本發(fā)明屬于汽車車身及其零部件的涂裝技術(shù)領(lǐng)域，涉及節(jié)能型低溫陰極電泳漆及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
電泳涂裝具有涂層耐蝕性能優(yōu)良，覆蓋能力好，涂裝設(shè)備自動化程度高，污染少，涂料利用率高等特點，是一種環(huán)保高性能的涂裝方式，廣泛應(yīng)用于汽車涂裝領(lǐng)域。
但普通的陰極電泳涂料需在180℃/30min高溫下烘烤，不僅烘干成本高，耗費能源，更重要的是被涂物或因高溫下應(yīng)變，或因熱容量大而烘焙不透。因此，隨著環(huán)保節(jié)能意識的不斷增強，人們越加迫切的希望節(jié)能型低溫固化陰極電泳漆的面市。
目前國內(nèi)陰極電泳涂料的開發(fā)研究雖然做了很多工作，但成熟的工藝還未見，開發(fā)這類涂料的技術(shù)關(guān)鍵是尋求新型交聯(lián)劑，開發(fā)專用低溫樹脂，以降低其固化溫度。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明對低溫交聯(lián)劑、環(huán)氧樹脂和硬化劑進行研究和綜合使用，研制出了節(jié)能型低溫陰極電泳漆，適應(yīng)于汽車車身及其零部件的涂裝，解決了異氰酸脂的低溫離解性，低溫固化涂膜的表面平滑性和涂料穩(wěn)定性三大技術(shù)關(guān)鍵問題，實現(xiàn)了陰極電泳漆固化溫度的降低，節(jié)約了能源，降低了涂裝成本。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容如下：
一種節(jié)能型低溫陰極電泳漆，其特征在于它是由下述重量份數(shù)成分組成：
主體樹脂 20-40 pH值調(diào)節(jié)劑 1-2
乳化劑 0.5-1.5 去離子水 40-50
水性乳液 15-25
所述的主體樹脂由下述重量份數(shù)成分組成
環(huán)氧樹脂 30-40 助溶劑 10-20
胺類硬化劑 3-7 酮亞胺 10-20
低溫陰極電泳漆交聯(lián)劑 25-35 pH值調(diào)節(jié)劑 1-4
所述的環(huán)氧樹脂指的是:601樹脂或604樹脂；
助溶劑指的是:丙二醇甲醚，丙二醇乙醚或乙二醇丁醚；
胺類硬化劑指的是:三乙醇胺、二乙醇胺或二乙胺；
酮亞胺指的是:BS-8155環(huán)氧固化劑或DJ2425環(huán)氧固化劑；
pH值調(diào)節(jié)劑指的是:乙酸或乳酸；
乳化劑指的是:烷基咪唑啉、OP-10或苯乙基酚聚氧乙烯醚
水性乳液指的是：EW2138/35WA(Allnex湛新樹脂)
所述的低溫陰極電泳漆交聯(lián)劑由下述重量份數(shù)成分組成
異氰酸酯 35-45 催化劑 0.4-0.8
封閉劑 35-45 聚醚樹脂 15-25；
所述的異氰酸酯指的是甲苯二異氰酸酯或二苯基甲烷二異氰酸酯；
催化劑指的是甲基磺酸鉍或二月桂酸二丁基錫；
封閉劑指的是甲乙酮肟或丙二酸羥乙酯；
聚醚樹脂指的是聚醚330n或聚醚3050。
本發(fā)明進一步公開了節(jié)能型低溫陰極電泳漆的制備方法，其特征在于按如下的步驟進行：
主體樹脂：
（1）將環(huán)氧樹脂、助溶劑依次加入到反應(yīng)釜中，升溫至90±2℃，開動攪拌，在900轉(zhuǎn)/分下攪拌直至樹脂完全溶解；
（2）將胺類硬化劑加入到反應(yīng)釜中，溫度控制在117±2℃，攪拌1小時；
