CN108795204A - 一种铝型材用电泳漆、其制备方法及电泳制得的铝型材 - Google Patents

一种铝型材用电泳漆、其制备方法及电泳制得的铝型材 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝型材用电泳漆、其制备方法及电泳制得的铝型材，所述电泳漆包括以下原料：丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甘油单甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯。采用本发明中提供的电泳漆经电泳处理铝型材，可以省去阳极氧化和着色这两项高能耗工序，节能环保、质量稳定。

Description

一种铝型材用电泳漆、其制备方法及电泳制得的铝型材
技术领域
本发明涉及铝型材的表面处理技术领域，具体涉及一种铝型材用电泳漆、其制备方法及电泳制得的铝型材。
背景技术
随着国民经济的蓬勃发展，目前，我国是铝材消耗大国。电泳涂装是将被涂的金属产品经过除油、清洗、表面调整、磷化、纯水清洗等前处理后，将产品浸在电泳涂料中，通直流电一定时间下，在被涂物上析出均一水不溶的涂膜，涂膜经过烘干后，具有极强的抗腐蚀性能，从而延长产品的使用寿命。普通的电泳漆涂装的铝合金型材的制备工艺一般包括前处理-阳极氧化-着色-电泳-固化这几个步骤，而随着人们的环保与节能意识不断地加强，如何在保证产品质量的前提下，减少铝合金型材的制备工艺当中的一些高能耗工序，以达到环保节能的目的。因此，亟待创新一种新电泳铝型材的制备工艺，解决现有技术中的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决的是现有的铝合金型材表面电泳涂漆工艺中存在的工序复杂，高能耗工序多，不够环保节能的缺陷，由此提供了一种铝型材用电泳漆、其制备方法及电泳制得的铝型材。
本发明提供了一种铝型材用电泳漆，所述电泳漆包括以下原料：丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甘油单甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯。
优选的，所述电泳漆各组分按重量百分比计包括：丙烯酸2-4％、甲基丙烯酸甲酯10-20％、丙烯酸丁酯20-30％、甲基丙烯酸羟乙酯6-10％、甘油单甲基丙烯酸酯6.5-12.5％、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯3-7％、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5-9％和乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯2.5-6.5％。
优选的，所述电泳漆中还包括聚合反应缓冲用溶剂、氨基树脂、过氧化苯甲酸叔丁酯和硫酸铬。
优选的，所述缓冲用溶剂包括异丙醇和乙二醇乙醚。
优选的，按重量百分比计，所述异丙醇为1-3％、乙二醇乙醚1-3％、氨基树脂10-24％、过氧化苯甲酸叔丁酯0.8-1.6％和硫酸铬1.2-2.4％。
另外，还提供一种铝型材用电泳漆的制备方法，包括以下步骤：
1)按相应配比将丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甘油单甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯加入到装有相应配比的异丙醇、乙二醇乙醚和硫酸铬的反应容器内，在相应配比的催化剂过氧化苯甲酸叔丁酯的催化下，搅拌反应8-16h；
2)将步骤1)中的温度降至50-80℃时，向反应容器内加入二甲基氨基乙醇进行皂化反应成水溶性；
3)向步骤2)中加入氨基树脂，再加入溶剂调整反应混合物的粘度与固含量，充分搅拌2-6h，即得到所述电泳漆。
优选的，调整粘度与固含量所用的溶剂为所述异丙醇和所述乙二醇乙醚。
另外，还提供一种铝型材，所述铝型材采用了所述的铝型材用电泳漆经电泳处理制备而得。
