[发明专利]一种高泳透力阴极电泳涂料用树脂乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高泳透力阴极电泳涂料用树脂乳液及其制备方法。

背景技术

电泳涂料具有对几何形状复杂的工件各个部位涂装均匀的特点，在汽车行业得到广泛应用。泳透力是汽车用阴极电泳涂料的重要技术指标。在汽车涂装中，泳透力表示阴极电泳涂料对汽车内腔部位的涂覆能力。在阴极电泳涂料的技术研究中，提高泳透力的目的主要有两个方面，其一是为了提高汽车整体的防护性能，特别是内腔的防护性能，其二是经济因素，泳透力的提高可以降低涂料的使用成本，可以在提高内表面膜厚的情况下，降低汽车外表面的膜厚，从而降低涂料的消耗，节约涂装成本。中国专利03158228.1公开了一种高泳透力阴极电泳涂料用树脂乳液，该树脂乳液的泳透力福特盒法20cm以上，但是由于该树脂乳液对溶剂的依赖性大，低溶剂含量时，漆膜偏薄，外观平整度差，且泳透力会随着补加溶剂含量有明显降低，已不能满足对泳透力要求日益增高的汽车涂装业的需求。

发明内容

本发明的第一个目的是:提供一种挥发性有机化合物含量低，福特盒法泳透力达22cm以上的高泳透力阴极电泳涂料用树脂乳液。

实现本发明第一个目的的技术方案是：一种高泳透力阴极电泳涂料用树脂乳液，它是由多种单分子胺胺化的改性环氧树脂与一种或两种全封闭型芳香族多异氰酸酯加热共混后，用有机酸中和，再用去离子水分散制得的乳液，其特征在于，上述原料用量在树脂乳液固体分中所占百分比：改性环氧树脂占45～70wt%；多种单分子胺的总用量占4～10wt%；全封闭型芳香族多异氰酸酯占20～40wt％；有机酸占1.6～3.5wt%，以上各种原料用量的重量百分比之和为100％，其中：所述改性环氧树脂是用柔性聚合物聚醚二元醇、聚酯二元醇或聚醚二元胺，将双酚A型环氧树脂扩链后，再与适量增塑剂和溶剂混合均匀，制得分子量为1500～3000的改性环氧树脂，其中柔性聚合物的数均分子量为400～1500，其用量在改性环氧树脂固体分中占10～35wt%，增塑剂为双酚A聚氧乙烯醚或双酚A聚氧丙烯醚，其用量在改性环氧树脂固体分中占4～16%；所述多种单分子胺中至少有一种酮亚胺化伯胺的仲胺即氨乙基乙醇胺的酮亚胺或二亚乙基三胺的二酮亚胺，它的用量至少占多种单分子胺总用量的50％；所述全封闭型芳香族多异氰酸酯为用多种含活泼氢的化合物逐一与芳香族多异氰酸酯反应得到的。

上述树脂乳液的树脂乳液总重量中，挥发性有机化合物含量小于1.2%，乳液树脂的玻璃化转变温度为10～30℃，福特盒法测得树脂乳液配制的阴极电泳涂料的泳透力至少为22cm。

本发明的第二个目的是:提供一种便于操作的制备挥发性有机化合物含量低，福特盒法泳透力达22cm以上的高泳透力阴极电泳涂料用树脂乳液的方法。

实现本发明第二个目的的技术方案是：一种上述高泳透力阴极电泳涂料用树脂乳液的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：

①制备数均分子量1500～3000的改性环氧树脂

将环氧当量为200～1000的双酚A型环氧树脂与溶剂甲基异丁基酮，一起加热至熔融，降温后，加入柔性聚合物，加热进行扩链反应或加热并有催化剂存在下进行扩链反应，保温反应结束后，降温，加入适量增塑剂和溶剂并混合均匀，制得数均分子量为1500～3000的改性环氧树脂，保存备用；

所述增塑剂为双酚A聚氧乙烯醚或双酚A聚氧丙烯醚，在改性环氧树脂固体分中占4～16wt%；

所述柔性聚合物为聚醚二元醇、聚酯二元醇或聚醚二元胺，其数均分子量为400～1500，其用量在改性环氧树脂固体分中占10～35wt%；

②制备全封闭型芳香族多异氰酸酯

在芳香族多异氰酸酯、催化剂和溶剂中，于40℃开始逐一加入含活泼氢的有机化合物，反应至游离异氰酸基含量低于0.5wt%时，降温，出料，制得全封闭型多异氰酸酯，保存备用；

所述含活泼氢的有机化合物为醇类、醇醚类、酚类或酮肟类中的至少2种；

③制备高泳透力阴极电泳涂料用树脂乳液

将步骤①制得的改性环氧树脂加入反应容器中，加热至100～120℃加入多种单分子胺，在此温度至少反应2小时，制得胺化的改性环氧树脂，再加入步骤②制得的全封闭型芳香族多异氰酸酯并在100～120℃搅拌混合至少1小时，降温至90℃下加入有机酸中和，搅拌至少0.5小时后加入去离子水继续搅拌分散直至物料呈乳白色乳液，除去溶剂制得高泳透力阴极电泳涂料用树脂乳液；