（3）將酮亞胺加入到反應(yīng)釜中，溫度控制在117±2℃，攪拌1小時；
（4）將低溫電泳漆交聯(lián)劑加入到反應(yīng)釜中，溫度控制在60±2℃，攪拌1小時；
（5）用pH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值，控制在pH值5.5-5.7，溫度控制在60±2℃，攪拌均勻；
節(jié)能型低溫陰極電泳漆：
（1）將主體樹脂、1/2量份pH調(diào)節(jié)劑、乳化劑依次加入到配料盆中，開動攪拌，在900轉(zhuǎn)/分下攪拌半小時，分散均勻，制成預混和物備用；
（2）將去離子水加入到乳化罐中，開動攪拌，在600轉(zhuǎn)/分下慢慢加入（1）預混合物，加完后繼續(xù)攪拌1小時；
（3）將水性乳液加入到乳化罐中，在200轉(zhuǎn)/分下攪拌均勻；
（4）用剩余的1/2量份pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值，控制在pH值5.0-5.2， pH值合格后用適量去離子水調(diào)節(jié)。
本發(fā)明更進一步公開了節(jié)能型低溫陰極電泳漆在用于汽車車身及其零部件的涂裝方面的應(yīng)用。特別是在降低異氰酸脂解封溫度的同時兼顧涂膜的表面平滑性和涂料穩(wěn)定性方面的應(yīng)用。實驗結(jié)果證實：本發(fā)明的節(jié)能型低溫陰極電泳漆，適應(yīng)于汽車車身及其零部件的涂裝，解決了異氰酸脂的低溫離解性，低溫固化涂膜的表面平滑性和涂料穩(wěn)定性三大技術(shù)關(guān)鍵問題，實現(xiàn)了陰極電泳漆固化溫度的降低，節(jié)約了能源，降低了涂裝成本。
本發(fā)明公開的節(jié)能型低溫陰極電泳漆及其制備方法與應(yīng)用與現(xiàn)有陰極電泳漆相比所具有的積極效果在于：
（1）本發(fā)明節(jié)能型低溫陰極電泳漆為水性涂料，ｖｏｃ含量遠低于420克／升，符合國家產(chǎn)業(yè)政策，安全環(huán)保，對環(huán)境和操作人員無傷害。
（2）本發(fā)明將傳統(tǒng)陰極電泳漆180℃/30min的固化溫度降低到140℃/30min，降低了涂裝成本，節(jié)約能源。
（3）本發(fā)明不含鉛等重金屬，因此不需要含鉛類的廢水處理系統(tǒng)，且對任何UF裝量都能適用而不會造成對UF膜的堵塞。
（4）本發(fā)明仍具有傳統(tǒng)電泳漆的一般優(yōu)點，如涂層耐蝕性能優(yōu)良，涂料利用率高等。
產(chǎn)品用途：廣泛應(yīng)用于汽車車身及其零部件的涂裝，起防護和裝飾作用。
具體實施方式
下面通過具體的實施方案敘述本發(fā)明。除非特別說明，本發(fā)明中所用的技術(shù)手段均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法。另外，實施方案應(yīng)理解為說明性的，而非限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的實質(zhì)和范圍僅由權(quán)利要求書所限定。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明實質(zhì)和范圍的前提下，對這些實施方案中的物料成分和用量進行的各種改變或改動也屬于本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明所用原料及試劑均有市售。
