CN107936672A - 一种长效耐老化阴极电泳漆及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长效耐老化阴极电泳漆，其特征在于它是由交联剂、主体树脂、乳液、黑色浆四部分组成，本发明所采用的树脂的主要组成为环氧系树脂和丙烯酸系树脂，利用两者表面张力的不同，烘烤时表面张力大的环氧树脂沉于下层，表面张力小的丙烯酸树脂浮于表层，可形成耐老化性和耐腐蚀性都较好的“底面合一”型阴极电泳漆。长效耐老化阴极电泳漆为水性涂料，voc含量远低于420克／升，符合国家产业政策，安全环保，对环境和操作人员无伤害。该阴极电泳漆不仅具有传统电泳漆的一般优点，如涂层耐蚀性能优良、涂料利用率高等，还有优异的耐老化性能。
Description
技术领域
本发明属于汽车涂料防护技术领域，涉及一种长效耐老化阴极电泳漆及其应用。
背景技术
电泳涂装具有涂层耐蚀性能优良，覆盖能力好，涂装设备自动化程度高，污染少，涂料利用率高等特点，是一种环保高性能的涂装方式，广泛应用于汽车涂装领域。
车架作为汽车关键的组成之一，位于车身底部，工作条件恶劣，要求涂层具有优良的耐腐蚀性，且对于车架、货箱一般底涂后不再进行中涂、面涂，实际车架和货箱也有较高的耐老化性要求。电泳漆涂料大多使用环氧树脂，受光易老化，耐老化性不佳。因此，市场急需一种兼具防腐性和长效耐老化性的电泳涂料。
目前国内耐老化型阴极电泳涂料的开发研究虽然做了很多工作，但成熟的应用还未见。例如零部件生产厂家进行耐老化型电泳涂料的产品应用测试发现涂膜的耐盐雾性能大大降低由原来的1000h降低为约500h，产品不能达到合格标准，再例如某汽车底盘生产厂家进行耐老化型电泳涂料的产品应用测试发现涂膜的耐老化性提高并不明显由原来的100h提高到200h并不能达到长期耐候的目的，他们主要存在的缺点在于并没有达到耐盐雾和耐老化性的平衡，往往是在耐盐雾性大大降低的情况下也没能达到耐老化性的显著提升。
本项目达到了耐盐雾性和耐老化性的平衡，在耐盐雾性不降低很多的情况下大大提高涂膜的耐老化性，真正达到了耐盐雾性和耐老化性的平衡和统一。产品配方采用环氧和丙烯酸两种体系的共存，通过合适的乳化使得两种体系更好的融合并达到长期的稳定，从而显现出环氧类产品耐盐雾性好和丙烯酸类产品耐老化好的双重特点。产品配置好的槽液测试能够达到长期的稳定应用。
发明内容
本发明所采用的树脂的主要组成为环氧系树脂和丙烯酸系树脂，利用两者表面张力的不同，烘烤时表面张力大的环氧树脂沉于下层，表面张力小的丙烯酸树脂浮于表层，可形成耐老化性和耐腐蚀性都较好的“底面合一”型阴极电泳漆。
为实现上述目的，本发明公开了一种长效耐老化阴极电泳漆，其特征在于它是由交联剂、主体树脂、乳液、黑色浆四部分组成，
其中
交联剂的成分如下：
序号 原料名称 质量份数
1 异氰酸酯 35-45
2 催化剂 0.4-0.8
3 封闭剂 35-45
4 聚醚树脂 15-25
主体树脂的成分如下：
序号 原料名称 质量份数
1 环氧树脂 30-40
2 助溶剂 15-25
3 胺类硬化剂 3-6
4 酮亚胺 10-20
5 交联剂 20-30
6 PH值调节剂 1-2
乳液的成分如下：
序号 原料名称 质量份数
1 主体树脂 20-40
2 丙烯酸树脂 10-15
3 PH值调节剂 0.5-1.5
4 乳化剂 1-2
5 去离子水 50-60
黑色浆的成分如下：
序号 原料名称 质量份数
1 主体树脂 10-20
2 丙烯酸树脂 2-6
3 助溶剂 2-6
4 分散剂 1-2
5 PH值调节剂 2-4
6 颜料 3-9
7 填料 20-30
8 防尘剂 1-2
9 去离子水 30-40
本发明所述的长效耐老化阴极电泳漆，优选的组成为由交联剂、主体树脂、乳液、黑色浆，其中
交联剂的成分如下：
序号 原料名称 质量份数
1 异氰酸酯 40
2 催化剂 0.5
3 封闭剂 40
4 聚醚树脂 19.5
主体树脂的成分如下：
序号 原料名称 质量份数
1 环氧树脂 37.9
2 助溶剂 20.3
3 胺类硬化剂 3.4
4 酮亚胺 11.4
5 交联剂 25.9
