[发明专利]生物基改性环氧树脂、生物基电泳涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种生物基改性环氧树脂，通过生物基材料对环氧树脂进行改性，再将生物基油性基团、生物基烷基长链等结构通过分子设计来改性阴极电泳涂料，可有效降低生物基改性环氧树脂的玻璃化温度，提高其流平与外观，使其可以更高效的发挥流平、增韧作用。本发明还公开了一种采用生物基改性环氧树脂制备生物基电泳涂料的方法和该生物基电泳涂料，制得的生物基电泳涂料可用于电泳涂料领域的涂装，且较传统电泳涂料具有更优异的泳透力、防腐性、低加热减量、低VOC排放、环保性等，尤其具有柔韧与耐冲击性等性能。同时，该生物基电泳涂料体系原料来源广、可再生材料或生物基内含量为20％‑50％。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别涉及生物基改性环氧树脂、生物基电泳涂料及其制备方法。

背景技术

电泳涂料被广泛地应用在汽车车体和汽车部件等具有各种特殊性能的领域，特别是以阴极电泳涂料为主的电泳涂装方式，应用非常广泛。自上世纪六十年代投入工业生产以来，由于电泳涂装的涂膜性能优异、涂料利用率高等优点，电泳涂料行业发展非常迅速。现今阴极电泳涂料已广泛运用于汽车车身、汽摩配件、家电、家具配件、五金机电、军工等行业与领域。然而这些电泳涂料的原材料大都由石化燃料转化而来，例如石油和煤制造，而石油的过量开采和煤制造带来的石化资源短缺和环境污染这两个的问题，严重加剧了环境的污染。

生物基材料，通常是指用可再生原料通过生物转化获得生物高分子材料或单体，然后经进一步聚合形成的高分子材料。与传统的石油基材料相比，生物基材料主要来源于植物，减少了二氧化碳的排放以及对石油的依赖，同时其生产过程更加绿色，符合人们对于环保和可持续发展的追求，目前生物基材料产业发展迅猛，技术不断突破，无论从种类和用途上都有很大的飞跃。因此，电泳涂料行业需要从生物基材料着手对电泳涂料进行改性，在保证电泳涂料综合性能的前提条件下，更加绿色地可持续发展。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种生物基电泳涂料及其制备方法，该生物基电泳涂料通过生物基材料对环氧树脂进行改性，并将其用于生物基电泳涂料的制备，制得的生物基电泳涂料较传统电泳涂料具有更优异的柔韧性和耐冲击性等综合性能。

本发明所采取的技术方案是：

一种生物基改性环氧树脂，其结构式为：

；其中，A为聚酰胺改性酮亚胺树脂；

B为二级胺类化合物，包括二乙胺、二丁胺、甲基丁胺、二乙醇胺、二丁醇胺、N甲基乙醇胺；为改性环氧树脂提供阳离子结构的基础胺；

R8选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、苯酚线型酚醛树脂、甲酚线型酚醛树脂中的至少一种；优选为双酚A型环氧树脂；

R9为生物基二元酸，包括生物基丁二酸。

作为上述方案的进一步改进，所述生物基改性环氧树脂通过如下方式合成：在氮气环境下向反应器中加入500-800份双酚A环氧树脂、50-100份甲基异丁基甲酮、100-150份生物基丁二酸和400-500份双酚A，搅拌混合均匀后加热至80-100℃，加入1-2份碱性催化剂，在150-170℃下保温4-6h，再降温至100℃以下，添加200-300份的环氧大豆油、150-250份的N-甲基乙醇胺和200-300份的聚酰胺改性酮亚胺树脂，在120-150℃下保温6-10h，得生物基改性环氧树脂，降温到60-80℃，备用。

其中，所述碱性催化剂选自三乙胺、N-甲基二乙基胺、N，N-二甲基苄胺、N，N-二甲基异丙基胺、N，N-二乙基丁基胺、三乙醇胺、四甲基氯化铵、三苯基膦、三乙胺酸盐、2-甲基-3咪唑、N，N-二甲基乙醇胺、4,4-二氮杂双环[2,2,2]辛烷中的至少一种。