實施例1：
主體樹脂：
節(jié)能型低溫陰極電泳漆：
其中原料為：
1 環(huán)氧樹脂:601樹脂,604樹脂，首選：601樹脂（三木化工）
2 助溶劑：丙二醇甲醚，丙二醇乙醚，乙二醇丁醚，異丙醇，正丁醇，二乙二醇丁醚，首選：丙二醇甲醚，丙二醇乙醚、乙二醇丁醚；
3 胺類硬化劑：三乙醇胺，二乙醇胺，二乙胺，首選：三乙醇胺，二乙醇胺
4 酮亞胺：BS-8155環(huán)氧固化劑，DJ2425環(huán)氧固化劑（山東德源），首選：BS-8155環(huán)氧固化劑（福州百盛）
5 pH值調(diào)節(jié)劑：乙酸，乳酸，首選：乙酸
6 乳化劑：烷基咪唑啉，OP-10，苯乙基酚聚氧乙烯醚，首選：烷基咪唑啉，OP-10
7 水性乳液：EW2138/35WA(Allnex湛新樹脂)
8 低溫陰極電泳漆交聯(lián)劑：低溫陰極電泳漆交聯(lián)劑（天津科瑞達涂料）
制造工藝：
主體樹脂：
（1）將配方中環(huán)氧樹脂 601、助溶劑依次加入到反應(yīng)釜中，升溫至90±2℃，開動攪拌，在900轉(zhuǎn)/分下攪拌直至樹脂完全溶解。
（2）將配方中的胺類硬化劑加入到反應(yīng)釜中，溫度控制在117±2℃，攪拌1小時。
（3）將配方中的BS-8155環(huán)氧固化劑加入到反應(yīng)釜中，溫度控制在117±2℃，攪拌1小時。
（4）將配方一中的低溫陰極電泳漆交聯(lián)劑加入到反應(yīng)釜中，溫度控制在60±2℃，攪拌1小時。
（5）用配方一中的乙酸調(diào)節(jié)pH值，控制在pH值5.5-5.7，溫度控制在60±2℃，攪拌均勻。
節(jié)能型低溫電泳漆：
（1）將配方中的主體樹脂、乙酸（1/2量份）、乳化劑依次加入到配料盆中，開動攪拌，在900轉(zhuǎn)/分下攪拌半小時，分散均勻，制成預混和物備用。
（2）將配方二中的去離子水加入到乳化罐中，開動攪拌，在600轉(zhuǎn)/分下慢慢加入預混合物①，加完后繼續(xù)攪拌1小時。
（3）將配方中的水性乳液EW2138/35WA加入到乳化罐中，在200轉(zhuǎn)/分下攪拌均勻。
（4）用剩余的乙酸（1/2量）調(diào)節(jié)pH值，控制在pH值5.0-5.2， pH值合格后用適量去離子水調(diào)節(jié)固體含量至35±2%，制成節(jié)能型低溫電泳漆。
其中所述的低溫陰極電泳漆交聯(lián)劑（天津科瑞達涂料提供）的制備方法如下：
（1）配方（質(zhì)量份）：
其中原料為：
1異氰酸酯：甲苯二異氰酸酯，二苯基甲烷二異氰酸酯。首選：甲苯二異氰酸酯（巴斯夫）
2催化劑：甲基磺酸鉍，二月桂酸二丁基錫，首選：甲基磺酸鉍
3封閉劑：甲乙酮肟，丙二酸羥乙酯，首選：甲乙酮肟
4聚醚樹脂：聚醚330n，聚醚3050，首選：聚醚330n（天津石化三廠）
（2）制造工藝：
1）將配方中的異氰酸酯、催化劑依次加入到反應(yīng)釜中，開動攪拌，在900轉(zhuǎn)/分下攪拌10分鐘，分散均勻。
2）在另一滴加罐中加入配方中封閉劑，在攪拌下慢慢滴加入反應(yīng)釜中，開降溫水，控制溫度在50℃范圍內(nèi)，滴加完成后在70±2℃保持1小時。
3）從反應(yīng)釜中取樣，測定NCO值，NCO值在4-10即為合格。
4）NCO值合格后，將配方中的聚醚樹脂加入到反應(yīng)釜中，溫度控制在90±2℃，在900轉(zhuǎn)/分下攪拌2小時。
