低温固化阴极电泳涂料、其制备工艺和应用制造技术

本发明专利技术提供一种低温固化阴极电泳涂料、其制备工艺和应用，所述低温固化电泳涂料组分包括树脂乳液、色浆，所述树脂乳液中含有改性异氰酸酯类低温固化剂，所述低温固化剂由下述原料制备而成：100份多异氰酸酯、1500~3000份N，N

【技术实现步骤摘要】
低温固化阴极电泳涂料、其制备工艺和应用


[0001]本专利技术涉及电泳涂料领域，具体为低温固化阴极电泳涂料、其制备工艺和应用。

技术介绍

[0002]阴极电泳涂料通常在 150~180℃的高温下固化，而普通的底材如汽车零部件在高温下易出现软化变形，所以开发低温固化型阴极电泳涂料成为现实需要，它可以提高汽车零部件的涂装效率，节省能源，减少对空气的污染，减小漆膜因较长时间高温烘烤引起的质变。
[0003]通常，阴极电泳底漆以环氧作为基体树脂，用叔胺类化合物进行改性，同时交联固化剂采用封闭型多异氰酸酯。降低固化剂的解封温度，实现低温交联固化，是目前阴极电泳涂料的研究方向。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种低温固化电泳涂料。
[0005]所述低温固化电泳涂料包括树脂乳液、色浆，所述树脂乳液中包括改性异氰酸酯类低温固化剂，所述改性异氰酸酯类低温固化剂包括下述原料制备而成：100份多异氰酸酯、1500~3000份N，N-二甲基甲酰胺、15~30份改性剂、25~40份5-氨基水杨酸甲酯、15~20份乙二醇乙醚。
[0006]所述多异氰酸酯为二异氰酸酯，包括但不限于异佛尔酮二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯。
[0007]所述改性剂包括2-氨基-4-羟基-1,4-丁二酸、2,2-二羟基丙二酸1,3-二乙酯及其组合。
[0008]作为本专利技术的一个优选，所述改性剂为2-氨基-4-羟基-1,4-丁二酸、2,2-二羟基丙二酸1,3-二乙酯的组合物，所述2-氨基-4-羟基-1,4-丁二酸与2,2-二羟基丙二酸1,3-二乙酯的质量比为（1~5）：1，进一步为（1~3）：1。
[0009]本专利技术中以2-氨基-4-羟基-1,4-丁二酸、2,2-二羟基丙二酸1,3-二乙酯改性异氰酸酯，通过改变异氰酸酯表面极性和官能团类型，再经过后续的封闭反应处理后制备得到封闭型异氰酸酯低温固化剂，该固化剂与环氧树脂的固化交联过程在低温条件下即可完成。
[0010]另外，以5-氨基水杨酸甲酯和乙二醇乙醚作为异氰酸酯的封闭剂，封闭异氰酸酯的-NCO 基团，调整异氰酸酯的反应活性，通过氢键等化学键的作用，进一步使其具有较低的解封温度。
[0011]进一步地，所述5-氨基水杨酸甲酯与乙二醇乙醚的质量比为（1~4）：1，进一步为（2~4）:1。
[0012]所述改性异氰酸酯类低温固化剂的制备方法包括如下步骤：将多异氰酸酯、N，N-二甲基甲酰胺混合后搅拌加热至 35~38℃，然后边搅拌加入改性剂，在38~43℃优选为在41
~43℃反应1.5~4h，加入催化剂继续反应20~45min后，加入5-氨基水杨酸甲酯、乙二醇乙醚，继续反应6~8h，冷却至室温，得到改性异氰酸酯类低温固化剂。
[0013]进一步地，所述改性异氰酸酯类低温固化剂的制备方法包括如下步骤：将多异氰酸酯、N，N-二甲基甲酰胺混合后搅拌加热至 35~38℃，然后边搅拌加入改性剂，在38~43℃优选为在41~43℃反应1.5~4h，加入催化剂继续反应20~40min后，加入5-氨基水杨酸甲酯、乙二醇乙醚，继续反应6~7h，冷却至室温，得到改性异氰酸酯类低温固化剂。
[0014]所述催化剂包括但不限于有机锡类催化剂、叔胺类催化剂、环己胺盐类催化剂和羧酸金属盐类催化剂。
[0015]所述树脂乳液，以100g改性环氧树脂计，所述树脂乳液组分还包括18~36g改性异氰酸酯类低温固化剂、1.5~4.5g醚醇类助溶剂、0.5~1.0份壬基酚类乳化剂、1~5g有机酸、80~120g水。
[0016]其中，所述有机酸包括但不限于乙酸、乳酸等。
[0017]其中，所述改性环氧树脂的制备原料包括：1200~1800份环氧树脂（环氧当量150~300g/当量）、450~650份氢化双酚A、2~5份二甲基苄胺、100~200份甲基异丁基酮、50~100份N-甲基单乙醇胺、100~200份酮亚胺。
[0018]所述改性环氧树脂的制备方法包括：加入环氧树脂、氢化双酚A、二甲基苄胺、甲基异丁基酮在反应容器中混合后升温至135~165℃，在135~165℃进行扩链反应3~5小时，然后降温至90~95℃，加入含活泼氢的胺化合物，升温至115~125℃，然后在115~125℃保温2.5~5小时进行反应，降温至60~80℃，过滤出料，得到改性环氧树脂。所述含活泼氢的胺化合物包括但不限于醇胺类化合物、酮亚胺。
