[发明专利]含有环保复合型催干剂的阴极电泳漆及其制备和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电泳涂料，特别是一种含有环保复合型催干剂的阴极电泳漆及其制备方法和使用方法。

背景技术

自20世纪70年代阴极电泳涂装技术成功应用于工业化以来，阴极电泳涂料在国内外的研究更趋成熟，应用领域也在不断扩展，特别是在汽车行业中得到了广泛的应用。汽车车身电泳中以阴极电泳取代阳极电泳的更换率超过95%这是汽车涂料发展的又一次革命。在家电、自行车和工艺品等众多领域里，阴极电泳涂料在节能、生态学及经济学的竞争中也显示出巨大的发展潜力。在未来的发展中，阴极电泳涂料也会继续向着多功能、节能、环保的方向继续发展。

阴极电泳涂料以往常用的有机铅和锡类催化剂，由于毒性大、不环保等缺点已在欧洲及发达国家限用。无铅、无锡环保型高防腐性阴极电泳涂料是电泳涂料发展过程中的一项重大改进。因此在电泳涂料中，选择优良环保型催干剂以提高电泳产品质量，并在使用中提升产品的竞争力尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用不含铅、锡、镉、铬、汞等重金属的环保复合型催干剂；对环氧树脂进行改性得到优良的阳离子型大分子量树脂，得到无高层空气污染(HAPS)的无铅、无锡环保型高防腐性阴极电泳涂料，适应最新欧盟、北美、日本等环保法规要求的阴极电泳漆，及其制备方法和使用方法。

本发明通过以下方法和技术实现上述目的∶

含有环保复合型催干剂的阴极电泳漆的制备方法，包括如下步骤：

S1、固化剂的制备　　

取定量摩尔比为1：1.1异氰酸酯和封闭溶剂在40-60℃之间保温１-3小时，然后在70-80℃保温２小时以上，直到NCO值小于0.1，生成封闭异氰酸酯固化剂；

S2、复合催干剂的配制

取草酸、柠檬酸、羟基乙酸、二羟甲基丙酸、醋酸、乳酸、甲酸、氨基磺酸、羟基磺酸、环烷酸、异辛酸其中的一种酸与去离子水和按1-10：10的比例混合并在60-80℃预混1小时后，搅拌下分批加入1-10份催化剂，到上述混合液中，在70℃-90℃反应4-10小时后，最后将沉淀过滤出来可制得可溶于水的复合催干剂，该催化剂为氧化锌、氧化钇、氧化铷、氧化钴、氧化铋、氧化锆、氧化锰、氧化铈、氢氧化铈、氢氧化锌、氢氧化铋、氢氧化钇、氢氧化铷、氢氧化钙、硝酸钴、硝酸铋、硝酸锰、次硝酸铋、辛酸钴中的其中一种；

S3、主体树脂的制备

S3-1、大分子环氧树脂和忡胺类化合物在摩尔比为1：0.5-0.6在70-80℃的温度下反应1-2小时，制得部分开环的环氧树脂；

S3-2、取摩尔比为1：1.1～1.3的部分开环的环氧树脂与聚酰胺在温度为80～90℃的条件下反应为2～3小时，制得开环的环氧树脂；

S3-3、取摩尔比为1∶1的异氰酸酯和封闭溶剂在50～70℃的温度下反应3～5小时，制得半封闭异氰酸酯，然后与S3-2制备的开环的环氧树脂上的氨基反应，生成半封闭异氰酸酯接枝的胺改性环氧树脂，即主体树脂，其中，半封闭异氰酸酯与开环的环氧树脂的摩尔比为1：0.6～0.9，反应温度为80～90℃，反应时间为2～3小时；

S4、阴极电泳涂料乳液制备

按重量份在反应釜中依次加入主体树脂40～50份、醇醚类助溶剂0.5～1份、有机酸3～5份、乳化剂0.3～0.6份、复合催干剂1-5份，搅拌混合均匀后，再缓慢加入盛有去离子水40～50份和有机酸0.5～1份温度控制在40℃以下，高速乳化１小时，乳化温度控制在30℃以下，用过滤器过滤；

S5、色浆的制备

按重量份在容器中依次加入主体树脂20～30份、醇醚类助溶剂5～10份、有机酸3～8份、乳化剂0.3～0.7份和去离子水30～40份，复合催干剂1-5份，再加入填料15～20份并高速分散，然后用砂磨机研磨，待砂磨细度≤１3μｍ后用袋式过滤机过滤后即得色浆，并将色浆独立储存；

S6、含有环保复合型催干剂的阴极电泳漆的制备

工件涂装时加入色浆、阴极电泳涂料乳液和去离子水按1：3~5：4的比例混合，将涂料工作液固体含量调整到15%-30%，循环48小时后即可得含有环保复合型催干剂的阴极电泳漆。

进一步地，阴极电泳涂料乳液指标控制为外观乳白色/淡黄色，固体含量35±2%，粒径≤０.20μｍ，电导率（μs/cm）1000±300，pH值6.7±0.3。

进一步地，所述色浆的控制指为外观呈颜色均匀，无结块，细度≤13μｍ，pH值5.4±0.3，电导率（μs/cm）1500±300，固体含量（%）45±2。