基於載流子控制技術的陰極電泳漆的製備方法
2023-05-18 04:09:46 1
專利名稱：：基於載流子控制技術的陰極電泳漆的製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種基於載流子控制技術的高性能陰極電泳漆的製備方法，屬於電泳漆製備
技術領域：
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背景技術：
：電泳塗裝技術是20世紀50年代發明的一種新型塗裝技術。這種技術是通過電泳作用沉積在製件表面的水性塗料，它以水為分散介質，不含有機溶劑，對環境無汙染。並且形狀複雜的製件也能得到均勻緻密的塗層，因而具有良好的耐腐蝕性能。隨著人們環保意識的加強，低揮發性或超低揮發性的有機溶劑排放的塗料倍受關注。同時由於電泳漆具有最優異的防腐蝕性，因此被廣泛應用於各種表面材料上。由於陰極電泳漆與陽極電泳漆相比具有如下優點大大改善了耐腐蝕性；優異的泳透力；改進的耐皂化性；降低了沉積過程中塗料的破損；其固有的穩定性，耐化學品性和pH值小於7時操作防止了聚合物氧化、水解、微生物侵蝕等。因此電泳底漆塗裝流水線已以陰極電泳漆為主體。然而，陰極電泳塗層常受到各種不良因素的影B向，使得塗層表面出現縮孔、雜質、氣泡、針孔等缺陷，嚴重影響了其實際生產和使用。目前為提高電泳漆的的水溶性和其他性能的方法主要有，電泳塗料配方中加入有機溶齊U，改善底材表面質量，預處理底材表面，控制電泳電壓，電泳時間及烘乾溫度和時間等。傳統的研究電泳漆是將封閉的聚氨酯包裹在基材樹脂中，然後乳化，並未有人將納米粒子應用到電泳漆的製備過程中，並且現在已經有較成熟的理論表明通過加入納米粒子可以達到控制載流子濃度的目的，而降低載流子的濃度可以改善塗層的腐蝕性能。本發明在此基礎上通過加入控制載流子密度的方法來製備高性能的陰極電泳漆。
發明內容本發明的提出了一種新型的通過加入納米粒子控制載流子密度的方法來製備高性能的陰極電泳漆。通過此方案可以顯著提高陰極電泳漆的耐腐蝕性能，使陰極電泳漆的應用更加廣泛。為在製備陰極電泳漆的時候控制其載流子密度，本發明採用以下基本配方(百分含量均為質量百分含量)環氧樹脂(2528%)、十二烷基苯酚(34%)、二甲基苄胺(23%)、乙二醇單丁醚(911%)、異丁醇(23%)、羥甲基乙醇胺(23%)，丙烯酸樹脂(1924%)和丙稀酸類交聯劑(35%)醋酸(23%)、乳酸(58%)、炭黑(0.2%)、納米矽酸鋁(0.20.4%)、去離子水(餘量)。納米二氧化鈦(0.10.5%)通過改變納米二氧化鈦的含量來控制其載流子濃度，進而改善陰極電泳漆的耐腐蝕性能，製備高性能的陰極電泳漆。具體操作步驟如下a.將一定量的環氧樹脂(2528%)、十二烷基苯酚(34%)、二甲基苄胺(23%)依次加入到250mL四口燒瓶中，混合均勻。通入N2氣加熱至100120。C保溫30min。b.然後升溫至14(TC保溫並檢測環氧當量值，達到10001100g/eq後降溫至90°C。c.加入乙二醇單丁醚(911%)、異丁醇(23%)、羥甲基乙醇胺(23%)，攪拌3040min後加入丙烯酸樹脂(1013%)和丙稀酸類交聯劑(35%)，充分攪拌24h後，在7(TC保溫製成樹脂混合物備用。d.將去離子水(4.56%)、醋酸(23%)、乳酸(58%)依次加入1000mL四口燒瓶中均勻混合，取樣測酸價為(30士2)mgK0H/g，開動高速攪拌將制好的樹脂混合物加入，507(TC恆溫攪拌30min，再次加入適量的離子水後攪拌均勻，製得乳液。e.將一定量丙烯酸樹脂(911%)、納米二氧化鈦(0.10.5%)、炭黑(0.2%)、納米矽酸鋁(0.20.4%)、去離子水(餘量)用磁力攪拌器高速攪拌預混和均勻，製得灰漿。f.將灰漿和乳液混合均勻，陳化後製得陰極電泳漆。