效果好，混合后粒径小，分散更均匀稳定；

(3)所述乳化剂用于阴极电泳涂料时，因乳化剂末端含有有机酸盐，在高温烘烤下有机酸挥发，会重新恢复伯氨基-NH₂结构，伯氨基-NH₂会与漆膜中的异氰酸酯反应，对漆膜固化有促进作用，有利于提高漆膜的耐盐雾性能和硬度等；

(4)所述乳化剂的制备方法简单，条件温和，可重复性好；

(5)采用所述乳化剂制备得到的阴极电泳涂料稳定性好，色浆和乳液在25℃放置60d底部无沉降；并且，所述阴极电泳涂料制作漆膜后，其Gel分率≥98％，说明了所述阴极电泳涂料的漆膜性能好。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明的乳化剂的主要成分为改性聚醚胺，所述改性聚醚胺的主链的一端为亲油基团，另一端为聚醚胺的端氨基酸化成盐的亲水基团。其化学结构通式如下：

其中优选：分子量为400-2000，R₁为H或CH₃，R₂为H或CH₃，R₃为CH₃或C₂H₅，R₄为H或C₁-C₆烷基。在主链上的其他结构改进也属于本发明的改性聚醚胺的范围。

实施例1

本实施例提供的乳化剂，其各原料用量分别为：

乙醇胺12g、甲基异丁基酮125g、三苯基甲基碘化磷0.3g、环氧乙烷125g、环氧丙烷375g、乙酸12g、去离子水1100g。

本实施例所述的乳化剂的制备方法，包括以下步骤：

A)在装有搅拌器、分水器、回流冷凝管、温度计的反应釜中，加入乙醇胺和甲基异丁基酮，于110-120℃下进行回流反应，反应2h，取出分水器中液体并称量重量，然后向反应釜中补加相同重量的甲基异丁基酮，继续在110-120℃下回流2h，反应结束后降温至常温，得到产物a；所述乙醇胺和甲基异丁基酮的反应式如下：

B)将步骤A)制得的产物a加入密闭的反应釜中，再向反应釜中加入三苯基甲基碘化磷、环氧乙烷、环氧丙烷，升温至60-80℃反应6h，然后再升温至80-100℃反应6h，反应结束后得到产物b；

C)将步骤B)制得的产物b降温至40-50℃，加入乙酸和165g的去离子水，反应4h，然后再加入935g的去离子水，搅拌1h，得到乳化剂。

制备得到的乳化剂包括改性聚醚胺、少量甲基异丁基酮、水。所述乳化剂在120℃烘烤2h测试固体含量为20％，pH值介于6.5-7.0之间。

实施例2

本实施例提供的乳化剂，其各原料用量分别为：

乙醇胺10g、甲基异丁基酮100g、三苯基甲基碘化磷0.5g、环氧乙烷110g、环氧丙烷650g、乙酸10g、去离子水1000g。

本实施例所述的乳化剂的制备方法，包括以下步骤：

A)在装有搅拌器、分水器、回流冷凝管、温度计的反应釜中，加入乙醇胺和甲基异丁基酮，于110-120℃下进行回流反应，反应2h，取出分水器中液体并称量重量，然后向反应釜中补加相同重量的甲基异丁基酮，继续在110-120℃下回流2h，反应结束后降温至常温，得到产物a；

B)将步骤A)制得的产物a加入密闭的反应釜中，再向反应釜中加入三苯基甲基碘化磷、环氧乙烷、环氧丙烷，升温至60-80℃反应8h，然后再升温至80-100℃反应8h，反应结束后得到产物b；

