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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610918712.0 (22)申请日 2016.10.21 (71)申请人 广州擎天材料科技有限公司 地址 510860 广东省广州市花都区狮岭镇 裕丰路16号 (72)发明人 许奕祥姚煌张红 (74)专利代理机构 广州知友专利商标代理有限 公司 44104 代理人 李海波马赟斋 (51)Int.Cl. C09D 151/08(2006.01) C09D 5/08(2006.01) C09D 7/12(2006.01) C08F 283/10(2006.01) C08F 。
2、220/10(2006.01) C08F 230/02(2006.01) C08G 59/16(2006.01) (54)发明名称 一种适用于汽车传动轴用水性防腐涂料的 圆盘式静电涂装工艺 (57)摘要 本发明公开了一种适用于汽车传动轴用水 性防腐涂料的圆盘式静电涂装工艺， 采用圆盘式 静电喷枪往表面经过铁系磷化处理的钢结构件 喷涂水性防腐涂料， 而后干燥， 其中， 所述的水性 防腐涂料包括以下重量百分比的组份： 氧化干燥 型环氧磷酸酯树脂5070%、 颜料及填料515%、 功能性防锈颜料515%、 功能性促进剂12%、 去 离子水1020%。 本发明还公开一种水性涂料。 本 发明解决铁系磷化。
3、处理钢结构件水性单组份涂 层耐腐蚀性问题、 低温固化单组份涂层下线干燥 性、 抗粘性问题以及单组份水性涂料技术如何满 足圆盘式静电涂装流挂与流平的技术问题。 权利要求书2页 说明书5页 CN 106566363 A 2017.04.19 CN 106566363 A 1.一种适用于汽车传动轴用水性防腐涂料的圆盘式静电涂装工艺， 其特征是， 采用圆 盘式静电喷枪往表面经过铁系磷化处理的钢结构件喷涂水性防腐涂料， 而后干燥， 其中， 所 述的水性防腐涂料包括以下重量百分比的组份： 氧化干燥型环氧磷酸酯树脂 5070% 颜料及填料 515% 功能性防锈颜料 515% 功能性促进剂 12% 去离子水 。
4、1020%。 2.根据权利要求1所述的适用于汽车传动轴用水性防腐涂料的圆盘式静电涂装工艺， 其特征是， 涂装的施工现场环境湿度50-80%， 温度0-45度； 所述工件为圆管型钢结构件， 涂 装前工件表面温度达到35-45度； 所述的圆盘式静电喷枪的圆盘直径为12厘米， 喷涂距离为 1.4米， 圆盘转速为20000-30000转， 静电高压为50-75千伏， 要求油漆施工粘度在25时， 涂 2#杯为20-30秒， 油漆施工触变值为2.0-2.5之间； 所述的干燥方式是指80度30分钟实干； 所 述喷涂为一次性厚涂， 即干膜厚度大于50微米。 3.一种适用于圆盘式静电涂装工艺的水性涂料， 其特征。
5、是， 包括以下重量百分比的组 份： 氧化干燥型环氧磷酸酯树脂 5070% 颜料及填料 515% 功能性防锈颜料 515% 功能性促进剂 12% 去离子水 1020%。 4.根据权利要求3所述的水性涂料， 其特征是， 所述的氧化干燥型环氧磷酸酯树脂是指 具有环氧基团、 磷酸酯基团以及不饱和共轭双键的丙烯酸磷酸酯改性大分子量环氧酯树 脂。 5.根据权利要求4所述的水性涂料， 其特征是， 所述氧化干燥型环氧磷酸酯树脂主要由 环氧树脂E03、 脂肪酸和丙烯酸酯类单体在引发剂、 助溶剂和中和剂存在下制备而成。 6.根据权利要求5所述的水性涂料， 其特征是， 所述环氧树脂是指环氧值为0.025- 0.04。
6、5的E03， 其中环氧树脂占固体总重量的25-35%； 所述脂肪酸是指棕榈油酸与亚麻油酸 的混合物， 混合比为1 1， 脂肪酸含量占固体总重量的1-5%； 所述丙烯酸酯类单体占固体总 重量的50-70%， 其中功能性丙烯酸磷酸酯单体占10-20%， 树脂的酸值控制在15-20mgKOH/g； 所述助溶剂为乙二醇单丁醚， 中和剂为三乙胺， 引发剂为过氧化氢异丙苯。 7.根据权利要求5所述的水性涂料， 其特征是， 所述的氧化干燥型环氧磷酸酯树脂其制 备方法包括以下步骤： 把助溶剂和环氧树脂E03加入反应釜， 升温至溶解， 搅拌， 同时往反应 釜中加入脂肪酸， 升温至200-240进行脂肪酸-环氧开。