优选的，在所述铝型材的加工时的电泳步骤中，电泳槽内包括所述电泳漆，以及漆固成分为6-8g/L，色粉为1-3kg，槽液的PH为5.8-8.0，胺值为0.2-0.4，电泳温度为20-30℃，电导率25℃时350-1000us/cm，时间60-220s，电压为90-180V。
本发明的有益效果在于：本发明的一种铝型材用电泳漆及其制备方法，通过调整电泳槽内的电泳漆的组成和制备方法，采用所述电泳漆对铝型材进行加工处理，可以省去电泳工艺中的阳极氧化和着色这两项高能耗工序，不仅节能环保，减少了废水的排放，还极大的缩短了生产时间，在各铝合金型材生产厂家均可适用，经加工后的铝型材质量稳定，表面膜层耐腐蚀性高，耐候长，表面色彩多，家装材料选择性高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种铝型材用电泳漆，所述电泳漆包括以下原料：AA：丙烯酸、MMA：甲基丙烯酸甲酯、BA：丙烯酸丁酯、HEMA：甲基丙烯酸羟乙酯、GMMA：甘油单甲基丙烯酸酯、TMPTMA：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、TMP(3EO)TMA：乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和E30BADMA：乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯。
所述电泳漆各组分按重量百分比计包括：AA2-4％、MMA10-20％、BA20-30％、HEMA6-10％、GMMA6.5-12.5％、TMPTMA3-7％、TMP(3EO)TMA5-9％和E30BADMA2.5-6.5％；
所述电泳漆中还包括聚合反应缓冲用溶剂、氨基树脂、TBPB：过氧化苯甲酸叔丁酯和BCS：硫酸铬。
所述缓冲用溶剂为IPA：异丙醇和ECS：乙二醇乙醚。
按重量百分比计，所述电泳漆包括IPA1-3％、ECS1-3％、氨基树脂10-24％、TBPB0.8-1.6％和BCS1.2-2.4％。
在另一实施例中，还提供一种铝型材用电泳漆的制备方法，包括以下步骤：
1)按相应配比将AA、MMA、BA、HEMA、GMMA、TMPTMA、TMP(3EO)TMA、E30BADMA和BCS加入到装有相应配比的IPA和ECS的反应容器内，在相应配比的TBPB的催化下，充分搅拌反应8-16h；
2)将步骤1)中的温度降至50-80℃时，向反应容器内加入DMAE：二甲基氨基乙醇进行皂化反应成水溶性；
3)向步骤2)中加入氨基树脂交联剂，再加入溶剂调整反应混合物的粘度与固含量，充分搅拌2-6h，即得到所述电泳漆。
调整粘度与固含量所用的溶剂为所述异丙醇和所述乙二醇乙醚。
在另一实施例中，还提供一种铝型材，所述铝型材采用了所述的铝型材用电泳漆经电泳处理制备而得。
在所述铝型材的加工时的电泳步骤中，电泳槽内包括所述电泳漆，以及漆固成分为6-8g/L，色粉为1-3kg，槽液的PH为5.8-8.0，胺值为0.2-0.4，电泳温度为20-30℃，电导率25℃时350-1000us/cm，时间60-220s，电压为90-180V。
本发明中电泳漆的制备采用传统的丙烯酸单体加上多个多官能基的高性能丙烯酸单体合理互配合成后使漆膜交联时形成多网状结构，凸显性能为高硬度、高光泽、高附着力，耐化学性能优良的水溶型电泳漆，使得铝材工件无需经过传统生产过程的高污染、高能耗的氧化、着色步骤，依然能够具有相同甚至更好的附着力与耐候性能。
而通过调整电泳槽内的电泳漆的组成和制备方法，可以省去阳极氧化和着色这两项高能耗工序，不仅节能环保，减少了废水的排放，还极大的缩短了生产时间，在各铝合金型材生产厂家均可适用，经加工后的铝型材质量稳定，表面膜层耐腐蚀性高，耐候长，表面色彩多，家装材料选择性高。
实施例2
在实施例1的基础上，本发明提出一种铝型材用电泳漆，所述电泳漆按重量百分比计包括以下原料：AA3％、MMA 15％、BA 25％、HEMA8％、GMMA9.5％、TMPTMA5％、TMP(3EO)TMA7％、E30BADMA4.5％、IPA1.5％、ECS1.5％、氨基树脂17％、TBPB 1.2％和BCS1.8％。
铝型材用电泳漆的制备方法，包括以下步骤：
