一种金属用UV固化阴极电泳涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于电泳涂料技术领域，具体涉及一种金属用UV固化阴极电泳涂料及其制备方法和应用，所述金属用UV固化阴极电泳涂料，按重量份计，包括：活性预聚物10～25份，交联剂0～5份，光引发剂0.1～2.4份，助剂0.1～1.5份，水65～90份，所述活性预聚物为聚丙烯酸酯树脂和聚氨酯丙烯酸酯重量比为7:3

【技术实现步骤摘要】
一种金属用UV固化阴极电泳涂料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电泳涂料
，尤其涉及一种金属用UV固化阴极电泳涂料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]金属的腐蚀问题影响着人们生活的方方面面，因此金属防腐对经济发展有着重要的作用。金属防腐的方法有结构改变法(如做成合金)、保护层法(如表面涂上油漆等)和电化学法。常用的且价廉的方法是在金属表面涂覆上防腐涂料，金属防腐用的涂料一般是油溶性的，需要加入大量的有机溶剂，通过喷涂或辊涂等工艺使金属表面覆盖上一层保护层，但是该方法存在着VOCs排放大、不能加工异形件等缺点。
[0003]电泳涂层由于其优良的防腐性能和良好的覆盖能力成为提高金属部件耐腐蚀性与美观性的流行工艺。相较于其他工艺，电泳工艺不仅可以满足异形金属件的涂覆，并且所用电泳涂料顺应环保需要，以水作为分散介质，不产生VOCs排放，从而被大力发展。传统的电泳涂料采用热固化方式，固化温度高，超过120℃，能耗高，限制其在热敏性材料的使用，同时，其固化时间长，生产效率低。
[0004]UV固化是指固化材料经紫外光照射后，吸收一定波段的紫外光发生交联聚合反应，瞬间由液态转变成固态的过程。它具有生产效率高、节能、环保等优点。而UV固化电泳涂料，结合了普通电泳涂料和光固化技术的优点，从而具有更广阔的应用前景。
[0005]UV固化电泳涂料的基体树脂主要有聚氨酯树脂、环氧树脂和丙烯酸酯树脂。而聚丙烯酸酯基阴极电泳涂料由于其优异的耐候性以及良好的保色保光性被得到广泛应用，但是其柔韧性、耐磨性、抗腐蚀性较差；而聚氨酯基阴极电泳涂料具有良好的抗刮擦、耐磨以及柔韧性，但其耐候性、耐碱性等较差。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术通过简单的物理共混方法，结合聚氨酯树脂和聚丙烯酸树脂的优点，并添加一定量的交联剂来提高固化膜的交联密度，从而提高UV固化电泳涂料的物理机械性能，满足金属用的电泳涂料的基本要求，如耐腐蚀、耐磨、抗刮擦、抗冲击等要求。
[0007]本专利技术首要目的是提供一种配方合理、各组分相容性好、乳液状态稳定的金属用UV固化阴极电泳涂料。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种金属用UV固化阴极电泳涂料，按重量份计，所述金属用UV固化阴极电泳涂料包括以下组份：
[0010][0011]所述活性预聚物为聚丙烯酸酯树脂和聚氨酯丙烯酸酯的混合物，所述聚丙烯酸酯树脂和聚氨酯丙烯酸酯的重量比为7:3
‑
3:7。
[0012]作为本专利技术优选的技术方案，聚丙烯酸酯树脂包括甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DMAEMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)或丙烯酸羟乙酯(HEA)、和其他单体，其他单体选自甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸丁酯(n
‑
BA)、丙烯酸异丁酯(i
‑
BA)，以此组成多元单体混合物共聚而成的聚丙烯酸酯树脂，所述聚丙烯酸酯树脂数均分子量Mn为2000～32000。
[0013]作为本专利技术优选的技术方案，所述交联剂为三官能度丙烯酸酯，所述三官能度丙烯酸酯可选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的一种或一种以上的混合物。
[0014]作为本专利技术优选的技术方案，所述光引发剂为2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦(TPO
‑
L)与2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基丙酮(Doracur1173)或1
‑
羟基环己基苯基甲酮(Iragcure184)的混合物。
[0015]作为本专利技术优选的技术方案，所述助剂为消泡剂、流平剂、润湿剂的至少一种，消泡剂为有机改性聚硅氧烷类的消泡剂，如：TEGO Antifoam 204、广州方中化工AF
‑
207等；流平剂为有机硅类流平剂，如迪高TEGO 450、奥科诺AKN
‑
1126、毕克byk348等；润湿剂为无硅类润湿剂，迪高TEGO Wet500、TEGO Wet 505等。
[0016]作为本专利技术优选的技术方案，所述聚丙烯酸酯树脂的制备方法如下：
