本发明属于汽车车身及其零部件的涂装技术领域，涉及节能型低温阴极电泳漆及其制备方法与应用。
背景技术：
电泳涂装具有涂层耐蚀性能优良，覆盖能力好，涂装设备自动化程度高，污染少，涂料利用率高等特点，是一种环保高性能的涂装方式，广泛应用于汽车涂装领域。
但普通的阴极电泳涂料需在180℃/30min高温下烘烤，不仅烘干成本高，耗费能源，更重要的是被涂物或因高温下应变，或因热容量大而烘焙不透。因此，随着环保节能意识的不断增强，人们越加迫切的希望节能型低温固化阴极电泳漆的面市。
目前国内阴极电泳涂料的开发研究虽然做了很多工作，但成熟的工艺还未见，开发这类涂料的技术关键是寻求新型交联剂，开发专用低温树脂，以降低其固化温度。
技术实现要素：
本发明对低温交联剂、环氧树脂和硬化剂进行研究和综合使用，研制出了节能型低温阴极电泳漆，适应于汽车车身及其零部件的涂装，解决了异氰酸脂的低温离解性，低温固化涂膜的表面平滑性和涂料稳定性三大技术关键问题，实现了阴极电泳漆固化温度的降低，节约了能源，降低了涂装成本。
本发明的技术内容如下：
一种节能型低温阴极电泳漆，其特征在于它是由下述重量份数成分组成：
主体树脂 20-40 pH值调节剂 1-2
乳化剂 0.5-1.5 去离子水 40-50
水性乳液 15-25
所述的主体树脂由下述重量份数成分组成
环氧树脂 30-40 助溶剂 10-20
胺类硬化剂 3-7 酮亚胺 10-20
低温阴极电泳漆交联剂 25-35 pH值调节剂 1-4
所述的环氧树脂指的是:601树脂或604树脂；
助溶剂指的是:丙二醇甲醚，丙二醇乙醚或乙二醇丁醚；
胺类硬化剂指的是:三乙醇胺、二乙醇胺或二乙胺；
酮亚胺指的是:BS-8155环氧固化剂或DJ2425环氧固化剂；
pH值调节剂指的是:乙酸或乳酸；
乳化剂指的是:烷基咪唑啉、OP-10或苯乙基酚聚氧乙烯醚
水性乳液指的是：EW2138/35WA(Allnex湛新树脂)
所述的低温阴极电泳漆交联剂由下述重量份数成分组成
异氰酸酯 35-45 催化剂 0.4-0.8
封闭剂 35-45 聚醚树脂 15-25；
所述的异氰酸酯指的是甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯；
催化剂指的是甲基磺酸铋或二月桂酸二丁基锡；
封闭剂指的是甲乙酮肟或丙二酸羟乙酯；
聚醚树脂指的是聚醚330n或聚醚3050。
本发明进一步公开了节能型低温阴极电泳漆的制备方法，其特征在于按如下的步骤进行：
主体树脂：
（1）将环氧树脂、助溶剂依次加入到反应釜中，升温至90±2℃，开动搅拌，在900转/分下搅拌直至树脂完全溶解；
（2）将胺类硬化剂加入到反应釜中，温度控制在117±2℃，搅拌1小时；
（3）将酮亚胺加入到反应釜中，温度控制在117±2℃，搅拌1小时；
（4）将低温电泳漆交联剂加入到反应釜中，温度控制在60±2℃，搅拌1小时；
（5）用pH值调节剂调节pH值，控制在pH值5.5-5.7，温度控制在60±2℃，搅拌均匀；
节能型低温阴极电泳漆：
（1）将主体树脂、1/2量份pH调节剂、乳化剂依次加入到配料盆中，开动搅拌，在900转/分下搅拌半小时，分散均匀，制成预混和物备用；
（2）将去离子水加入到乳化罐中，开动搅拌，在600转/分下慢慢加入（1）预混合物，加完后继续搅拌1小时；
（3）将水性乳液加入到乳化罐中，在200转/分下搅拌均匀；
（4）用剩余的1/2量份pH调节剂调节pH值，控制在pH值5.0-5.2， pH值合格后用适量去离子水调节。
