本發(fā)明涉及涂漆領(lǐng)域，尤其涉及一種可水分散的、適用于電泳工藝的防涂鴉漆及其使用方法。

背景技術(shù)：

防涂鴉涂層是近年的研究熱點(diǎn)。國際上有麻省理工學(xué)院的Tuteja(Science,2007,318,1618)，哈佛大學(xué)的Aizenberg(NAT COMMUN,2013,4,2167)，德國馬普學(xué)會(huì)高分子研究所的Vollmer(Science,2012,335,67；NAT COMMUN,2013,4,2512)，英國倫敦大學(xué)的Parkin(Science,2015,347,1132)，加拿大女王大學(xué)的劉國軍，澳大利亞迪肯大學(xué)的林童，美國韋伯斯特施樂研究中心的Law，日本國家先進(jìn)工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所的Hozumi，國內(nèi)中科院化學(xué)所的江雷等少數(shù)幾個(gè)小組在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了防涂鴉涂層的合成工作。

防涂鴉涂層可分為表面有微納米結(jié)構(gòu)和無微納米結(jié)構(gòu)兩種涂層。前者對液體可有較高的接觸角，使液體無法潤濕或鋪展，但涂層透明性、附著性、硬度、耐磨性等性能受微納米結(jié)構(gòu)影響，較難提升。后者不具有很高的接觸角，但漆膜的綜合性能優(yōu)于前者。

本發(fā)明采用工業(yè)化原料，對防涂鴉涂層體系進(jìn)行了深入的設(shè)計(jì)、改造和完善，成功制備出可水分散的具有防涂鴉功能的聚合物涂層材料，并可適用于傳統(tǒng)的電泳工藝。本發(fā)明的防涂鴉電泳漆分散體系環(huán)保安全，原料來源廣泛，制備方法簡單易行，制備的涂層具有理想的防涂鴉性能并具有很好的透明性、附著性、耐磨性；涂層對金屬基底可起到很好的隔離和保護(hù)作用，有效的防止基底被氧化或腐蝕；此外，涂層的風(fēng)格可通過體系組成調(diào)控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供防涂鴉性能佳、附著性、耐磨性、透明性優(yōu)良， 對金屬基底可起到很好隔離和保護(hù)作用的電泳漆，技術(shù)如下：

一種防涂鴉電泳漆，包括如下組分：

其余成分為水。

其余成分為水。

其余成分為水。

進(jìn)一步地，所述髙羥值水溶性氟硅陽離子樹脂是由乙烯基單體通過溶液自由基聚合或乳液聚合而成的聚合物，所述乙烯基單體包括低表面能單體A和共聚單體B。

進(jìn)一步地，所述低表面能單體A包括乙烯基含氟單體和乙烯基含硅單體；

所述乙烯基含氟單體包括全氟丁基乙基丙烯酸酯、全氟己基乙基丙烯酸酯、全氟辛基乙基丙烯酸酯、全氟癸基乙基丙烯酸酯、甲基全氟丁基乙基丙烯酸酯、甲基全氟己基乙基丙烯酸酯、甲基全氟辛基乙基丙烯酸酯、甲基全 氟癸基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯中的一種或多種；

所述乙烯基含硅單體包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三異丙氧基硅烷中的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述共聚單體B包括丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸異冰片酯、苯乙烯中的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述封閉固化劑由反應(yīng)成分E和異氰酸酯類化合物反應(yīng)而得，使用電泳漆時(shí)，達(dá)到解封溫度后，封閉固化劑會(huì)解封，釋放-NCO基團(tuán)，

所述反應(yīng)成分E包括2,6-二甲苯酚、三氟乙醇、三氯乙醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚、丙二酸酯、乙酰乙酸乙酯、環(huán)己酮、甲基異丁基酮、甲乙酮肟、四甲基環(huán)丁二酮、二甲基吡唑、2-乙基-4-甲基咪唑、N-甲基乙酰胺、乙酰苯胺、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸氫鈉、二丁基胺、二異丙基胺、哌啶；

