一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂及其制备方法与流程

1.本技术涉及电泳涂料的领域，更具体地说，它涉及一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂及其制备方法。


背景技术：

2.阴极电泳涂料就是指在聚合物中有羧酸或胺的聚合物，用胺或酸中和而水溶化或水分散化，将被涂物作为阳极，然后用电泳法通过聚合物的不溶化而在被涂物上析出的一种漆膜。由于阴极电泳涂料的漆膜能均匀地涂覆在结构复杂工件的表面，且低污染、省资源等优点。可广泛地应用于汽车、家用电器、五金和工艺品等的表面防腐和装饰。
3.为了使阴极电泳涂料使用时具有流动性，减小阴极电泳涂料成膜时产生气泡的可能性，因此在阴极电泳涂料中加入流平剂。流平剂由二异氰酸酯和改性丙烯酸树脂混合而成，使阴极电泳涂料具有流平性，在被涂物表面涂抹均匀。
4.针对上述中的相关技术，二异氰酸酯易自聚合，或与丙烯酸树脂端部结合，缠绕在一起，电泳涂料易焦化。


技术实现要素：

5.为了减小阴极电泳涂料加入流平剂后，使用时易焦化的可能性，本技术提供一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂及其制备方法。
6.第一方面，本技术提供的一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂，采用如下的技术方案：一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂，包括以下重量份的原料：改性丙烯酸树脂75.1-115.2份；醇醚类溶剂30-40份；半封闭二异氰酸酯15-30份，所述半封闭二异氰酸酯由二异氰酸酯和聚醚二元醇制得。
7.通过采用上述技术方案，二异氰酸酯端部的异氰酸酯，与聚醚二元醇端部的羟基断键连接，二异氰酸酯与聚醚二元醇的连接，减小二异氰酸酯自聚合的可能性，从而减小流平剂焦化的可能性，延长储存期限，且二异氰酸酯与聚醚二元醇反应，主链的链长增加，增加了流平剂的柔软性，可流动，使流平剂易于与其他物质混合。
8.丙烯酸树脂与主链一端的异氰酸酯连接，增加主链的长度，丙烯酸树脂中含有羧基，使流平剂具有亲油性，可消泡。聚醚二元醇端部的羟基提供氢键，包裹不溶于水的固体杂质，避免渡件在电泳涂料中粘附固体杂质。流平剂的支链中含有羟基，具有亲油性，流平可消泡。
9.综上所述，聚醚二元醇与二异氰酸酯反应减小聚醚二元醇自聚合反应的可能性，减小流平剂胶化的可能性，延长储存期限，且流平剂链长增加，流平性增加，易于与其他物质混合,加入丙烯酸树脂后，流平剂不仅可以包裹固体杂质，还可以流平消泡。
10.优选的，所述半封闭二异氰酸酯，包括以下重量份的原料：
二异氰酸酯10-20份；聚醚二元醇5-10份。
11.优选的，所述半封闭二异氰酸酯的制备步骤如下：t1：将二异氰酸酯升温到40-60℃后，开始滴加聚醚二元醇，在30-40min内滴加完毕，然后反应30min，随后将温度升高到65-70℃，在这个温度下保温1-3h，最后得到半封闭二异氰酸酯。
12.通过采用上述技术方案，半封闭二异氰酸酯端部未全部封闭，使半封闭二异氰酸酯易于与其他物质混合。
13.优选的，所述改性丙烯酸树脂，包括以下重量份的原料：酮类溶剂40-50份；丙烯酸酯15-30份；含胺丙烯酸酯10-15份；过氧化物引发剂0.1-0.2份；含胺丙烯酸酯10-20份。
14.通过采用上述技术方案，含胺丙烯酸酯与含胺丙烯酸酯，含有氨基与羟基的改性丙烯酸树脂，从而使得到的流平剂同时含有氨基与羟基，进而使流平剂具有亲水性与亲油性，增加流平剂的流平性，流平剂能流平消泡。
15.优选的，所述酮类溶剂为环己酮。
16.通过采用上述技术方案，酮类溶剂为环己酮，方案较优。
17.优选的，所述过氧化物引发剂为过氧化苯甲酰。
18.通过采用上述技术方案，过氧基键断裂，分裂成两个相应的自由基，从而引发单体聚合，且过氧化苯甲酰不易挥发，增加流平剂中丙烯酸的固化时间，因此延长流平剂的储存期限。
19.优选的，所述改性丙烯酸树脂采用微凝胶制备的方法制备。
20.通过采用上述技术方案，增加自由基聚合。
21.优选的，所述改性丙烯酸树脂的制备步骤如下：s1：在温度为110℃下，在酮类溶剂中滴加丙烯酸酯、含胺丙烯酸酯和过氧化物引发剂，第一次所用过氧化物引发剂的重量份为0.05-0.1份，在110℃下保温1h，再次滴加含羟基丙烯酸酯和过氧化物引发剂的混合液，第二次所用过氧化物引发剂的重量份为0.05-0.1份，最后得到一种改性丙烯酸树脂。
22.通过采用上述技术方案，得到含有氨基与羟基的改性丙烯酸树脂，使流平剂封端含有氨基，支链中含有羟基，因此流平剂同时含有亲水性和亲油性，增加流平剂的流平性，且流平剂可消泡。
23.优选的，所述醇醚类溶剂为乙二醇丁醚。