C)将步骤B)制得的产物b降温至40-50℃，加入乙酸和100g的去离子水，反应2h，然后再加入900g的去离子水，搅拌1h，得到乳化剂。

所述乳化剂在120℃烘烤2h测试固体含量为25％，pH值介于6.7-7.3之间。

实施例3

本实施例提供的乳化剂，其各原料用量分别为：

乙醇胺15g、甲基异丁基酮150g、三苯基甲基碘化磷0.1g、环氧乙烷150g、环氧丙烷100g、乙酸15g、去离子水1200g。

本实施例所述的乳化剂的制备方法，包括以下步骤：

A)在装有搅拌器、分水器、回流冷凝管、温度计的反应釜中，加入乙醇胺和甲基异丁基酮，于110-120℃下进行回流反应，反应2h，取出分水器中液体并称量重量，然后向反应釜中补加相同重量的甲基异丁基酮，继续在110-120℃下回流2h，反应结束后降温至常温，得到产物a；

B)将步骤A)制得的产物a加入密闭的反应釜中，再向反应釜中加入三苯基甲基碘化磷、环氧乙烷、环氧丙烷，升温至60-80℃反应4h，然后再升温至80-100℃反应4h，反应结束后得到产物b；

C)将步骤B)制得的产物b降温至40-50℃，加入乙酸和240g的去离子水，反应2h，然后再加入960g的去离子水，搅拌1h，得到乳化剂。

所述乳化剂在120℃烘烤2h测试固体含量为15％，pH值介于6.0-6.6之间。

实施例4

将本发明前述实施例中制备得到的乳化剂用于制备阴极电泳涂料，所述阴极电泳涂料包括色浆、乳液和水。所述色浆、乳液、去离子水的质量比为1﹕3﹕4，称取色浆100g，乳液300g，去离子水400g。

其中，所述色浆中各原料用量分别为：

水性环氧树脂40g、钛白粉17g、炭黑1g、醋酸1g、乳化剂1g、去离子水40g。

所述乳液中各原料用量分别为：

水性环氧树脂130.5g、醋酸4.3g、乳化剂3.2g、去离子水162g。

其中，所述水性环氧树脂优选是通过以下方法制备得到的：

预制封闭式二异氰酸酯：向50g二异氰酸酯中滴加二乙二醇丁醚35g，于45-55℃下保温反应2-2.5h，然后滴加75g乙二醇丁醚，升温至65-75℃保温反应2-2.5h，得到封闭式二异氰酸酯；

将110g环氧树脂E-54、45g双酚A、0.075g三苯基甲基碘化磷、75g甲基异丁基酮、7.5g相对分子质量为2000的聚醚多元醇混合，升温至140-160℃下反应2h，然后降温至60℃；加入15g的N-甲基乙醇胺、75g的甲基异丁基酮、60g的聚酰胺树脂-1013U，于80-100℃下回流反应6h，然后降温至60℃；缓慢加入步骤1)中预制的封闭式二异氰酸酯，于60-80℃反应2h；加入35g去离子水搅拌均匀，得到所述水性环氧树脂。所述水性环氧树脂在120℃烘烤2h测试固体含量为70-75％。

阴极电泳涂料的制备方法如下：

制备色浆：按照色浆的原料配比，将水性环氧树脂、颜料和醋酸混合后，采用1000rpm/min的搅拌速度搅拌120-150min至均匀分散；再加入乳化剂和20g的去离子水，采用1000rpm/min的搅拌速度搅拌60-70min至均匀分散；再加入余量的去离子水，采用1000rpm/min的搅拌速度搅拌60-70min至均匀分散，然后使用研磨机将前述物料研磨至细度不超过15μm，得到色浆；所述色浆在120℃烘烤2h测试固体含量为50-55％；

制备乳液：按照乳液的原料配比，将水性环氧树脂和醋酸混合后，升温至45-55℃，采用1000rpm/min的搅拌速度搅拌120-150min后，加入乳化剂和16.2g的去离子水，于45-55℃，1000rpm/min的搅拌速度搅拌30-40min得到树脂液；向树脂液中加入余量的去离子水，800rpm/min的搅拌速度搅拌60-70min，得到乳液；所述乳液在120℃烘烤2h测试固体含量为30-35％；

将上述制备得到的色浆和乳液按照色浆、乳液、去离子水的质量比为1﹕3﹕4混合得到阴极电泳涂料。

实施例5

将本发明前述实施例中制备得到的乳化剂用于制备阴极电泳涂料，所述阴极电泳涂料包括色浆、乳液和水。所述色浆、乳液、去离子水的质量比为1﹕3﹕4，称取色浆100g，乳液300g，去离子水400g。