本发明更进一步公开了节能型低温阴极电泳漆在用于汽车车身及其零部件的涂装方面的应用。特别是在降低异氰酸脂解封温度的同时兼顾涂膜的表面平滑性和涂料稳定性方面的应用。实验结果证实：本发明的节能型低温阴极电泳漆，适应于汽车车身及其零部件的涂装，解决了异氰酸脂的低温离解性，低温固化涂膜的表面平滑性和涂料稳定性三大技术关键问题，实现了阴极电泳漆固化温度的降低，节约了能源，降低了涂装成本。
本发明公开的节能型低温阴极电泳漆及其制备方法与应用与现有阴极电泳漆相比所具有的积极效果在于：
（1）本发明节能型低温阴极电泳漆为水性涂料，ｖｏｃ含量远低于420克／升，符合国家产业政策，安全环保，对环境和操作人员无伤害。
（2）本发明将传统阴极电泳漆180℃/30min的固化温度降低到140℃/30min，降低了涂装成本，节约能源。
（3）本发明不含铅等重金属，因此不需要含铅类的废水处理系统，且对任何UF装量都能适用而不会造成对UF膜的堵塞。
（4）本发明仍具有传统电泳漆的一般优点，如涂层耐蚀性能优良，涂料利用率高等。
产品用途：广泛应用于汽车车身及其零部件的涂装，起防护和装饰作用。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。本发明所用原料及试剂均有市售。
实施例1：
主体树脂：
节能型低温阴极电泳漆：
其中原料为：
1 环氧树脂:601树脂,604树脂，首选：601树脂（三木化工）
2 助溶剂：丙二醇甲醚，丙二醇乙醚，乙二醇丁醚，异丙醇，正丁醇，二乙二醇丁醚，首选：丙二醇甲醚，丙二醇乙醚、乙二醇丁醚；
3 胺类硬化剂：三乙醇胺，二乙醇胺，二乙胺，首选：三乙醇胺，二乙醇胺
4 酮亚胺：BS-8155环氧固化剂，DJ2425环氧固化剂（山东德源），首选：BS-8155环氧固化剂（福州百盛）
5 pH值调节剂：乙酸，乳酸，首选：乙酸
6 乳化剂：烷基咪唑啉，OP-10，苯乙基酚聚氧乙烯醚，首选：烷基咪唑啉，OP-10
7 水性乳液：EW2138/35WA(Allnex湛新树脂)
8 低温阴极电泳漆交联剂：低温阴极电泳漆交联剂（天津科瑞达涂料）
制造工艺：
主体树脂：
（1）将配方中环氧树脂 601、助溶剂依次加入到反应釜中，升温至90±2℃，开动搅拌，在900转/分下搅拌直至树脂完全溶解。
（2）将配方中的胺类硬化剂加入到反应釜中，温度控制在117±2℃，搅拌1小时。
（3）将配方中的BS-8155环氧固化剂加入到反应釜中，温度控制在117±2℃，搅拌1小时。
（4）将配方一中的低温阴极电泳漆交联剂加入到反应釜中，温度控制在60±2℃，搅拌1小时。
（5）用配方一中的乙酸调节pH值，控制在pH值5.5-5.7，温度控制在60±2℃，搅拌均匀。
节能型低温电泳漆：
（1）将配方中的主体树脂、乙酸（1/2量份）、乳化剂依次加入到配料盆中，开动搅拌，在900转/分下搅拌半小时，分散均匀，制成预混和物备用。
（2）将配方二中的去离子水加入到乳化罐中，开动搅拌，在600转/分下慢慢加入预混合物①，加完后继续搅拌1小时。
（3）将配方中的水性乳液EW2138/35WA加入到乳化罐中，在200转/分下搅拌均匀。
（4）用剩余的乙酸（1/2量）调节pH值，控制在pH值5.0-5.2， pH值合格后用适量去离子水调节固体含量至35±2%，制成节能型低温电泳漆。
其中所述的低温阴极电泳漆交联剂（天津科瑞达涂料提供）的制备方法如下：
（1）配方（质量份）：
其中原料为：
1异氰酸酯：甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯。首选：甲苯二异氰酸酯（巴斯夫）