1)按相应配比将AA、MMA、BA、HEMA、GMMA、TMPTMA、TMP(3EO)TMA、E30BADMA和BCS加入到装有相应配比的IPA和ECS的反应容器内，在相应配比的TBPB的催化下，充分搅拌反应12h；
2)将步骤1)中的温度降至65℃时，向反应容器内加入DMAE：二甲基氨基乙醇进行皂化反应成水溶性；
3)向步骤2)中加入氨基树脂交联剂，再加入溶剂调整反应混合物的粘度与固含量，充分搅拌4h，即得到所述电泳漆。
实施例3
在实施例1的基础上，本发明提出一种铝型材用电泳漆，所述电泳漆按重量百分比计包括以下原料：AA2％、MMA 10％、BA 20％、HEMA6％、GMMA6.5％、TMPTMA7％、TMP(3EO)TMA9％、E30BADMA6.5％、IPA3％、ECS3％、氨基树脂24％、TBPB 1％和BCS2％。
铝型材用电泳漆的制备方法，包括以下步骤：
1)按相应配比将AA、MMA、BA、HEMA、GMMA、TMPTMA、TMP(3EO)TMA、E30BADMA和BCS加入到装有相应配比的IPA和ECS的反应容器内，在相应配比的TBPB的催化下，充分搅拌反应8h；
2)将步骤1)中的温度降至50℃时，向反应容器内加入DMAE：二甲基氨基乙醇进行皂化反应成水溶性；
3)向步骤2)中加入氨基树脂交联剂，再加入溶剂调整反应混合物的粘度与固含量，充分搅拌2h，即得到所述电泳漆。
实施例4
在实施例1的基础上，本发明提出一种铝型材用电泳漆，所述电泳漆按重量百分比计包括以下原料：AA 4％、MMA 20％、BA 29％、HEMA 10％、GMMA12.5％、TMPTMA 3％、TMP(3EO)TMA 5％、E30BADMA2.5％、IPA1％、ECS1％、氨基树脂10％、TBPB 0.8％和BCS1.2％。
铝型材用电泳漆的制备方法，包括以下步骤：
1)按相应配比将AA、MMA、BA、HEMA、GMMA、TMPTMA、TMP(3EO)TMA、E30BADMA和BCS加入到装有相应配比的IPA和ECS的反应容器内，在相应配比的TBPB的催化下，充分搅拌反应16h；
2)将步骤1)中的温度降至80℃时，向反应容器内加入DMAE：二甲基氨基乙醇进行皂化反应成水溶性；
3)向步骤2)中加入氨基树脂交联剂，再加入溶剂调整反应混合物的粘度与固含量，充分搅拌6h，即得到所述电泳漆。
所述电泳漆用于易极电泳生产工艺中对铝型材电泳处理进行，该易极电泳生产工艺主要包括坯料上架、除油、第一次水洗、碱蚀、第二次水洗、去渍除灰、第三次水洗、纯水洗、热纯水洗、纯水洗、主槽电泳、第四次水洗、第五次水洗、滴干、炉烤固化、成品下架，具体步骤如下：
(1)坯料上架
将铝型材挤压坯料上架。
(2)除油
对铝型材挤压坯料进行除油处理，除油剂为硫酸140-180g/L，处理时间为6-12min，除油温度为25-35℃，之后进行第一次水洗。
(3)碱蚀
将步骤2)处理过后的铝型材放入碱蚀槽，所述碱蚀槽内游离碱浓度为35-60g/L，AL3+浓度60g/L以下，温度为50-65℃，碱蚀时间为4-10min，碱蚀之后进行第二次水洗。
(4)去渍除灰
将步骤3)处理过后的铝型材在室温下用酸中和，游离酸的浓度为150-200g/L，酸中和后进行第三次水洗，再分别用常温纯水清洗并浸泡4-8min，50-65℃的热纯水再次清洗浸泡5-10min和用常温纯水清洗并浸泡4-8min。
(5)主槽电泳
将步骤4)处理过后的铝型材缓慢放入电泳主槽，电泳槽内有电泳漆，铝型材完全浸没30s后通电上漆，上色，所述电泳槽内漆固成分为6-8g/L，色粉为1-3kg，PH为5.8-8.0，胺值为0.2-0.4，电泳温度为20-30℃，电导率25℃时350-1000us/cm，时间60-220s，电压为90-180v；
(6)将步骤5)处理过后的铝型材经第四次水洗和第五次水洗后滴干，所述滴干温度为10-30℃，时间为5-60min，铝型材在滴干区有一定倾斜度，滴干区保持干净、干爽、无尘埃，在滴干过程中后工序的料不能直接从无晾干的铝型材上面经过。
(7)炉烤固化
