[发明专利]一种改性阳离子微凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明属于电泳涂料制备技术领域，公开了一种改性阳离子微凝胶，主要由环氧树脂、双酚A、有机溶剂、碱性催化剂、聚氨酯硫化物、酸、水和可水解环氧树脂等组分制成，其中，由于环氧主链中的硫盐和可水解环氧树脂中的叔胺的存在，使制得的微凝胶带有阳离子特性，从而微凝胶的水分散性得以提高；同时，改性阳离子微凝胶的主链引入了具有硫结构的聚氨酯硫化物，其在与配方中各组分进行交联固化时提高了改性阳离子微凝胶对基材的结合力和电泳涂料的锐边防腐性能。本发明还提供了一种电泳涂料，采用本发明的改性阳离子微凝胶经复配所得的电泳涂料具有良好的锐边防腐性能的同时也兼具优异的综合防腐性和外观流平性，应用前景广泛。

技术领域

本发明属于电泳涂料制备技术领域，具体涉及一种改性阳离子微凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

电泳涂料被广泛应用在以汽车车体和汽车部件为主要用途的领域中。特别以阴极电泳涂料为主的电泳涂装方式，自上世纪六十年代投人工业生产以来由于其涂膜性能优异、涂料利用率高及低VOC含量等优点，发展非常迅速。现今阴极电泳涂料以广泛运用于汽车车身、汽摩配件、家电、家具配件、五金机电、军工等行业与领域。

阴极电泳涂料在规定温度下进行烘烤使涂装在基材上的树脂进行交联固化。在这情况下，树脂由于随着温度的提高，玻璃化温度降低引起涂层粘度降低，流动性提高而使在工件的边缘部位的涂层变薄或者剥落。特别是带有锐边工件的边缘部位变薄或者剥落时，该边缘由于长期暴露于外界环境中而得不到涂层有效保护容易导致严重的被腐蚀。随着汽车销量逐年萎缩，顾客在购车时对品质提出高要求，汽车生产商也对汽车品质提出更高要求，尤其是对汽车车身及其边缘部位的耐防腐性要求越来越高。

近些年在电泳涂料中添加微凝胶树脂来提高工件锐边防腐性为电泳行业最常规、最有效的手段之一。现有技术中制备改性阳离子微凝胶的方法有环氧-胺类、丙烯酸类、硅氧烷类等，但存在如下缺陷：设计环氧扩链因需要足够大的分子量才能起到微凝胶效果，因此，生产过程中控制难度大、凝胶化风险大；电泳涂料因需达到锐边防腐要求，需添加大量的微凝胶，但同时锐边防腐性仍不够好；微凝胶水分散体的分散颗粒尺寸较大，水溶性差，导致电泳涂料的涂层粗糙度高，外观流平变差；电泳涂料添加微凝胶后普遍导致层间附着力以及与基材结合力变差，无法做到同时兼顾锐边防腐和综合防腐性能等弊病。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提供一种改性阳离子微凝胶及其制备方法和应用，通过将聚氨酯硫化物交联至阳离子微凝胶的主链上，并将所得到的改性阳离子微凝胶应用在电泳涂料中，能够有效提高电泳涂料的锐边防腐性能及综合防腐性能。

为了克服上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种改性阳离子微凝胶，所述改性阳离子微凝胶按重量份计，主要由以下原料组分制得：环氧树脂10-50份、双酚A5-25份、有机溶剂15-35份、碱性催化剂0.01-0.1份、聚氨酯硫化物5-25份、酸6-20份、水11-55份、可水解环氧树脂10-30份。

作为上述方案的进一步改进，所述碱性催化剂选自胺类、咪唑类、咪唑啉类和磷类中的至少一种，具体包括三乙胺、N、N-二甲基苄胺、三乙醇胺、四甲基氯化铵、三苯基膦、三乙胺酸盐、二甲基咪唑、四甲基咪唑、溴化四乙基铵、N、N-二甲基乙醇胺等。优选为N、N-二甲基苄胺、二甲基咪唑和三苯基膦中的至少一种。

作为上述方案的进一步改进，所述酸选自二羟甲基丙酸、氨基磺酸和乙酸中的至少一种。具体选自甲酸、乙酸、乳酸、丙酸、丁酸、辛酸、戊酸、己酸、苯甲酸、二羟甲基丙酸、N-乙酰基甘氨酸、N-乙酰基-β-丙氨酸、硼酸、磷酸、盐酸、硫酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、氨基磺酸、马来酸酐、丙二酸二异丙酯、2-磺基苯甲酸酐、甲烷磺酸、羟乙基磺酸等中的至少一种。优选为二羟甲基丙酸、氨基磺酸、乙酸中的至少一种。

作为上述方案的进一步改进，所述聚氨酯硫化物的结构式为：