一種耐酸型陰極電泳涂料、制備及應(yīng)用方法
【專利摘要】一種耐酸型陰極電泳涂料、制備及應(yīng)用方法，電泳涂料包括乳液、色漿，乳液由胺改性環(huán)氧樹脂、全封閉異氰酸酯交聯(lián)劑、乳化劑混合，在43～47℃溫度下攪拌均勻；在45～49℃溫度下加入甲酸酸化反應(yīng)70分鐘以上，再加入去離子水，攪拌均勻后，過濾制得；色漿由季胺鹽分散樹脂、去離子水、二丁基氧化錫、高嶺土、炭黑、乳化劑、金紅石型二氧化鈦、鈦基鈉米漿混合，在溫度≤30℃條件下攪拌均勻；混合物在溫度≤35℃下經(jīng)砂磨機(jī)研磨至細(xì)度≤15μm，攪拌均勻后，過濾制得。應(yīng)用時包括配料、配槽和泳涂過程，配槽是將色漿10～15重量份、乳液35～40重量份、去離子水50～75重量份混合后，在28～30℃熟化48～50h；泳涂為被涂件在200V電壓下電泳3～4min。
【專利說明】一種耐酸型陰極電泳涂料、制備及應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及陰極電泳涂料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種耐酸型陰極電泳涂料、制備及應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]陰極電泳涂料應(yīng)用比較廣泛，其配比主要以環(huán)氧樹脂作為主要成膜物質(zhì)，具有較好的防腐蝕能力。
[0003]但是，現(xiàn)有技術(shù)的陰極電泳涂料存在以下不足之處:由于環(huán)氧樹脂在水性化過程中一般都采用胺改性，導(dǎo)致涂膜的耐酸性能不足，我國目前陰極電泳涂料標(biāo)準(zhǔn)HG/T3952-2007中對耐酸性的規(guī)定僅為5%硫酸溶液中浸泡24h無異常，若浸泡2~3d即出現(xiàn)起泡、涂膜剝離現(xiàn)象，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足石油管道等行業(yè)對防腐性能的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決前述技術(shù)問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種耐酸型陰極電泳涂料、制備及使用方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種耐酸型陰極電泳涂料，包括35~40重量份乳液、10~15重量份色漿，
所述乳液由胺改性環(huán)氧樹脂20~60重量份、全封閉異氰酸酯交聯(lián)劑5~20重量份、乳化劑0.3~0.6重量份混合，在43~47°C溫度下攪拌均勻；在45~49°C溫度下加入甲酸0.3~0.6重量份，在攪拌下酸化反應(yīng)70分鐘以上，再加入去離子水30~60重量份，攪拌均勻后，過濾制得；
所述色漿由季胺鹽分散樹脂15~20重量`份、去離子水30~35重量份、二丁基氧化錫3~5重量份、高嶺土 10~15重量份、炭黑0.2~0.5重量份、乳化劑2~5重量份、金紅石型二氧化鈦20~25重量份、鈦基鈉米漿10~15重量份混合，在溫度< 30°C條件下攪拌均勻；混合物在溫度< 35°C下經(jīng)砂磨機(jī)研磨至細(xì)度< 15 μ m，攪拌均勻后，過濾制得。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，本發(fā)明提供的耐酸型陰極電泳涂料，所述乳液由胺改性環(huán)氧樹脂20~60重量份、全封閉異氰酸酯交聯(lián)劑5~20重量份、乳化劑0.3~0.6重量份、助劑I~4重量份混合，在溫度為43~47°C條件下攪拌均勻；在溫度為45~49°C條件下加入甲酸0.3~0.6重量份，在攪拌條件下酸化反應(yīng)70分鐘以上，再加入去離子水30~60重量份，攪拌均勻后過濾制得；所述助劑由重量比為0.9:1的一乙醇胺及甲基異丁基酮，升溫至109°C開始回流；繼續(xù)升溫至148°C維持3h發(fā)生酮胺縮合反應(yīng)，降溫至60°C時補加一乙醇胺2wt%~5wt%的甲基異丁基酮，然后再降溫至35°C制得。