将滴干后的铝型材放入固化炉进行固化，炉温为170-200℃，固化时间为10-40min，之后打开炉门起吊铝型材于卸架区待冷却到常温下，由下排工卸架处理；所述室温可为18-38℃，所述常温为20-30℃；所述第一次水洗、所述第二次水洗、所述第三次水洗、所述第四次水洗和所述第五次水洗均是使用常温自来水清洗4-8min，对前工序带来的杂质作清除处理。
铝型材采用本发明中的实施例2-4制得的电泳漆经上述易极电泳生产工艺处理的得到的铝型材与其他含氧化和着色步骤的普通电泳工艺处理得到的铝型材的性能测试对照如下表一所述：
表一
由上述表1可以看出，本发明的实施例2-4的制得的电泳漆经上述易极电泳生产工艺处理铝型材，通过调整其中电泳槽内的电泳漆的组成和制备方法，采用所述制备得到的电泳漆对铝型材进行加工处理，可以省去阳极氧化和着色这两项高能耗工序，不仅节能环保，减少了废水的排放，还极大的缩短了生产时间，与普通电泳生产工艺相比，工艺控制良好，耐蚀和耐候性好，成本降低，色泽均匀鲜艳多彩。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (9)

1.一种铝型材用电泳漆，其特征在于，所述电泳漆包括以下原料：丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甘油单甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯。
2.根据权利要求1所述的一种铝型材用电泳漆，其特征在于，所述电泳漆各组分按重量百分比计包括：丙烯酸2-4％、甲基丙烯酸甲酯10-20％、丙烯酸丁酯20-30％、甲基丙烯酸羟乙酯6-10％、甘油单甲基丙烯酸酯6.5-12.5％、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯3-7％、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5-9％和乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯2.5-6.5％。
3.根据权利要求1或2所述的一种铝型材用电泳漆，其特征在于，所述电泳漆中还包括聚合反应缓冲用溶剂、氨基树脂、过氧化苯甲酸叔丁酯和硫酸铬。
4.根据权利要求3所述的一种铝型材用电泳漆，其特征在于，所述缓冲用溶剂包括异丙醇和乙二醇乙醚。
5.根据权利要求4所述的一种铝型材用电泳漆，其特征在于，按重量百分比计，所述异丙醇为1-3％、乙二醇乙醚1-3％、氨基树脂10-24％、过氧化苯甲酸叔丁酯0.8-1.6％和硫酸铬1.2-2.4％。
6.一种根据权利要求5所述的铝型材用电泳漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按相应配比将丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甘油单甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯加入到装有相应配比的异丙醇、乙二醇乙醚和硫酸铬的反应容器内，在相应配比的催化剂过氧化苯甲酸叔丁酯的催化下，搅拌反应8-16h；
2)将步骤1)中的温度降至50-80℃时，向反应容器内加入二甲基氨基乙醇进行皂化反应成水溶性；
3)向步骤2)中加入氨基树脂，再加入溶剂调整反应混合物的粘度与固含量，充分搅拌2-6h，即得到所述电泳漆。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，调整反应混合物的粘度与固含量所用的溶剂为所述异丙醇和所述乙二醇乙醚。
8.一种铝型材，其特征在于，所述铝型材采用了如权利要求1-6任一项所述的铝型材用电泳漆经电泳处理制备而得。
9.根据权利要求8所述的一种铝型材，其特征在于，在所述铝型材的加工时的电泳步骤中，电泳槽内包括所述电泳漆，以及漆固成分为6-8g/L，色粉为1-3kg，槽液的PH为5.8-8.0，胺值为0.2-0.4，电泳温度为20-30℃，电导率25℃时350-1000us/cm，时间60-220s，电压为90-180V。
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