5）從反應(yīng)釜中取樣，測定NCO值，NCO值小于4即為合格。備用。
6）低溫陰極交聯(lián)劑技術(shù)指標：
實施例2：
主體樹脂：
節(jié)能型低溫陰極電泳漆：
其中原料為：
1 環(huán)氧樹脂:601樹脂,604樹脂，首選：601樹脂（三木化工）
2 助溶劑：丙二醇甲醚，丙二醇乙醚，乙二醇丁醚，異丙醇，正丁醇，二乙二醇丁醚，首選：丙二醇甲醚，丙二醇乙醚、，乙二醇丁醚
3 胺類硬化劑：三乙醇胺，二乙醇胺，二乙胺，首選：三乙醇胺，二乙醇胺
4 酮亞胺：BS-8155環(huán)氧固化劑，DJ2425環(huán)氧固化劑（山東德源），首選：BS-8155環(huán)氧固化劑（福州百盛）
5 pH值調(diào)節(jié)劑：乙酸，乳酸，首選：乙酸
6 乳化劑：烷基咪唑啉，OP-10，苯乙基酚聚氧乙烯醚，首選：烷基咪唑啉，OP-10
7 水性乳液：EW2138/35WA(Allnex湛新樹脂)
8 低溫陰極電泳漆交聯(lián)劑：低溫陰極電泳漆交聯(lián)劑（天津科瑞達涂料，見實施例1部分）
制造工藝：
主體樹脂：
（1）將配方中環(huán)氧樹脂 601、助溶劑依次加入到反應(yīng)釜中，升溫至90±2℃，開動攪拌，在900轉(zhuǎn)/分下攪拌直至樹脂完全溶解。
（2）將配方中的胺類硬化劑加入到反應(yīng)釜中，溫度控制在117±2℃，攪拌1小時。
（3）將配方中的BS-8155環(huán)氧固化劑加入到反應(yīng)釜中，溫度控制在117±2℃，攪拌1小時。
（4）將配方一中的低溫陰極電泳漆交聯(lián)劑加入到反應(yīng)釜中，溫度控制在60±2℃，攪拌1小時。
（5）用配方一中的乙酸調(diào)節(jié)pH值，控制在pH值5.5-5.7，溫度控制在60±2℃，攪拌均勻。
節(jié)能型低溫陰極電泳漆：
（1）將配方中的主體樹脂、乙酸（1/2量份）、乳化劑依次加入到配料盆中，開動攪拌，在900轉(zhuǎn)/分下攪拌半小時，分散均勻，制成預混和物備用。
（2）將配方二中的去離子水加入到乳化罐中，開動攪拌，在600轉(zhuǎn)/分下慢慢加入預混合物①，加完后繼續(xù)攪拌1小時。
（3）將配方中的水性乳液EW2138/35WA加入到乳化罐中，在200轉(zhuǎn)/分下攪拌均勻。
（4）用剩余的乙酸（1/2量）調(diào)節(jié)pH值，控制在pH值5.0-5.2， pH值合格后用適量去離子水調(diào)節(jié)固體含量至35±2%，制成節(jié)能型低溫陰極電泳漆。
主要技術(shù)指標
實施例3施工應(yīng)用例
節(jié)能型低溫陰極電泳漆與去離子水按1：1的比例配制到電泳槽中，循環(huán)均勻。將磷化過的汽車零部件完全浸入電泳槽中，連接電源負極，正極連接在陽極板上，通電240伏特3分鐘。電泳完成后工件移至沖洗區(qū)，用去離子水沖盡浮漆，瀝液、吹干后，在130-140℃條件下烘干30min。
實施例4
節(jié)能型低溫陰極電泳漆的使用情況及效果：
結(jié)論：
（1）本發(fā)明可在140℃（30min）固化，應(yīng)用于汽車車身及其零部件的涂裝領(lǐng)域。
（2）本發(fā)明具有良好的涂料穩(wěn)定性,所得的漆膜平整光滑,其漆膜性能可達到一般電泳漆的技術(shù)指標。
（3）本發(fā)明因固化溫度的降低，可節(jié)約能源，降低涂裝成本。