6 PH值调节剂 1.1
乳液的成分如下：
序号 原料名称 质量份数
1 主体树脂 30.9
2 丙烯酸树脂 11.6
3 PH值调节剂 0.9
4 乳化剂 1.9
5 去离子水 54.7
黑色浆的成分如下：
序号 原料名称 质量份数
1 主体树脂 17.5
2 丙烯酸树脂 4.4
3 助溶剂 4.4
4 分散剂 1.5
5 PH值调节剂 2.9
6 颜料 5.3
7 填料 26.0
8 防尘剂 1.5
9 去离子水 36.5
其中原料为：
异氰酸酯：甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯
催化剂：二月桂酸二丁基锡或甲基磺酸铋
封闭剂：乙二醇乙醚或甲乙酮肟
聚醚树脂：聚醚330n或聚醚3050
环氧树脂:601树脂,604树脂或801树脂
丙烯酸树脂：341树脂，SC370树脂或7141树脂
助溶剂：丙二醇甲醚，丙二醇乙醚，乙二醇丁醚，二乙二醇丁醚，异丙醇或正丁醇，
胺类硬化剂：三乙醇胺，二乙醇胺或二乙胺
酮亚胺：BS-8155环氧固化剂；
DJ2425环氧固化剂
PH值调节剂：乙酸或乳酸
乳化剂：烷基咪唑啉，OP-10或苯乙基酚聚氧乙烯醚
分散剂：EFKA FA4620，EFKA 4550或EFKA 4650
颜料：碳黑或碳黑（DP）
填料：高岭土，滑石粉或硫酸钡
防沉剂：膨润土膏或防尘蜡.
本发明进一步公开了长效耐老化阴极电泳漆在用于汽车车架及其零部件的涂装方面的应用。特别是在在提高汽车车架及其零部件抗老化性方面的应用。实验结果显示，耐人工老化可以达到600小时。
本发明制备的长效耐老化阴极电泳漆（实施例1-2）检测的各项指标如下：
1、性能指标:
(1)固体含量： 乳液：35±2% 色浆：48±2%
(2)固化温度：175℃/30min
(3)涂层外观：平整光滑
(4)鲜映性（水平面）：≥0.7
(5)附着力：（划格法）mm ≤1
(6)铅笔硬度： ≥2H
(7)柔韧性： 不大于1 mm
(8)冲击50cm通过
(9)耐盐雾：800h，不起泡、不生锈。
(10)耐人工老化：600h，不抛光失光率≤30%，抛光后失光率≤10%
(11)耐硫酸(0.05mol/L):24h，漆膜无变化。
(12)耐氢氧化钠(0.1mol/L):4h，漆膜无变化。
(13)耐汽油（93#）：8h，漆膜无变化。
(14)耐机油（SF 10W/30）：24h，漆膜无变化。
(15)耐温变性：按Y06-050通过温变试验后，漆膜机械性能合格。
(15)耐湿热性：240h，漆膜无变化。
2、产品特性：
（1）低溶剂含量：该产品为水性涂料，溶剂含量较少，大大减少了VOC的排放量。
（2）硬度可以达到铅笔2H以上硬度。
（3）鲜映性优异：该产品的鲜映性可以达到0.7以上，达到了极佳的外观效果。
（4）耐老化：该产品具有优异的耐老化性能，可以长期保护工件。
（5）耐盐雾：该产品耐盐雾性优异，漆膜可以经受恶劣环境考验。
本发明公开的长效耐老化阴极电泳漆与现有技术相比所具有的积极效果在于：
（1）本发明公开的长效耐老化阴极电泳漆为水性涂料，ｖｏｃ含量远低于420克／升，符合国家产业政策，安全环保，对环境和操作人员无伤害。
（2）本发明不仅具有传统电泳漆的一般优点，如涂层耐蚀性能优良、涂料利用率高等，还有优异的耐老化性能。耐老化指数可以达到600小时。
（3）本发明不含铅等重金属，因此不需要含铅类的废水处理系统，且对任何UF装量都能适用而不会造成对UF膜的堵塞。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。本发明所用原料及试剂均有市售。
实施例 1：
交联剂：
原料名称 例1 例2
甲苯二异氰酸酯 40 39
二月桂酸二丁基锡 0.5 0.5
乙二醇乙醚 40 38
聚醚树脂330n 19.5 22.5
主体树脂：
原料名称 例1 例2
环氧树脂604 30.4 28.4
环氧树脂601 7.6 9.5
丙二醇甲醚 7.9 6.9
丙二醇乙醚 7.9 6.9
乙二醇丁醚 4.4 2.4
三乙醇胺 0.2 0.2
二乙醇胺 3.2 3.3
