CN107337983A - 一种双组分阴极电泳涂料 - Google Patents

一种双组分阴极电泳涂料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双组分阴极电泳涂料，属于电泳涂料技术领域。所述双组份电泳涂料由改性环氧树脂乳液和色浆按照6:1的比例配制而成。其中改性环氧树脂乳液由按重量份计的改性环氧树脂35~40份、封闭型异氰酸酯固化剂14~18份、乙酸1~2份、去离子水45~55份组成；色浆由按重量份计的环氧树脂20~25份、颜料30~35份、填料10~15份、助剂4~8份、去离子水45~55份组成，色浆的细度≤15μm。本发明提供的双组分阴极电泳涂料经一次电泳涂装后，涂层外观平整光亮，具有附着力好、耐水性好、耐酸碱性好的优点。

Description

一种双组分阴极电泳涂料
技术领域
本发明涉及一种双组分阴极电泳涂料，属于电泳涂料技术领域。
背景技术
电泳涂料是一类适用于电泳涂装的水性涂料，它在水中解离成水溶性成膜物离子，在直流电场中移向相反的电极，并在上面沉积下来形成涂膜。与传统的溶剂型涂料相比，电泳涂料具有水性环保，涂膜均匀，涂装自动化程度高，适宜于大规模流水线作业等特点。目前已广泛应用于汽车车身及配件、摩托车及配件、工程机械、家用电器、建材、农用机械等行业与领域。
CN102702928A提供一种阴极电泳涂料，所述电泳涂料由颜料、树脂和水混合而成；所述颜料包含以下重量份的组分：钛白粉30-35份，瓷土5-10份，氧化铝1-5份，碳黑＜1份，环氧树脂5-10份，水30-35份，乙二醇丁醚5-10份；所述树脂包含以下重量份的组分：环氧树脂20-25份，丙烯酸树脂1-5份，聚氨酯树脂5-10份，水55-60份，乙二醇丁醚1-5份，乙二醇己醚1份。
但是上述涂料存在附着力不高、耐酸碱性不好的缺点。
发明内容
本发明的目的是：提供一种双组分阴极电泳涂料，经一次电泳涂装后，涂层外观平整光亮，具有附着力好、耐水性好、耐酸碱性好的优点。
技术方案是：
一种双组分阴极电泳涂料，由改性环氧树脂乳液和色浆按照6:1的比例配制而成。
所述的改性环氧树脂乳液由按重量份计的改性环氧树脂35~40份、封闭型异氰酸酯固化剂14~18份、乙酸1~2份、去离子水45~55份组成。
所述的封闭型异氰酸酯固化剂是韩国爱敬公司的FH075。
所述的改性环氧树脂是指改性E51环氧树脂。
改性E51环氧树脂的制备方法是：
第1步，按重量份计，将桐油18～25份、脂肪醇45～65份、碱性或酸性催化剂0.06～0.08份发生醇解反应，得到第一反应物；
第2步，然后加入有机酸酐45～65份、聚磷酸6～12份、阻聚剂0.1～0.2份，进行反应，得到第二反应物；
第3步，将第二反应物、1,4丁二醇6～12份、三羟甲基丙烷4～6份加入至E51环氧树脂120～160份中，进行反应，得到改性环氧树脂。
所述的第1步中，脂肪醇选自异构十三醇、异构十醇、异构七醇、聚乙二醇或者聚丙二醇中一种或几种的混合物；有机酸酐选自马来酸酐、乙酸酐、邻苯二甲酸酐中的一种或者几种的混合物；碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、乙醇钠、乙醇钾、甲醇钠、甲醇钾或草酸钙；酸性催化剂为硫酸、盐酸、硝酸或磺酸；
所述的第1步中，反应温度是190～230℃，反应时间2～8h；
所述的第2步中，反应温度是160～210℃，反应时间2～8h；
所述的第3步中，反应温度是120～130℃，反应时间2～4小时。
所述的改性环氧树脂乳液的制备方法是：
将改性环氧树脂和封闭型异氰酸酯固化剂加入容器中，以600rpm的速度搅拌40min混合均匀，然后加入中和剂乙酸以600rpm的速度搅拌1小时，再加入去离子水以1500rpm的速度高速搅拌2小时，得到改性环氧树脂乳液。
所述的色浆由按重量份计的环氧树脂20~25份、颜料30~35份、填料10~15份、助剂4~8份、去离子水45~55份组成，色浆的细度≤15μm。
所述的环氧树脂是E51环氧树脂。
所述的颜料是钛白粉。
所述的填料是高岭土。
所述的助剂是二乙醇丁醚或二乙二醇丁醚。
所述的色浆的制备方法是：将环氧树脂、填料、助剂和去离子水加入研磨罐中搅拌均匀，在研磨罐里有锆珠、通冷凝水的情况下缓慢加入颜料，高速砂磨2小时，至细度≤15μm，得到色浆。
有益效果
本发明提供的双组分阴极电泳涂料，经一次电泳涂装后，涂层外观平整光亮，具有附着力好、耐水性好、耐酸碱性好的优点。
具体实施方式
实施例1
双组分阴极电泳涂料，由改性环氧树脂乳液和色浆按照6:1的比例配制而成。
所述的改性环氧树脂乳液由按重量份计的改性环氧树脂35份、封闭型异氰酸酯固化剂14份、乙酸1份、去离子水45份组成。
所述的封闭型异氰酸酯固化剂是韩国爱敬公司的FH075。
所述的改性环氧树脂是指改性E51环氧树脂，通过如下步骤制备：
第1步，按重量份计，将桐油18份、异构十三醇45份、催化剂硫酸0.06份发生醇解反应，反应温度是190℃，反应时间2h得到第一反应物；
第2步，然后加入马来酸酐45份、聚磷酸6份、阻聚剂0.1份，进行反应，反应温度是160℃，反应时间2h得到第二反应物；
第3步，将第二反应物、1,4丁二醇6份、三羟甲基丙烷4份加入至E51环氧树脂120份中，进行反应，反应温度是120℃，反应时间2小时，得到改性环氧树脂。
所述的改性环氧树脂乳液的制备方法是：
将改性环氧树脂和封闭型异氰酸酯固化剂加入容器中，以600rpm的速度搅拌40min混合均匀，然后加入中和剂乙酸以600rpm的速度搅拌1小时，再加入去离子水以1500rpm的速度高速搅拌2小时，得到改性环氧树脂乳液。
所述的色浆由按重量份计的环氧树脂20份、颜料30份、填料10份、助剂4份、去离子水45份组成，色浆的细度≤15μm。
所述的环氧树脂是E51环氧树脂。
所述的颜料是钛白粉。
所述的填料是高岭土。
所述的助剂是二乙二醇丁醚。
所述的色浆的制备方法是：将环氧树脂、填料、助剂和去离子水加入研磨罐中搅拌均匀，在研磨罐里有锆珠、通冷凝水的情况下缓慢加入颜料，高速砂磨2小时，至细度≤15μm，得到色浆。
实施例2
双组分阴极电泳涂料，由改性环氧树脂乳液和色浆按照6:1的比例配制而成。
所述的改性环氧树脂乳液由按重量份计的改性环氧树脂40份、封闭型异氰酸酯固化剂18份、乙酸2份、去离子水55份组成。
所述的封闭型异氰酸酯固化剂是韩国爱敬公司的FH075。
所述的改性环氧树脂是指改性E51环氧树脂，通过如下步骤制备：
第1步，按重量份计，将桐油25份、异构十三醇65份、催化剂硫酸0.08份发生醇解反应，反应温度是230℃，反应时间8h得到第一反应物；
第2步，然后加入马来酸酐65份、聚磷酸12份、阻聚剂0.2份，进行反应，反应温度是210℃，反应时间8h得到第二反应物；
第3步，将第二反应物、1,4丁二醇12份、三羟甲基丙烷6份加入至E51环氧树脂160份中，进行反应，反应温度是1230℃，反应时间4小时，得到改性环氧树脂。
所述的改性环氧树脂乳液的制备方法是：
将改性环氧树脂和封闭型异氰酸酯固化剂加入容器中，以600rpm的速度搅拌40min混合均匀，然后加入中和剂乙酸以600rpm的速度搅拌1小时，再加入去离子水以1500rpm的速度高速搅拌2小时，得到改性环氧树脂乳液。
所述的色浆由按重量份计的环氧树脂25份、颜料35份、填料15份、助剂8份、去离子水55份组成，色浆的细度≤15μm。
所述的环氧树脂是E51环氧树脂。
所述的颜料是钛白粉。
所述的填料是高岭土。
所述的助剂是二乙二醇丁醚。
所述的色浆的制备方法是：将环氧树脂、填料、助剂和去离子水加入研磨罐中搅拌均匀，在研磨罐里有锆珠、通冷凝水的情况下缓慢加入颜料，高速砂磨2小时，至细度≤15μm，得到色浆。
实施例3
双组分阴极电泳涂料，由改性环氧树脂乳液和色浆按照6:1的比例配制而成。
所述的改性环氧树脂乳液由按重量份计的改性环氧树脂38份、封闭型异氰酸酯固化剂16份、乙酸1.5份、去离子水50份组成。
所述的封闭型异氰酸酯固化剂是韩国爱敬公司的FH075。
所述的改性环氧树脂是指改性E51环氧树脂，通过如下步骤制备：
第1步，按重量份计，将桐油22份、异构十三醇55份、催化剂硫酸0.07份发生醇解反应，反应温度是210℃，反应时间5h得到第一反应物；
第2步，然后加入马来酸酐55份、聚磷酸9份、阻聚剂0.15份，进行反应，反应温度是180℃，反应时间5h得到第二反应物；
第3步，将第二反应物、1,4丁二醇9份、三羟甲基丙烷5份加入至E51环氧树脂140份中，进行反应，反应温度是125℃，反应时间3小时，得到改性环氧树脂。
所述的改性环氧树脂乳液的制备方法是：
将改性环氧树脂和封闭型异氰酸酯固化剂加入容器中，以600rpm的速度搅拌40min混合均匀，然后加入中和剂乙酸以600rpm的速度搅拌1小时，再加入去离子水以1500rpm的速度高速搅拌2小时，得到改性环氧树脂乳液。
所述的色浆由按重量份计的环氧树脂22份、颜料32份、填料12份、助剂6份、去离子水50份组成，色浆的细度≤15μm。
所述的环氧树脂是E51环氧树脂。
所述的颜料是钛白粉。
所述的填料是高岭土。
所述的助剂是二乙二醇丁醚。
所述的色浆的制备方法是：将环氧树脂、填料、助剂和去离子水加入研磨罐中搅拌均匀，在研磨罐里有锆珠、通冷凝水的情况下缓慢加入颜料，高速砂磨2小时，至细度≤15μm，得到色浆。
对照例1
与实施例3的区别在于：改性环氧树脂的制备中未加入桐油改性。
双组分阴极电泳涂料，由改性环氧树脂乳液和色浆按照6:1的比例配制而成。
所述的改性环氧树脂乳液由按重量份计的改性环氧树脂38份、封闭型异氰酸酯固化剂16份、乙酸1.5份、去离子水50份组成。
所述的封闭型异氰酸酯固化剂是韩国爱敬公司的FH075。
所述的改性环氧树脂是指改性E51环氧树脂，通过如下步骤制备：
第1步，按重量份计，将异构十三醇55份、催化剂硫酸0.07份发生醇解反应，反应温度是210℃，反应时间5h得到第一反应物；
第2步，然后加入马来酸酐55份、聚磷酸9份、阻聚剂0.15份，进行反应，反应温度是180℃，反应时间5h得到第二反应物；
第3步，将第二反应物、1,4丁二醇9份、三羟甲基丙烷5份加入至E51环氧树脂140份中，进行反应，反应温度是125℃，反应时间3小时，得到改性环氧树脂。
所述的改性环氧树脂乳液的制备方法是：
将改性环氧树脂和封闭型异氰酸酯固化剂加入容器中，以600rpm的速度搅拌40min混合均匀，然后加入中和剂乙酸以600rpm的速度搅拌1小时，再加入去离子水以1500rpm的速度高速搅拌2小时，得到改性环氧树脂乳液。
所述的色浆由按重量份计的环氧树脂22份、颜料32份、填料12份、助剂6份、去离子水50份组成，色浆的细度≤15μm。
所述的环氧树脂是E51环氧树脂。
所述的颜料是钛白粉。
所述的填料是高岭土。
所述的助剂是二乙二醇丁醚。
所述的色浆的制备方法是：将环氧树脂、填料、助剂和去离子水加入研磨罐中搅拌均匀，在研磨罐里有锆珠、通冷凝水的情况下缓慢加入颜料，高速砂磨2小时，至细度≤15μm，得到色浆。
分别将实施例和对比例制备的电泳涂料配成固体份为12%的电泳槽液，在电泳槽中熟化24h，在电泳电压150V，槽液温度30℃，电泳时间为 30s的条件下制备样板，在180℃下固化30min，并进行性能测试。
附着力：根据GB9286规定的方法测定涂料层的附着力。
硬度：根据GB/T6739规定的方法测定涂料层的铅笔硬度。
柔韧性：根据GB/T6742规定的方法测定涂料层的柔韧性。
耐水性：根据GB/T 1733规定的方法测定涂料层的耐水性。
耐碱性：根据GB/T 9274规定的方法测定涂料层的耐碱性。
耐酸性：根据GB/T 9274规定的方法测定涂料层的耐酸性。
耐冲击性：根据GB/T1732规定的方法测定涂料层的耐冲击性。
涂层性能如下：
从表中可以看出，本发明提供的电泳涂料经一次电泳涂装后，具有较好的附着力、耐水性和耐酸碱性。特别是实施例3相对于对照例来说，通过采用桐油对环氧树脂进行改性，有效地提高了阴极电泳涂料的附着力、耐水性和耐酸碱性。

Claims (10)

1.一种双组分阴极电泳涂料，其特征在于，由改性环氧树脂乳液和色浆按照6:1的比例配制而成。
2.根据权利要求1所述的双组分阴极电泳涂料，其特征在于，所述的改性环氧树脂乳液由按重量份计的改性环氧树脂35~40份、封闭型异氰酸酯固化剂14~18份、乙酸1~2份、去离子水45~55份组成。
3.根据权利要求1所述的双组分阴极电泳涂料，其特征在于，所述的改性环氧树脂乳液的制备方法是：将改性环氧树脂和封闭型异氰酸酯固化剂加入容器中，以600rpm的速度搅拌40min混合均匀，然后加入中和剂乙酸以600rpm的速度搅拌1小时，再加入去离子水以1500rpm的速度高速搅拌2小时，得到改性环氧树脂乳液。
4.根据权利要求2所述的双组分阴极电泳涂料，其特征在于，所述的改性环氧树脂是指改性E51环氧树脂。
5.根据权利要求4所述的双组分阴极电泳涂料，其特征在于，所述的改性E51环氧树脂的制备方法是：第1步，按重量份计，将桐油18～25份、脂肪醇45～65份、碱性或酸性催化剂0.06～0.08份发生醇解反应，得到第一反应物；第2步，然后加入有机酸酐45～65份、聚磷酸6～12份、阻聚剂0.1～0.2份，进行反应，得到第二反应物；第3步，将第二反应物、1,4丁二醇6～12份、三羟甲基丙烷4～6份加入至E51环氧树脂120～160份中，进行反应，得到改性环氧树脂。
6.根据权利要求5所述的双组分阴极电泳涂料，其特征在于，所述的第1步中，脂肪醇选自异构十三醇、异构十醇、异构七醇、聚乙二醇或者聚丙二醇中一种或几种的混合物；有机酸酐选自马来酸酐、乙酸酐、邻苯二甲酸酐中的一种或者几种的混合物；碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、乙醇钠、乙醇钾、甲醇钠、甲醇钾或草酸钙；酸性催化剂为硫酸、盐酸、硝酸或磺酸；所述的第1步中，反应温度是190～230℃，反应时间2～8h；所述的第2步中，反应温度是160～210℃，反应时间2～8h；所述的第3步中，反应温度是120～130℃，反应时间2～4小时。
7.根据权利要求2所述的阴极电泳涂料，其特征在于，所述的封闭型异氰酸酯固化剂是韩国爱敬公司的FH075。
8.根据权利要求1所述的双组分阴极电泳涂料，其特征在于，所述的色浆由按重量份计的环氧树脂20~25份、颜料30~35份、填料10~15份、助剂4~8份、去离子水45~55份组成，色浆的细度≤15μm。
9.根据权利要求1所述的双组分阴极电泳涂料，其特征在于，所述的色浆的制备方法是：将环氧树脂、填料、助剂和去离子水加入研磨罐中搅拌均匀，在研磨罐里有锆珠、通冷凝水的情况下缓慢加入颜料，高速砂磨2小时，至细度≤15μm，得到色浆。
10.根据权利要求8所述的双组分阴极电泳涂料，其特征在于，所述的环氧树脂是E51环氧树脂；所述的颜料是钛白粉；所述的填料是高岭土；所述的助剂是二乙醇丁醚或二乙二醇丁醚。
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