CN1231316A - 厚膜阴极电泳涂料用树脂乳液的制备 - Google Patents

Abstract

一种厚膜阴极电泳涂料的树脂乳液,由胺化环氧树脂,环氧改性聚多胺树脂,全封闭异氰酸酯交联剂三部分组成的树脂经中和后在去离子水中乳化而成。该乳液具有优良的电泳操作性和使用稳定性,并具有一次泳涂膜厚度达30μm以上及突出的机械性能和耐蚀性能,与专用色浆有良好的配套性。

Description

厚膜阴极电泳涂料用树脂乳液的制备

本发明涉及一种阴极电泳涂料，特别是双组分厚膜电泳涂料树脂乳液的制备。

阴极电泳涂料是70年代中期发展起来并迅速得到工业化应用的涂料品种，因其具有优良的耐蚀性能、机械性能、泳透力和自动化涂装能力等特点，在汽车工业中很快得到普及，并随着汽车工业发展要求的提高而不断完善。发明专利“阴极电沉积涂料用树脂及其制备和应用”，公开号CN1122353A。但是，其一次涂膜厚度在30μm以下，对汽车及其零配件不能实现一次性厚涂装。

本发明的目的是制备一种可用于厚膜阴极电泳涂料的树脂乳液，它具有良好电泳性能、一次泳涂膜厚30μm以上，该乳液与色浆有良好的配套性。

实现本发明目的技术方案是由组分(a)胺化环氧树脂，组分(b)环氧改性聚多胺树脂，组分(c)全封闭异氰酸酯交联剂组成的树脂经乳化而成的树脂乳液，其中：组分(a)是胺化为40～80％的环氧胺加成物；组分(c)是带活性氢的化合物封闭异氰酸酯交联剂。将上述3种组分按下述配方称量混合，升温进行热拼，到达预定粘度后降温至80℃以下，加入中和剂搅拌均匀后备用。上述组分的重量比为：

组分(a)环氧胺加成物            35～55(重量比)

组分(b)环氧改性聚多胺树脂      15～35(重量比)

组分(c)全封闭异氰酸酯          15～35(重量比)

在干净乳化器中预先加入与上述组分混合物等量的去离子水(电导率K＜15μs/cm 25℃)，然后放入部分中和剂，使去离子水带有一定酸性。然后开启乳化器的均质器，同时加入上述组分混合物。温度控制在80℃以下。加毕后继续乳化2小时后过滤包装。

上述3种组分的制备方法是：

组分(a)：环氧树脂溶解后根据胺化量加入胺化剂，使之反应生成胺化程度为40～80％当量比的环氧胺加成物，所用环氧树脂可以不同分子量的双酚A型环氧树脂及其混合物，其环氧当量为200～2000。所用胺化合物如二乙胺、二丁胺、一乙醇胺、二乙醇胺、甲基乙醇胺，或者是上述胺类混合物。

组分(b)：在酸类催化剂的存在下，把酮类化合物和高分子聚多胺加热回流，脱水制备酮亚胺树脂，所用酮类化合物为丁酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、聚多胺为二聚酸、三聚酸等多胺化合物，胺值为280～340mgKOH/g；酸为无机强酸如磷酸、盐酸等。

然后将环氧树脂用溶剂溶解后按比例加入到酮亚胺树脂中加热反应，制备改性聚多胺树脂，所用环氧树脂为不同分子量的双酚A型环氧树脂及其混合物。环氧当量为200～4000，用量为改性聚多胺树脂总固量的5～30％，所用溶剂可以是丁醇、异辛醇、甲基异丁基酮、二乙二醇、乙二醇类和丙二醇醚类及其酯类等。

组分(c)：在有机锡催化剂存在下，将多异氰酸酯与带活泼氢的封闭剂反应制备全封闭异氰酸酯交联剂。所用多异氢酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等化合物及其混合物；封闭剂为醇类、二元醇的单乙醚类，多元醇的大分子聚醚聚合物以及它带活泼氢的化合物及其混合物如乙醇、丁醇、异丙醇、异丁醇、乙二醇单乙醚，其中在封闭剂中要含有5～50％的聚醚化合物。有机锡催化剂为辛酸亚锡、二丁基氧化锡、二月桂酸二丁基锡等。

本发明树脂乳液可采用现有的通用高速分散机或专用乳化机进行分散乳化而制备。

本发明树脂乳液与去离子水(电导率＜15μs/cm)配成固体为18+2％的水乳液可直接进行电泳实验，其PH值为6.0±0.3，电导率为1200±500μs/cm，电泳电压150～300伏，电泳温度为26～30℃，制得涂膜外观均匀平整透明，膜厚在30～40μm内可调，耐冲击50cm，弹性≤2mm，耐盐雾＞1000小时，此外本发明树脂乳液与专用色浆配套成的阴极电沉积涂料，具有突出的防腐蚀性能、高的泳透率和好的电沉积稳定性。

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明不局限于此。

实施例1：全封闭异氰酸酯交联剂合成

(1)配方：

名称                  规格                  用量(kg)

甲苯二异氰酸酯          2，4体或混合物         388.0

乙二醇单乙醚            工业                   301.5

乙二醇单丁醚            工业                   130.0

N-204                   工业                   89.0

N-210                   工业                   44.6

二月桂酸二丁基锡       10％乙二醇乙醚液        1.0

(2)工艺：

在装有温度计、搅拌器、回流冷凝器及高位槽的干燥洁净反应釜中加入甲苯二异氰酸脂和二月桂酸二丁基锡，搅拌升温至40℃后开始滴加乙二醇单乙醚和乙二醇单丁醚，温度控制在60～80℃范围内，加完后保温2小时。然后依次加入聚醚204和聚醚210，加完后在1 00～120℃下保温2～3小时，然后取样测游离NCO含量，小于2％为合格，然后降温至60℃以下出料，放在干燥洁净密封的容器内避水保存备用。

