一種砂面型陰極電泳塗料及其製備方法
2023-11-08 01:24:22 2
一種砂面型陰極電泳塗料及其製備方法
【專利摘要】一種砂面型陰極電泳塗料的製備方法，包括分別依次製備固化劑、主體樹脂的製備以及不溶性的粒子內微凝膠樹脂，然後製得砂面型陰極電泳塗料乳液以及色漿，工件塗裝時按1：1-3的比例加入色漿、乳液和去離子水，將塗料工作液固體含量調整到15%-30%，循環48小時後即可得砂面型陰極電泳塗料。用上述方法製得的砂面型陰極電泳塗料塗裝時可獲得一種塗層物理機械能優異、砂紋效果突出、視覺明顯、產品質量穩定、施工性能良好而且還可以獲得機械特性、耐藥品性、施工性等均優異塗膜的砂紋塗料。
【專利說明】一種砂面型陰極電泳塗料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電泳塗料，特別是一種砂面型陰極電泳塗料及其製備方法。
【背景技術】
[0002]陰極電泳塗料廣泛運用於汽摩配件、家電、五金機電等行業。由於市場的不斷發展，行業的競爭越來越激烈，為了滿足行業不斷提高的產品質量、環保以及成本方面的需求，適用性、多樣化的陰極電泳塗料也就相應出現，其中美術型陰極電泳塗料深受行業人士的重視。美術型塗料主要有砂皺、桔紋、浮花等種類。目前使用砂面劑、金屬等效應顏料製成的塗料以良好的外觀裝飾效果日益受到人們的喜愛，油漆類金屬塗料因此得到迅速的發展，但其存在著的環境汙染、塗層機械能低以及綜合施工成本高等問題，加快了開發環保型塗料的步伐。
[0003]將比重小的有機、無機微粒子分散在塗料中的方法得到不同塗膜效果的方法從所周知。但是，這種將微粒子分散在塗料中的方法，對於一般溶劑型噴塗用塗料或浸潰型塗裝用塗料是實用的，對於電泳用塗料卻不適用。其原因是因為未充分考慮該微粒子的電泳性，所以通電後缺乏恆定速率泳動特性，水洗時有機微粒子會脫落。因此在陰極電泳塗料用樹脂中形成不溶性的粒子內微凝膠，能得到低光澤的砂面陰極電泳塗料。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種一種塗層物理機械能優異、砂紋效果突出、視覺明顯、產品質量穩定、施工性能 良好的砂紋塗料，從而彌補現砂面陰極電泳塗料的空白、為適應市場的發展、提高競爭力的砂面型陰極電泳塗料及其製備方法。
[0005]本發明通過以下方法和技術實現上述目的:
一種砂面型陰極電泳塗料的製備方法，包括如下步驟:
51、固化劑的製備
取定量摩爾比為1:1.1異氰酸酯和醇醚類溶劑在50°c以下保溫I小時，然後在70°C保溫2小時，生成封閉異氰酸酯固化劑；
52、主體樹脂的製備
S2-1、取摩爾比為1:0.5-0.6的環氧樹脂和二乙醇胺或二乙胺在70-80°C的溫度下，反應1-2小時製得部分開環的環氧樹脂；
S2-2、用聚醯胺與上述步驟製備的部分開環的環氧樹脂進行開環反應，製得開環的環氧樹脂，部分開環的環氧樹脂與聚醯胺的摩爾比為1:1.1~1.3，反應溫度為80~90°C，反應時間為2~3小時；
S2-3、用異氰酸酯和封閉溶劑反應製備半封閉異氰酸酯，並與上一步製得的的開環的環氧樹脂上的氨基反應，生成半封閉異氰酸酯接枝的胺改性環氧樹脂，即主體樹脂，其中，異氰酸酯和封閉溶劑的摩爾比為1:1，反應溫度為50~70°C，反應時間為3~5小時；半封閉異氰酸酯與胺改性環氧樹脂摩爾比為1:0.6~0.9，反應溫度為80~90°C，反應時間為2~3小時；
53、不溶性的粒子內微凝膠樹脂的反應製備
S3-1、 由低分子量環氧樹脂和雙酚A反應製備中分子量環氧樹脂，環氧樹脂和雙酚A摩爾比為1:0.6~0.8，反應溫度為120~130°C，反應時間為2~3小時，製備的樹脂平均分子量為1000~2000 ；
