具有高耐候、高鹽霧性能電泳塗料及製備方法與流程
2023-11-01 01:48:57 2
本發明涉及電泳塗料，具體涉及一種高耐候、高鹽霧性能的電泳塗料及製備方法。
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背景技術：
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水性塗料因其低VOC，環保友好性，正成為未來塗料的一種趨勢。國家出臺的環保政策，已開始強制廠家進行「油」改「水」的轉變。電泳塗料作為水性塗料中重要的一個分支，不但具有水性塗料的全部優點，且因其利用率高、自動化程度高、性能優異等優點，在工業塗裝方面佔據重要地位。電泳塗料在防腐底漆方面技術已很成熟，在汽車底漆的使用已達到95％以上，但在同時兼具優異防腐和耐候性能的電泳塗料相對來說還不多。特別是外觀良好，真正具有室外長期耐候性及防腐性要求高的，作為一次成型的電泳塗料還不多。所以要在原有防腐性好的環氧基礎上需要引進提高耐候性的基團，同時需要保持循環穩定及性能穩定。
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技術實現要素：
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本發明的目的是使漆膜兼具高耐候高鹽霧，外觀良好，可一次成型塗裝。
為了實現上述目的，發明一種高耐候、高鹽霧性能的電泳塗料，包括乳液，乳液中包括氫化雙酚A改性環氧樹脂和含氟丙烯酸改性環氧樹脂，其中：
i).氫化雙酚A改性環氧樹脂由以下方法製得：
a.依次加入基礎環氧樹脂、氫化雙酚A、擴鏈劑、甲苯類或酮類溶劑和催化劑在反應容器中升溫擴鏈後，在130-170℃之間進行擴鏈反應，得到環氧當量為1000-3000的大分子環氧樹脂，
b.在環氧當量為1000-3000的大分子環氧樹脂中，在不斷攪拌下升溫至90-95℃，加入含活潑氫的胺化合物，升溫至115-125℃，然後保溫3小時後製得；
ii).含氟丙烯酸改性環氧樹脂由以下方法製得：
a.依次加入環氧樹脂、溶劑，加熱升溫至105-115℃，然後開始滴加含氟丙烯酸單體、丙烯酸單體、引發劑和溶劑的混合液，滴加結束後繼續保溫1小時，環氧樹脂的分子量範圍為100-1000，
b.保溫結束後，加入含活潑氫的胺化合物，升溫至115-125℃，然後保溫3-9小時後製得；
iii).反應容器中加入佔乳液總質量15～25％的氫化雙酚A改性環氧樹脂、佔總質量5～15％的含氟丙烯酸改性環氧樹脂和封閉型異氰酸酯固化劑，封閉型異氰酸酯固化劑加入量為樹脂和固化劑總量的20％-40％，然後加入中和劑中和，中和度為25％-50％，加入去離子水稀釋至固體份33％-35％後製得。
該電泳塗料還具有如下優化方案：
所述基礎環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、線性酚醛環氧中的至少一種。
所述擴鏈劑為雙酚A及其衍生物、聚醚多元醇、聚酯多元醇、二元胺、二元羧酸及其它們的衍生物中的至少一種。
所述含活潑氫的胺化合物為一元仲胺。
步驟ii)中的溶劑為低級醇、醇醚類、甲苯、二甲苯、酮類中的至少一種；
含氟丙烯酸單體為甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯中的至少一種；
丙烯酸單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸羥丙酯中的至少一種。
引發劑為過氧化苯甲醯、過氧化2-乙基己基酸叔戊酯、過氧化2-乙基己基酸叔丁酯、偶氮異丁腈。
中和劑選自有機酸或無機酸及其衍生物中的至少一種。
採用本發明方案後，具有以下優點和有益效果：
(1)主體樹脂採用氫化雙酚A引入環氧樹脂，一定程度上提高耐候性及起到增韌的效果。
(2)輔樹脂採用含氟丙烯酸改性環氧樹脂，可以有效提高漆膜的耐候性及耐鹽霧性。
(3)採用主體樹脂和輔樹脂相混合的方法，製備出高耐候高鹽霧性的陰極電泳塗料。
[具體實施方式]