24.通过采用上述技术方案，乙二醇丁醚挥发速率较低，增加醇醚类溶剂的使用时间。
25.第二方面，本技术提供的一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂的制备方法，采用如下的技术方案：一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂的制备方法，包括以下步骤：y1：在90℃下，向s1得到的改性丙烯酸树脂中滴加t1得到的半封闭二异氰酸酯,反
应完全后，加入醇醚溶剂稀释，脱除多余溶剂，得到一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂；通过采用上述方案，得到的流平剂不易焦化，从而延长电泳涂料的储存期限。镀件进入到电泳涂料中时，有时会带入杂质，电泳涂料中的流平剂能包裹不溶于水的固体杂质，减小镀件表面镀涂料时掺入杂质的可能性，且流平剂能消泡，减小镀件表面产生气泡的可能性。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1、由于本技术采用了改性丙烯酸树脂和半封闭二异氰酸酯，半封闭二异氰酸酯中聚醚二元醇与二异氰酸酯反应减小聚醚二元醇自聚合反应的可能性，减小流平剂胶化的可能性，延长储存期限，且流平剂链长增加，流平性增加，易于与其他物质混合,加入丙烯酸树脂后，流平剂不仅可以包裹固体杂质，还可以流平消泡；2、本技术中通过设计改性丙烯酸树脂，使流平剂封端含有氨基，支链中含有羟基，因此流平剂同时含有亲水性和亲油性，增加流平剂的流平性，且流平剂可消泡；3、采用本技术的制备方法，得到的流平剂不易焦化，从而延长电泳涂料的储存期限，电泳涂料中的流平剂能包裹不溶于水的固体杂质，减小镀件表面镀漆时掺入杂质的可能性，且流平剂能消泡。
具体实施方式
27.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
28.制备例制备例1-3制备例1-3的一种半封闭二异氰酸酯，其各原料及各原料用量如表1所示，其制备步骤如下：t1：将二异氰酸酯升温到50℃，在35min内滴加聚醚二元醇，反应30min后升温到65℃，保温1.5h，生成半封闭二异氰酸酯。
29.表1制备例1-3的半封闭二异氰酸酯各原料及各原料用量 制备例1制备例2制备例3二异氰酸酯/kg102015.6聚醚二元醇/kg5107.6制备例4-6的一种改性丙烯酸树脂，其各原料及各原料用量如表2所示，其制备步骤如下：s1：在温度为110℃下，在丁酮中滴加丙烯酸酯、含胺丙烯酸酯和过氧化苯甲酰(的混合液)，在110℃下保温1h，再次滴加含羟基丙烯酸酯和过氧化苯甲酰，最后得到一种改性丙烯酸树脂。
30.表2制备例4-6的改性丙烯酸树脂各原料及各原料用量制备例7
一种改性丙烯酸树脂，与制备例6不同的是，其添加的酮类溶剂为丁酮。
31.制备例8一种改性丙烯酸树脂，与制备例6不同的是，其添加的过氧化物引发剂为过氧化甲乙酮。实施例
32.实施例1-5实施例1-5的一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂，其各原料及各原料用量如表3所示，其制备步骤如下：y1：在90℃下，向s1得到的改性丙烯酸树脂中滴加t1得到的半封闭二异氰酸酯，半封闭二异氰酸酯加入的质量为10kg，反应完全后加入乙二醇丁醚稀释，脱除多余的水和环己酮，得到一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂。
33.其中，半封闭二异氰酸酯来自制备例3，改性丙烯酸树脂来自制备例6。
34.表3实施例1-5的各原料及各原料用量5的各原料及各原料用量实施例6一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂，与实施例5不同的是，其添加的半封闭二异氰酸酯来自制备例1。
35.实施例7一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂，与实施例5不同的是，其添加的半封闭二异氰酸酯来自制备例2。
36.实施例8一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂，与实施例5不同的是，其添加的改性丙烯酸树脂来自制备例4。
37.实施例9一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂，与实施例5不同的是，其添加的改性丙烯酸树脂来自制备例5。
38.实施例10一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂，与实施例5不同的是，其添加的改性丙烯酸树脂来自制备例7。