[0007]所述胺改性環(huán)氧樹脂是指含有離子鹽基團(tuán)的環(huán)氧樹脂，它通常是以小分子環(huán)氧樹脂和擴(kuò)鏈劑為原料，通過逐步聚合先獲得環(huán)氧當(dāng)量介于182~192的環(huán)氧樹脂，然后再和有機(jī)胺化合物加入到溶解了有機(jī)酸的去離子水中進(jìn)行離子化反應(yīng)。合成過程中所使用的環(huán)氧樹脂通常是指每個分子上含有兩個1，2-環(huán)氧基團(tuán)的脂肪族、脂環(huán)族、芳香族或雜環(huán)化合物，所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量介于182~192之間，特別合適的環(huán)氧樹脂包括但不限于，雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、聚乙二醇二縮水甘油醚和聚丙二醇二縮水甘油醚中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物；擴(kuò)鏈劑為聚羧酸、多元醇、多元巰醇、多元酚和具有兩個或兩個以上活性氫的胺，所述擴(kuò)鏈劑的分子量介于50~250之間，特別合適的擴(kuò)鏈劑包括但不限于，二元羧酸、二元醇、二元巰醇和二元酚化合物中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物；有機(jī)胺化合物為具有通過形成酮亞胺而被保護(hù)的伯氨基的仲胺化合物和具有HNR3R4結(jié)構(gòu)式化合物中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物，其中R3和R4可以是相同的基團(tuán)，也可以是不同的基團(tuán)，R3和R4基團(tuán)是碳原子為2-12的烴基、羥烴基和羥亞烴基中的任意一種；有機(jī)酸為含有I~20個碳原子的脂肪族、脂環(huán)族、芳香族或雜環(huán)一元酸中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物。
[0008]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，本發(fā)明提供的耐酸型陰極電泳涂料，所述胺改性環(huán)氧樹脂由40~50重量份環(huán)氧樹脂850S或EP828、16~21重量份雙酚A、0.58~0.73重量份甲基異丁基酮混合升溫至110~115°C，雙酚A溶解后，加入0.73~0.91重量份乙基戊丙酮發(fā)生環(huán)氧聚合反應(yīng)，升溫至130°C，在130°C反應(yīng)至EP值為0.79~0.94meq/g ;加入8.76~11重量份乙基戊丙酮，升溫至150°C，在150°C反應(yīng)至EP值0.48~0.52meq/g ;加入乙二醇丁醚11.67~14.59重量份終止環(huán)氧聚合反應(yīng)，同時降溫至120°C ;加入2.26~2.83重量份甲基異丁基酮，降溫至90°C;加入38~48重量份聚酰胺5155或聚酰胺3160、1.6~2.1重量份甲基異丁基酮，在90°C反應(yīng)2小時，至樣品與乙二醇丁醚按重量比=1:1稀釋后的粘度為5.6~9.20S,樣品TN值21.3~24.9 ;加入22~27.5重量份LLL、0.23~0.29重量份甲基異丁基酮、2.15~2.7重量份乙二醇己醚稀釋后制得。
[0009]本發(fā)明中，所述LLL的結(jié)構(gòu)式為:
【權(quán)利要求】
