[发明专利]一种高韧性强度阴极电泳漆涂料的制备方法

说明书

本发明涉及一种高韧性强度阴极电泳漆涂料的制备方法，属于涂料材料技术领域。本发明技术方案以无水三氯化铝和正硅酸乙酯为反应前驱体，无水乙醚为氧供体，制备前驱体凝胶材料并填充至涂料材料内部，在其使用过程中，固化后涂料表面形成有效的粘结结构，通过凝胶的三维结构符合涂料自身成膜，进一步提高材料的高韧性强度和力学性能；且本发明技术方案采用采用多巴胺对前驱体凝胶材料进行改性，通过插层反应掉其表面的含氧官能团，在其表面包覆一层聚多巴胺，将聚集的凝胶颗粒剥离，有利于凝胶材料在环氧树脂中的分散，多巴胺自聚后形成的活性官能团有利于树脂和凝胶填料之间产生良好的界面结合力，进一步提高材料的力学强度。

技术领域

本发明涉及一种高韧性强度阴极电泳漆涂料的制备方法，属于涂料材料技术领域。

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。

阳极电泳涂料是以水作溶剂的新型防腐蚀涂料，它不污染环境，无毒无害，节省有机溶剂，无火灾危险，并具有优良防腐性，泳透力高，对于任何复杂的工件都能得到均匀致密的涂层，涂装自动化程度高，环境污染小等优点。目前，阳极电泳涂料主要分为环氧酯型、酚醛型、聚丁二烯型、丙烯酸型几大类型，前三大类型均为干性油酯化合成树脂，并与不饱和羧酸加成，在高分子链上引入羧基，再加入中和剂，使之成为可溶性的高分子树脂的多羧酸盐或胺盐，再经过一定的化学处理和离子化改性后形成的水溶性树脂。如环氧酯涂料是由环氧树脂用干性油酯化，并与不饱和羧酸加成后用一乙醇胺中和形成的水溶性电泳涂料。这类涂料普遍存在颜色深，不易制成浅色及其它复色涂料，泳透力较低，槽液稳定性差，易降解、易沉淀、板结，槽液抗杂质离子干扰能力差、施工电压低(100V以下)，耐候性、耐盐雾性和机械性能差等缺陷，而丙烯酸型是由石油裂解出的各类丙烯酸单体合成的树脂制备的阳极电泳漆，虽然各项性能均较好，由于世界上石油价格飞速上涨，造成成本上升。

阴极电泳涂料，因其形成的漆膜具有优异的耐腐蚀性、机械性能，又适合自动化涂装，在汽车工业中很快得到普及，传统的阴极电泳涂料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。但是该类材料在高温条件下烘烤容易变形或熔化。目前应用最广泛的是以双酚A环氧树脂与有机胺的加成物为骨架的环氧型阴极电泳涂料，其具有优良的附着力、低收缩率、耐腐蚀、耐化学品等优点。传统阴极电泳涂料的烘烤温度一般为180~200℃这使热敏感材料的电泳涂装受到限制。近年来低温固化型阴极电泳涂料的研究成为阴极电泳涂料行业中最有代表性的研究方向。采用不同的封闭剂，其解封温度不同。随着封闭型甲苯二异氰酸酯低温解封技术的发展，阴极电泳涂料的固化温度已从180~200℃降低到150~170℃。尽管解封温度降低了，但是涂膜的综合性能却受到了影响，如涂膜的柔韧性降低，涂膜的硬度一般只能达到1-2H。

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。低温固化型阴极电泳漆不仅有利于带有塑料和橡胶的汽车零部件的涂装，而且能大大降低能耗，阴极电泳漆以往常用的有机铅和锡类催化剂，由于毒性大、不环保等缺点限用。无铅、无锡环保型高防腐性阴极电泳漆是电泳漆发展过程中的一项重大改进。因此在电泳漆中，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。