7、环反应， 至反应物的酸值为4-8 mgKOH/g； 然后把反应釜温度冷却至150-180， 缓慢滴加丙烯酸酯类单体的混合物和引发 剂， 滴加时间控制在2.5-3.5小时， 保温2小时； 最后降温至90-100， 加入中和剂中和至PH 值为8.0-10.0， 然后将定量的热水在1500转/分钟的转速下缓慢滴加到反应釜， 乳化分散， 得到含有丙烯酸磷酸酯改性的环氧磷酸酯树脂水分散体， 树脂的酸值控制在15-20mgKOH/ g， 固含为40-45%。 权利要求书 1/2 页 2 CN 106566363 A 2 8.根据权利要求5所述的水性涂料， 其特征是， 所述的颜料及填料为铁黑、 碳黑N330。
8、和 硅微粉C499； 所述的功能性防锈颜料为磷酸锌ZP30与有机杂环化合物LD-4的组合， 混合比 例为2-4 1。 9.根据权利要求5所述的水性涂料， 其特征是， 所述的功能性促进剂为含有双氨基、 烷 基官能化的水性低聚硅氧烷HYDROSIL2909。 10.权利要求3-9任一项所述的水性涂料的制备工艺， 其特征是， 包括以下步聚： (1) 把氧化干燥型环氧磷酸酯加入搅拌桶中600-1000r/min低速分散， 然后投入颜料、 填料及功能性防锈颜料， 然后以1500-2000r/min的转速中速搅拌30分钟， 然后转移至砂磨 机中研磨至细度小于20微米， 控制研磨中温度低于45度； (2) 。
9、在搅拌条件下把助剂加入到步骤(1)中， 1500-2000r/min速度分散20-30分钟， 冷 却至室温， 然后过滤。 权利要求书 2/2 页 3 CN 106566363 A 3 一种适用于汽车传动轴用水性防腐涂料的圆盘式静电涂装 工艺 技术领域 0001 本发明涉及一种涂装工艺， 尤其是一种适用于汽车传动轴用水性防腐涂料的圆盘 式静电涂装工艺。 背景技术 0002 继2015年10月1日 挥发性有机物排污收费试点办法 公布以后， 用水代替有机溶 剂已成为涂料行业发展的必然趋势。 水性防腐涂料以水为溶剂， 避免了含有苯类等有机溶 剂所带来的易燃易爆等安全问题以及环保、 健康问题而越来越受到。
10、市场欢迎。 汽车传动轴 为圆管型钢结构件， 壁厚、 导热慢， 工件常采用铁系磷化液处理， 表面呈彩色光滑面， 因此导 致水性涂层其耐腐蚀更差； 工件通常采用圆盘式静电涂装工艺， 一次性膜厚可达50-70微 米， 目前国内汽车传动轴涂装主要以双组份聚氨酯体系及环氧体系涂料为主， 存在严重易 燃易爆危险， VOC排放高， 严重影响喷涂工人的身体健康， 因此， 汽车传动轴涂装急需向环保 化、 低碳化方向发展。 0003 CN 104558436A公开了一种丙烯酸改性环氧磷酸酯树脂及其水分散体的制备方 法， 采用磷酸与环氧反应引入磷酸基团， 通过丙烯酸酯类单体进行改性， 引入亲水性羧基， 其优点在于所。
11、用环氧树脂为固体环氧、 分子量大， 干燥快， 树脂中羟基较多， 需要添加氨基 树脂高温下交联固化； 其缺点在于树脂低温固化过程中无交联结构， 呈线性大分子量树脂， 耐腐蚀差。 0004 CN101851396A公开了一种水性环氧酯树脂组合物及其制备方法以及用其制备的 水性涂料， 通过预制含羧基乙烯基聚合物和脂肪酸与环氧树脂开环反应， 制备乙烯酸改性 环氧酯树脂。 其优点在于实现了环氧树脂低温或室温交联固化； 其缺点在于采用的环氧树 脂为高环氧当量树脂， 干燥慢、 易回粘， 树脂自身润湿性差， 没有与金属基材键合的功能性 基团， 耐腐蚀性一般。 0005 CN 101085898A公开了一种环保。