39.实施例11一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂，与实施例5不同的是，其添加的改性丙烯酸树脂来自制备例8。
40.实施例12一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂，与实施例5不同的是，其添加的醇醚类溶剂为括乙二醇己醚。
41.对比例
对比例1一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂，与实施例5不同的是，其添加的半封闭二异氰酸酯的用量为0，其余和与实施例5相同。
42.对比例2一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂，与实施例5不同的是，制备例3中聚醚二元醇的用量为0，其余与制备例3和实施例5相同。
43.性能检测试验检测方法针对采用本技术实施例1-12与对比例1和2的一种阴极电泳涂料丙烯酸流平剂制备的电泳涂料，对得到的电泳涂料进行如下的性能测试。
44.根据标准jb-t3998-1999《涂料流平性涂刮测定法》测量流平等级。
45.根据标准gb/t1771-91测量电泳涂层的耐盐雾性。
46.用500ml烧杯装300ml电泳涂料，在室内环境条件下静置，记录烧杯中电泳涂料固化的时间。
47.选取5mm
×
5mm
×
1mm的不锈钢片，在电泳涂料中加入纳米级的铁颗粒0.03kg，然后在不锈钢表面镀电泳涂料膜层。
48.以上测试，每种样品测试20次，计算平均值，测试结果以平均值表示，检测结果如表4所示。
49.电泳涂料电泳涂料包含的各原料及各原料用量如下：甲醚化三聚氰胺树脂32kg、异丙醇1.1kg、乙二酸3kg、封闭异佛尔酮二异氰酸酯25kg和去离子水20kg，以及本技术提供的实施例1-12与对比例1和2制备的流平剂，流平剂的用量为，每千克电泳涂料中加入0.06kg的流平剂。
50.其制备步骤如下：在60℃下，将甲醚化三聚氰胺树脂、异丙醇、封闭异佛尔酮二异氰酸酯和流平剂混合并搅拌40min，在搅拌的状态下，加入乙二酸，中和0.5h，得到阳离子型环氧树脂，将阳离子型环氧树脂转入到分散容器中，控制机械搅拌速率3000rmp，在搅拌状态下加入去离子水，搅拌20min,得到分散均匀的阴极电泳乳液，熟化24h。
51.表4实施例1-12与对比例1和2的检测结果以下结合表4提供的检测数据，详细说明本技术。
52.采用实施例1-12与对比例1和2的流平剂制备成电泳涂料后，电泳涂料放置在电泳
槽内。实施例1-12涂层边缘无锈点，对比例1和2涂层边缘有锈点。镀件进入电泳槽中，有时会带入杂质，流平剂包裹杂质沉积到电泳槽底部，避免镀件表面黏上杂质，使不锈钢钢片镀层后，涂层边缘无锈点。
53.实施例1-5与对比例1相比，可知实施例1-5的流平等级大于对比例2的，实施例1-5的消泡时间小于对比例1的，实施例1-5的固化时间大于对比例1的。
54.实施例1-5中的半封闭二异氰酸酯上的异氰酸酯与改性丙烯酸树脂上的羟基反应，增加链长，增加流平剂的柔软性，使流平剂的流平性增加，且使流平剂可消泡，由于对比例1中不含有半封闭二异氰酸酯，因此实施例1-5的流平等级大于对比例1的。实施例1-5中半封闭二异氰酸酯的异氰酸酯与改性丙烯酸树脂反应，增加流平剂的固化时间，从而延长流平剂的储存期限，因此实施例1-5的固化时间大于对比例1的。
55.实施例1-5与对比例2相比，可知实施例1-5的流平等级大于对比例2的，实施例1-5的消泡时间小于对比例2的，实施例1-5的固化时间大于对比例2的。
56.实施例1-5中的半封闭二异氰酸酯，由聚醚二元醇与二异氰酸酯反应生成，增加流平剂的链长，柔软增加，流平性增加，因此实施例1-5的流平等级大于对比例2的。聚醚二元醇与二异氰酸酯反应，也阻碍二异氰酸酯自聚合反应，使流平剂不易凝胶，对比例2中无聚醚二元醇，二异氰酸酯易自聚合，因此在室内环境下，相比实施例1-5的固化时间，对比例2的时间短。
57.本技术研发过程中除实施例1-5外还有其他实验组，其中实施例5是所有实验组中相对较优的组，故独立取出。
58.实施例6和7与实施例5相比，考察了半封闭二异氰酸酯不同原料用料，对流平剂性能的影响。结果发现，实施例6和7的流平等级小于实施例5的相同。实施例6和7的固化时间小于实施例5的。
59.实施例8-11与实施例5相比，考察了改性丙烯酸树脂不同原料用料，对流平剂性能的影响。结果发现，实施例8-11的流平等级小于实施例5的。实施例8-11的固化时间小于实施例5的。
60.实施例12与实施例5相比，考察了不同醇醚类溶剂对流平剂性能的影响。结果发现，实施例10的流平等级小于实施例5的。实施例10的固化时间小于实施例5的。
61.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。