CN110105837A - 一种耐磨阴极电泳涂料及其制备方法 - Google Patents

一种耐磨阴极电泳涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及水性涂料领域，尤其涉及一种耐磨阴极电泳涂料及其制备方法一种耐磨阴极电泳涂料及其制备方法，该涂料包括色浆、乳液和水，色浆中包括聚四氟乙烯类氟树脂、助溶剂、中和剂A、表面活性剂、去离子水、高岭土和颜填料。乳液中包括甲基丙烯酸三氟乙酯类氟树脂、乳化剂、中和剂B和去离子水。本发明提供的涂料仅具有较强的泳透力，而且具有硬度高、附着力强、耐酸耐碱、耐磨等特性，并且防腐蚀性能优异，漆膜均匀，光泽度高。

Description

一种耐磨阴极电泳涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及水性涂料领域，尤其涉及一种耐磨阴极电泳涂料及其制备方法。
背景技术
阴极电泳涂料是在水性浸涂底漆的基础上经改进得到的用于底漆的环保型涂料，具有涂装效率高、经济、安全、污染小等优点，且便于自动化规模生产。常用的阴极电泳涂料包括环氧树脂涂料、醇酸树脂涂料、氨基树脂涂料、酚醛树脂涂料等。目前汽车用底漆95％以上为阴极电泳涂料，此外，建材、轻工、家电和小五金等工业领域的防护都以阴极电泳涂料涂装作为发展方向。作为底漆，阴极电泳涂料需要满足与底材具有良好的附着力、与中漆或面漆具有良好的配套性，同时针对产品所处环境，还需兼具优良的防腐性、防锈性、边缘防护性、耐磨性、耐油性、耐化学品性和耐水性。
随着电泳涂料技术的不断发展、更广泛的应用，以及产品的更新换代，人们对阴极电泳涂料提出更高的要求，如更高的泳透力、更低的颜基比、更强的耐磨性等。由于磨损会使涂漆产品表层受损，并可能引起深度损坏，因此涂层的耐磨性在提高产品质量、延长使用寿命、保持精度等方面均具有重要意义。而现有技术中的阴极电泳涂料在耐磨性方面表现欠佳，有待进一步提高。
发明内容
针对现有技术中阴极电泳涂料的耐磨性欠佳的问题，本发明提供一种耐磨阴极电泳涂料。
以及，本发明还提供上述耐磨阴极电泳涂料的制备方法。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下技术方案：
一种耐磨阴极电泳涂料，包括色浆、乳液和水，所述色浆、乳液和水的质量比为1～2∶2～4∶4～6；所述色浆包括以下重量份数配比的原料：
所述乳液包括以下重量份数配比的原料：
本发明提供的涂料以氟树脂作为乳液和色浆的主要材料，搭配高岭土，能够使得电泳漆不仅具有较强的泳透力，而且氟树脂中的官能团反应形成网状结构，能够使所得涂层具有硬度高、附着力强、耐酸耐碱、耐磨、耐水等特性，并且防腐蚀性能优异，漆膜均匀，光泽度高。
优选地，所述聚四氟乙烯类氟树脂按质量百分比计包括以下组分：30～33％聚四氟乙烯，3～5％油酸，5～7％双酚A、20～23％溶剂、5～7％二乙醇胺和31～34％封闭性异氰酸酯固化剂。由上述组份按优选比例制备而成的聚四氟乙烯类氟树脂具有优异的电绝缘性、高润滑性、低摩擦性、不粘性、耐化学药品性和耐侯性，并且可耐高低温、无毒害，加工性能良好。其中聚四氟乙烯优选使用其微粒粉料。
优选地，所述甲基丙烯酸三氟乙酯类氟树脂按质量份计包括以下组分：32～35％甲基丙烯酸三氟乙酯，4～7％油酸，3～6％双酚A、16～18％溶剂、8～10％二乙醇胺和29～33％封闭性异氰酸酯固化剂。
优选地，所述溶剂包括异丙醇、仲丁醇、丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚和丙二醇苯醚中的至少一种。
优选地，所述表面活性剂为环氧丙烷缩合物类非离子表面活性剂或壬基酚聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂中的至少一种。如PPG2000、PPG4000
优选地，所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚。该乳化剂性质稳定、耐酸碱、成本低，能够使该乳液具有良好的稳定性。
优选地，所述中和剂A包括乳酸、醋酸和甲酸中的至少一种；和/或所述颜填料包括高岭土、铬黄、钛白粉和炭黑中的至少一种；和/或所述中和剂B为氨基磺酸；和/或所述助溶剂为异丙醇、二乙二醇丁醚或二醇苯醚。
