[发明专利]一种环保型阳离子电泳涂料乳液的制备方法及其使用方法

说明书

本发明涉及一种环保型阳离子电泳涂料乳液的制备方法及其使用方法，在此工艺中使用固态双酚A型环氧树脂为骨干，利用高分子量聚醚胺类进行环氧官能基团的开环胺化反应，并搭配封闭型聚异氰酸酯类作为固化剂。当分散于酸性的纯水中，即制得一种阳离子电泳涂料乳液。用此电泳涂料在磷化冷轧钢板上进行电泳涂装上膜，经过热固化后，厚度在18‑20微米的漆膜，中性盐雾可达1000小时以上；此外，此新制程工艺有别于传统之制程工艺，兼具节能、减废、少工时的特征。

技术领域

本发明涉及电泳涂装技术领域，特别是一种兼具缩减制造工时，又减少溶剂使用量的一种环保型阳离子电泳涂料乳液的制备方法及其使用方法。

背景技术

传统的阴极环氧电泳涂料乳液是由胺化的环氧树脂与聚异氰酸酯类固化剂复配，再分散在水相中形成乳化液而成的。其典型的生产工艺是液态的环氧树脂与双酚A及扩链剂，在触媒存在下，进行扩链反应形成环氧当量在900-1200之间的改性环氧树脂。其反应条件是温度必须在130℃以上，反应的时了间需要2-3个小时之久。

当环氧当量到达设定值，完成扩链反应后，再行降温到100-130℃之间，加入胺类进行环氧基的开环反应，形成胺改性环氧树脂。此开环反应的条件又是在110-125℃之间，反应1-2个小时。胺改性环氧树脂形成后，再把事先制备好的封闭型异氰酸酯类固化剂加入其中。最后，将此混合均匀的电泳涂料原浆倒入含中和酸的纯水中，分散均匀，得到酸性的阳离子电泳涂料乳液。中国专利CN 109054637A公开了一种耐冲击电泳涂料及制备方法，其扩链反应需在150℃下进行2小时，之后的胺化反应必须在120℃下保温1小时，就是电泳涂料的典型制备方法。

在整个制备的过程中，为了避免因为系统黏度过高造成反应不均匀，甚至造成胶化的严重后果，每阶段都必须适当地添加有机溶剂来降黏。而这些额外添加的有机溶剂在后续的电泳涂料的使用上，不但无益，还会造成涂膜的瑕疵，尤有过者，更会造成废水的COD及废气的VOC的超标。因此，在电泳乳液完成后，还得进行费时耗能的真空抽溶剂步骤，完成后，才是真正的电泳涂料成品。

在整个制造工艺上，存在二个高耗能、高制造工时的阶段。

其一是扩链反应。它必须在130℃以上的温度下，进行2-3小时。扩链反应其实就是一种环氧树脂的改性工程。这在传统阴极环氧电泳涂料乳液的制造上是必需的，原因是市售的双酚A型环氧树脂存在硬、脆，耐屈曲差的问题，所以必须导入较柔软的化学键进行改质。

其二是制程最终阶段的抽真空程序。其目的是要将电泳乳液中多余的有机溶剂抽离的程序。因为此时的电泳涂料已是完成油转水的乳化液状态，固成份在30-35％之间。就是藉由真空下的水油共沸现象，将低沸点的有机溶剂抽离，再冷凝回收。因为操作的温度限制在60-65℃之间，时间需要2-3个小时，效率不高，是一个相当耗能，耗时的步骤。

而在下面的几个制备阶段，又有额外的有机溶剂的使用。包括：

(1)、扩链反应时，必须添加有机溶剂造成回流，让片状的双酚A能顺利热融熔入液相中，不会残留在反应器壁上，造成反应不完全的现象。

(2)、开环胺化反应时，必须再次添加有机溶剂，其目的是降黏散热。胺类与环氧基的反应是非常迅速的放热反应，为了避免反应热无法导出，造成局部过热，导致胶化。有机溶剂的添加又是必须的。

中国专利CN109021809A公开了一种环保型阳离子电泳水性树脂及其制备方法与应用，虽然提出了与现有技术不一样的制造工艺，但环氧树脂的滴加时间长达6小时以上，之后还有一高达9小时以上的回流反应时间，虽然反应温度比现有技术低许多，但时间上却增加数小时，在节能、省时方面并未有明显改善。

所以电泳涂料虽是水性涂料中之翘楚，但在制造上还是存在一些不环保、不够节能的制程。

本专利就是针对上述的缺失，采用新的材料，透过新的制程，合成更环保、更节能减废、更省制造工时的新型阴极电泳涂料乳液。

发明内容