BS-8155环氧固化剂 11.4 11.4
交联剂 25.9 25.9
乙酸 1.1 1.1
乳液：
原料名称 例1 例2
主体树脂 30.9 31.9
丙烯酸树脂341 11.6 10.6
乙酸（20%） 0.9 0.9
OP-10（20%） 1.1 1.0
烷基咪唑啉 0.8 0.9
去离子水 54.7 54.7
黑色浆：（配方四）
原料名称 例1 例2
主体树脂 17.5 18.5
丙烯酸树脂341 4.4 5.4
二乙二醇丁醚 4.4 4.4
EFKA FA4620 1.5 1.5
乙酸（20%） 2.9 2.9
碳黑 5.3 5.3
高岭土Z86 26 26
EW膏（3%） 1.5 2
去离子水 36.5 37
其中原料为：
1异氰酸酯：甲苯二异氰酸酯（首选），二苯基甲烷二异氰酸酯
2催化剂：二月桂酸二丁基锡（首选），甲基磺酸铋
3封闭剂：乙二醇乙醚（首选），甲乙酮肟
4聚醚树脂：聚醚330n（首选），聚醚3050
5环氧树脂:601树脂（首选）,604树脂（首选），801树脂
6丙烯酸树脂：341树脂（首选），SC370树脂，7141树脂
7助溶剂：丙二醇甲醚（首选），丙二醇乙醚（首选），乙二醇丁醚（首选），二乙二醇丁醚（首选），异丙醇，正丁醇，
8胺类硬化剂：三乙醇胺（首选），二乙醇胺（首选），二乙胺
9酮亚胺：BS-8155环氧固化剂（福州百盛，首选），
DJ2425环氧固化剂（山东德源）
10 PH值调节剂：乙酸（首选），乳酸
11乳化剂：烷基咪唑啉（首选），OP-10（首选），苯乙基酚聚氧乙烯醚
12分散剂：EFKA FA4620（首选），EFKA 4550，EFKA 4650
13颜料：碳黑（天津大港硬质，首选），碳黑（DP）
14填料：高岭土（首选），滑石粉，硫酸钡
15防沉剂：膨润土膏（EW3%，首选），防尘蜡（630-SV ）
制备方法：
交联剂：
①将配方一中的1,2依次加入到1号反应釜中，开动搅拌，在900转/分下搅拌10分钟，分散均匀。
②在另一滴加罐中加入配方一中3，在搅拌下慢慢滴加入1号反应釜中，开降温水，控制温度在50-70℃范围内，滴加完成后在70±2℃保持1小时。
③从1号反应釜中取样，用二正丁胺法测定NCO值，NCO值在4-10即为合格。
④NCO值合格后，将配方一中的4加入到1号反应釜中，温度控制在90±2℃，在900转/分下搅拌2小时。
⑤从1号反应釜中取样，用二正丁胺法测定NCO值，NCO值在0-4即为合格。备用。
主体树脂：
①将配方二中的1,2依次加入到2号反应釜中，升温至90±2℃，开动搅拌，在900转/分下搅拌直至树脂完全溶解。
②将配方二中的3加入到2号反应釜中，温度控制在117±2℃，搅拌1小时。
③将配方二中的4、5加入到2号反应釜中，温度控制在117±2℃，搅拌1小时。
④用配方二中的6调节PH值，控制在PH值6-6.2，温度控制在80±2℃，搅拌均匀。
乳液：
①将配方三中的1,2，3（1/2量），4依次加入到配料盆中，开动搅拌，在900转/分下搅拌半小时，分散均匀，制成预混和物备用。
②将配方三中的5加入到乳化罐中，开动搅拌，在600转/分下慢慢加入预混合物①，加完后继续搅拌1小时。
③用3（1/2量）调节PH值，控制在PH值5.7-6.0， PH值合格后用适量去离子水调节固体含量至35±2%，制成电泳漆乳液。
黑色浆
①将配方四中的1，2，3，4，5依次加入到配料盆中，开动搅拌，在900转/分下搅拌均匀。
②将配方四中的6，7，8在900转/分搅拌下加入到配料盆中，其间可逐步加入配方四中9（2/3量）调整漆浆粘度。
③将漆浆在900转/分搅拌下，搅拌半个小时。
④将漆浆(③)上砂磨研磨，直至细度小于15µm时为合格。
⑤用配方四中9（1/3量）调节色浆固体分，将其控制在48±2%，制成电泳漆色浆。
实施例2
施工应用例
耐候型电泳漆色浆、乳液与去离子水按1：4：5的比例配制到电泳槽中，循环均匀。将磷化过的汽车零部件完全浸入电泳槽中，连接电源负极，正极连接在阳极板上，通电240伏特3分钟。电泳完成后工件移至冲洗区，用去离子水冲尽浮漆，沥液、吹干后，在170-180℃条件下烘干30min。