1.一種耐酸型陰極電泳涂料，包括35~40重量份乳液、10~15重量份色漿，其特征在于: 所述乳液由胺改性環(huán)氧樹脂20~60重量份、全封閉異氰酸酯交聯(lián)劑5~20重量份、乳化劑0.3~0.6重量份混合，在43~47°C溫度下攪拌均勻；在45~49°C溫度下加入甲酸0.3~0.6重量份，在攪拌下酸化反應(yīng)70分鐘以上，再加入去離子水30~60重量份，攪拌均勻后，過濾制得； 所述色漿由季胺鹽分散樹脂15~20重量份、去離子水30~35重量份、二丁基氧化錫3~5重量份、高嶺土 10~15重量份、炭黑0.2~0.5重量份、乳化劑2~5重量份、金紅石型二氧化鈦20~25重量份、鈦基鈉米漿10~15重量份混合，在溫度< 30°C條件下攪拌均勻；混合物在溫度< 35°C下經(jīng)砂磨機(jī)研磨至細(xì)度< 15 μ m，攪拌均勻后，過濾制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐酸型陰極電泳涂料，其特征在于:所述乳液由胺改性環(huán)氧樹脂20~60重量份、全封閉異氰酸酯交聯(lián)劑5~20重量份、乳化劑0.3~0.6重量份、助劑I~4重量份混合，在溫度為43~47°C條件下攪拌均勻；在溫度為45~49°C條件下加入甲酸0.3~0.6重量份，在攪拌條件下酸化反應(yīng)70分鐘以上，再加入去離子水30~60重量份，攪拌均勻后過濾制得；所述助劑由重量比為0.9:1的一乙醇胺及甲基異丁基酮，升溫至109°C開始回流；繼續(xù)升溫至148°C維持3h發(fā)生酮胺縮合反應(yīng)，降溫至60°C時補加一乙醇胺2wt%~5wt%的甲基異丁基酮，然后再降溫至35°C制得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐酸型陰極電泳涂料，其特征在于:所述胺改性環(huán)氧樹脂由40~50重量份環(huán)氧樹脂850S或EP828、16~21重量份雙酚A、0.58~0.73重量份甲基異丁基酮混合升溫至110~115°C，雙酚A溶解后，加入0.73~0.91重量份乙基戊丙酮發(fā)生環(huán)氧聚合反應(yīng)，升溫至130°C，在130°C反應(yīng)至EP值為0.79~0.94meq/g ;加入8.76~11重量份乙基戊丙酮， 升溫至150°C，在150°C反應(yīng)至EP值0.48~0.52meq/g ;加入乙二醇丁醚11.67~14.59重量份終止環(huán)氧聚合反應(yīng)，同時降溫至120°C ;加入2.26~2.83重量份甲基異丁基酮，降溫至90°C;加入38~48重量份聚酰胺5155或聚酰胺3160、1.6~2.1重量份甲基異丁基酮，在90°C反應(yīng)2小時，至樣品與乙二醇丁醚按重量比=1:1稀釋后的粘度為5.6~9.20S,樣品TN值21.3~24.9 ;加入22~27.5重量份LLL、0.23~0.29重量份甲基異丁基酮、2.15~2.7重量份乙二醇己醚稀釋后制得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐酸型陰極電泳涂料，其特征在于:所述季胺鹽分散樹脂的配方包括環(huán)氧當(dāng)量介于450~500的環(huán)氧樹脂20~25重量份、丙二醇甲醚10~15重量份、乙二醇乙醚I~2重量份、甲基異丁基酮3~5重量份、十七烷基羥乙基咪唑啉10~15重量份、乳化劑I~2重量份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐酸型陰極電泳涂料，其特征在于:所述全封閉異氰酸酯交聯(lián)劑的配方包括由異氰酸酯與多元醇及其配合助劑合成的聚氨酯材料40重量份、乙二醇二乙基己醚60重量份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐酸型陰極電泳涂料，其特征在于:所述全封閉異氰酸酯交聯(lián)劑由重量比為8:1的二苯基甲烷異氰酸酯及丁酮40重量份，升溫至不低于60°C使二苯基甲烷異氰酸酯融化后；降溫至48~52°C，在0.5~Ih內(nèi)滴加二乙二醇乙醚60重量份，保持溫度48~52°C滴加異辛醇4~6h，通過控制異辛醇的滴入速度控制反應(yīng)溫度，滴加結(jié)束保溫0.5小時后升溫至70°C，在70°C下保溫約2h，檢測NCO基團(tuán)值≤0.2mg/g后停止保溫制得，所得全封閉異氰酸酯交聯(lián)劑外觀透明或微濁，格式管粘度計檢測粘度為2~4秒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐酸型陰極電泳涂料，其特征在于:所述鈦基鈉米漿的配方包括金屬納米鈦粒子70~80重量份、環(huán)氧當(dāng)量介于182~192的環(huán)氧樹脂5~10重量份、硅烷類偶聯(lián)劑2~5重量份、丁酮5~10重量份。