12、型常温固化水性环氧树脂涂料及其制备方法， 其 涉及的水性涂料为双组份环氧涂料， 采用直接乳化-固化法制备水性环氧涂料， 由此制备的 水性涂料具有优异的性能。 但是双组份涂料施工活化期短， 施工不方便， 易造成浪费， 且随 着时间的增加， 油漆的性能下降较快， 不利于传动轴静电涂装。 由此可见， 目前已公布的水 性涂料技术涂装工艺或水性树脂技术都没有能够满足汽车传动轴低温固化、 流水线生产以 及高耐腐蚀性的单组份水性涂料。 发明内容 0006 本发明的目的之一是提供一种适用于汽车传动轴用水性防腐涂料的圆盘式静电 涂装工艺， 解决铁系磷化处理钢结构件水性单组份涂层耐腐蚀性问题、 低温固化单组份涂 。
13、层下线干燥性、 抗粘性问题以及单组份水性涂料技术如何满足圆盘式静电涂装流挂与流平 的技术问题。 说明书 1/5 页 4 CN 106566363 A 4 0007 本发明第一个目的通过以下技术方案来实现： 一种适用于汽车传动轴用水性防腐 涂料的圆盘式静电涂装工艺： 采用圆盘式静电喷枪往表面经过铁系磷化处理的钢结构件喷 涂水性防腐涂料， 而后干燥， 其中， 所述的水性防腐涂料包括以下重量百分比的组份： 氧化干燥型环氧磷酸酯树脂 5070% 颜料及填料 515% 功能性防锈颜料 515% 功能性促进剂 12% 去离子水 1020%。 0008 本发明的涂装工艺的施工现场环境湿度50-80%， 温度。
14、0-45度； 所述工件为圆管型 钢结构件， 涂装前工件表面温度达到35-45度； 所述的圆盘式静电喷枪的圆盘直径为12厘 米， 喷涂距离为1.4米， 圆盘转速为20000-30000转， 静电高压为50-75千伏， 要求油漆施工粘 度在25时， 涂2#杯为20-30秒， 油漆施工触变值为2.0-2.5之间。 所述的干燥方式是指80度 30分钟实干， 下线后堆叠不回粘。 本发明喷涂为一次性厚涂， 即干膜厚度大于50微米。 0009 本发明的目的之二是提供一种上述涂装工艺用的水性涂料。 具体地， 所述水性涂 料包括以下重量百分比的组份： 氧化干燥型环氧磷酸酯树脂 5070% 颜料及填料 515% 。
15、功能性防锈颜料 515% 功能性促进剂 12% 去离子水 1020%。 0010 本发明所述的氧化干燥型环氧磷酸酯树脂是指具有环氧基团、 磷酸酯基团以及不 饱和共轭双键的丙烯酸磷酸酯改性大分子量环氧酯树脂。 作为本发明的一个实施例， 该氧 化干燥型环氧磷酸酯树脂主要由环氧树脂E03、 脂肪酸和丙烯酸酯类单体在引发剂、 助溶剂 和中和剂存在下制备而成， 其中使用的助溶剂为乙二醇单丁醚， 中和剂为三乙胺， 引发剂为 过氧化氢异丙苯。 其中， 所述环氧树脂是指环氧值为0.025-0.045的E03， 其中环氧树脂占固 体总重量的25-35%； 脂肪酸是指棕榈油酸与亚麻油酸的混合物， 混合比为1 1，。
16、 脂肪酸含量 占固体总重量的1-5%； 丙烯酸酯类单体占固体总重量的50-70%， 其中功能性丙烯酸磷酸酯 单体占10-20%， 树脂的酸值控制在15-20mgKOH/g。 所述固化总重量是指除去水、 助溶剂之后 的固体含量。 0011 本发明所述的氧化干燥型环氧磷酸酯树脂其制备方法包括以下步骤： 把助溶剂和 环氧树脂E03加入反应釜， 升温至溶解， 搅拌， 同时往反应釜中加入脂肪酸， 升温至200-240 进行脂肪酸-环氧开环反应， 至反应物的酸值为4-8 mgKOH/g； 然后把反应釜温度冷却至 150-180， 缓慢滴加丙烯酸酯类单体的混合物和引发剂， 滴加时间控制在2.5-3.5小时，。
17、 保 温2小时； 最后降温至90-100， 加入中和剂中和至PH值为8.0-10.0， 然后将定量的热水在 1500转/分钟的转速下缓慢滴加到反应釜， 乳化分散， 得到含有丙烯酸磷酸酯改性的环氧磷 酸酯树脂水分散体， 树脂的酸值控制在15-20mgKOH/g， 固含为40-45%。 0012 本发明所述的颜料及填料是指铁黑、 碳黑N330和硅微粉C499； 所述的功能性防锈 颜料是指磷酸锌ZP30与有机杂环化合物LD-4的混合物， 混合比例为2-4 1。 0013 本发明所述的功能性促进剂是指含有双氨基、 烷基官能化的水性低聚硅氧烷 说明书 2/5 页 5 CN 106566363 A 5 H。