以及，本发明还提供上述耐磨阴极电泳涂料的制备方法，按照上述耐磨阴极电泳涂料的配方称取所述色浆和乳液中的各原料组分，将所述色浆中各原料研磨制成色浆，将所述乳液中各组分混合制成乳液，将所述色浆、乳液和所述去离子水混合即得。
本发明提供的耐磨阴极电泳涂料的制备方法操作简单，适宜于大生产操作。通过研磨处理，能够对色浆中的结块或者大颗粒进行细化，使色浆更加细腻，从而与乳液中的成分结合更致密，使涂层形成致密的网络结构，达到更好的耐磨效果。
具体地，将所述色浆中各原料研磨至粒度≤15μm。
优选地，将所述色浆、乳液和所述去离子水混合的操作为在1500～2000rpm的搅拌速度下混合8～12min。混料搅拌在优选的速率范围内有助于分散均匀。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明实施例提供一种耐磨阴极电泳涂料，包括色浆、乳液和纯化水，色浆包括以下重量份数配比的原料：
所述乳液包括以下重量份数配比的原料：
其中聚四氟乙烯类氟树脂中含有31％聚四氟乙烯微粒粉料，4％油酸，5％双酚A、23％异丙醇、5％二乙醇胺和32％封闭性异氰酸酯固化剂；甲基丙烯酸三氟乙酯类氟树脂中含有33％甲基丙烯酸三氟乙酯，7％油酸，4％双酚A、16％仲丁醇、10％二乙醇胺和30％封闭性异氰酸酯固化剂；表面活性剂为PPG2000，助溶剂为异丙醇，乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚，中和剂A为乳酸，中和剂B为氨基磺酸，颜填料为9g高岭土、8g铬黄7000和6g钛白粉。
上述耐磨阴极电泳涂料的制备方法为：
步骤a、按照上述配方称取色浆各原料组分，将聚四氟乙烯类氟树脂、助溶剂、中和剂A、表面活性剂、去离子水搅拌混合10min，再加入高岭土、颜填料，分散30min，研磨至粒度＜15μm，得到色浆；
步骤b、按照上述配方称取乳液各原料组分，将甲基丙烯酸三氟乙酯类氟树脂、乳化剂、中和剂混合搅拌10min，得到乳液；
步骤c、将制备好的色浆、乳液与400g纯水混合加入到第三反应器中，以2000rpm的速度搅拌10min，即得到所述耐磨阴极电泳涂料，即得。
实施例2
本发明实施例提供一种耐磨阴极电泳涂料，包括色浆、乳液和纯化水，色浆包括以下重量份数配比的原料：
所述乳液包括以下重量份数配比的原料：
其中聚四氟乙烯类氟树脂中含有30％聚四氟乙烯微粒粉料，5％油酸，7％双酚A、20％丙二醇甲醚、7％二乙醇胺和31％封闭性异氰酸酯固化剂；甲基丙烯酸三氟乙酯类氟树脂中含有35％甲基丙烯酸三氟乙酯，5％油酸，6％双酚A、17％二乙二醇丁醚、8％二乙醇胺和29％封闭性异氰酸酯固化剂；表面活性剂为PPG4000，助溶剂为二乙二醇丁醚，乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚，中和剂A为醋酸，中和剂B为氨基磺酸，颜填料为9g高岭土、8g铬黄7000和6g钛白粉。
上述耐磨阴极电泳涂料的制备方法为：
步骤a、按照上述配方称取色浆各原料组分，将聚四氟乙烯类氟树脂、助溶剂、中和剂A、表面活性剂、去离子水搅拌混合20min，再加入高岭土、颜填料，分散60min，研磨至粒度＜15μm，得到色浆；
步骤b、按照上述配方称取乳液各原料组分，将甲基丙烯酸三氟乙酯类氟树脂、乳化剂、中和剂混合搅拌20min，得到乳液；
步骤c、将制备好的色浆、乳液与157.5g纯水混合加入到第三反应器中，以1500rpm的速度搅拌30min，即得到所述耐磨阴极电泳涂料，即得。
实施例3
本发明实施例提供一种耐磨阴极电泳涂料，包括色浆、乳液和纯化水，色浆包括以下重量份数配比的原料：
所述乳液包括以下重量份数配比的原料：
其中聚四氟乙烯类氟树脂中含有33％聚四氟乙烯微粒粉料，3％油酸，5％双酚A、20％丙二醇苯醚、5％二乙醇胺和34％封闭性异氰酸酯固化剂；甲基丙烯酸三氟乙酯类氟树脂中含有32％甲基丙烯酸三氟乙酯，4％油酸，3％双酚A、18％丙二醇苯醚、10％二乙醇胺和33％封闭性异氰酸酯固化剂；表面活性剂为PPG2000，助溶剂为二醇苯醚，乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚，中和剂A为甲酸，中和剂B为氨基磺酸，颜填料为8g高岭土、12g铬黄7000和3g炭黑。
