[发明专利]一种丙烯酸酯改性环氧树脂阴极电泳乳液的制备方法

说明书

本发明公开了一种丙烯酸酯改性环氧树脂阴极电泳乳液的制备方法，采用含有双键的一元有机酸和含双键的二元有机酸或/和酸酐与环氧树脂反应，在环氧树脂主链中引入双键，利用双键与丙烯酸酯类单体共聚将丙烯酸树脂接枝到环氧树脂中，可以在环氧树脂主链上引入较多的丙烯酸树脂并且通过控制双键含量达到丙烯酸酯类单体引入量的调控，通过羧基与环氧基团的比例来调节主体环氧树脂的分子量；制得的产物的主体是环氧树脂，有利于保证漆膜具有良好的防腐性能；环氧树脂胺化时分步加入两种不同的有机胺反应，可以使反应过程更温和。本发明制备的丙烯酸酯改性的环氧树脂乳液的漆膜性能好，具有良好的耐紫外和耐盐雾性能，可用在暴晒情况下的工件。

技术领域

本发明涉及电泳涂料技术领域，具体涉及一种丙烯酸酯改性环氧树脂阴极电泳乳液的制备方法。

背景技术

电泳漆分为阴极电泳和阳极电泳，电泳涂料作为一类新型的低污染、省能源、省资源、防腐蚀性的涂料，具有涂膜平整，耐水性和耐化学性好等特点，容易实现涂装工业的机械化和自动化，适合形状复杂，有边缘棱角、孔穴工件涂装，目前被大量应用于汽车、自动车、机电、家电等五金件的涂装。电泳涂料的基体树脂，是电泳涂装过程中影响最终涂膜质量的一个重要因素。

机械产品在使用过程中，由于气候、环境条件的影响，对涂膜的性能要求较高。目前的环氧阴极电泳漆的耐候性较差，不能用于需要长期暴晒的工件。如将环氧树脂漆膜中的苯环含量降低，只能单方面提高耐紫外光性能，却牺牲了耐盐雾性能；如将丙烯酸树脂中加入苯环，只能单方面提高耐盐雾性能，牺牲了耐紫外光性能。如将环氧乳液与丙烯酸酯乳液热拼，其涂膜固化过程中会产生自分层,表层富集的是丙烯酸酯树脂，底层为环氧树脂，可以达到底层防腐，表层耐紫外的漆膜；但是存在现场维护比较难的缺点。

中国专利申请CN104371497A公开了一种阴极水溶性电泳漆。该电泳漆包括1份色浆和3-4份的乳液。其中，乳液中的各组分含量为：环氧树脂25-40％、固化剂20-30％、脂肪胺2-4％、无毒催干剂1-2％和去离子水25-40％；色浆中的各组分含量为：环氧水质25-35％、炭黑5-15％、钛白粉15-30％、钪分层剂2-6％、乳化剂2-4％和去离子水20-30％。该电泳漆生产的产品的表面比较平整，防腐蚀性高。但是耐盐雾和耐紫外性较差。

中国专利CN107057525A中公开了一种用于阴极电泳漆的乳液及其制备方法，该乳液由环氧树脂和双键单体依次经胺化、交联、中和反应所得，其中，所述环氧树脂中环氧基团与双键单体的摩尔比为4:1-7:1，优选为5:1-6:1。相比于现有技术中电泳漆固化程度不高、耐盐雾性不强的现象，该专利的一种用于阴极电泳漆的乳液及其制备方法，在环氧树脂中引入双键后，再经胺化与交联反应，能够有效的提高环氧树脂的交联密度、提高电泳漆膜的耐盐雾性能，但是对于电泳漆膜的耐候性并无改善。

中国专利CN101429267A提供了一种可常温干燥的环氧/丙烯酸杂化乳液的制备方法及应用，该方法先用丙烯酸和丙烯酸烷基酯单体制得种子乳液，再将环氧树脂的丙烯酸烷基酯溶液预乳化，然后将预乳化液滴加到种子乳液中，继续进行乳液聚合，从而制得环氧/丙烯酸杂化乳液。同自由基接枝共聚和酯化改性等化学改性方法相比，本发明采用的方法反应温度更低，工艺简单；并且制得的乳液不含有机溶剂，乳液的耐水和耐溶剂性能优异。利用该方法制得的杂化乳液可以制备水性自干涂料，所得涂料干燥快，附着力好，特别是耐水性和耐溶剂性有大幅提高，可广泛应用于金属防腐、建筑及木器等领域的涂装。

环氧树脂具有优异的机械强度、粘结性能和防腐性能，同时存在着耐候性差、施工工艺繁琐的缺点，不饱和脂肪酸对环氧树脂改性形成的环氧酯可以实现单组份在室温下自行氧化交联，无需加入环氧固化剂，丙烯酸对环氧酯的改性可以提高其干燥速率和耐候性。因此，用丙烯酸和不饱和脂肪酸对环氧树脂改性并水性化的研究对水性防腐领域意义非凡。目前丙烯酸和不饱和脂肪酸改性环氧树脂制备水性涂料的方法主要有：