2催化剂：甲基磺酸铋，二月桂酸二丁基锡，首选：甲基磺酸铋
3封闭剂：甲乙酮肟，丙二酸羟乙酯，首选：甲乙酮肟
4聚醚树脂：聚醚330n，聚醚3050，首选：聚醚330n（天津石化三厂）
（2）制造工艺：
1）将配方中的异氰酸酯、催化剂依次加入到反应釜中，开动搅拌，在900转/分下搅拌10分钟，分散均匀。
2）在另一滴加罐中加入配方中封闭剂，在搅拌下慢慢滴加入反应釜中，开降温水，控制温度在50℃范围内，滴加完成后在70±2℃保持1小时。
3）从反应釜中取样，测定NCO值，NCO值在4-10即为合格。
4）NCO值合格后，将配方中的聚醚树脂加入到反应釜中，温度控制在90±2℃，在900转/分下搅拌2小时。
5）从反应釜中取样，测定NCO值，NCO值小于4即为合格。备用。
6）低温阴极交联剂技术指标：
实施例2：
主体树脂：
节能型低温阴极电泳漆：
其中原料为：
1 环氧树脂:601树脂,604树脂，首选：601树脂（三木化工）
2 助溶剂：丙二醇甲醚，丙二醇乙醚，乙二醇丁醚，异丙醇，正丁醇，二乙二醇丁醚，首选：丙二醇甲醚，丙二醇乙醚、，乙二醇丁醚
3 胺类硬化剂：三乙醇胺，二乙醇胺，二乙胺，首选：三乙醇胺，二乙醇胺
4 酮亚胺：BS-8155环氧固化剂，DJ2425环氧固化剂（山东德源），首选：BS-8155环氧固化剂（福州百盛）
5 pH值调节剂：乙酸，乳酸，首选：乙酸
6 乳化剂：烷基咪唑啉，OP-10，苯乙基酚聚氧乙烯醚，首选：烷基咪唑啉，OP-10
7 水性乳液：EW2138/35WA(Allnex湛新树脂)
8 低温阴极电泳漆交联剂：低温阴极电泳漆交联剂（天津科瑞达涂料，见实施例1部分）
制造工艺：
主体树脂：
（1）将配方中环氧树脂 601、助溶剂依次加入到反应釜中，升温至90±2℃，开动搅拌，在900转/分下搅拌直至树脂完全溶解。
（2）将配方中的胺类硬化剂加入到反应釜中，温度控制在117±2℃，搅拌1小时。
（3）将配方中的BS-8155环氧固化剂加入到反应釜中，温度控制在117±2℃，搅拌1小时。
（4）将配方一中的低温阴极电泳漆交联剂加入到反应釜中，温度控制在60±2℃，搅拌1小时。
（5）用配方一中的乙酸调节pH值，控制在pH值5.5-5.7，温度控制在60±2℃，搅拌均匀。
节能型低温阴极电泳漆：
（1）将配方中的主体树脂、乙酸（1/2量份）、乳化剂依次加入到配料盆中，开动搅拌，在900转/分下搅拌半小时，分散均匀，制成预混和物备用。
（2）将配方二中的去离子水加入到乳化罐中，开动搅拌，在600转/分下慢慢加入预混合物①，加完后继续搅拌1小时。
（3）将配方中的水性乳液EW2138/35WA加入到乳化罐中，在200转/分下搅拌均匀。
（4）用剩余的乙酸（1/2量）调节pH值，控制在pH值5.0-5.2， pH值合格后用适量去离子水调节固体含量至35±2%，制成节能型低温阴极电泳漆。
主要技术指标
实施例3施工应用例
节能型低温阴极电泳漆与去离子水按1：1的比例配制到电泳槽中，循环均匀。将磷化过的汽车零部件完全浸入电泳槽中，连接电源负极，正极连接在阳极板上，通电240伏特3分钟。电泳完成后工件移至冲洗区，用去离子水冲尽浮漆，沥液、吹干后，在130-140℃条件下烘干30min。
实施例4
节能型低温阴极电泳漆的使用情况及效果：
结论：
（1）本发明可在140℃（30min）固化，应用于汽车车身及其零部件的涂装领域。
（2）本发明具有良好的涂料稳定性,所得的漆膜平整光滑,其漆膜性能可达到一般电泳漆的技术指标。
（3）本发明因固化温度的降低，可节约能源，降低涂装成本。