異氰酸酯類化合物包括甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、萘二異氰酸酯(NDI)、對苯二異氰酸酯(PPDI)、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯(TODI)、多亞甲基多苯基異氰酸酯(PAPI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、三甲基六亞甲基二異氰酸酯(m-TMXDI)、異氟爾酮二異氰酸酯(IPDI)、1,4-環(huán)己烷二異氰酸酯(CHDI)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、甲基環(huán)己基異氰酸酯(HTDI)、環(huán)己烷二亞甲基二異氰酸酯(HXDI)、降冰片烷二亞甲基異氰酸酯(NB-DI)、HDI三聚體、甲乙酮肟中的一種或者多種。

進(jìn)一步地，所述成膜助劑為對羥基和異氰酸根反應(yīng)起催化作用的化合物，包括二丁基錫二月桂酸酯、三亞乙基二胺、雙(二甲氨基乙基)醚中的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述助溶劑為提升電泳溶液穩(wěn)定性及上述各類化合物相溶性的溶劑，包括甲乙酮、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲基甲酰胺、 四氫呋喃、二氧六環(huán)、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚、乙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、異丙醇、丙二醇和鹵代烴中的一種或多種。

一種防涂鴉電泳漆的使用方法，包括以下步驟：

(1)按照成分比例配制電泳漆；

(2)設(shè)置電壓10～50V，電泳時(shí)間10～1000S；

(3)導(dǎo)電基底置于電泳漆中，開始電泳；

(4)電泳結(jié)束后用清水沖洗去掉多余的電泳漆；

(5)采對涂層進(jìn)行溫度130℃～170℃，時(shí)長為1min～2h的烘干，從而交聯(lián)成膜。

本發(fā)明的有益效果有：

1、水分散體系環(huán)保安全，原料來源廣泛，制備方法簡單易行；

2、體系中離子性基團(tuán)可為體系提供水溶性，使體系適用于電泳沉積工藝；

3、含氟含硅單體可有效的降低涂層的表面能，使涂層具有理想的防涂鴉性能；

4、封閉固化劑的使用有效的避免了烘干前的交聯(lián)副反應(yīng)，成膜過程中的交聯(lián)反應(yīng)可有效提高涂層的疏水疏油性以及涂層的附著性和耐磨性，能對金屬基底起到優(yōu)良的隔離和保護(hù)作用，有效防止基底被氧化或腐蝕；

5、涂層風(fēng)格通過改變顏料，從而改變體系組成以實(shí)行調(diào)控。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中：

圖1是在鋁板上涂鴉的實(shí)驗(yàn)圖片；

圖2是把鋁板上涂鴉擦除后的實(shí)驗(yàn)圖片；

圖3是在鐵片上涂鴉的實(shí)驗(yàn)圖片；

圖4是把鐵片上涂鴉擦除后的實(shí)驗(yàn)圖片；

圖5是測試磨損涂層表面的鐵片防涂鴉性能和耐磨性實(shí)驗(yàn)圖片；

圖6是沖擊實(shí)驗(yàn)對金屬片涂層附著性、防涂鴉性能實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)效果圖片；

圖7是對金屬片涂層附著力測試實(shí)驗(yàn)效果圖片；

圖8是對覆蓋有涂層的金屬基底防腐蝕性能測試實(shí)驗(yàn)效果圖片；

圖9是對覆蓋有涂層的美元硬幣抗氧化性能測試實(shí)驗(yàn)效果圖片。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，在此以本發(fā)明的示意性實(shí)施例及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。

按下表1的比例配制防涂鴉電泳漆，表中各實(shí)施例剩余比例的成分為水；

表1：

分別采用上述各實(shí)施例配制的電泳漆，設(shè)置電泳參數(shù)電壓50V，電泳時(shí)間200s，電泳后移出涂覆的導(dǎo)電基底，用清水沖洗去多余電泳漆，對涂層進(jìn)行溫度140℃，時(shí)長為1h的烘干，使其交聯(lián)成膜。

上述各實(shí)施例的電泳漆在金屬基底上諸如漆膜外觀、粘度、細(xì)度、表干及實(shí)干的時(shí)間、鉛筆硬度等漆膜常規(guī)檢測項(xiàng)目的檢測結(jié)果均能達(dá)到技術(shù)指標(biāo)，在此不贅述。以下是針對各實(shí)施例涂層在金屬底材上的特性進(jìn)行檢測的項(xiàng)目：

