CN111057408A - 一种电泳涂料的阳离子型改性助剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电泳涂料的阳离子型改性助剂，按重量份计包括：分子量小于1600的环氧树脂80‑365、惰性无羟基溶剂30‑300、小分子仲胺10‑100、分子量为400‑5000的聚醚胺45‑300、醇醚类溶剂30‑300、有机酸25‑80、分子量小于1200的环氧树脂8‑37和去离子水191.1‑1000。本发明还公开了其制备方法，通过经有机酸中和的胺改性环氧树脂，并乳化成水分散体，从而得到阳离子型改性助剂，可直接添加至电泳涂料工作液中，能快速、有效提高电泳涂料电导率，大大缩短了槽液电导率的更新时长，从而避免了电泳涂料上膜困难、库伦效率降低、泳透力下降等诸多弊病的出现，效率高，工艺流程简单，成本低廉，应用前景广泛，制得的阳离子型改性助剂可快速、有效提高电泳涂料电导率，且无其它负面影响。

Description

一种电泳涂料的阳离子型改性助剂及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种电泳涂料的阳离子型改性助剂及其制备方法。

背景技术

电导率是电泳涂料工作时最常用的检测指标之一。电导率偏低，会可能会带来电泳涂料上膜困难、库伦效率降低、泳透力下降等诸多弊病，不仅影响电泳涂料漆膜性能，而且浪费能耗。电泳涂料行业，因工作槽体大(槽液通常几吨到几百吨不等)，具有一定的更新时间，当电导率出现偏低异常时，目前行业内并没有十分有效的调整方案。

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，本发明提出一种电泳涂料的阳离子型改性助剂及其制备方法，该助剂可以直接添加至电泳涂料工作液中，可快速、有效提高电泳涂料电导率，且无其它负面影响。

为了克服上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种电泳涂料的阳离子型改性助剂，按重量份计包括如下组分：

作为上述方案的进一步改进，所述分子量小于1600的环氧树脂包括128E环氧树脂。环氧树脂的分子量越大，当量越高，环氧值越小，即单位重量的环氧基团数量越少，主体结构中胺化、酸化后形成的离子型基团密度越小，电导率会下降，且复配的物料的粘度越大。

作为上述方案的进一步改进，所述惰性无羟基溶剂包括甲基异丁基酮、丁酮和环己酮中的至少一种。作为溶剂，起到溶解作用。优选为溶解能力较强的甲基异丁基酮。优选值为80。

作为上述方案的进一步改进，所述小分子仲胺选自二乙胺、二乙醇胺、N-甲基乙醇胺中的至少一种。小分仲胺的结构简单，单位体积或单位重量里离子密度大，电导率更高。在复配时，利用仲胺打开环氧环，并形成一个叔胺结构，该结构在被有机酸中和后，形成季铵盐，可有效增加结构的电导率。

作为上述方案的进一步改进，所述分子量为400-5000的聚醚胺包括聚醚胺D500和聚醚胺D2000。聚醚胺分子两端都有伯胺，伯胺有两个活泼氢，可形成支链结构，使得单个主体分子中能够形成离子的胺基更多。同时，从离子密度考虑，分子量越小的聚醚胺越好。

作为上述方案的进一步改进，所述醇醚类溶剂包括乙二醇丁醚、二乙二醇己醚、乙二醇己醚和丙二醇甲醚中的至少一种。所述醇醚类溶剂作为溶剂和助溶剂，可以增加主体原料与水混合时的亲水性，使最终的产物更易形成稳定的水性分散体。优选为70。