其中，所述色浆中各原料用量分别为：

水性环氧树脂44g、钛白粉18g、醋酸1.1g、乳化剂0.9g、去离子水36g。

所述乳液中各原料用量分别为：

水性环氧树脂146g、醋酸4g、乳化剂3g、去离子水147g。

所述水性环氧树脂的制备方法与实施例4中类似，主要是各原料用量的差别，本实施例的水性环氧树脂，其各原料用量分别为：100g环氧树脂、40g双酚A、0.05g三苯基甲基碘化磷、10g的N-甲基乙醇胺、50g的甲基异丁基酮、5g的聚醚多元醇、40g的二异氰酸酯、30g二乙二醇丁醚、50g乙二醇丁醚、50g聚酰胺树脂、30g去离子水。

阴极电泳涂料的制备方法如下：

制备色浆：按照色浆的原料配比，将水性环氧树脂、颜料和醋酸混合后，采用1000rpm/min的搅拌速度搅拌120-150min至均匀分散；再加入乳化剂和18g的去离子水，采用1000rpm/min的搅拌速度搅拌60-70min至均匀分散；再加入余量的去离子水，采用1000rpm/min的搅拌速度搅拌60-70min至均匀分散，然后使用研磨机将前述物料研磨至细度不超过15μm，得到色浆；

制备乳液：按照乳液的原料配比，将水性环氧树脂和醋酸混合后，升温至45-55℃，采用1000rpm/min的搅拌速度搅拌120-150min后，加入乳化剂和14.7g的去离子水，于45-55℃，1000rpm/min的搅拌速度搅拌30-40min得到树脂液；向树脂液中加入余量的去离子水，800rpm/min的搅拌速度搅拌60-70min，得到乳液；

将上述制备得到的色浆和乳液按照色浆、乳液、去离子水的质量比为1﹕3﹕4混合得到阴极电泳涂料。

实施例6

将本发明前述实施例中制备得到的乳化剂用于制备阴极电泳涂料，所述阴极电泳涂料包括色浆、乳液和水。所述色浆、乳液、去离子水的质量比为1﹕3﹕4，称取色浆100g，乳液300g，去离子水400g。

其中，所述色浆中各原料用量分别为：

水性环氧树脂37.4g、钛白粉18g、醋酸1.6g、乳化剂1g、去离子水42g。

所述乳液中各原料用量分别为：

水性环氧树脂120g、醋酸5.2g、乳化剂3.2g、去离子水171.6g。

所述水性环氧树脂的制备方法与实施例4中类似，主要是各原料用量的差别，本实施例的水性环氧树脂，其各原料用量分别为：120g环氧树脂、50g双酚A、0.1g三苯基甲基碘化磷、20g的N-甲基乙醇胺、100g的甲基异丁基酮、10g的聚醚多元醇、60g的二异氰酸酯、40g二乙二醇丁醚、100g乙二醇丁醚、70g聚酰胺树脂、40g去离子水。

阴极电泳涂料的制备方法如下：

制备色浆：按照色浆的原料配比，将水性环氧树脂、颜料和醋酸混合后，采用1000rpm/min的搅拌速度搅拌120-150min至均匀分散；再加入乳化剂和21g的去离子水，采用1000rpm/min的搅拌速度搅拌60-70min至均匀分散；再加入余量的去离子水，采用1000rpm/min的搅拌速度搅拌60-70min至均匀分散，然后使用研磨机将前述物料研磨至细度不超过15μm，得到色浆；

制备乳液：按照乳液的原料配比，将水性环氧树脂和醋酸混合后，升温至45-55℃，采用1000rpm/min的搅拌速度搅拌120-150min后，加入乳化剂和17.16g的去离子水，于45-55℃，1000rpm/min的搅拌速度搅拌30-40min得到树脂液；向树脂液中加入余量的去离子水，800rpm/min的搅拌速度搅拌60-70min，得到乳液；

