[发明专利]一种阳离子微凝胶、制备方法及其用途

说明书

技术领域

本发明属于涂料制备技术领域，尤其涉及一种水分散的阳离子微凝胶、制备方法及其用途。

背景技术

电泳涂料的商业化应用有50多年的历史，在电动车、摩托车、汽车及零部件乃至航空等领域内得到广泛应用，其应用范围也随着电泳配方和涂装技术的进步、发展和完善，得到不断推广与扩大。

在电泳涂料的涂装中，常会遇见形状复杂的汽车车身、零部件或金属工件，其中往往会有锋利的切边、尖锐的边角或者极薄的层状结构。在电泳烘烤过程中，涂层尚未固化之前，随着温度升高，涂层粘度降低，流动性提高。涂层发生流动，往往会漏出边角部位。而这些裸露部位的金属由于得不到涂层保护，就会发生严重的锈蚀即边角腐蚀。

微凝胶属于亚微米级的聚合物水分散体，是一种在大分子内部交联的聚合物水性分散体；微凝胶不完全溶于水，是一种稳定的聚合物水性分散体，在水中可以有一定程度的溶胀，常可以用于调整涂层流变性能。根据微凝胶分子内部交联密度的不同，可以分为硬质微凝胶和软质微凝胶两类。交联密度越高，微凝胶硬度越高；反之，微凝胶越柔软，越趋向于线型聚合物。根据分子内及表面有无反应性基团，微凝胶又可以分为反应性微凝胶和非反应性微凝胶两类，其中以反应性微凝胶的研究最为活跃，应用最为广泛。

电泳涂料中常用的微凝胶有环氧-胺类、丙烯酸类、硅氧烷类。其作为重要技术手段的基本原理是：包含微凝胶组合物的电泳涂料在烘烤过程中，微凝胶可以增加熔融状态下涂层的粘度，降低涂层的流动性，阻止边角部分涂层的收缩，提高边角部位的涂层覆盖率。现在应用的微凝胶存在生产过程不易控制甚至焦锅、添加量大边角保护仍不充分，涂层外观难以接受根本无法应用等弊端。

专利申请公开号CN103319976A介绍了一种高交联密度阳离子微凝胶，使用聚醚胺与环氧加成。由于聚醚胺中引入大量的聚醚链段，往往造成层间附着力不良，然而在车身等有中上涂配套的领域，对底涂提供的附着力仍有比较高的要求。

专利US5,096,556制备了含有环氧-胺的微凝胶。环氧主链上环氧使用酮亚胺开环，酮亚胺在水解后产生伯胺，伯胺再与环氧反应生成了微凝胶。该微凝胶的生产过程复杂，原材料或过程工艺参数控制不当，容易过度交联造成反应釜焦锅。包含了该微凝胶组合物的电泳涂料，边角效果得到改善，但正是由于流动性抑制原因，涂层不能够充分流平，造成外观不好。添加量需要很大才能达到理想的边角保护效果，并由此产生槽液参数、涂装性能的巨大差异，使用方法麻烦，应用效率下降。

有鉴于此，有必要提供一种阳离子微凝胶，可在涂装过程中提高涂层的边角覆盖率，以提高边角的防腐蚀性。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种阳离子微凝胶。

本发明的另一个目的是提供一种上述阳离子微凝胶的制备方法。

本发明的又一个目的是提供一种使用上述阳离子微凝胶制备的电泳涂料。

为了实现上述目的，本发明的一个方面采用的技术方案如下：

一种阳离子微凝胶，包括以下重量份的组分：

本发明的另一个方面采用的技术方案如下：

一种阳离子微凝胶，包括以下重量份的组分：

优选地，所述环氧树脂为由双酚A、环氧氯丙烷在碱性条件下缩合制备，环氧当量在185-192，至少含有两个反应性环氧基团的树脂化合物。

优选地，所述环氧树脂具备以下特征：在催化剂催化下与双酚A增长扩链后，采用组合胺化合物全部或部分打开扩链后的环氧树脂上的环氧环；或采用含有其它活泼氢的化合物，打开或部分打开剩余的环氧环。

优选地，所述酮类物质可以是甲乙酮、甲基异丙基甲酮、甲基异丁基甲酮中的至少一种。

优选地，所述催化剂为胺类、苄胺类、叔胺类、季铵类、咪唑类、咪唑啉类、磷类催化剂中的至少一种；优选为三苯基磷、二甲基苄胺、二甲基咪唑、溴化四乙基铵中的至少一种。

优选地，所述组合胺类物质为酮亚胺或氨基化合物中的至少一种，所述酮亚胺由酮类与多元胺经缩合反应脱水制得，其中：酮类为甲乙酮、甲基异丙基甲酮、甲基异丁基甲酮中的至少一种，多元胺为二乙烯三胺、间苯二胺、间苯二甲胺、1,3-二(氨甲基)环己烷等中的至少一种。本发明优选二乙烯三胺与MIBK(甲基异丁基酮)脱水制备得到的酮亚胺。所述氨基化合物选自伯胺、仲胺、季胺盐中的至少一种，优选为二正丁胺、二甲基氨基乙胺、甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺等中的至少一种。本发明中优选甲基乙醇胺和二乙醇胺。