[发明专利]一种疏水性阴极电泳涂料用树脂乳液及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种阴极电泳(CED)涂料，尤其涉及一种疏水性性阴极电泳涂料用树脂乳液及其制备方法。

背景技术

由于阴极电泳(CED)涂料具有挥发性有机物(VOC)和有害空气污染物(HAP)含量低、涂装自动化程度高、利用率高等优点，在汽车工业上广泛应用于底涂。目前，CED涂料已从底漆向底面合一的方向发展，越来越多地用于灯具、浴室配件、金属工艺品等五金制品，且不局限于防腐目的，而兼有表面装饰作用。目前，阴极电泳涂料发展十分迅速，阴极电泳涂料更新换代很快。目前，全球的阴极电泳涂料生产以美国PPG公司、德国Hoechst集团以及日本关西涂料公司为代表，它们的第五代阴极电泳涂料产品都已问世。我国开发电泳涂料及其涂装技术已有30年的历史。但我国开发的阴极电泳涂料与引进涂料相比，虽有一定距离，但已达到汽车零部件涂装的要求，并且所用原材料立足于国内，价格也明显低于引进的品种。

近年来，高性能五金制品尤其是灯具、浴室配件、金属工艺品的迅速发展以及电泳涂装技术的不断发展和进步，对涂层的性能尤其是疏水性、耐候性和装饰性提出了更高的要求。树脂乳液是水性阴极电泳涂料的成膜基料，同时又是展色剂，关系到涂料和涂膜的性能，是确定涂膜性能的决定性因素。传统的水性阴极电泳涂料，其水基成膜基料通常采用有机胺改性环氧树脂，拼合多异氰酸酯交联剂，经化学反应和混合，用有机酸中和成盐后，在去离子水中分散使之乳化而成。使用该方法制备的树脂乳液，虽然实现了厚膜涂装，但涂膜的综合性能尤其是疏水性、耐候性和装饰性欠佳，不能满足高档的五金制品对水性阴极电泳涂料提出的新要求。在树脂乳液中，引进特性功能元素，提高阴极电泳涂料的性能尤其是疏水性、耐候性和装饰性，进一步促进阴极电泳涂料及其相关制品的快速健康发展，是目前阴极电泳涂料用树脂乳液研究和开发的热点。

发明内容

为了解决现有涂料疏水性、耐候性和装饰性欠佳的技术问题，本发明的第一个目的是提供一种疏水性阴极电泳涂料用树脂乳液，该树脂乳液在配制成阴极电泳涂料清漆成膜后，漆膜与水的接触角大于100°。本发明的第二个目的是提供上述的疏水性阴极电泳涂料用树脂乳液的制备方法。本发明的第三个目的是提供上述的疏水性阴极电泳涂料用树脂乳液的应用。

为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种疏水性阴极电泳涂料用树脂乳液，该树脂乳液由阳离子氟碳树脂和全封闭型多异氰酸酯交联剂反应后酸化，并加入去离子水分散制备得到，其外观细腻并呈乳白色，粘度100～500mPa.s，pH值6.5±0.5，电导率1500±500μS.cm^-1，固含量35±5％，该树脂乳液在配制成阴极电泳涂料清漆成膜后，涂膜与水的接触角100～120°；所述的阳离子氟碳树脂由丙烯酸类单体经过溶液聚合、开环制备得到，其中：丙烯酸类单体包括占整个单体质量的10％～25％丙烯酸类氟单体和占整个单体摩尔用量为15％～25％含环氧基团的功能性丙烯酸类单体，用于开环的线性多元胺的用量为整个单体质量5％～8％；所述的全封闭型多异氰酸酯交联剂占整个单体质量20％～25％，全封闭型多异氰酸酯交联剂为在催化剂存在下多异氰酸酯与封闭剂反应制备得到，其中多异氰酸酯中至少有一种脂肪族多异氰酸酯，封闭剂采用含活泼氢有机化合物。

作为优选，上述的氟单体为甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯以及长碳链(C12)丙烯酸氟酯中的一种或者多种的混合物。

作为优选，上述的含有环氧基团的功能性单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯和烯丙基缩水甘油醚中的一种或者多种的混合物。

作为优选，上述的用以开环的多元胺为烷基多元胺或含醚键的二元胺或它们的混合物；作为再优选，所述的烷基多元胺可选用乙二胺、丁二胺、己二胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或者多种的混合物。

作为优选，上述的含活泼氢的有机化合物为醇类、醇醚类、酚类或内酰胺类；作为再优选，醇类化合物选用甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、二乙二醇中的一种或多种；醇醚类化合物可选用乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚和丙二醇乙醚中的一种或多种；酚类可选用苯酚和对苯二酚中的一种或多种；内酰胺类选用己内酰胺。

作为优选，上述的多异氰酸酯是一种或多种脂肪族多异氰酸酯、一种或多种脂肪族多异氰酸酯与芳香族多异氰酸酯的混合物；作为最优选，所述的多异氰酸酯选用异佛尔酮二异氰酸酯。

为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：