上述耐磨阴极电泳涂料的制备方法为：
步骤a、按照上述配方称取色浆各原料组分，将聚四氟乙烯类氟树脂、助溶剂、中和剂A、表面活性剂、去离子水搅拌混合15min，再加入高岭土、颜填料，分散45min，研磨至粒度＜15μm，得到色浆；
步骤b、按照上述配方称取乳液各原料组分，将甲基丙烯酸三氟乙酯类氟树脂、乳化剂、中和剂混合搅拌15min，得到乳液；
步骤c、将制备好的色浆、乳液与432g纯水混合加入到第三反应器中，以1800rpm的速度搅拌20min，即得到所述耐磨阴极电泳涂料，即得。
检验例
将实施例1～3的产品进行性能考察，结果见表1。
表1
备注：电泳涂层表面摩擦性能试验按照东风汽车公司标准方法检测。
由表1中的试验结果可见，实施例1～3制得的耐磨阴极电泳涂料成膜后具有良好的耐磨性，且耐水、耐油性、耐烟雾性、耐高温性、耐酸碱性、附着力良好，摩擦系数较高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐磨阴极电泳涂料，其特征在于：包括色浆、乳液和水，所述色浆、乳液和水的质量比为1～2∶3～6∶4～6；所述色浆包括以下重量份数配比的原料：
所述乳液包括以下重量份数配比的原料：
2.根据权利要求1所述的耐磨阴极电泳涂料，其特征在于：所述聚四氟乙烯类氟树脂按质量百分比计包括以下组分：30～33％聚四氟乙烯，3～5％油酸，5～7％双酚A、20～23％溶剂、5～7％二乙醇胺和31～34％封闭性异氰酸酯固化剂。
3.根据权利要求2所述的耐磨阴极电泳涂料，其特征在于：所述甲基丙烯酸三氟乙酯类氟树脂按质量份计包括以下组分：32～35％甲基丙烯酸三氟乙酯，4～7％油酸，3～6％双酚A、16～18％溶剂、8～10％二乙醇胺和29～33％封闭性异氰酸酯固化剂。
4.根据权利要求2或3所述的耐磨阴极电泳涂料，其特征在于：所述溶剂包括异丙醇、仲丁醇、丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚和丙二醇苯醚中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的耐磨阴极电泳涂料，其特征在于：所述表面活性剂为环氧丙烷缩合物类非离子表面活性剂或壬基酚聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的耐磨阴极电泳涂料，其特征在于：所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
7.根据权利要求1所述的耐磨阴极电泳涂料，其特征在于：所述中和剂A包括乳酸、醋酸和甲酸中的至少一种；和/或
所述颜填料包括高岭土、铬黄、钛白粉和炭黑中的至少一种；和/或
所述中和剂B为氨基磺酸；和/或
所述助溶剂为异丙醇、二乙二醇丁醚或二醇苯醚。
8.一种耐磨阴极电泳涂料的制备方法，其特征在于，按照权利要去1～7任一项所述耐磨阴极电泳涂料的配方称取所述色浆和乳液中的各原料组分，将所述色浆中各原料研磨制成色浆，将所述乳液中各组分混合制成乳液，将所述色浆、乳液和所述去离子水混合即得。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：将所述色浆中各原料研磨至粒度≤15μm。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：将所述色浆、乳液和所述去离子水混合的操作为在1500～2000rpm的搅拌速度下混合8～12min。
步骤b中所述搅拌状态为400～600r/min的搅拌速度；加入所述相变材料、成膜助剂、剩余pH值调节剂、基材润湿剂和碳化锆后的混合为800～1200r/min，搅拌8～12min；所述加入到步骤a所得混合物时的搅拌速度为500～700r/min，搅拌8～12min；和/或
步骤c中所述搅拌为在400～600r/min的速度下搅拌8～12min。
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孔志元等: ""含氟丙烯酸,酯单体及其聚合物在涂料中的应用"", 《涂料技术与文摘》 *

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