一种配套薄膜前处理的阴极电泳涂料用分散树脂及其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种配套薄膜前处理的阴极电泳涂料用分散树脂，其特征在于，所述分散树脂为如下结构式1所示的硫鎓盐型分散树脂。本发明专利技术还公开了其制备方法和应用。本发明专利技术所制备的分散树脂具有较好的润湿流平性，降低漆膜的粗糙度；同时，该分散树脂具有较好的电场屏蔽性，侧链上梳爪结构与颜填料有较强的结合力，且较少的使用有机溶剂，故而电泳漆具有较好的泳透力；另外，该分散树脂侧链上硫鎓键与金属基材有较强的结合力，提高涂层的防腐蚀能力。在薄膜前处理配套领域，该分散树脂拥有诸多优点，具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种配套薄膜前处理的阴极电泳涂料用分散树脂及其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及涂料
，具体涉及一种配套薄膜前处理的阴极电泳涂料用分散树脂及其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]电泳涂料通常是指在电场作用下，涂料中的主体物质在基材上沉积，最后烘烤成膜的一种水性涂料。经过几十年的发展，电泳涂料因其涂料利用率高、耐腐蚀能力强等特点越来越得到广泛的应用，汽车工业是阴极电泳涂料最主要的应用领域之一。
[0003]近年来，随着国家对环保要求的不断提高，涂装行业的前处理必须朝无磷化方向转型，因此更多的主机厂开始选用更加绿色环保的新型工艺——锆化工艺。
[0004]由于锆化膜是纳米级的，其比磷化膜要薄得多，因此对外界更敏感，施工窗口小，参数的控制难度也要比原有的磷化工艺大得多。
[0005]使用传统电泳漆产品时，锆化痱子点、流痕花斑、镀锌板针孔等润湿流平性问题极为突出；同时，为平衡润湿性，往往泳透力不佳；另外，原产品与磷化前处理配套时中性盐雾实验数据可达到1000h，与锆化前处理配套时往往中性盐雾实验数据只有700
‑
800h。
[0006]传统侧链接枝半封闭异氰酸酯型的硫嗡盐分散树脂应用于锆化前处理配套时Tg较高，润湿性不佳，电泳漆膜粗糙度较高。
[0007]传统季铵盐型分散树脂虽应用于锆化前处理配套时润湿性较好，槽液耐老化能力强，但该类分散树脂具有较多溶剂，使得电泳漆的泳透力较低，且防腐能力偏弱更加无法满足要求。
[0008]因此，需要针对电泳漆的润湿流平性、泳透力、防腐能力进行进一步研发。
[0009]在如何更好的配套薄膜无磷前处理方面，前人做出了大量的工作。李祥涛采用锆化膜技术作为前处理，提高了漆膜与基材的结合力和耐腐蚀性能(参见李祥涛，阴极电泳涂装前处理的研究，大连工业大学硕士学位论文，2013)。但在锆化前处理使用过程中，电泳漆出现许多问题。
[0010]单铭棋等对锆化前处理工艺特点及质量缺陷分析，李宽等对硅烷薄膜工艺对车身耐腐蚀和外观的影响进行了研究。为克服这些配套薄膜前处理新出现的问题，曹军等采用新的催化固化EPIC体系，在配套锆化前处理时，EPIC 表现出比ED7更加优异的遮盖性，更高的泳透力(参见曹军，新一代超高泳透力电泳涂料的应用性能研究，涂料工业，2020)，但固化效果不可靠稳定，仍需借助有机锡，且价格昂贵，并不适用于在现阶段进行工业化应用。

技术实现思路

[0011]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种配套薄膜前处理的阴极电泳涂料用分散树脂及其制备方法。能够在配套薄膜无磷前处理应用上，更好的实现针对产品润湿性、泳透力、耐腐蚀性的性能要求，重点解决现有产品配套薄膜前处理时出现的
三类突出问题：1.容易出现锆化痱子点、流痕花斑、镀锌板针孔等润湿流平性问题；2.泳透力不佳；3.防腐能力偏弱。
[0012]为了实现本专利技术的目的，所采用的技术方案是：
[0013]一种配套薄膜前处理的阴极电泳涂料用分散树脂，所述分散树脂为如下结构式1所示的硫鎓盐型分散树脂：
[0014][0015]所述硫鎓盐型分散树脂由含活泼氢的氨基树脂和环氧树脂反应制备主体树脂，然后采用经质子酸酸化的硫醚类化合物与上述主体树脂反应制得。
[0016]在本专利技术的一个优选实施例中，所述含活泼氢的氨基树脂由多乙烯多胺与叔碳酸缩水甘油酯反应所得。
[0017]在本专利技术的一个优选实施例中，所述硫鎓盐型分散树脂由如下反应式2 制备而成，其中，所述X取值范围为1
‑
3，所述Y取值范围为1
‑
14：
[0018][0019]一种配套薄膜前处理的阴极电泳涂料用分散树脂的制备方法，具体包括如下反应步骤：
[0020]第一步，制备含活泼氢的氨基树脂：
[0021]在惰性气体保护状态下，在转速为100
‑
200rpm的状态下，在多胺类化合物中，滴加叔碳酸缩水甘油酯，在100
‑
120℃下保温4
‑
6小时后加入醇类化合物混匀得含活泼氢的氨基树脂；
[0022]所述多胺类化合物与所述叔碳酸缩水甘油酯的摩尔比为0.2
‑
0.5:1；
[0023]所述醇类化合物占氨基树脂的重量比为0.05
‑
0.1；
[0024]第二步，制备分散树脂：
[0025]在惰性气体保护状态下，将环氧树脂、双酚A、甲基异丁基甲酮三者进行搅拌混匀得一次混匀料，搅拌温度控制在110
‑
120℃，搅拌转速为100
‑
200rpm；
[0026]所述环氧树脂与双酚A的重量比为3
‑
4:1；所述甲基异丁基甲酮占一次混匀料的重量比为0.02
‑
0.1：1；
[0027]在所述一次混匀料中加入三苯基膦催化剂，在130
‑
140℃一次保温1.5 小时，后降温至70
‑
90℃，二次保温1
‑
2小时得二次混匀料；
[0028]在所述二次混匀料中加入第一步中的产物含活泼氢的氨基树脂，于 80
‑
100℃保温1