作为上述方案的进一步改进，所述有机酸选自甲酸、醋酸、乳酸和氨基磺酸中的至少一种。优选为氨基磺酸。

一种电泳涂料的阳离子型改性助剂的制备方法，包括如下步骤：

1)按上述的电泳涂料的阳离子型改性助剂的原料配比称取各原料组分，备用；

2)取惰性无羟基溶剂和分子量小于1600的环氧树脂，升温至100±5℃，均匀搅拌至清澈透明；

3)滴加小分子仲胺，在100±5℃下保温90-120min；

4)滴加分子量为400-5000的聚醚胺，再加入醇醚类溶剂，继续在100±5℃下，保温60-80min；

5)降温至80±5℃，加入经去离子水溶解的有机酸，保温60-80min；

6)加去离子水，在80±5℃下保温60-80min；

7)缓慢加入分子量小于1200的环氧树脂，在80±5℃下保温160-180min；

8)加入去离子水，在80±5℃保温160-180min，即得该电泳涂料的阳离子型改性助剂。

本发明的有益效果：本发明提供了一种电泳涂料的阳离子型改性助剂，以分子量小于1600的环氧树脂作为主要基础原料，与惰性无羟基溶剂、小分子仲胺、分子量为400-5000的聚醚胺、醇醚类溶剂、有机酸等进行反应，通过经有机酸中和的胺改性环氧树脂，并乳化成水分散体，从而得到阳离子型改性助剂，可直接添加至电泳涂料工作液中，能快速、有效提高电泳涂料电导率，大大缩短了槽液电导率的更新时长，从而避免了电泳涂料上膜困难、库伦效率降低、泳透力下降等诸多弊病的出现，效率高，工艺流程简单，成本低廉，应用前景广泛，制得的阳离子型改性助剂可快速、有效提高电泳涂料电导率，且无其它负面影响。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明所作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时，下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或提取方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或提取方法。

实施例1

取80份甲基异丁基酮和原料中94份的环氧树脂128E，置于烧瓶中，搅拌均匀，升温至100±5℃；使用滴液漏斗向烧瓶内滴加53份的二乙醇胺，使用油浴锅将温度控制在100±5℃，并保温90-120min；使用滴液漏斗向烧瓶内缓慢滴加62.5份的聚醚胺D500，滴加过程中使用油浴锅将温度控制在滴保100±5℃，在滴加完成后加入70份的二乙二醇丁醚，在100±5℃保温60-80min；降低温度至80±5℃，向烧瓶内加入经去离子水溶解的40份的氨基磺酸，在80±5℃保温60-80min；加入去离子水，在80±5℃保温60-80min；向烧瓶内缓慢加入剩余的9.4份的环氧树脂128E，在80±5℃保温160-180min；加入去离子水，在80±5℃保温160-180min，即得阳离子型改性助剂成品1。

实施例2

取100份甲基异丁基酮和原料中100份的环氧树脂128E，置于烧瓶中，搅拌均匀，升温至100±5℃；使用滴液漏斗向烧瓶内滴加68份的二乙醇胺，使用油浴锅将温度控制在100±5℃，并保温90-120min；使用滴液漏斗向烧瓶内缓慢滴加190份的聚醚胺D500，滴加过程中使用油浴锅将温度控制在滴保100±5℃，在滴加完成后加入100份的二乙二醇丁醚，在100±5℃保温60-80min；降低温度至80±5℃，向烧瓶内加入经去离子水溶解的35份的氨基磺酸，在80±5℃保温60-80min；加入去离子水，在80±5℃保温60-80min；向烧瓶内缓慢加入剩余的8份的环氧树脂128E，在80±5℃保温160-180min；加入去离子水，在80±5℃保温160-180min，即得阳离子型改性助剂成品2。

实施例3

取150份甲基异丁基酮和原料中100份的环氧树脂128E，置于烧瓶中，搅拌均匀，升温至100±5℃；使用滴液漏斗向烧瓶内滴加87份的二乙醇胺，使用油浴锅将温度控制在100±5℃，并保温90-120min；使用滴液漏斗向烧瓶内缓慢滴加120份的聚醚胺D500，滴加过程中使用油浴锅将温度控制在滴保100±5℃，在滴加完成后加入40份的二乙二醇丁醚，在100±5℃保温60-80min；降低温度至80±5℃，向烧瓶内加入经去离子水溶解的50份的氨基磺酸，在80±5℃保温60-80min；加入去离子水，在80±5℃保温60-80min；向烧瓶内缓慢加入剩余的11份的环氧树脂128E，在80±5℃保温160-180min；加入去离子水，在80±5℃保温160-180min，即得阳离子型改性助剂成品3。

实施例4

取80份甲基异丁基酮和原料中94份的环氧树脂128E，置于烧瓶中，搅拌均匀，升温至100±5℃；使用滴液漏斗向烧瓶内滴加53份的二乙醇胺，使用油浴锅将温度控制在100±5℃，并保温90-120min；使用滴液漏斗向烧瓶内缓慢滴加62.5份的聚醚胺D500，滴加过程中使用油浴锅将温度控制在滴保100±5℃，在滴加完成后加入70份的二乙二醇丁醚，在100±5℃保温60-80min；降低温度至80±5℃，向烧瓶内加入经去离子水溶解的40份的乳酸，在80±5℃保温60-80min；加入去离子水，在80±5℃保温60-80min；向烧瓶内缓慢加入剩余的9.4份的环氧树脂128E，在80±5℃保温160-180min；加入去离子水，在80±5℃保温160-180min，即得阳离子型改性助剂成品4。