下面通過具體實施例對本發明進一步說明，但不局限於此。
實施例1主體樹脂的製備
*由二乙烯三胺和甲基異丁基酮按照摩爾比1：2反應製備，最終產物的固含量為：73％
在裝有溫度計、攪拌器和回流冷凝管的反應瓶中，依次加入配方量的E51環氧樹脂、雙酚A、氫化雙酚A和第一部分甲基異丁基酮。加料完畢後，開動攪拌並將反應體系升溫至120℃後保溫，加入二甲基苄胺後將溫度升至150℃，並在此溫度下繼續反應2h，當反應體系環氧當量達到理論值(EEW＝1140.5)時，開始降溫；當體系溫度降至100℃以下時，將N-甲基乙醇胺和酮亞胺、第二部分甲基異丁基酮加入到反應體系中，再次升溫至120℃，在此溫度下繼續反應2h；反應結束後將反應體系降溫至70℃，得到最終固含量為81.2％的主體樹脂。
實施例2主體樹脂的製備
*由二乙烯三胺和甲基異丁基酮按照摩爾比1：2反應製備，最終產物的固含量為：73％
在裝有溫度計、攪拌器和回流冷凝管的反應瓶中，依次加入配方量的E51環氧樹脂、雙酚A、氫化雙酚A和第一部分甲基異丁基酮。加料完畢後，開動攪拌並將反應體系升溫至120℃後保溫，加入二甲基苄胺後將溫度升至150℃，並在此溫度下繼續反應2h，當反應體系環氧當量達到理論值(EEW＝1147.3)時，開始降溫；當體系溫度降至100℃以下時，將N-甲基乙醇胺和酮亞胺、第二部分甲基異丁基酮加入到反應體系中，再次升溫至120℃，在此溫度下繼續反應2h；反應結束後將反應體系降溫至70℃，得到最終固含量為81.2％的主體樹脂。
實施例3固化劑的製備
在裝有溫度計、攪拌器和回流冷凝管的反應瓶中加入配方量的4，4`-二苯基甲烷二異氰酸酯和二月桂酸二丁基錫，攪拌升溫至60℃後開始滴加乙二醇單丁醚，滴加過程中用水浴降溫並控制溫度不超過65℃，滴加完畢後繼續在80℃下反應2h，用標準二正丁胺反滴定法分析反應體系中剩餘異氰酸基含量，當剩餘異氰酸基含量小於0.2％時，加入甲基異丁基酮進行稀釋，得到最終固含量為80％的全封閉異氰酸酯交聯劑。
實施例4輔樹脂的製備
在裝有溫度計、攪拌器和回流冷凝管的四口燒瓶中，加入環氧樹脂和乙二醇丁醚，升溫至115℃，開始滴加單體和引發劑的混合液，滴加結束後繼續保溫1.5小時，然後溫度降至100℃以下，加入N-甲基乙醇胺，然後升溫至125℃，保溫6小時，反應結束後將反應體系降溫至70℃，得到最終固含量為71.4％的輔樹脂。
實施例5輔樹脂的製備
在裝有溫度計、攪拌器和回流冷凝管的四口燒瓶中，加入環氧樹脂和乙二醇丁醚，升溫至115℃，開始滴加單體和引發劑的混合液，滴加結束後繼續保溫1.5小時，然後溫度降至100℃以下，加入N-甲基乙醇胺，然後升溫至125℃，保溫6小時，反應結束後將反應體系降溫至70℃，得到最終固含量為71.4％的輔樹脂。
實施例6主體乳液的製備
在裝有攪拌器的反應瓶中加入配方量的實施例1主體樹脂、實施例3固化劑、實施例4輔樹脂，開動攪拌並將反應體系混合均勻，然後加入乙酸進行中和使樹脂離子化，最後加入去離子水，乳化30min後減壓蒸餾除去乳液中的有機溶劑，即得固含量為33％的主體乳液。
實施例7主體乳液的製備
在裝有攪拌器的反應瓶中加入配方量的實施例2主體樹脂、實施例3固化劑、實施例5輔樹脂，開動攪拌並將反應體系混合均勻，然後加入乙酸進行中和使樹脂離子化，最後加入去離子水，乳化30min後減壓蒸餾除去乳液中的有機溶劑，即得固含量為33％的主體乳液。
實施例8本發明電泳塗料的配製
按照上述表配合製成電泳塗料，然後置於電泳槽中熟化24小時。槽液溫度在32℃條件下，控制電壓200V，電泳30秒。然後在200℃下烤20分鐘，得到漆膜外觀較好的漆膜。
實施例9本發明電泳塗料的配製
按照上述表配合製成電泳塗料，然後置於電泳槽中熟化24小時。槽液溫度在32℃條件下，控制電壓200V，電泳30秒。然後在200℃下烤20分鐘，得到漆膜外觀較好的漆膜。
對實施例8、實施例9的塗料電泳後的磷化板在NSS條件下測試鹽霧性能和在QUV測試耐候性，相關參數見表1。
表1實施例8、實施例9鹽霧性能、耐候性及外觀
以上所述僅為本發明的最佳實施例，不用於限制本發明。本鄰域的技術人員根據本發明的揭示，對於本發明做出的修改都應該在本發明的保護範圍內。