将上述制备得到的色浆和乳液按照色浆、乳液、去离子水的质量比为1﹕3﹕4混合得到阴极电泳涂料。

比较例1

固体分含量为20％的十二烷基酚聚乙烯醚水乳液作为乳化剂。

比较例2

固体分含量为25％的十二烷基酚聚乙烯醚水乳液作为乳化剂。

比较例3

固体分含量为15％的十二烷基酚聚乙烯醚水乳液作为乳化剂。

实验例1

将传统离子型乳化剂，用来制备涂料时，会造成乳液涂料的破乳等，不能用在阴极电泳涂料中。针对本发明实施例1-3的乳化剂和比较例1-3的十二烷基酚聚乙烯醚水乳液，按照本发明所述的制备方法，在相同条件下分别制备得到色浆、乳液、阴极电泳涂料，区别仅在于乳化剂分别采用实施例1-3或比较例1-3的十二烷基酚聚乙烯醚水乳液。本申请中的阴极电泳涂料为色浆、乳液和去离子水混合后的液体；本领域通常也将其称为槽液，本领域也会将分别制备得到的色浆和乳液称为阴极电泳涂料。

比较实施例1-3和比较例1-3的乳化剂制备的色浆、乳液、阴极电泳涂料的性能，检测结果如表1和表2所示。各组中，所述阴极电泳涂料中色浆、乳液和去离子水的质量比均为1﹕3﹕4。

其中，本发明的表1中乳液粒径是采用纳米/亚微米粒度分析仪，对样品进行粒径测试。使用动态光散射原理，使用数字信息化处理脉冲信号，得到乳液等样品中颗粒运动扩散系数，利用Stokes-Einstein方程计算得出粒径分布，测试结果准确可靠。离心的数据，是采用高速4300rpm离心机转动60min，通过离心力分离液体中的分散相和分散介质，并通过测量乳液离心后沉淀直径作为检测数据。

表1乳化剂的乳化效果及色浆、乳液稳定性

表2不同乳化剂制备得到的阴极电泳涂料性能

从表1中可知，本发明所述的乳化剂乳化效果好，制备得到的色浆和乳液的粒径小；并且由于本发明所述的乳化剂带电荷，使乳液带电，带有相同电荷的乳液粒子相互排斥，融合、撞击及破碎的几率小，在离心后的尺寸远远小于传统的乳化剂制备的乳液，并且所述色浆和乳液在25℃及50℃下放置60d均无沉降物，说明了本发明的乳化剂使色浆和乳液分散更均匀稳定。

从表2中可知，采用本发明的乳化剂制备得到的阴极电泳涂料，在保证具有更优良的乳化性能和稳定性的同时，其性能满足电泳涂漆的要求。

实验例2

将分别采用本发明实施例1-3的乳化剂和比较例1-3的十二烷基酚聚乙烯醚水乳液，按照色浆、乳液和去离子水的质量比为1﹕3﹕4，分别制备出的阴极电泳涂料，在常温条件下搅拌24h，使用阴极电泳设备(即整流机)，在同样参数条件下，制作电泳漆漆膜。所述漆膜的制作参数如表3，制作得到的漆膜的性能如表4。

表3漆膜制作参数

表4漆膜性能

通过上述的漆膜性能测试可知，采用本发明乳化剂制备得到的阴极电泳涂料制作得到的漆膜，耐盐雾性能及Gel分率相对于传统的乳化剂更优，说明了本发明的乳化剂对漆膜固化有促进作用，因乳化剂末端含有有机酸盐，在高温烘烤下有机酸挥发，会重新恢复伯氨基-NH₂结构，伯氨基-NH₂会与漆膜中的异氰酸酯反应，对漆膜固化有促进作用，有利于提高漆膜的耐盐雾性能和Gel分率。