[0017]S1、原材料的预处理：将上述所用单体(包括DMAEMA、HEMA/HEA以及MMA、MA、n
‑
BA、i
‑
BA至少1种组成的多元混合物)、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)、丙酮、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)分别用分子筛脱水处理后待用；
[0018]S2、丙烯酸酯预聚物的合成：向加热到80℃的PGMEA中逐滴加入步骤S1所述单体、偶氮二异丁腈(AIBN)和巯基乙醇的混合物，控速滴完，恒温下反应后加热至100℃停止反应；
[0019]S3、IPDI
‑
HEMA半接枝共聚物(PUA)的合成：向IPDI逐滴加入HEMA及催化剂二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、阻聚剂对羟基苯甲醚(MEHQ)，控制滴速，保温反应至
‑
NCO含量达到理论值后停止反应；
[0020]S4、聚丙烯酸酯乳液的制备：将步骤S2所得丙烯酸酯预聚物加入相对量丙酮，降低粘度，控温滴加步骤S3所得IPDI
‑
HEMA半接枝共聚物，控速滴完，保温反应至体系内
‑
NCO含量再次达到所算理论值时停止反应，从而制得具有光敏性的聚丙烯酸酯树脂。
[0021]优选地，步骤S2所述混合物中DMAEMA的质量分数为8％～20％；所述HEMA/HEA的质
量分数为15％～25％；其他单体的质量分数为50％～80％；AIBN的质量分数为1％～5％；巯基乙醇的质量分数为0.1％～3％。
[0022]更优选地，步骤S2所述混合物中DMAEMA的质量分数为12％～16％；所述HEMA/HEA的质量分数为18％～22％；其他单体的质量分数为60％～70％；AIBN的质量分数为1％～3％；巯基乙醇的质量分数为1％～2％。
[0023]优选地，步骤S3所述IPDI：HEMA物质的量比为0.4:1～1:1。
[0024]更优选地，步骤S3所述IPDI：HEMA物质的量比为0.6:1～0.8:1。
[0025]上述所制备聚丙烯酸酯树脂加入冰乙酸成盐，最后加入水乳化，可得到固含量为15％的聚丙烯酸酯乳液。
[0026]本专利技术所述的聚氨酯丙烯酸酯合成方法参考专利CN202111568121.2。
[0027]本专利技术还提供了上述金属用UV固化阴极电泳涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0028]S1、将水、光引发剂和助剂按重量份进行预分散，搅拌均匀；
[0029]S2、向步骤S1体系中按重量份加入活性预聚物和交联剂，混合搅拌均匀，制得所述光固化阴极电泳涂料，其中，所述活性预聚物中聚丙烯酸酯树脂和聚氨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属用UV固化阴极电泳涂料，其特征在于，按重量份计，所述金属用UV固化阴极电泳涂料包括以下组份：所述活性预聚物为聚丙烯酸酯树脂和聚氨酯丙烯酸酯的混合物，所述聚丙烯酸酯树脂和聚氨酯丙烯酸酯的重量比为7:3
‑
3:7。2.根据权利要求1所述的一种金属用UV固化阴极电泳涂料，其特征在于，所述聚丙烯酸酯树脂包括甲基丙烯酸二甲氨乙酯，甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟乙酯，和其他单体，其他单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯中的一种或多种，所述聚丙烯酸酯树脂的数均分子量Mn为2000～32000。3.根据权利要求1所述的一种金属用UV固化阴极电泳涂料，其特征在于，所述交联剂为三官能度丙烯酸酯，所述三官能度丙烯酸酯可选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的一种或一种以上的混合物。4.根据权利要求1所述的一种金属用UV固化阴极电泳涂料，其特征在于，所述光引发剂为2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦与2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基丙酮或1
‑
羟基环己基苯基甲酮的混合物。5.根据权利要求1所述的一种金属用UV固化阴极电泳涂料，其特征在于，所述助剂为消泡剂、流平剂、润湿剂的至少一种，消泡剂为有机改性聚硅氧烷类的消泡剂，流平剂为有机硅类流平剂，润湿剂为无硅类润湿剂。6.根据权利要求2所述的一种金属用UV固化阴极电泳涂料，其特征在于，所述聚丙烯酸酯树脂的制备方法如下：S1、原材料的预处理：将所用单体、丙二醇甲醚醋酸酯、丙酮、异佛尔酮二异氰酸酯进行脱水处理；S2、丙烯酸酯预聚物...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴淑芳，刘晓暄，黄鸿宏，黄剑彬，李治全，张婷，
申请(专利权)人：广东深展实业有限公司，
类型：发明
国别省市：