採用電位-電容法測載流子濃度，並通過鹽霧試驗測其腐蝕性能。本發明方法的優點是通過加入納米粒子控制陰極電泳漆中的載流子密度，加入適量的納米粒子能降低電泳漆中的載流子濃度，達到改善電泳漆塗層耐腐蝕性能的目的。本方法工藝簡單易行，安全環保，適合大規模生產，對陰極電泳漆的性能改善明顯。具體實施例方式現將本發明的具體實施例敘述於後。實施例1操作步驟如下a.首先，將一定量的環氧樹脂(100g)、十二烷基苯酚(16g)、二甲基苄胺(12g)依次加入到250mL四口燒瓶中，混合均勻。通入N2氣加熱至100120。C保溫30min。b.然後升溫至14(TC保溫並檢測環氧當量值，達到10001100後降溫至90°C。c.加入乙二醇單丁醚(36g)、異丁醇(12g)、羥甲基乙醇胺(8g)，攪拌30min後加入丙烯酸樹脂(52g)和丙稀酸類交聯劑(20g)，充分攪拌2h後，在7(TC保溫製成樹脂混合物備用。d.將去離子水(22g)、醋酸(12g)、乳酸(32g)依次加入1000mL四口燒瓶中均勻混合，取樣測酸價為(30士2)mgK0H/g，開動高速攪拌將制好的樹脂混合物加入，5(TC恆溫攪拌30min，再次加入適量的離子水後攪拌均勻，製得乳液。e.將一定量丙烯酸樹脂(40g)、去離子水(36g)、納米二氧化鈦(0.4g)、炭黑(0.8g)、納米矽酸鋁(0.8g)磁力攪拌器高速攪拌預混和均勻，製得灰漿。f..將所制灰漿和乳液混合均勻，陳化24h製得陰極電泳漆。上述實施例中所製得的樣品採用電位_電容法測載流子濃度，並通過鹽霧試驗測其腐蝕性能。1.在實驗室中，將直徑10mm的304不鏽鋼棒製成電極，將所制陰極電泳漆均勻噴塗在電極表面，在5%Na2S04溶液(室溫)中進行電容電位法，對測量的電位_電容數據進行Mott-Schottky分析並計算載流子的密度。2.在實驗室中，將304不鏽鋼片為底材，均勻噴塗上所制陰極電泳漆，按照GB/T1865標準進行鹽霧實驗，測定其耐腐蝕性能。實驗結果列於表l中。實施例2操作步驟如下a.首先，將一定量的環氧樹脂(100g)、十二烷基苯酚(16g)、二甲基苄胺(12g)依次加入到250mL四口燒瓶中，混合均勻。通入N2氣加熱至100120。C保溫30min。b.然後升溫至14(TC保溫並檢測環氧當量值，達到10001100後降溫至90°C。c.加入乙二醇單丁醚(36g)、異丁醇(12g)、羥甲基乙醇胺(8g)，攪拌30min後加入丙烯酸樹脂(52g)和丙稀酸類交聯劑(20g)，充分攪拌2h後，在7(TC保溫製成樹脂混合物備用。d.將去離子水(21.6g)、醋酸(12g)、乳酸(32g)依次加入lOOOmL四口燒瓶中均勻混合，取樣測酸價為(30士2)mgK0H/g，開動高速攪拌將制好的樹脂混合物加入，5(TC恆溫攪拌30min，再次加入適量的離子水後攪拌均勻，製得乳液。e.將一定量丙烯酸樹脂(40g)、去離子水(36g)、納米二氧化鈦(0.8g)、炭黑(0.8g)、納米矽酸鋁(0.8g)磁力攪拌器高速攪拌預混和均勻，製得灰漿。f..將所制灰漿和乳液混合均勻，陳化24h製得陰極電泳漆。上述實施例中所製得的樣品採用電位_電容法測載流子濃度，並通過鹽霧試驗測其腐蝕性能。1.在實驗室中，將直徑10mm的304不鏽鋼棒製成電極，將所制陰極電泳漆均勻噴塗在電極表面，在5%Na2S04溶液(室溫)中進行電容電位法，對測量的電位_電容數據進行Mott-Schottky分析並計算載流子的密度。2.在實驗室中，將304不鏽鋼片為底材，均勻噴塗上所制陰極電泳漆，按照GB/T1865標準進行鹽霧實驗，測定其耐腐蝕性能。實驗結果列於表l中。實施例3操作步驟如下a.首先，將一定量的環氧樹脂(100g)、十二烷基苯酚(20g)、二甲基苄胺(12g)依次加入到250mL四口燒瓶中，混合均勻。通入N2氣加熱至100120。C保溫30min。b.