注：实验例1和实验例2中的数据测试方法分别使用以下标准：

电导率检测依据标准：HG/T3335-1997(1985)《电泳漆电导率测定法》：EDTM-02《电导度测定法》。

泳透力检测依据标准：HG-1198-79《电泳漆泳透力测定法(一汽钢管法)》。

Gel分率检测参考沈阳中顺汽车有限公司企业标准Q/SZS Q/SZS J 2101113—2003。

库伦效率检测依据标准：HG/T3337-1977(1985)《电泳漆库仑效率测定法》。

色浆细度检测依据标准：GB1724-79《涂料细度测定法》。

漆膜厚度检测依据标准：GB/T13452.2-1992《色漆、清漆，漆膜厚度的测定之方法5：非破坏性仪器测量法》。

耐酸、耐碱检测依据标准：GB1763-79《漆膜耐化学试剂性测定法》。

附着力检测依据标准：GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》。

耐冲击强度检测依据标准：GB1732-79《漆膜耐冲击测定法》。

硬度检测依据标准：GB/T 6739-1996《涂膜硬度铅笔测定法》。

耐水检测依据标准：GB/T1733-93《漆膜耐水性测定法》。

柔韧性检测依据标准：GB/T 1731-93《漆膜柔韧性测定法》。

光泽检测依据标准：GB/T9754-1998《色漆和清漆不含金属颜料的色漆漆膜之20°、60°和85°镜面光泽的测定》。

耐盐雾依据标准：GB/51771-91《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》。

界面张力检测依据GB6541-86《石油产品油对水界面张力测定法》。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (7)

1.一种乳化剂，其特征在于，所述乳化剂包括改性聚醚胺，所述改性聚醚胺主链的一端为亲油基团，另一端为聚醚胺的端氨基酸化成盐的亲水基团；所述乳化剂按照重量份数计，主要由以下原料制成：乙醇胺10-15份、甲基异丁基酮100-150份、三苯基甲基碘化磷0.1-0.5份、环氧乙烷100-150份、环氧丙烷100-650份、乙酸10-15份、水1000-1200份；

所述乳化剂的制备方法包括如下步骤：

A)加入所述乙醇胺和甲基异丁基酮，进行回流反应，反应结束后降温，得到产物a；

B)向步骤A)制得的产物a中加入所述三苯基甲基碘化磷、环氧乙烷、环氧丙烷，升温至60-100℃反应，得到产物b；

C)将步骤B)制得的产物b降温至40-50℃，加入所述乙酸和水，搅拌得到所述乳化剂。

2.根据权利要求1所述的乳化剂，其特征在于，所述改性聚醚胺的分子量为400-2000。

3.根据权利要求1所述的乳化剂，其特征在于，所述乳化剂的固含量为15-25％。

4.根据权利要求1所述的乳化剂，其特征在于，所述步骤A)中，回流反应的温度为110-120℃；所述步骤B)中，先升温至60-80℃反应4-8h，再升温至80-100℃反应4-8h，得到产物b。

5.根据权利要求1所述的乳化剂，其特征在于，所述步骤C)中，将步骤B)制得的产物b降温至40-50℃，加入乙酸和1/10-1/4量的水，反应2-6h，然后加入余量的水，搅拌得到所述乳化剂。

6.一种阴极电泳涂料，其特征在于，包括色浆、乳液和水；

所述色浆按重量份数计包括：环氧树脂500-700份、颜料200-350份、醋酸15-30份、乳化剂10-20份、水400-800；

所述乳液按重量份数计包括：环氧树脂500-700份、醋酸15-30份、乳化剂10-20份、水500-1000份；

所述色浆、乳液、水的质量比为1﹕(2-4)﹕4；

其中，所述乳化剂为权利要求1-5任一项所述的乳化剂。

7.权利要求6所述的阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备色浆：将环氧树脂、颜料和醋酸混合后，搅拌至均匀分散；再加入乳化剂和水，搅拌至均匀分散；然后研磨至细度不超过15μm，得到色浆；

制备乳液：将环氧树脂和醋酸混合后，升温至45-55℃，搅拌均匀后，加入乳化剂和1/10-1/4量的水，于45-55℃搅拌均匀得到树脂液；向树脂液中加入余量的水，搅拌均匀得到乳液；

将色浆、乳液和水按比例混合得到阴极电泳涂料。