长效耐老化阴极电泳漆与常规电泳漆对比数据：
结论：
（1）本发明具有良好的涂料稳定性,所得的漆膜平整光滑,其漆膜性能可达到一般电泳漆的技术指标。
（2）本发明在轻微降低防腐性能的情况下，具有优异的耐老化性能。
（3）本发明适用于无中面涂且有较高的防腐性和耐老化性要求的车架或零部件的涂装。
Claims (5)
1.一种长效耐老化阴极电泳漆，其特征在于它是由交联剂、主体树脂、乳液、黑色浆四部分组成，其中
交联剂的成分如下：
序号 原料名称 质量份数
1 异氰酸酯 35-45
2 催化剂 0.4-0.8
3 封闭剂 35-45
4 聚醚树脂 15-25
主体树脂的成分如下：
序号 原料名称 质量份数
1 环氧树脂 30-40
2 助溶剂 15-25
3 胺类硬化剂 3-6
4 酮亚胺 10-20
5 交联剂 20-30
6 PH值调节剂 1-2
乳液的成分如下：
序号 原料名称 质量份数
1 主体树脂 20-40
2 丙烯酸树脂 10-15
3 PH值调节剂 0.5-1.5
4 乳化剂 1-2
5 去离子水 50-60
黑色浆的成分如下：
序号 原料名称 质量份数
1 主体树脂 10-20
2 丙烯酸树脂 2-6
3 助溶剂 2-6
4 分散剂 1-2
5 PH值调节剂 2-4
6 颜料 3-9
7 填料 20-30
8 防尘剂 1-2
9 去离子水 30-40 。
2.权利要求1所述的长效耐老化阴极电泳漆，其特征在于它是由交联剂、主体树脂、乳液、黑色浆四部分组成，其中
交联剂的成分如下：
序号 原料名称 质量份数
1 异氰酸酯 40
2 催化剂 0.5
3 封闭剂 40
4 聚醚树脂 19.5
主体树脂的成分如下：
序号 原料名称 质量份数
1 环氧树脂 37.9
2 助溶剂 20.3
3 胺类硬化剂 3.4
4 酮亚胺 11.4
5 交联剂 25.9
6 PH值调节剂 1.1
乳液的成分如下：
序号 原料名称 质量份数
1 主体树脂 30.9
2 丙烯酸树脂 11.6
3 PH值调节剂 0.9
4 乳化剂 1.9
5 去离子水 54.7
黑色浆的成分如下：
序号 原料名称 质量份数
1 主体树脂 17.5
2 丙烯酸树脂 4.4
3 助溶剂 4.4
4 分散剂 1.5
5 PH值调节剂 2.9
6 颜料 5.3
7 填料 26.0
8 防尘剂 1.5
9 去离子水 36.5。
3.权利要求1—2所述的长效耐老化阴极电泳漆，其中原料为：
异氰酸酯：甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯
催化剂：二月桂酸二丁基锡或甲基磺酸铋
封闭剂：乙二醇乙醚或甲乙酮肟
聚醚树脂：聚醚330n或聚醚3050
环氧树脂:601树脂,604树脂或801树脂
丙烯酸树脂：341树脂，SC370树脂或7141树脂
助溶剂：丙二醇甲醚，丙二醇乙醚，乙二醇丁醚，二乙二醇丁醚，异丙醇或正丁醇，
胺类硬化剂：三乙醇胺，二乙醇胺或二乙胺
酮亚胺：BS-8155环氧固化剂；
DJ2425环氧固化剂
PH值调节剂：乙酸或乳酸
乳化剂：烷基咪唑啉，OP-10或苯乙基酚聚氧乙烯醚
分散剂：EFKA FA4620，EFKA 4550或EFKA 4650
颜料：碳黑或碳黑（DP）
填料：高岭土，滑石粉或硫酸钡
防沉剂：膨润土膏或防尘蜡。
4.权利要求1-2所述的长效耐老化阴极电泳漆在用于汽车车架及其零部件的涂装方面的应用。
5.权利要求1-2所述的长效耐老化阴极电泳漆在提高汽车车架及其零部件抗老化性方面的应用。
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| CN103333595A (zh) * | 2013-06-09 | 2013-10-02 | 广东科德化工实业有限公司 | 一种底面合一阴极电泳涂料及其制备方法和使用方法 |
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2017
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