然後升溫至14(TC保溫並檢測環氧當量值，達到10001100後降溫至90°C。c.加入乙二醇單丁醚(36g)、異丁醇(12g)、羥甲基乙醇胺(8g)，攪拌30min後加入丙烯酸樹脂(52g)和丙稀酸類交聯劑(20g)，充分攪拌2h後，在7(TC保溫製成樹脂混合物備用。d.將去離子水(21.2g)、醋酸(12g)、乳酸(32g)依次加入1000mL四口燒瓶中均勻混合，取樣測酸價為(30士2)mgK0H/g，開動高速攪拌將制好的樹脂混合物加入，5(TC恆溫攪拌30min，再次加入適量的離子水後攪拌均勻，製得乳液。e.將一定量丙烯酸樹脂(40g)、去離子水(36g)、納米二氧化鈦(1.2g)、炭黑(0.8g)、納米矽酸鋁(0.8g)磁力攪拌器高速攪拌預混和均勻，製得灰漿。f..將所制灰漿和乳液混合均勻，陳化24h製得陰極電泳漆。上述實施例中所製得的樣品採用電位_電容法測載流子濃度，並通過鹽霧試驗測其腐蝕性能。1.在實驗室中，將直徑10mm的304不鏽鋼棒製成電極，將所制陰極電泳漆均勻噴塗在電極表面，在5%Na2S04溶液(室溫)中進行電容電位法，對測量的電位_電容數據進行Mott-Schottky分析並計算載流子的密度。2.在實驗室中，將304不鏽鋼片為底材，均勻噴塗上所制陰極電泳漆，按照GB/T1865標準進行鹽霧實驗，測定其耐腐蝕性能。實驗結果列於表l中。表1不同案例所測載流子密度和耐腐蝕性能比較tableseeoriginaldocumentpage6實例證明利用本發明通過加入納米粒子可以降低其載流子密度可使其耐腐蝕性能大大提高。權利要求一種基於載流子控制技術的陰極電泳漆的製備方法，其特徵在於加入納米二氧化鈦粒子來控制其載流子濃度，改善陰極電泳漆的腐蝕性能，其具體操作步驟為(以下百分含量均為質量百分含量)a.將環氧樹脂25～28％、十二烷基苯酚3～4％、二甲基苄胺2～3％依次加入到250mL四口燒瓶中，混合均勻，通入N2氣並加熱至100～120℃保溫30min；b.然後升溫至140℃保溫並檢測環氧當量值，達到1000～1100g/eq後降溫至90℃；c.加入乙二醇單丁醚9～11％、異丁醇2～3％、羥甲基乙醇胺2～3％，攪拌30～40min後加入丙烯酸樹脂10～13％和丙稀酸類交聯劑3～5％，充分攪拌2～4h後，在70℃保溫製成樹脂混合物備用；d.將去離子水4.5～6％、醋酸2～3％、乳酸5～8％依次加入1000mL四口燒瓶中均勻混合，取樣測酸價為(30±2)mgKOH/g，開動高速攪拌將制好的樹脂混合物加入，50～70℃恆溫攪拌30min，再次加入適量的離子水後攪拌均勻，製得乳液；e.將丙烯酸樹脂9～11％、納米二氧化鈦0.1～0.5％、炭黑0.2％、納米矽酸鋁0.2～0.4％、去離子水(餘量)用磁力攪拌器高速攪拌預混和均勻，製得灰漿；f.將灰漿和乳液混合均勻，陳化後製得陰極電泳漆。全文摘要本發明涉及一種基於載流子控制技術的陰極電泳漆的製備方法。該方法是將環氧樹脂、十二烷基苯酚、二甲基苄胺依次加入到四口燒瓶中混合均勻，通入N2氣加熱保溫，升溫後並檢測環氧當量值達到1000～1100g/eq後降溫至90℃。加入乙二醇單丁醚、異丁醇、羥甲基乙醇胺，攪拌後加入丙烯酸樹脂和丙烯酸類交聯劑，充分攪拌後，保溫製成樹脂混合物備用。將去離子水、醋酸、乳酸依次加入四口燒瓶中均勻混合，取樣測酸價為(30±2)mgKOH/g，將制好的樹脂混合物加入，恆溫攪拌均勻製得乳液。將丙烯酸樹脂、納米二氧化鈦、炭黑、納米矽酸鋁、去離子水高速攪拌混和均勻製得灰漿。將灰漿和乳液混合均勻，陳化後製得陰極電泳漆。本方法工藝簡單易行，安全環保，適合大規模生產。文檔編號C09D163/00GK101693806SQ20091019650公開日2010年4月14日申請日期2009年9月25日優先權日2009年9月25日發明者周瓊宇,林海,盛敏奇,鍾慶東,陳大洋申請人:上海大學;