实施例5

分别对实施例1-4所得的阳离子型改性助剂成品1-4中的不挥发物含量/(105℃*3h)、pH值/25℃和电导率/25℃等进行性能测试，所得检测结果如下表1所示。

表1.对实施例1-4所得的阳离子型改性助剂1-4的性能检测

从表1可以看出，实施例4中加入的有机酸为乳酸，其制得的阳离子型改性助剂4的不挥发物含量/(105℃*3h)、pH值和电导率/25℃上不及以氨基磺酸作为有机酸制得的阳离子型改性助剂成品1-3。以氨基磺酸作为有机酸制得的阳离子型改性助剂成品1-3的电导率高，因此产品稳定性高，更方便长时间储存。

实施例6

将实施例1所得的阳离子型改性助剂成品1加入相同的电解槽液中，再进行电导率检测，所得检测结果如下表2所示；

将实施例4所得的阳离子型改性助剂成品4加入相同的电解槽液中，再进行电导率检测，所得检测结果如下表3所示。

其中，阳离子型改性助剂成品的添加量分别按重量比为0、0.05％、0.1％、1.5％、0.2％。

表2实施例1的阳离子型改性助剂成品1的导电率效果检测

表3.实施例4的阳离子型改性助剂成品4的导电率效果检测

从表2和表3的对比可以进一步看出，使用氨基磺酸所得的阳离子型改性助剂的导电率更高，导电效果更好。氨基磺酸在有机酸中属于酸性较强的强酸，氨基磺酸、甲酸、乳酸、醋酸的酸性强弱不同，在胺改性的环氧树脂主体结构相同的情况下，酸性强弱会影响最后产品的pH值、电导率等参数。从实验数据来看，等摩尔数的酸，按氨基磺酸、甲酸、乳酸、醋酸排列，pH依次上升，电导率依次下降，这与酸的理论中的酸碱强度能够对应。

对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种电泳涂料的阳离子型改性助剂，按重量份计包括如下组分：

2.根据权利要求1所述的阳离子型改性助剂，其特征在于，所述分子量小于1600的环氧树脂包括128E环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的阳离子型改性助剂，其特征在于，所述惰性无羟基溶剂包括甲基异丁基酮、丁酮和环己酮中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的阳离子型改性助剂，其特征在于，所述惰性无羟基溶剂为甲基异丁基酮。

5.根据权利要求1所述的阳离子型改性助剂，其特征在于，所述小分子仲胺选自二乙胺、二乙醇胺、N-甲基乙醇胺中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的阳离子型改性助剂，其特征在于，所述分子量为400-5000的聚醚胺包括聚醚胺D500和聚醚胺D2000。

7.根据权利要求1所述的阳离子型改性助剂，其特征在于，所述醇醚类溶剂包括乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、乙二醇己醚、二乙二醇己醚和丙二醇甲醚中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的阳离子型改性助剂，其特征在于，所述有机酸选自甲酸、醋酸、乳酸和氨基磺酸中至少的一种。

9.根据权利要求8所述的阳离子型改性助剂，其特征在于，所述有机酸为氨基磺酸。

10.一种电泳涂料的阳离子型改性助剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)按权利要求1～9任意项所述的电泳涂料的阳离子型改性助剂的原料配比称取各原料组分，备用；

2)取惰性无羟基溶剂和分子量小于1600的环氧树脂，升温至100±5℃，均匀搅拌；

3)滴加小分子仲胺，在100±5℃下保温90-120min；

4)滴加分子量为400-5000的聚醚胺，再加入醇醚类溶剂，继续在100±5℃下，保温60-80min；

5)降温至80±5℃，加入经去离子水溶解的有机酸，保温60-80min；

6)加去离子水，在80±5℃下保温60-80min；

7)缓慢加入分子量小于1200的环氧树脂，在80±5℃下保温160-180min；

8)加入去离子水，在80±5℃保温160-180min，即得该电泳涂料的阳离子型改性助剂。