‑
3小时后降温至60
‑
65℃，得到三次混匀料；
[0029]加入硫醚类化合物、质子酸和水，于65
‑
75℃保温4
‑
8小时得四次混匀料；
[0030]加入水稀释到所述四次混匀料的固体份达到39％
‑
41％，后得到阴极电泳涂料用硫鎓盐型分散树脂；
[0031]所述三苯基膦与环氧树脂的重量比为1:50
‑
200；
[0032]所述硫醚类化合物与质子酸的摩尔比为1
‑
3:1；
[0033]所述质子酸与三次混匀料中环氧基团的摩尔比为0.8
‑
1:1；
[0034]所述含活泼氢的氨基树脂与所述环氧树脂之间的重量比为0.1
‑
0.5:1。
[0035]在本专利技术的一个优选实施例中，所述惰性气体为氮气、氦气或氩气中的任意一种或多种。
[0036]在本专利技术的一个优选实施例中，所述多胺类化合物为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的任意一种或多种。
[0037]在本专利技术的一个优选实施例中，所述叔碳酸缩水甘油酯为特戊酸缩水甘油酯、新癸酸缩水甘油酯、新壬酸缩水甘油酯、新辛酸缩水甘油酯、新庚酸缩水甘油酯、新十一酸缩水甘油酯或新十三酸缩水甘油酯中的任意一种或多种。
[0038]在本专利技术的一个优选实施例中，所述醇醚类化合物为乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇己醚、2
‑
乙基己醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚或二乙二醇丁醚中的任意一种或多种。
[0039]在本专利技术的一个优选实施例中，所述脂肪族环氧树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配套薄膜前处理的阴极电泳涂料用分散树脂，其特征在于，所述分散树脂为如下结构式1所示的硫鎓盐型分散树脂：所述硫鎓盐型分散树脂由含活泼氢的氨基树脂和环氧树脂反应制备主体树脂，然后采用经质子酸酸化的硫醚类化合物与上述主体树脂反应制得。2.如权利要求1所述的一种配套薄膜前处理的阴极电泳涂料用分散树脂，其特征在于，所述含活泼氢的氨基树脂由多乙烯多胺与叔碳酸缩水甘油酯反应所得。3.如权利要求1或2所述的一种配套薄膜前处理的阴极电泳涂料用分散树脂，其特征在于，所述硫鎓盐型分散树脂由如下反应式2制备而成，其中，所述X取值范围为1
‑
3，所述Y取值范围为1
‑
14：
4.如权利要求1
‑
3当中任一项所述的一种配套薄膜前处理的阴极电泳涂料用分散树脂的制备方法，其特征在于，具体包括如下反应步骤：
第一步，制备含活泼氢的氨基树脂：在惰性气体保护状态下，在转速为100
‑
200rpm的状态下，在多胺类化合物中，滴加叔碳酸缩水甘油酯，在100
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120℃下保温4
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6小时后加入醇类化合物混匀得含活泼氢的氨基树脂；所述多胺类化合物与所述叔碳酸缩水甘油酯的摩尔比为0.2
‑
0.5:1；所述醇类化合物占氨基树脂的重量比为0.05
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0.1；第二步，制备分散树脂：在惰性气体保护状态下，将环氧树脂、双酚A、甲基异丁基甲酮三者进行搅拌混匀得一次混匀料，搅拌温度控制在110
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120℃，搅拌转速为100
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200rpm；所述环氧树脂与双酚A的重量比为3
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4:1；所述甲基异丁基甲酮占一次混匀料的重量比为0.02
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0.1：1；在所述一次混匀料中加入三苯基膦催化剂，在130
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140℃一次保温1.5小时，后降温至70
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90℃，二次保温1
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2小时得二次混匀料；在所述二次混匀料中加入第一步中的产物含活泼氢的氨基树脂，于80
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100℃保温1
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3小时后降温至60
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65℃，得到三次混匀料；加入硫醚类化合物、质子酸和水，于65
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75℃保温4
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【专利技术属性】
技术研发人员：雷田，徐一丁，王景强，邓力，朱叶，
申请(专利权)人：上海金力泰化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：