实施例2：酮亚胺树脂的制备

(1)配方：

名称                 规格                   用量(kg)

聚多胺树脂          胺值280～340mgKOH/g     756.0

甲基异丁酮          工业                    244.0

盐酸                试剂                    0.02

(2)工艺：

在装有温度计、搅拌器、回流分水器的洁净反应釜中加入配方量的聚多胺树脂和甲基异丁酮及盐酸，搅拌均匀升温回流脱水，同时不断升高反应温度，基本无水脱出时，即为反应终点后降温到180℃以压抽取多余的甲基异丁酮，脂再降温到60℃以下出料，装入干燥洁净的密封容器内避水保存备用。

实施例3：环氧改性聚多胺树脂的制备

(1)配方

名称             规格                 用量(kg)

环氧树脂         E-20，无锡树脂厂     100.0

乙二醇单丁醚     工业                 270.0

酮亚胺树脂       实施例2              500.0

(2)工艺

在装有搅拌器、回流冷凝器的洁净的反应釜中投入配方量的乙二醇单丁醚，搅拌升温到70℃左右。然后加环氧树脂，再升温到使其溶化。环氧树脂全溶后，降温至80℃以下。将上述树脂快速加入到预先装有酮亚胺树脂的反应釜中，搅拌升温到100～120℃，并保温反应3～4小时，然后降温到80℃以下出料，避水保存备用。

实施例4：环氧加成物及树脂的制备

(1)配方

名称                 规格                用量(kg)

环氧树脂             E-12，无锡树脂厂    289.0

乙二醇丁醚           工业                140.0

二乙醇胺             工业                25.0

环氧改性聚多胺树脂   实施例3             240.0

全封闭异氰酸酯       实施例1             220.0

乳酸                 工业                20.0

(2)工艺：

在装有温度计、搅拌器及回流冷凝器的反应釜中加入配方量的乙二醇丁醚，升温到80℃后加入环氧树脂并在120～130℃下保温，待其完全溶解均匀后降温80℃以下，加入二乙醇胺，90～100℃下反应1～2.0小时，便制得环氧胺加成物。

将上述环氧胺加成物降温到80℃以下加入环氧改性聚多胺树脂，全封闭异氰酸酯，升温到110～120℃，保温反应3.5～4小时，然后降温到70℃以下，加入中和剂乳酸，搅拌0.5～1小时后备用。

实施例5：本发明树脂乳液的制备

(1)配方：

名称                 规格                  用量(kg)

树脂                 实施例4               934

去离子水             K＜15μs/cm           934

乳酸                 工业                  5

(2)工艺：

在洁净的乳化罐中加入配方量的去离子水、乳酸，启动均质器将其搅匀，然后慢慢加入上述树脂，乳化2小时，再用滤袋过滤包装，即制得本发明乳液。

本发明树脂乳液的技术指标为：

颜色及外观           白色或淡黄色乳状液体

固体含量             36±2％

PH值                 6.5±0.5

粘度                 100～400 cps(25±1℃)

电导率               1500±500μs/cm(25±1℃)

Claims (12)

1、一种厚膜阴极电泳涂料用树脂乳液，其特征是由组分(a)胺化环氧树脂，组分(b)环氧改性聚多胺树脂，组分(c)全封闭多异氰酸脂交联剂加热拼合经中和剂中和后在水性介质中乳化分散而成。

2、根据权利要求1所述组分(a)是由含伯氨基或仲氨基的有机胺化合物与环氧树脂经加成反应而制得。

3、根据权利要求2所述的环氧树脂是双酚A型环氧树脂，其环氧当量为200～2000。

4、根据权利要求2所述的含伯氨基或仲氨基的有机化合物为二乙胺、二乙醇胺、甲基乙醇胺及其混合物，胺化程度为40～80％(当量比)基于环氧总量。

5、根据权利要求1所述的组份(b)是由环氧树脂与酮亚胺树脂进行加成反应而制得。

6、根据权利要求5所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，其环氧当量为200～4000，用量为(b)的总固体量的5～30％(重量)。

7、根据权利要求5所述的酮亚胺树脂其制备所用的聚多胺的胺值为280～340mgKOH/g。

8、根据权利要求1所述组分(c)是由含活泼氢的醇类、醇醚类、聚醚类等封闭剂封闭多异氰酸酯而制得。

9、根据权利要求8所述的封闭剂中含有5～50％的聚醚化合物。

10、根据权利要求1所述的树脂乳液中的组分(a)、(b)、(c)、的重量比为20～60∶10～50∶10～50。

11、根据权利要求1所述的中和剂为有机酸，如甲酸、乙酸、乳酸或其混合物，其用量为树脂乳液中组分(a)、(b)、(c)总重量的2～3％。

12、根据权利要求1所述的树脂乳液是厚膜阴极电泳涂料的一个组分，其技术指标为：

颜色及外观：乳白或淡黄色乳液

粘度 ：100～400CPS(25±1℃)

固体份：36±2％

PH值：6·5±0·5(25±1℃)

电导率：1500±500μs/cm(25±1℃)