[0019]所述酮亚胺的制备方法如下：由甲基异丁基酮和间苯二甲胺按照摩尔比为（1~2）:1混合后，在128~132℃反应3~4小时，得到粗品，将所述粗品在85~95℃、真空度为0.05~0.08MPa减压蒸馏至无馏出物蒸出，得到酮亚胺。
[0020]本专利技术中所述树脂乳液的制备方法如下：将改性环氧树脂、改性异氰酸酯类低温固化剂、醚醇类助溶剂、壬基酚类乳化剂混合分散均匀，然后加入有机酸进行中和，加入水，得到树脂乳液。
[0021]本专利技术中所述色浆的组分包括季铵盐分散树脂10～40wt％、二丁基氧化锡5～8 wt％、高岭土10～20 wt％、炭黑5～15 wt％、乳化剂2～5 wt％，余量为水。
[0022]所述色浆用季铵盐分散树脂包括下述原料制备而成：800~1200份环氧树脂（环氧当量150~300g/当量）、350~500份双酚A、 220~250份聚己内酯二醇(数均分子量为1000~2000)、0.1~0.25份二甲基苄基胺、130~135份二甲基乙醇胺、75~95份乙酸。
[0023]所述色浆用季铵盐分散树脂的制备方法包括：将环氧树脂与双酚A、聚己内酯二醇、二甲基苄基胺混合后，在125~135℃反应3~7h，添加二甲基乙醇胺及乙酸，在115~125℃下反应4~8小时，得到季铵盐分散树脂。
[0024]所述色浆的制备方法如下：将季铵盐分散树脂、二丁基氧化锡、高岭土、炭黑、乳化剂、水加入球磨机中，用球磨机研磨均匀，得到色浆。用球磨机分散的时间不做特别限定，研磨均匀即可，例如可以为3~10小时， 15~30小时。
[0025]所述低温固化电泳涂料组分包括色浆、树脂乳液和水，所述色浆、树脂乳液和水的质量比为1：（2~5）：（3~6）。将色浆、树脂乳液和水的质量比为1：（2~5）：（3~6）混合均匀即可
得到本专利技术的低温固化电泳涂料。
[0026]本专利技术的目的之二在于提供一种低温固化电泳涂料的制备工艺，包括下述步骤：（1）将环氧树脂、氢化双酚A、二甲基苄胺、甲基异丁基酮在反应容器中进行扩链反应，然后加入含活泼氢的胺化合物继续反应，降温得到改性环氧树脂；（2）将多异氰酸酯、N，N-二甲基甲酰胺混合后搅拌加热后加入改性剂、催化剂、5-氨基水杨酸甲酯、乙二醇乙醚，在38~43℃反应，得到改性异氰酸酯类低温固化剂；（3）将改性环氧树脂、改性异氰酸酯类低温固化剂、醚醇类助溶剂、壬基酚类乳化剂混合分散均匀，然后加入有机酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温固化电泳涂料，其特征在于，包括树脂乳液、色浆，所述树脂乳液中包括改性异氰酸酯类低温固化剂；所述改性异氰酸酯类低温固化剂包括下述原料制备而成：100份多异氰酸酯、1500~3000份N，N-二甲基甲酰胺、15~30份改性剂、25~40份5-氨基水杨酸甲酯、15~20份乙二醇乙醚。2.根据权利要求1所述的低温固化电泳涂料，其特征在于，所述改性剂包括2-氨基-4-羟基-1,4-丁二酸、2,2-二羟基丙二酸1,3-二乙酯及其组合。3.根据权利要求1所述的低温固化电泳涂料，其特征在于，所述改性异氰酸酯类低温固化剂的制备方法包括如下步骤：将多异氰酸酯、N，N-二甲基甲酰胺混合后搅拌加热至 35~38℃，然后边搅拌加入改性剂，在38~43℃反应1.5~4h，加入催化剂继续反应20~45min后，加入5-氨基水杨酸甲酯、乙二醇乙醚，继续反应6~8h，冷却至室温，得到改性异氰酸酯类低温固化剂。4.根据权利要求1所述的低温固化电泳涂料，其特征在于，以100g改性环氧树脂计，所述树脂乳液包括18~36g改性异氰酸酯类低温固化剂、1.5~4.5g醚醇类助溶剂、0.5~1.0份壬基酚类乳化剂、1~5g有机酸、80~120g水。5.根据权利要求4所述的低温固化电泳涂料，其特征在于，所述改性环氧树脂的制备原料包括：1200~1800份环氧树脂、450~650份氢化双酚A、2~5份二甲基苄胺、100~200份甲基异丁基酮、50~100份N-甲基单乙醇胺、100~200份酮亚胺。6.根据权利要求5所述的低温固化电泳涂料，其特征在于，所述改性环氧树脂的制备方法包括：加入环氧树脂、氢化双酚A、二甲基苄胺、甲基异丁基酮在反应容器中混合后升温至135~165℃，在135~165℃进行扩链反应3~5小时，然后降温至90~95℃，加入含活泼氢的胺化合物，升温至115...

【专利技术属性】
技术研发人员：方群，吴会林，
申请(专利权)人：上海瑞君电泳涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：