18、YDROSIL2909， 其为可控的硅氧烷低聚物， 在水中能稳定分散及储存， 结构中含有的双氨基 能在低温下与环氧磷酯树脂进行交流反应， 而结构中另一端的烷基官能团有利于提高助剂 与树脂的相容性， 增加功能性促进剂在油漆中的储存稳定性。 0014 上述防腐涂料的制备工艺， 包括以下步聚： (1) 把氧化干燥型环氧磷酸酯加入搅拌桶中600-1000r/min低速分散， 然后投入颜料、 填料及功能性防锈颜料， 然后以1500-2000r/min的转速中速搅拌30分钟， 然后转移至砂磨 机中研磨至细度小于20微米， 过程中注意控制温度低于45度。 0015 (2) 在搅拌条件下把助剂加入到步骤1中，。
19、 1500-2000r/min速度分散20-30分钟， 冷却至室温， 然后用200目滤网过滤。 0016 本发明与现有技术相比具有如下优点： 水性涂膜低温固化耐腐蚀性差， 犹其在经铁系磷化处理的工件表面， 其耐腐蚀性更差。 同时， 与溶剂型双组份环氧涂料、 聚氨酯涂料相比， 水性单组份涂层其下线干燥性差， 表面 易粘， 影响流水线生产， 选择快干型的丙烯酸体系， 一方面其耐腐蚀性不足， 另一方面， 由于 油漆表干过快而不利于圆盘式静电涂装的表面效果。 而本发明通过氧化干燥型环氧磷酸酯 树脂在大分子量环氧树脂主链上引入磷酸酯基团、 丙烯酸酯结构、 不饱和脂肪酯结构， 解决 大分子量环氧树脂的水性。
20、化问题， 解决水性环氧酯树脂干燥性差及耐腐蚀性问题。 同时， 在 涂料中引入功能性促进剂HYDROSIL2909， 利用助剂中含有的双氨基结构及烷基结构， 增加 水性低聚硅氧烷在水性涂料中的稳定性， 利用双氨基的高反应活性， 有效提升水性树脂的 交联密度及干燥速度， 解决水性单组份涂层在铁系磷化处理表面的耐腐蚀性问题。 具体实施方式 0017 下面列举一部分具体实施例对本发明进行说明， 有必要在此指出的是以下具体实 施例只用于对本发明作进一步说明， 不代表对本发明保护范围的限制。 其他人根据本发明 做出的一些非本质的修改和调整仍属于本发明的保护范围。 0018 实施例15中的氧化干燥型环氧磷酸。
21、酯树脂的制备方法： 把助溶剂乙二醇单丁醚 和环氧树脂E03加入反应釜， 升温至1605溶解， 以600转/分钟的速度低速搅拌， 然后往 反应釜中加入脂肪酸， 该脂肪酸由棕榈油酸与亚麻油酸按质量比1:1的组合， 升温至200- 240进行脂肪酸-环氧开环反应， 至反应物的酸值为4-8 mgKOH/g； 然后把反应釜温度冷却 至150-180， 缓慢滴加丙烯酸酯类单体的混合物和过氧化氢异丙苯引发剂， 滴加时间控制 在2.5-3.5小时， 保温2小时； 最后降温至90-100， 加入中和剂三乙胺中和至PH值为8.0- 10.0， 然后将定量的热水在1500转/分钟的转速下缓慢滴加到反应釜， 乳化分散。
22、， 得到含有 丙烯酸磷酸酯改性的环氧磷酸酯树脂水分散体， 树脂的酸值控制在15-20mgKOH/g， 固含为 40-45%。 说明书 3/5 页 6 CN 106566363 A 6 0019 将上述实施例1-5的水性防腐涂料用去离子水稀释后， 采用圆盘式静电喷枪， 喷涂 于表面经过除油、 除锈及铁系磷化处理的钢型圆管件， 固化条件为80度30分钟。 施工现场环 境湿度50-80%， 温度0-45度。 钢型圆管件涂装前工件表面温度达到35-45度。 圆盘式静电喷 枪的圆盘直径为12厘米， 喷涂距离为1.4米， 圆盘转速为20000-30000转， 静电高压为50-75 千伏， 要求油漆施工粘度在25时， 涂2#杯为20-30秒， 油漆施工触变值为2.0-2.5之间。 所 述的干燥方式是指80度30分钟实干， 下线后堆叠不回粘。 喷涂为一次性厚涂， 即干膜厚度大 于50微米。 0020 完全固化后涂膜性能参见表二： 说明书 4/5 页 7 CN 106566363 A 7 由表二可见， 实施例1-5综合性能好， 能够满足汽车传动轴贺盘式静电涂装的生产需 求。 说明书 5/5 页 8 CN 106566363 A 8 。