S3-2、用酮亞胺、N-甲基乙醇胺與S3-1製備的中分子量環氧樹脂進行開環反應，製得開環的中分子量環氧樹脂，中分子量環氧樹脂與酮亞胺、N-甲基乙醇胺的摩爾比為1:0.8~0.9:0.1-0.2，反應溫度為100~120°C，反應時間為I~2小時；
S3-3、用低分子量環氧樹脂與S3-2製備的開環的中分子量環氧樹脂上的氨基反應,生成環氧樹脂接枝的胺改性環氧微凝膠樹脂，低分子量環氧樹脂與開環的中分子量環氧樹脂的摩爾比為1:0.8~0.9，反應溫度為80~90°C，反應時間為4~8小時；
54、砂面型陰極電泳塗料乳液的製備
按重量份在反應釜中依次加入主體樹脂40~50份、醇醚類助溶劑0.5~1份、有機酸3~5份、乳化劑0.3~0.6份、鉍類催幹劑0-5份、鋅、鋯類化合物0-2份，攪拌混合均勻後，再緩慢加入盛有去離子水40~50份和有機酸0.5~1份溫度控制在40°C以下，高速乳化I小時，乳化溫度控制在30°C以下，用過濾器過濾，即得砂面型陰極電泳塗料乳液；
55、色漿的製備
按重量份在容器中依次加入主體樹脂20~30份、醇醚類助溶劑5~10份、有機酸3~8份、乳化劑0.3~0.7份、去離子水30~40份，填料15~20份，攪拌混合均勻，再加入填料15~20份並高速分散，然後用砂磨機研磨，待砂磨細度< I 5 μ m後，將微凝膠樹脂3~10份以及消光粉5~10份加入上述色漿再分散1-3小時用袋式過濾機過濾後即得砂面型色漿，並將砂面型色漿獨立儲存。
[0006]S6、砂面型陰極電泳塗料的製備
工件塗裝時按1:1-3的比例加入色漿、砂面型陰極電泳塗料乳液和去離子水，將塗料工作液固體含量調整到15%-30%，循環48小時後即可得砂面型陰極電泳塗料。
[0007]優選地，S1、中醇醚類溶劑選自正丙醇、異丙醇、正丁醇、甲基熔纖劑、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二乙醇丙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇己醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚中的一種。
[0008]優選地，S2-3中的封閉溶劑選自甲醇、乙醇、2-丙醇、正丁醇、異丙醇、異辛醇、甲乙酮肟、環己酮肟、乙二醇乙醚、二乙醇丙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇己醚中的一種。
[0009]優選地，S4和S5中的醇醚類助溶劑選自乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二乙醇丙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇己醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚中的一種；有機酸選自氨基磺酸、乙酸、羥基乙酸、甲酸、草酸、檸檬酸、乳酸、馬來酸、葵二酸、對甲基磺酸中的一種；乳化劑選自NP-4、NP-6、NP-7、NP-9、NP-10、NP-15、NP-21、EL-40、EL-80、聚二醇中的一種；鉍類催幹劑選自氧化鉍、氫氧化鉍、醋酸鉍、乳酸鉍、次硝酸鉍中的一種；、鋅、鋯類化合物選自氧化鋅、氫氧化鋅、醋酸鋅、乳酸鋅、硝酸鋅、氧化鋯、氫氧化鋯、醋酸鋯、乳酸鋯中的一種。
[0010]優選地，S5中的填料選自炭黑、高嶺土、鈦白粉、硫酸鋇、鐵黃、滑石粉中的一種。[0011]進一步地，所述陰極電泳塗料乳液指標控制為外觀乳白色/淡黃色，固體含量35±2%，粒徑≤ 0.20 μ m,電導率(Ps/cm) 1000±300，pH 值 6.7±0.3。