測試一：涂層防涂鴉性能

在各實(shí)施例的涂層上用油性記號(hào)筆書寫，筆跡均能夠用普通紙巾完全搽除，

如圖1所示，鋁板左邊覆蓋無色涂層，右邊無覆蓋涂層，使用油性筆在鋁板上書寫，用普通紙巾擦拭后，結(jié)果如圖2所示，涂層上的筆跡能完全擦除；

如圖3所示，左邊鐵片上半部分無覆蓋涂層，下半部分覆蓋無色涂層；右邊鐵片上半部分無覆蓋涂層，下半部分覆蓋玫瑰紅涂層，兩張鐵片均用油性筆書寫，用普通紙巾擦拭后，結(jié)果如圖4所示，左邊鐵片和右邊鐵片所示，涂層上的筆跡能完全擦除；

此外，涂層表面磨損后，涂層內(nèi)部依然具有理想的防涂鴉性能，如圖5所示，涂層磨損后仍具有理想的防涂鴉性能；

測試二：涂層耐沖擊性

采用QCJ-50漆膜沖擊器，設(shè)置1kg的沖擊錘上升至50cm，使其自由落體落下，對各實(shí)施例的涂層的耐沖擊性能進(jìn)行測試，結(jié)果顯示各實(shí)施例涂層均無不正?，F(xiàn)象，漆膜具有理想的耐沖擊性；如圖6所示，左圖和中間圖中金屬片下半部分覆蓋有涂層，圖片顯示沖擊實(shí)驗(yàn)對涂層附著性并無不良影響； 右圖顯示沖擊實(shí)驗(yàn)對防涂鴉性能無不良影響；

測試三：涂層附著性

采用ASTM D3359標(biāo)準(zhǔn)對各實(shí)施例涂層進(jìn)行附著力測試，結(jié)果顯示漆膜具有理想的附著性；如圖7所示，ASTM D3359附著性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，漆膜無掉落現(xiàn)象；

測試四：耐磨性

在400目的砂紙上，負(fù)重100g的各實(shí)施例的涂層磨10cm進(jìn)行計(jì)算為500回合摩擦實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示漆膜均具有理想的耐磨性；如圖5所示，雖然涂層表面已被磨去，涂層的內(nèi)部仍然具有理想的防涂鴉性能；

測試五：抗腐蝕性

涂層對金屬基底抗腐蝕性的測試中，將一半裸露、一半覆蓋有涂層的金屬基底放入10wt％的NaCl溶液中，觀察12h-120h后覆蓋各實(shí)施例涂層金屬基底的腐蝕情況。

如圖8所示，金屬左邊為無覆蓋涂層，右端覆蓋有涂層，在溶液中沉浸12h后，無涂層的一端明顯有銹蝕現(xiàn)象，覆蓋涂層的一端無異常；

沉浸120h后，無涂層的一端布滿銹蝕，覆蓋有涂層的一端無異常；

結(jié)果顯示漆膜對金屬基底具有理想的防腐蝕的保護(hù)作用；

測試六：耐高溫氧化性

如圖9所示，左圖為常溫下無覆蓋涂層的美元硬幣；

如中間圖所示，上半部分無覆蓋涂層，下半部分覆蓋有涂層的美元硬幣，經(jīng)160℃高溫烘烤1h后，與左圖相比，未涂層處(上部)顏色明顯加深，說明已發(fā)生氧化反應(yīng)；涂層部分(下部)無明顯顏色變化，說明涂層對金屬具有良好的耐高溫氧化作用；

如右圖所示，將烘烤過的上半部分無覆蓋涂層，下半部分覆蓋有涂層的硬幣置于10wt％的NaCl溶液中12h，未涂層部分附有明顯的銹斑，而涂層部分完好如初，說明涂層具有良好的耐鹽水腐蝕作用，可防止金屬受到化學(xué)品或高溫的腐蝕，起到理想的保護(hù)作用。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍。