[发明专利]一种紫外光固化阴极电泳涂料用复合树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种紫外光固化阴极电泳涂料用复合树脂的制备方法，属于电泳涂料的技术领域。

背景技术

阴极电泳涂料是20世纪70年代中期发展起来并得到工业化应用的一种新型防腐蚀涂料，阴极电泳涂料的泳透力、库仑效率很高，槽液比较稳定容易控制，不易受杂质离子和微生物的影响而变质，逐渐取代了阳极电泳涂料作为主要的汽车底涂涂料。并且具有高耐候性、高耐蚀性、高透明度、装饰性好、环保安全且对金属基体无腐蚀性等特点而广泛应用于金属表面涂装处理。特别是阴极电泳涂料是以带有胺基的碱性高分子树脂为基体，对黑色金属有缓蚀保护功能，所以其涂膜非常适用于黑色金属等表面保护，目前被大量应用于汽车、机电、家电等五金件的涂装。其应用也不再局限于材料的防腐蚀，而是兼有材料的表面装饰作用。传统的阴极电泳涂料所用基体树脂为热固性树脂，在固化过程中的烘烤温度范围一般在170～180℃。目前，许多工业生产的工件带有橡胶、塑料等材料，要求加工后与电泳涂料一同烘干，从而降低工人操作强度，控制成本，可是该类材料在高温条件下烘烤容易变形或熔化。为适应该类工艺的需求，市场上出现极少品种的低温固化型阴极电泳涂料。但是，所用的低温固化树脂固化烘烤温度仍在140℃左右，对于工件具有一定的耐高温性能要求，且涂料储存稳定性和热稳定性差，在储存过程中容易出现相分离而造成树脂和色浆沉淀，从而影响涂料的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对传统阴极电泳涂料用树脂多为高温固化树脂，固化温度在110～180℃，对工件的耐温性能要求较高，易导致工件在高温下变形、老化的问题，提供了一种用纳米颗粒发酵、炭化及改性得到的沉淀物与可紫外光固化的液体树脂复配，制得紫外光固化阴极电泳涂料用复合树脂的方法。本发明首先将纳米二氧化钛、纳米二氧化硅与桃胶等有机质混合发酵，经炭化后研磨成粉，再利用十六烷基三甲基溴化铵和硅烷偶联剂配合对炭化粉末进行改性，提高粉末在树脂中的分散稳定性，避免在储存过程中沉降，然后利用丙烯酸与环氧树脂反应生成环氧丙烯酸酯，并与正硅酸乙酯反应，得到硅氧烷改性的环氧丙烯酸酯，并以此为基体树脂，与改性后的炭化粉末混合，即得紫外光固化阴极电泳涂料用复合树脂。本发明利用自制改性后的炭化粉末填充于基体树脂中，提高树脂在紫外光固化后的柔韧性、拉伸强度、断裂伸长率及抗冲击性能，将树脂配置成阴极电泳涂料后，可实现在紫外光条件下的快速固化，避免对工件造成损伤，有效解决了传统阴极电泳涂料用树脂高温固化对工件耐温性能要求较高的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

(1)依次取10～15g纳米二氧化钛，10～15g纳米二氧化硅，80～120g桃胶，10～15g葡萄糖，15～20mL番茄汁，倒入盛有600～800mL去离子水的发酵罐中，再加入2～4g酵母菌粉，于温度为35～37℃，转速为200～300r/min条件下，恒温发酵36～48h，再将发酵罐中物料过滤，收集滤饼，再将滤饼置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，再将干燥后的滤饼转入炭化炉，于温度为550～600℃条件下，炭化3～5h，再经研钵研磨10～15min，得炭化混合粉末；

(2)依次取15～20g上述所得炭化混合粉末，8～10g十六烷基三甲基溴化铵，8～10mL硅烷偶联剂KH-570，200～300mL无水乙醇，加入带回流冷凝管三口烧瓶中，于温度为75～85℃条件下，加热回流反应2～4h，再将三口烧瓶中物料转入离心机，离心分离10～20min，收集下层沉淀物，并将所得沉淀物置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，得干燥下层沉淀物，备用；

(3)依次称取0.6～0.8g对羟基苯甲醚，1～2g四乙基溴化铵，倒入盛有50～60mL丙烯酸的烧杯中，用玻璃棒搅拌混合10～15min，得混合液；

(4)称取100～150g环氧树脂E-44，倒入三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，调节温度至85～90℃，搅拌转速至600～800r/min，在恒温搅拌状态下，通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加45～55mL上述所得混合液，控制在30～45min内滴完，待滴加完毕，继续恒温搅拌反应3～5h；