[0012]進一步地，所述色漿的控制指為外觀呈顏色均勻，無結塊，細度≤13 μ m，pH值
5.4±0.3，電導率(Ps/cm) 1500±300，固體含量(％) 45±2。
[0013]用上述方法製得的砂面型陰極電泳塗料。
[0014]適合本發明電泳塗裝方法的被塗物，只要具有導電性就行，沒有特別的限制。當採用鐵、鋁或鋁合金時，可獲得一種塗層物理機械能優異、砂紋效果突出、視覺明顯、產品質量穩定、施工性能良好而且還可以獲得機械特性、耐藥品性、施工性等均優異塗膜的砂紋塗料，從而彌補現砂面陰極電泳塗料的空白、為適應市場的發展、提高競爭力。
【具體實施方式】
[0015]現結合具體實施例，詳細說明本發明。
[0016]實施例一
一種砂面型陰極電泳塗料的製備方法，包括如下步驟:
51、固化劑的製備
取定量摩爾比為1:1.1異氰酸酯和正丙醇在50°c以下保溫I小時，然後在70°C保溫2小時，生成封閉異氰酸酯固化劑；
52、主體樹脂的製備
S2-1、取摩爾比為1:0.5的環氧樹脂和二乙醇胺或二乙胺在70°C的溫度下，反應I小時製得部分開環的環氧樹脂；
S2-2、用聚醯胺與上述步驟製備的部分開環的環氧樹脂進行開環反應，製得開環的環氧樹脂，部分開環的環氧樹脂與聚醯胺的摩爾比為1:1.1，反應溫度為80°C，反應時間為2小時；
52-3、用異氰酸酯和乙醇反應製備半封閉異氰酸酯，並與上一步製得的的開環的環氧樹脂上的氨基反應，生成半封閉異氰酸酯接枝的胺改性環氧樹脂，即主體樹脂，其中，異氰酸酯和乙醇的摩爾比為1:1，反應溫度為50°C，反應時間為3小時；半封閉異氰酸酯與胺改性環氧樹脂摩爾比為1:0.6，反應溫度為80~90°C，反應時間為2小時；
53、不溶性的粒子內微凝膠樹脂的反應製備
53-1、由低分子量環氧樹脂和雙酚A反應製備中分子量環氧樹脂，環氧樹脂和雙酚A摩爾比為1:0.6，反應溫度為120°C，反應時間為2小時，製備的樹脂平均分子量為1000~2000 ；
S3-2 、用酮亞胺、N-甲基乙醇胺與S3-1製備的中分子量環氧樹脂進行開環反應，製得開環的中分子量環氧樹脂，中分子量環氧樹脂與酮亞胺、N-甲基乙醇胺的摩爾比為1:0.8:
0.1，反應溫度為100°c，反應時間為I小時；
S3-3、用低分子量環氧樹脂與S3-2製備的開環的中分子量環氧樹脂上的氨基反應,生成環氧樹脂接枝的胺改性環氧微凝膠樹脂，低分子量環氧樹脂與開環的中分子量環氧樹脂的摩爾比為1:0.8,反應溫度為80°C,反應時間為4小時；
54、砂面型陰極電泳塗料乳液的製備
按重量份在反應釜中依次加入主體樹脂40份、乙二醇乙醚0.5份、氨基磺酸3份、NP-40.3份、氧化鉍0-5份、醋酸鋅0-2份，攪拌混合均勻後，再緩慢加入盛有去離子水40份和氨基磺酸0.5份溫度控制在40°C以下，高速乳化I小時，乳化溫度控制在30°C以下，用過濾器過濾，即得砂面型陰極電泳塗料乳液；陰極電泳塗料乳液指標控制為外觀乳白色/淡黃色，固體含量 35±2%，粒徑≤ 0.20 μ m,電導率(Ps/cm) 1000±300，pH 值 6.7±0.3。
[0017]S5、色漿的製備
按重量份在容器中依次加入主體樹脂20份、乙二醇乙醚5份、氨基磺酸3份、NP-4 0.3份、去離子水30份，炭黑15份，攪拌混合均勻，再加入炭黑15份並高速分散，然後用砂磨機研磨，待砂磨細度≤I 5 μ m後，將微凝膠樹脂3份以及消光粉5份加入上述色漿再分散I小時用袋式過濾機過濾後即得砂面型色漿，並將砂面型色漿獨立儲存，色漿的控制指為外觀呈顏色均勻，無結塊，細度≤13μ m，pH值5.4±0.3，電導率as/cm)1500±300，固體含量(％) 45土2。
[0018]S6、砂面型陰極電泳塗料的製備
工件塗裝時按1:1的比例加入色漿、砂面型陰極電泳塗料乳液和去離子水，將塗料工作液固體含量調整到15%-30%，循環48小時後即可得砂面型陰極電泳塗料。
[0019]塗膜性能評價電泳塗裝的具體條件為:槽溫28±2°C按常規方法在120V下通電電泳至膜厚15±2Mm。電泳結束後洗淨，再在200°C下烘烤30min，然後進行塗膜性能評價，其中，各自採用的評價方法為:
1、用光澤計測定60°的光澤；
2、在塗膜上用切割刀割成100個棋盤格，再在其上貼附膠帶紙後，快速剝離膠帶紙，觀察塗膜的附著狀態:100/100:沒有脫落；0/100:全部脫落；
3、按JIS-K-5400標準，以劃破判定；
4、在20°C的0.1摩爾的NaOH中浸潰8h後，觀察塗面的狀態； 5、在20°C的0.05摩爾的硫酸中浸潰8h後，觀察塗面狀態；
評價結果如表所示:
【權利要求】
1.一種砂面型陰極電泳塗料的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟: S1、固化劑的製備 取定量摩爾比為1:1.1異氰酸酯和醇醚類溶劑在50°c以下保溫I小時，然後在70°C保溫2小時，生成封閉異氰酸酯固化劑； S2、主體樹脂的製備 S2-1、取摩爾比為1:0.5-0.6的環氧樹脂和二乙醇胺或二乙胺在70-80°C的溫度下，反應1-2小時製得部分開環的環氧樹脂； S2-2、用聚醯胺與上述步驟製備的部分開環的環氧樹脂進行開環反應，製得開環的環氧樹脂，部分開環的環氧樹脂與聚醯胺的摩爾比為1:1.1~1.3，反應溫度為80~90°C，反應時間為2~3小時； S2-3、用異氰酸酯和封閉溶劑反應製備半封閉異氰酸酯，並與上一步製得的的開環的環氧樹脂上的氨基反應，生成半封閉異氰酸酯接枝的胺改性環氧樹脂，即主體樹脂，其中，異氰酸酯和封閉溶劑的摩爾比為1:1，反應溫度為50~70°C，反應時間為3~5小時；半封閉異氰酸酯與胺改性環氧樹脂摩爾比為1:0.6~0.9，反應溫度為80~90°C，反應時間為2~3小時； S3、不溶性的粒子內微凝膠樹脂的反應製備 S3-1、由低分子量環氧樹脂和雙酚A反應製備中分子量環氧樹脂，環氧樹脂和雙酚A摩爾比為1:0.6~0.8，反應溫度為120~130°C，反應時間為2~3小時，製備的樹脂平均分子量為1000~2000 ； S3-2、用酮亞胺、N-甲基乙醇胺與S3-1製備的中分子量環氧樹脂進行開環反應，製得開環的中分子量環氧樹脂，中分子量環氧樹脂與酮亞胺、N-甲基乙醇胺的摩爾比為1:0.8~0.9:0.1-0.2，反應溫度為100~120°C，反應時間為I~2小時； S3-3、用低分子量環氧樹脂與S3-2製備的開環的中分子量環氧樹脂上的氨基反應,生成環氧樹脂接枝的胺改性環氧微凝膠樹脂，低分子量環氧樹脂與開環的中分子量環氧樹脂的摩爾比為1:0.8~0.9，反應溫度為80~90°C，反應時間為4~8小時； S4、砂面型陰極電泳塗料乳液的製備 按重量份在反應釜中依次加入主體樹脂40~50份、醇醚類助溶劑0.5~1份、有機酸3~5份、乳化劑0.3~0.6份、鉍類催幹劑0-5份、鋅、鋯類化合物0-2份，攪拌混合均勻後，再緩慢加入盛有去離子水40~50份和有機酸0.5~1份溫度控制在40°C以下，高速乳化I小時，乳化溫度控制在30°C以下，用過濾器過濾，即得砂面型陰極電泳塗料乳液； S5、色漿的製備 按重量份在容器中依次加入主體樹脂20~30份、醇醚類助溶劑5~10份、有機酸3~8份、乳化劑0.3~0.7份、去離子水30~40份，填料15~20份，攪拌混合均勻，再加入填料15~20份並高速分散，然後用砂磨機研磨，待砂磨細度< I 5 μ m後，將微凝膠樹脂3~10份以及消光粉5~10份加入上述色漿再分散1-3小時用袋式過濾機過濾後即得砂面型色漿，並將砂面型色漿獨立儲存； S6、砂面型陰極電泳塗料的製備 工件塗裝時按1:1-3的比例加入色漿、砂面型陰極電泳塗料乳液和去離子水，將塗料工作液固體含量調整到15%-30%，循環48小時後即可得砂面型陰極電泳塗料。
2.根據權利要求1所述的一種砂面型陰極電泳塗料的製備方法，其特徵在於，所述陰極電泳塗料乳液指標控制為外觀乳白色/淡黃色，固體含量35±2%，粒徑≤0.20 μ m，電導率(Ps/cm) 1000±300，pH 值 6.7±0.3。
3.根據權利要求1所述的一種砂面型陰極電泳塗料的製備方法，其特徵在於，所述色漿的控制指為外觀顏色均勻，無結塊，細度≤13 μ m，pH值5.4±0.3，電導率(Ps/cm)1500±300，固體含量(％) 45±2。
4.根據權利要求1所述的一種砂面型陰極電泳塗料的製備方法，其特徵在於，S1、中醇醚類溶劑選自正丙醇、異丙醇、正丁醇、甲基熔纖劑、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二乙醇丙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇己醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚中的一種。
5.根據權利要求1所述的一種砂面型陰極電泳塗料的製備方法，其特徵在於，S2-3中的封閉溶劑選自甲醇、乙醇、2-丙醇、正丁醇、異丙醇、異辛醇、甲乙酮肟、環己酮肟、乙二醇乙醚、二乙醇丙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇己醚中的一種。
6.根據權利要求1所述的一種砂面型陰極電泳塗料的製備方法，其特徵在於，S4和S5中的醇醚類助溶劑選自乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二乙醇丙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇己醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚中的一種；有機酸選自氨基磺酸、乙酸、羥基乙酸、甲酸、草酸、檸檬酸、乳酸、馬來酸、葵二酸、對甲基磺酸中的一種；乳化劑選自NP-4、NP-6、NP-7、NP_9、NP-10、NP-15、NP-21、EL-40、EL-80、聚二醇中的一種；鉍類催幹劑選自氧化鉍、氫氧化鉍、醋酸鉍、乳酸鉍、次硝酸鉍中的一種；、鋅、鋯類化合物選自氧化鋅、氫氧化鋅、醋酸鋅、乳酸鋅、硝酸鋅、氧化鋯、氫氧化鋯、醋酸鋯、乳酸鋯中的一種。
7.根據權利要求1所述的一種砂面型陰極電泳塗料的製備方法，其特徵在於，S5中的填料選自炭黑、聞嶺土、欽白粉、硫酸鎖、鐵黃、滑石粉中的一種。
8.根據權利要求1一 7任一項所述的一種砂面型陰極電泳塗料的製備方法製得的砂面型陰極電泳塗料。
【文檔編號】C09D5/44GK103965740SQ201410212854
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月20日 優先權日:2014年5月20日
【發明者】李文莊, 高睿, 何願文, 陳立志, 黃小勇, 梁立南 申請人:廣東科德化工實業有限公司