8.一種耐酸型陰極電泳涂料的制備方法，其特征在于: 所述耐酸型陰極電泳涂料制備過程包括乳液制備，包括以下步驟:將胺改性環(huán)氧樹脂20~60重量份、全封閉異氰酸酯交聯(lián)劑5~20重量份、乳化劑0.3~0.6重量份混合，在溫度43~47 °C條件下攪拌均勻；在溫度45~49 °C條件下加入甲酸0.3~0.6重量份，在攪拌下酸化反應(yīng)70分鐘，轉(zhuǎn)罐后加入去離子水30~60重量份，攪拌均勻后過濾； 所述耐酸型陰極電泳涂料制備過程還包括色漿制備，包括以下步驟:將季胺鹽分散樹脂15~20重量份、去離子水30~35重量份、二丁基氧化錫3~5重量份、高嶺土 10~15重量份、炭黑0.2~0.5重量份、乳化劑2~5重量份、金紅石型二氧化鈦20~25重量份、鈦基鈉米漿10~15重量份混合，在溫度< 30°C條件下攪拌均勻；混合物在溫度< 35°C下經(jīng)砂磨機(jī)研磨至細(xì)度為< 15 μ m，在調(diào)合罐中攪拌均勻后過濾。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的耐酸型陰極電泳涂料的制備方法，其特征在于:所述胺改性環(huán)氧樹脂的制備包括以下過程:用40~50重量份環(huán)氧樹脂850S或EP828U6~21重量份雙酚A、0.58~0.73重量份甲基異丁基酮混合升溫至110~115°C，雙酚A溶解后，加入0.73~0.91重量份乙基戊丙酮發(fā)生環(huán)氧聚合反應(yīng)，升溫至130°C，在130°C反應(yīng)至EP值為0.79~0.94meq/g;加入8.76~11重量份乙基戊丙酮，升溫至150°C，在150°C反應(yīng)至EP值0.48~0.52meq/g ;加入乙二醇丁醚11.67~14.59重量份，終止環(huán)氧聚合反應(yīng)，同時降溫至120°C ;加入2.26~2.83重量份甲基異丁基酮，降溫至90°C ;加入38~48重量份聚酰胺5155或3160、1.6~2.1重量份甲基異丁基酮，在90°C反應(yīng)2小時，至樣品與乙二醇丁醚按重量比=1:1稀釋后的粘度為5.6~9.2S，樣品TN值21.3~24.9 ;加入22~27.5重量份LLL、0.23~0.29重量份甲基異丁基酮、2.15~2.7重量份乙二醇己醚稀釋。
10.一種耐酸型陰極電泳涂料的應(yīng)用方法，包括配料、配槽和泳涂過程，其特征在于， 所述配料包括配制乳液和色漿，所述乳液配制包括以下步驟:將胺改性環(huán)氧樹脂20~60重量份、全封閉異氰酸酯交聯(lián)劑5~20重量份、乳化劑0.3~0.6重量份混合，在溫度43~47 °C條件下攪拌均勻；在溫度45~49 °C條件下加入甲酸0.3~0.6重量份，在攪拌下酸化反應(yīng)70分鐘，轉(zhuǎn)罐后加入去離子水30~60重量份，攪拌均勻后過濾；所述色漿配制包括以下步驟:將季胺鹽分散樹脂15~20重量份、去離子水30~35重量份、二丁基氧化錫3~5重量份、高嶺土 10~15重量份、炭黑0.2~0.5重量份、乳化劑2~5重量份、金紅石型二氧化鈦20~25重量份、鈦基鈉米漿10~15重量份混合，在溫度< 30°C條件下攪拌均勻；混合物在溫度< 35°C下經(jīng)砂磨機(jī)研磨至細(xì)度為< 15 μ m，在調(diào)合罐中攪拌均勻后過濾； 所述配槽是將所述色漿10~15重量份、所述乳液35~40重量份、去離子水50~75重量份混合后，在28~30°C的溫度下熟化48~50h ； 所述泳涂為被涂件浸入電泳槽中，在200V電壓下電泳3~4min。
【文檔編號】C09D17/00GK103865360SQ201410121567
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】劉頌東, 裴俊 申請人:湖南偉邦汽車涂料有限公司